等离子体处理装置的制作方法

本发明的各个方面以及实施方式涉及一种等离子体处理装置。

背景技术：

1、作为执行一个半导体制造工艺的处理装置，已知有将处理气体等离子体化来进行蚀刻、成膜处理等的等离子体处理。在例如单片式的等离子体处理装置中，谋求能够根据其处理种类来适当调整基板的面方向上的等离子体的密度分布。具体地说，存在基于处理容器内的构造的情况、与后处理中的基板面内的处理的偏移相对应的情况等。因此，不限于使基板的整个面内的等离子体的密度分布均匀的处理，有时也有意地使基板的中央部与周缘部之间的等离子体的密度分布产生差。

2、作为等离子体处理装置中的等离子体的产生方法，例如存在向天线供给高频电力，使处理容器内产生感应电场来对处理气体进行激发的方法(例如参照下述专利文献1)。该方法中记载了如下结构：作为输出高频的天线，设置线圈状的内侧天线以及与内侧天线同心的线圈状的外侧天线，使各天线各自以高频的1/2波长的频率进行谐振。根据该等离子体处理装置，独立地控制向各天线供给的高频电力，由此能够细致地调整等离子体的密度的面内分布。

3、另外，已知有如下技术：在icp(inductively coupled plasma：电感耦合等离子体)方式的等离子体处理装置中，从设置有天线的电介质窗的中心向腔室内供给处理气体(例如，参照下述专利文献2)。

4、专利文献1：日本特开2010-258324号公报

5、专利文献2：日本特开2005-507159号公报

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、在所述专利文献1所记载的技术中，内侧天线被配置在相比于外侧天线而言半径小的圆形状的区域，因此内侧天线不能太长。另外，在所述专利文献1所记载的技术中，构成为各天线以所供给的高频的1/2波长的频率进行谐振。因此，根据等离子体处理装置的大小，有时不得不使向内侧天线供给的高频的频率比向外侧天线供给的高频的频率高。当向天线供给的高频的频率变高时，存在从天线辐射的高频的电力增加的倾向。

3、另外，认为在所述专利文献1所记载的技术中，如所述专利文献2所记载的那样进行处理气体的供给，即从设置有天线的电介质窗的中心向腔室内供给处理气体。该情况下，在用于供给处理气体的气体管的附近配置内侧天线。另外，从内侧天线辐射高电力的高频波。因此，有时在配置于电介质窗的中心的气体管内发生异常放电。当发生异常放电时，气体管的内部损伤，气体管劣化。另外，当气体管的内部损伤时，有时因异常放电而从气体管的内部剥离的构件呈微粒状在腔室内漂浮并附着于被处理基板。

4、用于解决问题的方案

5、本发明的一个方面是等离子体处理装置，具备腔室、气体供给部、天线以及电力供给部。腔室用于收容被处理基板。气体供给部从腔室的上部向腔室内供给处理气体。天线设置在腔室的上方且气体供给部的周围，通过向腔室内供给高频波来在腔室内生成处理气体的等离子体。电力供给部向天线供给高频电力。天线具有内侧线圈和外侧线圈。内侧线圈以包围气体供给部的方式设置在气体供给部的周围。外侧线圈以包围气体供给部和内侧线圈的方式设置在气体供给部和内侧线圈的周围。另外，外侧线圈构成为：构成外侧线圈的线路的两端开放，从电力供给部向该线路的中点或者该中点附近供电，在该中点的附近处接地，以从电力供给部供给的高频电力的1/2波长进行谐振。另外，构成内侧线圈的线路的两端经由电容器相互连接，内侧线圈与外侧线圈感应耦合。

