[發明專利]微波放射機構和表面波等離子體處理裝置

有效

• 申請號: 201310039655.5
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103227089A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 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: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 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

本發明涉及微波放射機構和表面波等離子體處理裝置。

背景技術

等離子體處理是半導體裝置制造中不可或缺的技術，近年來，由于LSI（Large?scale?integration：大規模集成電路）高集成化、高速化的要求，構成LSI的半導體元件的設計規則也越來越微小化，另外，半導體晶片被大型化，與此相伴，在等離子體處理裝置中也要求與這種微小化和大型化相對應。

然而，在現有常用的平行平板型、電感耦合型等離子體處理裝置中，由于所生成的等離子體的電子溫度高，因此導致微小元件產生等離子體損傷，另外，由于等離子體密度高的區域被限定，因此難以均勻且高速地對大型的半導體晶片進行等離子體處理。

所以，能夠均勻地形成高密度、低電子溫度的表面波等離子體的RLSA（Radial?Line?SlotAntenna：徑向線縫隙天線）微波等離子體處理裝置受到關注（例如專利文獻1）。

RLSA微波等離子體處理裝置是一種以下的裝置：在腔室的上部設置以預定圖案形成有多個縫隙的徑向線縫隙天線（Radial?Line?Slot?Antenna）作為表面波等離子體發生用天線，使導自微波發生源的微波從天線的縫隙中放射，并且通過設置于其下方的含有電介質的微波透過板放射到保持為真空的腔室內，通過該微波電場在腔室內生成表面波等離子體，由此對半導體晶片等被處理體進行處理。

另外，也提案有以下的等離子體處理裝置：將微波分配為多個，設置多個具有上述那樣的表面波等離子體發生用天線的微波放射機構，將從它們放射的微波導入腔室內并在腔室內使微波空間合成而生成等離子體（專利文獻2）。

現有技術文獻

專利文獻1：日本特開2000-294550號公報

專利文獻2：國際公開第2008/013112號手冊

發明內容

發明想要解決的課題

然而，在這種放射微波而生成表面波等離子體的等離子體處理裝置中，表面波等離子體的生成范圍由微波的投入電力或腔室內的壓力規定，但在電力低的條件下、壓力高的條件下，表面波等離子體的直徑變小，等離子體密度的均勻性降低。

本發明使鑒于上述狀況而完成的，其課題在于，提供一種即使在微波的投入電力低的情況下、壓力高的情況下，也能夠確保所期望的表面波等離子體的直徑的微波放射機構和表面波等離子體處理裝置。

用于解決課題的方案

為了解決上述課題，本發明的第一方面提供一種微波放射機構，其在利用在腔室內形成表面波等離子體進行等離子體處理的等離子體處理裝置中，將由微波生成機構生成的微波放射到腔室內，上述微波放射機構的特征在于，包括：傳送路徑，其具有呈筒狀的外側導體和同軸地設置在上述外側導體中的內側導體，該傳送路徑傳送微波；天線，其將在上述微波傳送路徑中傳送來的微波經由縫隙放射到上述腔室內；電介質部件，其使從上述天線放射的微波透過，在其表面形成表面波；和直流電壓施加部件，其對由上述表面波生成表面波等離子體的等離子體生成區域施加正的直流電壓，上述直流電壓施加部件對上述等離子體生成區域施加正的直流電壓，使得上述表面波等離子體擴散。

本發明的第二方面提供一種表面波等離子體處理裝置，其特征在于，包括：收納被處理基板的腔室；向上述腔室內供給氣體的氣體供給機構；生成微波的微波生成機構；和將由上述微波生成機構生成的微波放射到上述腔室內的多個微波放射機構，上述微波放射機構包括：傳送路徑，其具有呈筒狀的外側導體和同軸地設置于上述外側導體中的內側導體，該傳送路徑傳送微波；天線，其將在上述微波傳送路徑中傳送來的微波經由縫隙放射到上述腔室內；和電介質部件，使從上述天線放射的微波透過，在其表面形成表面波，上述表面波等離子體處理裝置利用從上述多個微波放射機構放射的微波在上述腔室內生成表面波等離子體，對被處理體實施等離子體處理，上述多個微波放射機構的至少之一具有對由上述表面波生成表面波等離子體的等離子體生成區域施加正的直流電壓的直流電壓施加部件，上述直流電壓施加部件對上述等離子體生成區域施加正的直流電壓，使得上述表面波等離子體擴散。

在上述第一方面和第二方面中，作為上述直流電壓施加部件能夠適當使用插入到上述等離子體生成區域的直流電壓施加探針。另外，能夠通過控制對上述直流電壓施加部件施加的直流電壓，來控制上述表面波等離子體的擴散。