等离子体处理装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种等离子体处理装置，包括多个电感耦合型天线(41)，多个电感耦合型天线(41)具有：至少一个基准天线(41a)，与基材(9)的主面(S)的中央部相向地配置；以及多个辅助天线(41b)，与基材(9)的主面(S)的端部相向地配置。高频电力供给部能够对至少一个基准天线(41a)与多个辅助天线(41b)供给不同的高频电力。因此，可在基材(9)的主面(S)的中央部与端部以更为均匀的等离子体密度分布生成等离子体。
【专利说明】
等离子体处理装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种对基材进行等离子体(plasma)处理的等离子体处理装置。
【背景技术】
[0002]专利文献I中揭示有一种对基板的主面进行薄膜形成等表面处理的电感耦合方式的装置。该装置是在平面形状为矩形的真空容器的4边的各边上设置多根天线(antenna)，对设置于4边的多根天线并联地供给高频电力。由此，该装置产生等离子体而对大面积的基板进行处理。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本专利第3751909号公报
【发明内容】
[0006][发明所要解决的问题]
[0007]例如，为了通过等离子体化学气相沉积(Chemical Vapor Deposit1n, CVD)来形成均匀膜厚的薄膜、或者通过等离子体蚀刻(etching)等来进行均匀的等离子体处理，要求使对象物的主面附近的等离子体离子(1n)密度分布变得均匀。
[0008]但是，在等离子体处理中，腔室(chamber)内的反应工艺(process)成为受到腔室内的压力、工艺气体(process gas)的流量、成分、各天线间的距离、各天线与腔室内的壁面的距离等影响的复杂工艺。因此，在专利文献I的等离子体处理装置中，有难以在对象物的主面附近使等离子体离子密度分布均匀化的问题。
[0009]本发明是为了解决此种问题而完成，其目的在于提供一种能够提高等离子体离子密度分布的均匀性的技术。
[0010][解决问题的技术手段]
[0011]为了解决所述问题，本发明的第I形态的等离子体处理装置的特征在于包括:真空腔室，在内部形成处理空间；保持部，在所述处理空间内保持成为处理对象的基材；多个电感耦合型天线，在所述处理空间内，与由所述保持部所保持的所述基材的主面相向地配置；高频电力供给部，对所述多个电感耦合型天线分别供给高频电力；以及气体供给部，对所述处理空间供给气体，所述多个电感耦合型天线具有:至少一个基准天线，与所述主面的中央部相向地配置；以及多个辅助天线，与所述主面的端部相向地配置，所述高频电力供给部能够对所述至少一个基准天线与所述多个辅助天线供给不同的高频电力。
[0012]本发明的第2形态的等离子体处理装置是根据本发明的第I形态的等离子体处理装置，其特征在于，所述中央部位于所述主面上的二维的中央，所述端部位于所述中央部的周围。
[0013]本发明的第3形态的等离子体处理装置是根据本发明的第I形态的等离子体处理装置，其特征在于，所述中央部位于所述主面上的一维的中央，所述端部位于所述中央部的两侧。
[0014]本发明的第4形态的等离子体处理装置是根据本发明的第I形态至第3形态中任一形态的等离子体处理装置，其特征在于，所述高频电力供给部能够对所述多个辅助天线分别供给各不相同的高频电力。
[0015]本发明的第5形态的等离子体处理装置是根据本发明的第I形态至第4形态中任一形态的等离子体处理装置，其特征在于，所述主面在观察所述主面的俯视时，为在几何学上对称的形状，所述多个辅助天线是与所述基材的几何学上的对称性对应地对称配置。
[0016]本发明的第6形态的等离子体处理装置是根据本发明的第5形态的等离子体处理装置，其特征在于，所述基材为矩形，所述至少一个基准天线为I个基准天线，所述多个辅助天线为4个辅助天线，所述I个基准天线是与所述基材的所述主面的中心位置相向地配置，所述4个辅助天线各自与所述基材的所述主面的四角分别相向地配置。