6、发明的效果

7、根据本发明的各个方面以及实施方式，能够抑制异常放电并且细致地调整等离子体的密度的分布。

技术特征：

1.一种等离子体处理装置，具备：

2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，

3.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其中，

4.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，

5.根据权利要求4所述的等离子体处理装置，其中，

6.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，

7.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，

8.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，

9.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，所述气体供给部具有：

10.根据权利要求9所述的等离子体处理装置，其中，

11.根据权利要求10所述的等离子体处理装置，其中，

12.根据权利要求10所述的等离子体处理装置，其中，

13.根据权利要求10所述的等离子体处理装置，其中，

14.根据权利要求10所述的等离子体处理装置，其中，

15.根据权利要求9所述的等离子体处理装置，其中，

16.一种等离子体处理装置，具备：

17.根据权利要求16所述的等离子体处理装置，其中，所述内侧线圈(542)具备可变电容器(543)。

18.根据权利要求17所述的等离子体处理装置，其中，所述导电性的屏蔽盒(51)连接到接地电位。

19.根据权利要求18所述的等离子体处理装置，其中，所述外侧线圈(541)以大致圆形的螺旋状卷绕两周以上。

20.根据权利要求16所述的等离子体处理装置，其中，所述中央气体喷射部(41)具有：

21.根据权利要求20所述的等离子体处理装置，其中，所述中央气体喷射部(41)具有大致圆筒状。

22.根据权利要求21所述的等离子体处理装置，还具备设置在所述中央气体喷射部(41)的外侧壁上的圆筒状屏蔽构件(420)。

23.根据权利要求22所述的等离子体处理装置，其中，所述圆筒状屏蔽构件(420)由导电性的材料形成。

24.根据权利要求16所述的等离子体处理装置，其中，所述外侧线圈(541)与所述电介质窗(53)之间的第一距离不同于所述内侧线圈(542)与所述电介质窗(53)之间的第二距离。

25.根据权利要求24所述的等离子体处理装置，其中，所述第一距离小于所述第二距离。

26.一种等离子体处理装置，具备：

27.根据权利要求26所述的等离子体处理装置，其中，所述内侧线圈(542)具备可变电容器(543)。

28.根据权利要求27所述的等离子体处理装置，其中，所述导电性的屏蔽盒(51)连接到接地电位。

29.根据权利要求26所述的等离子体处理装置，其中，所述中央气体喷射部(41)具有：

30.根据权利要求29所述的等离子体处理装置，还具备设置在所述中央气体喷射部(41)的外侧壁上的圆筒状屏蔽构件(420)。

31.一种等离子体处理装置，具备：

32.根据权利要求31所述的等离子体处理装置，其中，所述内侧线圈(542)具备可变电容器(543)。

33.根据权利要求32所述的等离子体处理装置，其中，所述外侧线圈(541)以大致圆形的螺旋状卷绕两周以上。

34.根据权利要求31所述的等离子体处理装置，其中，所述中央气体喷射部(41)由电介质材料形成。

35.根据权利要求34所述的等离子体处理装置，还具备设置在所述中央气体喷射部(41)的外侧壁上的圆筒状屏蔽构件(420)。

技术总结
本发明涉及一种等离子体处理装置，能够抑制异常放电并且细致地调整等离子体的密度的分布。等离子体处理装置(10)具备气体喷射部(41)和天线(54)。气体喷射部从腔室(11)的上部向腔室(1)内供给处理气体。天线具有内侧线圈(542)和外侧线圈(541)。内侧线圈设置在气体喷射部的周围。外侧线圈设置在气体喷射部和内侧线圈的周围。另外，构成外侧线圈的线路的两端开放，从高频电源(61)向该线路的中点或者该中点附近供电，外侧线圈在该中点的附近处接地，以从高频电源供给的高频电力的1/2波长进行谐振。另外，关于内侧线圈，构成内侧线圈的线路的两端经由电容器相互连接，内侧线圈与外侧线圈感应耦合。

技术研发人员：山泽阳平,齐藤武尚,宇田真代,豊田启吾,阿洛克·兰根,中岛俊希
受保护的技术使用者：东京毅力科创株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25