[發明專利]微波等離子體源和等離子體處理裝置

無效

• 申請號: 201110316506.X
• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN102458032A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 池田太郎;長田勇輝
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: H05H1/46
• 分類號: H05H1/46
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及微波等離子體源和使用其的等離子體處理裝置。

背景技術

在半導體設備和液晶顯示裝置的制造工序中，為了在半導體晶片或玻璃基板等這樣的被處理基板上實施蝕刻處理或成膜處理等等離子體處理，使用等離子體蝕刻裝置或等離子體CVD成膜裝置等等離子體處理裝置。

最近，作為這樣的等離子體處理裝置，能以高密度均勻地形成低電子溫度的表面波等離子體的RLSA(Radial?Line?Slot?Antenna)微波等離子體處理裝置備受關注(例如，專利文獻1)。

RLSA微波等離子體處理裝置，在腔室(處理容器)的上部設置以規定的圖案形成有槽口的平面天線(Radial?Line?Slot?Antenna)，來自微波發生源并通過同軸結構的波導路徑導入的微波，從平面天線的槽口輻射到腔室內，由微波電場使導入腔室內的氣體等離子體化，來對半導體晶片等被處理體實施等離子體處理。

在這樣的RLSA微波等離子體裝置中，調整等離子體分布時，需要準備槽口形狀和圖案等不同的多個天線，需要交換天線，非常麻煩。

與此相對，專利文獻2中，公開了將微波分配為多個，并通過多個天線模塊將微波輻射到腔室內，而在腔室內空間合成微波的微波等離子體源。

通過這樣使用多個天線模塊來空間合成微波，能調整從各天線模塊的天線輻射的微波的相位和強度來調整等離子體分布。

專利文獻

【專利文獻1】特開2000-294550號公報

【專利文獻2】國際公開第2008/013112號小冊子

發明內容

但是，在這樣使用多個天線模塊將微波輻射到腔室內來形成等離子體的情況下，在微波輻射到腔室內時產生的駐波的波腹和波節明顯化，這會導致等離子體中的電子密度分布的局部化，產生等離子體密度分布的均勻性惡化的問題。

本發明是鑒于上述事實而產生的，其課題在于，提供在處理容器內能夠極力抑制微波的駐波的波腹和波節的位置被固定化，并能夠提高在腔室內的等離子體密度的均勻性的微波等離子體源和使用其的等離子體處理裝置。

本發明的第一觀點，提供一種微波等離子體源，是向實施等離子體處理的處理容器內導入微波、并使向上述處理容器內供給的氣體等離子體化的等離子體源，其特征在于，具備生成微波的微波生成機構和將生成的微波供給到上述處理容器內的微波供給部，上述微波供給部具有：將微波導入上述處理容器內的多個微波導入機構；對分別向上述多個微波導入機構輸入的微波的相位進行調整的多個相位器，通過上述多個相位器對向所述多個微波導入機構輸入的微波的相位進行調整，使得關于多個微波導入機構中鄰接的微波導入機構，固定一個的微波的輸入相位使另一個的微波的輸入相位按照周期性波形變化，或者使鄰接的微波導入機構的雙方的微波的輸入相位按照相互不重疊的周期性波形變化。

在上述第一觀點中，作為上述周期性波形，能使用正弦波、三角波、梯形波和正弦波狀波形中的任一個。

此外，構成上述處理容器的上壁、并使從上述多個微波導入機構輻射的微波透過的頂板，為具有在與上述多個微波導入機構對應的位置設置的多個電介質部件和支承電介質部件的金屬制的框體的結構，所述框體能具有蜂巢狀結構。這種情況下，上述框體為具有氣體流路和多個氣體噴出孔的結構，能將等離子體處理所需要的氣體從上述氣體噴出孔朝向上述處理容器噴出。

本發明的第二觀點，提供一種等離子體處理裝置，其特征在于，具備：收容被處理基板的處理容器；在上述處理容器內載置被處理基板的載置臺；向上述處理容器內供給氣體的氣體供給機構；所述第一觀點的微波等離子體源，由從上述微波等離子體源導入上述處理容器內的微波產生等離子體，由該等離子體對被處理基板實施處理。

根據本發明，通過上述多個相位器調整向上述多個微波導入機構輸入的微波的相位，使得關于多個微波導入機構中鄰接的微波導入機構，固定一個的微波輸入相位，使另一個的微波的輸入相位按照周期性波形變化，或者使鄰接的微波導入機構的雙方的微波的輸入相位按照相互不重疊的周期性波形變化，因此，輻射到處理容器內的微波中的駐波的波節和波腹的位置連續地變化并使電場強度平均化，能夠提高電場強度的面內均勻性。因此，能夠使處理容器內的電子密度、即等離子體密度均勻化，并進行均勻的等離子體處理。

附圖說明

圖1為表示本發明第一實施方式的具有微波等離子體源的表面波等離子體處理裝置的概略結構的截面圖。

圖2為表示微波等離子體源的結構的結構圖。