[0017]本发明的第7形态的等离子体处理装置是根据本发明的第I形态至第6形态中任一形态的等离子体处理装置，其特征在于，规定在观察所述主面的俯视时彼此正交的第I方向与第2方向，所述多个电感耦合型天线所生成的多个电感耦合等离子体分别在所述俯视时指向所述第I方向，所述多个电感耦合型天线在所述第I方向上的配置间隔大于所述多个电感耦合型天线在所述第2方向上的配置间隔。
[0018]本发明的第8形态的等离子体处理装置是根据本发明的第7形态的等离子体处理装置，其特征在于，所述多个电感耦合等离子体分别以在所述俯视时将所述第I方向作为长轴方向并将所述第2方向作为短轴方向的椭圆形状的等离子体等密度线来表现。
[0019]本发明的第9形态的等离子体处理装置是根据本发明的第I形态至第8形态中任一形态的等离子体处理装置，其特征在于，所述多个电感耦合型天线中彼此邻接的各2个天线的间隔设为所述各2个天线各别地生成等离子体时的、邻接方向上的等离子体密度分布各自的半峰半宽的和以上。
[0020]本发明的第10形态的等离子体处理装置是根据本发明的第9形态的等离子体处理装置，其特征在于，所述各2个天线的间隔相距300mm以上。
[0021]本发明的第11形态的等离子体处理装置是根据本发明的第I形态至第10形态中任一形态的等离子体处理装置，其特征在于，所述气体供给部供给用于在所述基材的所述主面形成膜的气体。
[0022]本发明的第12形态的等离子体处理装置是根据本发明的第I形态至第10形态中任一形态的等离子体处理装置，其特征在于，所述气体供给部供给用于对所述基材的所述主面进行蚀刻的气体。
[0023](发明的效果)
[0024]本发明的第I形态至第12形态中，多个电感耦合型天线具有与基材的主面的中央部相向地配置的至少一个基准天线、及与基材的主面的端部相向地配置的多个辅助天线，高频电力供给部能够对至少一个基准天线与多个辅助天线供给不同的高频电力。因此，可在基材的主面的中央部与端部以更为均匀的等离子体密度分布生成等离子体。
[0025]本发明的第4形态中，高频电力供给部能够对多个辅助天线分别供给各不相同的高频电力。因此，可在基材的主面附近以更为均匀的等离子体密度分布生成等离子体。
[0026]本发明的第5形态中，基材的主面在观察该主面的俯视时为在几何学上对称的形状，多个辅助天线是与基材的几何学上的对称性对应地对称配置。如此，通过与处理对象物(基材)的形状对应地配置处理主体(天线)，从而可在基材的主面附近以更为均匀的等离子体密度分布生成等离子体。
[0027]本发明的第7形态中，规定在观察基材主面的俯视时彼此正交的第I方向与第2方向，多个电感耦合型天线所生成的多个电感耦合等离子体分别在该俯视时指向第I方向，且多个电感耦合型天线在第I方向上的配置间隔大于在第2方向上的配置间隔。S卩，在所生成的电感耦合等离子体的指向性大的第I方向上，各天线稀疏地配置，在所生成的电感耦合等离子体的指向性小的第2方向上，各天线密集地配置。如此，通过根据各电感耦合型天线的电气特性来决定各电感耦合型天线的配置密度，从而可在基材的主面附近以更为均匀的等离子体密度分布生成等离子体。
[0028]本发明的第9形态中，多个电感耦合型天线中彼此邻接的各2个天线的间隔设为各2个天线各别地生成等离子体时的、邻接方向上的等离子体密度分布各自的半峰半宽的和以上。如此，通过将邻接的各2个天线的间隔设为特定距离以上，各2个天线间的彼此作用降低，从而可在基材的主面附近以更为均匀的等离子体密度分布生成等离子体。
【附图说明】
[0029]图1是示意性地表示等离子体处理装置的概略结构的XZ侧面图。
[0030]图2是示意性地表示5个电感耦合型天线与基材的位置关系的俯视图。
[0031]图3是以等值线形式来表示由I个电感耦合型天线产生的等离子体离子密度分布的俯视图。
[0032]图4是以曲线形式来表示具有以360mm的间隔配置的2根电感耦合型天线的等离子体处理装置中的等离子体离子密度分布的测定例的图。
[0033]图5是以曲线形式来表示具有以180mm的间隔配置的2根电感耦合型天线的等离子体处理装置中的等离子体离子密度分布的测定例的图。
[0034]图6是表示仅使I个基准天线点灯时的基材主面上的蚀刻速度的图。
[0035]图7是表示使I个基准天线及4个辅助天线点灯时的基材主面上的蚀刻速度的图。
[0036]图8是示意性地表示6个电感耦合型天线与基材的位置关系的俯视图。
[0037]图9是表示仅使2个基准天线点灯时的基材主面上的蚀刻速度的图。
[0038]图10是表示使2个基准天线及4个辅助天线点灯时的基材主面上的蚀刻速度的图。
[0039]附图标记:
[0040]1:处理腔室
[0041]2:保持部
[0042]4:等离子体产生部
[0043]6:气体供给部
[0044]7:排气部
[0045]8:控制部
[0046]9:基材
[0047]11:顶板
[0048]41:电感耦合型天线
[0049]41a:基准天线
[0050]41b:辅助天线
[0051]61:供给源
[0052]62:配管
[0053]63:阀
[0054]71:真空栗
[0055]72:排气配管
[0056]73:排气阀
[0057]100、100A:等离子体处理装置
[0058]4:30:匹配箱
[0059]440:高频电源
[0060]Dx、Dy:配置间隔
[0061]S:主面
[0062]V:处理空间
【具体实施方式】
[0063]以下，基于附图来说明本发明的实施方式。在附图中，对于具有同样的结构及功能的部分标注相同的符号，并在下述说明中省略重复说明。而且，各附图是示意性地表示者。另外，在一部分附图中，为了明确方向关系，适当标注有以Z轴为铅垂方向的轴且以XY平面为水平面的XYZ正交坐标轴。
[0064]〈I第I实施方式>
[0065]〈1.1等离子体处理装置100的整体结构>
[0066]图1是示意性地表示第I实施方式的等离子体处理装置100的概略结构的XZ侧面图。图2是示意性地表示5个电感耦合型天线41与基材9的位置关系的俯视图。
[0067]等离子体处理装置100是对作为处理对象物的基材的主面S进行蚀刻的装置。等离子体处理装置100具备:处理腔室1，在内部形成处理空间V ;保持部2，在处理空间V内保持基材9 ;等离子体产生部4，使处理空间V内产生等离子体；气体供给部6，对处理空间V供给气体；以及排气部7，从处理空间V内排出气体。而且，等离子体处理装置100具备对所述的各构成要素进行控制的控制部8。
[0068]处理腔室I是在内部具有处理空间V的中空构件。此处，所谓处理空间V，是指通过多个电感耦合型天线41来执行等离子体处理(本实施方式中为蚀刻处理)的空间。
[0069]在处理腔室I的顶板11上，设置有用于使多个电感耦合型天线41沿着铅垂方向贯穿的多个贯穿孔。各电感耦合型天线41是在侧视时为大致U字形状的天线，且以其圆弧状部分突出至处理空间V侧的方式而设置于顶板11。电感耦合型天线41中的沿铅垂方向延伸的2个部位穿过2个贯穿孔，该电感耦合型天线41被固定于顶板11。本实施方式中，5个电感耦合型天线41通过10个贯穿孔而被固定于顶板11。各贯穿孔由各电感耦合型天线41封闭，从而处理腔室I内的密闭性得以确保。
[0070]保持部2将基材9以其主面S朝向上方的方式而以水平姿势予以保持。由此，由保持部2所保持的基材9的主面S是与5个电感耦合型天线41相向地配置。在保持部2的下方，也可设置有用于对基材9进行加热或冷却的调温机构(未图示)。
[0071]等离子体产生部4在处理空间V内激发蚀刻气体而产生等离子体。等离子体产生部4具备电感耦合型的高频天线即5个电感耦合型天线41。各电感耦合型天线41是以石英等介电质覆盖将金属制的管(pipe)状导体弯曲成U字形状的部件而成。电感耦合型天线41也被称作低电感天线(Low Inductance Antenna，LIA)。
[0072]如图2所示，5个电感耦合型天线41沿着水平面而配置成锯齿状。5个电感耦合型天线41具有与基材9的主面S的中央部相向地配置的I个电感耦合型天线(以下也称作“基准天线41a”)、及与基材9的主面S的端部相向地配置的4个电感耦合型天线(以下也称作“辅助天线41b”)。其中，主面S的中央部是指位于主面S中的二维的中央的部分，主面S的端部是指位于中央部周围的部分。另外，图1中，以图的剖面部分来描绘I个基准天线41a，并在图的里侧(+Y侧)描绘有2个辅助天线41b。
[0073]基材9在俯视时为矩形。并且，I个基准天线41a是与主面S的中心位置相向地配置，4个辅助天线41b各自与主面S的四角分别相向地配置。各辅助天线41b的配置形态包括:各辅助天线41b与基材9的端部的内侧附近相向的形态、及各辅助天线41b与基材9的端部的外侧附近相向的形态这两种。本实施方式中，如图2所示般采用了后者的配置形态。而且，各电感耦合型天线41是以其两端沿X方向排列的方式而配置。
[0074]各电感親合型天线41的一端经由各匹配箱(matching box)430而连接于各高频电源440。而且，各电感耦合型天线41的另一端接地。各高频电源440施加交流电压，当高频电流流经各电感耦合型天线41时，通过各电感耦合型天线41周围的电场来对电子进行加速，从而产生等离子体(电感親合等离子体(Inductively Coupled Plasma，ICP))。5个匹配箱430及5个高频电源440作为能够对5个电感耦合型天线41分别供给各不相同的高频电力的高频电力供给部而发挥功能。由于采用了此种结构，因此可在控制部8的控制下由各电感耦合型天线41分别生成等离子体，从而可更高精度地调整处理空间V内的等离子体离子密度分布。
[0075]图3是以等值线形式来表示由I个电感耦合型天线41产生的等离子体离子密度分布的俯视图。图3是以设为剖面的俯视来描绘I个电感耦合型天线41中沿铅垂方向延伸的2个部位。图3中的浓淡表示等离子体离子密度的高低，描绘得较浓的部分的等离子体离子密度高于描绘得较淡的部分。
[0076]如图3所示，由各电感耦合型天线41所生成的各电感耦合等离子体是以在XY俯视时以Y方向(第I方向)为长轴方向且以X方向(第2方向)为短轴方向的椭圆形状的等离子体等密度线来表现。即，沿着Y方向远离椭圆中心者较沿着X方向远离椭圆中心者等离子体离子密度的衰减更为平缓。而且，如图2所示，各电感耦合型天线41在Y方向上的配置间隔Dy大于各电感耦合型天线41在X方向上的配置间隔Dx。如此，在各个电感耦合型天线41中，对于等离子体密度容易下降的X方向，更为密集地配置有各电感耦合型天线41，因此可更为均匀地调整处理空间V内的等离子体离子密度。
[0077]气体供给部6具备蚀刻气体的供给源61、将蚀刻气体供给至处理空间V内的多个喷嘴(nozzle)(未图示)、连接供给源61与多个喷嘴的配管62、以及设置在配管62的路径中途的阀(valve)63。多个喷嘴(本实施方式中为5个喷嘴)是与多个电感親合型天线41各自对应地分别设置。
[0078]例如，作为蚀刻气体的氩气(argon gas)等从各喷嘴被供给至处理空间V内。而且，也可将多种气体从各喷嘴供给至处理空间V内。阀63优选能够自动调整流经配管62的气体的流量的阀，例如优选包含质量流量控制器(mass flow controller)等而构成。
[0079]排气部7为高真空排气系统，具备真空栗(pump) 71、排气配管72及排气阀73。排气配管72的一端连接于真空栗71，另一端连通连接至处理空间V。而且，排气阀73被设置在排气配管72的路径中途。排气阀73例如包含自动压力控制器(Auto PressureController，APC)等而构成，是能够自动调整流经排气配管72的气体的流量的阀。该结构中，当在真空栗71工作的状态下开放排气阀73时，处理空间V内的气体将被排出。
[0080]控制部8是与等离子体处理装置100所具备的各构成要素电连接(图1中简略地图示)，以控制所述各构成要素。控制部8例如包含一般的计算机(computer)，该计算机是由进行各种运算处理的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、存储程序(program)等的只读存储器(Read-Only Memory, ROM)、成为运算处理的作业区域的随机存取存储器(Random-Access Memory, RAM)、存储程序及各种数据文件(data file)等的硬盘(harddisk)、具有经由局域网(Local Area Network, LAN)等的数据通信功能的数据通信部等通过总线线路(bus line)等来彼此连接而成。而且，控制部8是与进行各种显示的显示器(display)、包含键盘(keyboard)及鼠标(mouse)等的输入部等相连接。在等离子体处理装置100中，在控制部8的控制下，对基材9执行规定的处理。
[0081]〈1.2天线间隔与等离子体离子密度的关系>
[0082]图4是以曲线形式来表示具有以360mm的间隔配置的2根电感耦合型天线41的等离子体处理装置中的等离子体离子密度分布的测定例的图。图5是以曲线形式来表示具有以180mm的间隔配置的2根电感耦合型天线41的等离子体处理装置中的等离子体离子密度分布的测定例的图。图4及图5中，在与连接黑色圆圈符号的两点链线的顶点对应的位置配置其中一个电感耦合型天线41，在与连接白色圆圈符号的虚线的顶点对应的位置配置另一个电感耦合型天线41。而且，图中所示的离子饱和电流值是能够评价等离子体离子密度的指标值。
[0083]在图4及图5中，黑色圆圈符号是对其中一个电感耦合型天线41点灯时的离子饱和电流值(实测值I)进行绘制(Plot)者。白色圆圈符号是对另一个电感耦合型天线41点灯时的离子饱和电流值(实测值2)进行绘制者。黑色菱形符号是对两个电感耦合型天线41点灯时的离子饱和电流值(实测值3)进行绘制者。白色菱形符号是对以实测值I与实测值2的和获得的预测值进行绘制者。其中，“电感耦合型天线41点灯”是指对电感耦合型天线41供给高频电力而电感耦合型天线41生成等离子体。
[0084]当2个电感耦合型天线41的配置间隔为360mm时，实测值3与预测值大致一致(图4)。另一方面，当2个电感耦合型天线41的配置间隔为180mm时，实测值3大幅超过预测值(图5)。像这样实测值3超过预测值的现象可认为是因在天线间隔短的情况下两天线彼此发生作用而产生。
[0085]因此，只要使邻接的2个天线间隔相距特定距离以上，便可抑制所述现象的产生，从而能够基于以实测值I与实测值2之和获得的预测值来预测实测值3。由此，能够基于各个天线点灯时的等离子体离子密度来预测多个天线点灯时的等离子体离子密度，从而可更高精度地调整处理空间V内的等离子体离子密度分布。作为该特定距离，例如可采用2个天线分别各别地生成等离子体时的、邻接方向上的等离子体密度分布各自的半峰半宽的和。而且，若邻接的2个天线间隔相距300mm以上来作为特定距离，则更为理想。
[0086]〈1.3等离子体离子密度分布的调整>
[0087]图6是表示仅使I个基准天线41a点灯时的主面S上的蚀刻速度的图。图6中描绘得较淡的区域是蚀刻速度为40 μπι/h?50 μπι/h的区域，描绘得较浓的区域是蚀刻速度为30 μ m/h?40 μ m/h的区域。图7是表示使I个基准天线41a及4个辅助天线41b点灯时的主面S上的蚀刻速度的图。图7中描绘得较淡的区域是蚀刻速度为126 μπι/h?129 μπι/h的区域，描绘得较浓的区域是蚀刻速度为129 μπι/h?130 μπι/h的区域。另外，图6及图7中，描绘了基材9的主面S为140mm见方的情况。
[0088]如图6所示，当仅使I个基准天线41a点灯时，在主面S中与该基准天线41a相向的位置(即，主面S的中心位置)，蚀刻速度达到最大值(47.93 μ m/h)，且随着朝向主面S的周围而蚀刻速度下降。此时，蚀刻速度的最大值(47.93 μπι/h)与最小值(36.13 μπι/h)的差为11.80 μ m/h ο另一方面，如图7所示，当使I个基准天线41a及4个辅助天线41b点灯时，在主面S的面内，蚀刻速度被调整为大致均匀。此时，蚀刻速度的最大值(129.26 μ m/h)与最小值(127.14 μ m/h)的差为 2.12 μπι/h。
[0089]如此，在具备I个基准天线41a与4个辅助天线41b的本实施方式的形态中，与仅具有I个基准天线41a的其他形态相比，能够在作为处理对象的基材9的主面S上以更为均匀的速度来进行蚀刻处理。
[0090]在本实施方式的形态中，能够以均匀的速度来进行蚀刻处理的理由如下。已知等离子体离子密度及蚀刻速度存在正的相关。因此，为了以更为均匀的速度来进行蚀刻，只要在处理空间V内以更为均匀的等离子体离子分布来生成等离子体即可。本实施方式中，I个基准天线41a与主面S的中央部相向地配置，4个辅助天线41b与主面S的端部相向地配置。更具体而言，I个基准天线41a与主面S的中心位置相向地配置，4个辅助天线41b各自与主面S的四角分别相向地配置。而且，对各电感耦合型天线41各别地供给所需的高频电力。由此，可在主面S上的中央部与端部以更为均匀的等离子体密度分布来生成等离子体。而且，本实施方式中，在各个电感耦合型天线41中，对于等离子体密度容易下降的X方向，更为密集地配置有各电感耦合型天线41。由此，可在主面S上以更为均匀的等离子体密度分布生成等离子体。
[0091]在对基材9进行等离子体处理之前，先通过反复试验来获取应对各电感耦合型天线41供给的高频电力的各值(用于获得所需的等离子体密度分布的高频电力的各值)，并将所述各值存储至控制部8中。随后，在等离子体处理时，以所述各值来使各电感耦合型天线41点灯，以执行所需的蚀刻处理。作为又一例，也可在等离子体处理过程中实时(realtime)确定应对各电感耦合型天线41供给的高频电力的各值。此时，在处理空间V内设置有多个传感器(例如检测离子饱和电流值的探针(probe))，并基于来自该多个传感器的检测结果来实时地确定所述各值。
[0092]〈1.4等离子体处理装置的动作>
[0093]继而，对在等离子体处理装置100中执行的处理的整体流程进行说明。以下说明的处理是在控制部8的控制下执行。
[0094]首先，通过未图示的搬送机器人(robot)，将基材9保持于保持部2。而且，排气部7排出处理腔室I内的气体，以使处理腔室I成为真空状态。当处理腔室I的内部成为真空状态时，气体供给部6开始对处理空间V供给蚀刻气体。
[0095]而且，在开始供给这些气体的同时，从高频电源440对各电感耦合型天线41供给高频电力。由此，通过电感親合型天线41周围的高频感应磁场来对电子进行加速，从而产生电感耦合等离子体。其结果，蚀刻气体进行等离子体化而作用于对象物，从而在处理空间V内对基材9上的主面S进行蚀刻处理。此时，根据所述原理，将在主面S上均匀地进行蚀刻处理。
[0096]随后，通过搬送机器人，将已完成蚀刻处理的基材9从保持部2搬出至等离子体处理装置100的外部。
[0097]〈2第2实施方式>
[0098]图8是示意性地表示在第2实施方式的等离子体处理装置100A中，6个电感耦合型天线41与基材9的位置关系的俯视图。图9是表示仅使2个基准天线41a点灯时的主面S上的蚀刻速度的图。图10是表示使2个基准天线41a及4个辅助天线41b点灯时的主面S上的蚀刻速度的图。在图9及图10中，描绘得较淡的区域是蚀刻速度为10 μπι/h?15 μ m/h的区域，描绘得较浓的区域是蚀刻速度为5 μ m/h?10 μ m/h的区域。另外，图9及图10中，描绘了长边为500mm且短边为400mm的矩形形状的主面S中的实施了蚀刻处理的中心侧区域(长边为450mm且短边为350mm的矩形形状的区域)。
[0099]以下，参照图8?图10来说明第2实施方式的等离子体处理装置100A，对于与所述实施方式相同的要素标注相同的符号，并省略重复说明。
[0100]第2实施方式的等离子体处理装置100A中，关于电感耦合型天线41的个数及配置，与所述第I实施方式的等离子体处理装置100不同。因此，以下，主要关于第2实施方式中的电感耦合型天线41的个数及配置来进行说明。
[0101]等离子体处理装置100A具有与基材9的主面S的中央部相向地配置的2个基准天线41a、及与基材9的主面S的端部相向地配置的4个辅助天线41b。其中，主面S的中央部是指位于主面S中的一维的中央(Y方向上的中央)的部分，主面S的端部是指位于中央部两侧(土Y侧)的部分。
[0102]如第2实施方式般，各基准天线41a及各辅助天线41b呈一维排列的形态特别适合于对沿着该排列方向(Y方向)具有长主面S的基材9进行等离子体处理的情况。另一方面，如第I实施方式般，基准天线41a及各辅助天线41b呈二维排列的形态特别适合于对具有中心对称或接近中心对称的主面S的基材9进行等离子体处理的情况。
[0103]基材9在俯视时为矩形。并且，4个辅助天线41b各自与主面S的四角分别(更具体而言，与四角的内侧附近分别)相向地配置。2个基准天线41a分别配置于4个辅助天线41b的Y方向中间位置。而且，各电感耦合型天线41是以其两端沿X方向排列的方式而配置。由于采用了此种配置，因此通过使各电感耦合型天线41点灯，可在主面S上的中央部与端部以更为均匀的等离子体密度分布生成等离子体。
[0104]各电感耦合型天线41的一端经由各匹配箱430而连接于各高频电源440。而且，各电感親合型天线41的另一端接地。各高频电源440施加交流电压，当高频电流流经各电感耦合型天线41时，通过各电感耦合型天线41周围的电场来对电子进行加速，从而产生等离子体(电感親合等离子体(Inductively Coupled Plasma:ICP))。由于采用了此种结构，因此可在控制部8的控制下由各电感耦合型天线41分别生成等离子体，从而可更高精度地调整处理空间V内的等离子体离子密度分布。
[0105]如图9所示，当仅使2个基准天线41a点灯时，在主面S中Y方向中央侧的位置，蚀刻速度达到最大值(14.Ιμπι/h)，且随着朝向主面S的Y方向两端侧而蚀刻速度下降。此时，蚀刻速度的最大值(14.1 μ m/h)与最小值(7.6 μ m/h)的差为6.5 μπι/h。另一方面，如图10所示，当使2个基准天线41a及4个辅助天线41b点灯时，在主面S的面内，蚀刻速度被调整为大致均勾。此时，蚀刻速度的最大值(14.0 μπι/h)与最小值(11.8 μπι/h)的差为
2.2 μ m/h。
[0106]如此，具备2个基准天线41a与4个辅助天线41b的本实施方式的形态中，与仅具有2个基准天线41a的其他形态相比，能够对作为处理对象的基材9的主面S以更为均匀的速度来进行蚀刻处理。
[0107]〈3变形例〉
[0108]以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明只要不脱离其主旨，除了所述内容以外，可进行各种变更。
[0109]所述各实施方式中，对将等离子体处理装置适用于蚀刻处理的情况进行了说明，但本发明的等离子体处理装置能够适用于各种等离子体处理。例如，通过将从气体供给部6供给至处理空间V内的气体的种类由蚀刻气体变更为成膜气体，从而能够将等离子体处理装置适用于成膜处理。此时，通过如所述实施方式般在处理空间V内对等离子体离子密度分布进行平坦化，从而能够在基材9的主面S上以均匀的膜厚来进行成膜处理。
[0110]而且，所述各实施方式中的各部分的个数也能够进行变更。例如，基准天线的个数只要为至少一个，则为任何个皆可。而且，辅助天线的个数也只要为多个，则为任何个皆可。
[0111]而且，所述各实施方式中，对高频电力供给部能够对多个电感耦合型天线41分别供给各不相同的高频电力的结构进行了说明，但本发明的适用范围并不限于此。例如，高频电力供给部只要能够对至少一个基准天线与多个辅助天线供给不同的高频电力即可，也可对多个辅助天线分别供给相同的高频电力。此时，能够以简易的控制来调整等离子体离子密度分布。另外，若从更高精度地进行等离子体离子密度分布的调整的观点而言，较为理想的是采用下述结构，即，如所述各实施方式般，对各电感耦合型天线41分别供给所需的高频电力。
[0112]而且，所述各实施方式中，对基材9的主面S为矩形形状的情况进行了说明，但基材9的主面S也可为其他形状。在观察主面S的俯视时该主面S为在几何学上对称的形状的情况下，较为理想的是多个辅助天线41b与主面S的几何学上的对称性对应地对称配置。例如，若主面S的形状为圆形状，则较为理想的是，多个辅助天线41b从圆的中心点以呈点对称的方式而配置。由此，能够对主面S更为均匀地调整等离子体离子密度分布。
[0113]而且，所述第I实施方式中，对各电感耦合等离子体以椭圆形状的等离子体等密度线来表现的情况进行了说明，但各电感耦合等离子体也可具有其他的指向性。一般而言，在各电感耦合等离子体在观察主面S的俯视时指向第I方向的情况下(等离子体等密度线在第I方向上较长的情况下)，较为理想的是多个电感耦合型天线41在第I方向上的配置间隔大于在第2方向(在所述俯视时与第I方向正交的方向)上的配置间隔。由此，在各个电感耦合型天线41中，对于等离子体密度容易下降的第2方向，更为密集地配置有各电感耦合型天线41，从而可更为均匀地调整等离子体离子密度分布。
[0114]以上，对实施方式及其变形例的等离子体处理装置进行了说明，但这些是本发明优选的实施方式的示例，并不限定本发明的实施范围。本发明可在该发明的范围内，进行各实施方式的自由组合、或者各实施方式的任意构成要素的变形、或各实施方式中的任意构成要素的省略。
【主权项】
1.一种等离子体处理装置，其特征在于包括: 腔室，在内部形成处理空间； 保持部，在所述处理空间内保持成为处理对象的基材； 多个电感耦合型天线，在所述处理空间内，与由所述保持部所保持的所述基材的主面相向地配置； 高频电力供给部，对所述多个电感耦合型天线分别供给高频电力；以及 气体供给部，对所述处理空间供给气体， 所述多个电感耦合型天线具有: 至少一个基准天线，与所述主面的中央部相向地配置；以及 多个辅助天线，与所述主面的端部相向地配置， 所述高频电力供给部能够对所述至少一个基准天线与所述多个辅助天线供给不同的尚频电力。2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于: 所述中央部位于所述主面上的二维的中央，所述端部位于所述中央部的周围。3.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于: 所述中央部位于所述主面上的一维的中央，所述端部位于所述中央部的两侧。4.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于: 所述高频电力供给部能够对所述多个辅助天线分别供给各不相同的高频电力。5.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于: 所述主面在观察所述主面的俯视时，为在几何学上对称的形状， 所述多个辅助天线是与所述基材的几何学上的对称性对应地对称配置。6.根据权利要求5所述的等离子体处理装置，其特征在于: 所述基材为矩形， 所述至少一个基准天线为I个基准天线，所述多个辅助天线为4个辅助天线， 所述I个基准天线是与所述基材的所述主面的中心位置相向地配置，所述4个辅助天线各自与所述基材的所述主面的四角分别相向地配置。7.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于: 规定在观察所述主面的俯视时彼此正交的第I方向与第2方向， 所述多个电感耦合型天线所生成的多个电感耦合等离子体分别在所述俯视时指向所述第I方向， 所述多个电感耦合型天线在所述第I方向上的配置间隔大于所述多个电感耦合型天线在所述第2方向上的配置间隔。8.根据权利要求7所述的等离子体处理装置，其特征在于: 所述多个电感耦合等离子体分别以在所述俯视时将所述第I方向作为长轴方向并将所述第2方向作为短轴方向的椭圆形状的等离子体等密度线来表现。9.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于: 所述多个电感耦合型天线中彼此邻接的各2个天线的间隔设为所述各2个天线各别地生成等离子体时的、邻接方向上的等离子体密度分布各自的半峰半宽的和以上。10.根据权利要求9所述的等离子体处理装置，其特征在于:所述各2个天线的间隔相距300mm以上。11.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于:所述气体供给部供给用于在所述基材的所述主面形成膜的气体。12.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于:所述气体供给部供给用于对所述基材的所述主面进行蚀刻的气体。
【文档编号】H05H1/46GK105828512SQ201510844722
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年11月26日
【发明人】米山典孝
【申请人】株式会社思可林集团