[發明專利]微波等離子體處理裝置及其處理方法

無效

• 申請號: 97110001.2
• 申請日: 1997-02-28
• 公開（公告）號: CN1082569C
• 公開（公告）日: 2002-04-10
• 發明（設計）人: 鈴木伸昌
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: C23C16/48
• 分類號: C23C16/48
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王以平

本發明涉及微波等離子體處理裝置及其處理方法，特別涉及能夠在大面積上產生高密度的均勻等離子體，以低溫度和高速度進行大面積基片的高質量處理的微波等離子體處理裝置及其處理方法。

在利用微波作產生等離子體的激勵源的等離子體處理裝置當中，有已知的CVD裝置，腐蝕裝置，拋光裝置等。

用這類微波等離子體CVD裝置的膜形成按下列方式進行。將氣體引入微波等離子體CVD裝置的等離子體發生室和膜形成室(處理室)，并提供微波能量使等離子體發生室中產生等離子體，從而激勵和分解氣體并在放置在膜成形室(處理室)中的基片上淀積膜。

用這類微波等離子體腐蝕裝置對基片腐蝕也按下列方式進行。腐蝕氣體被引入裝置的處理室，提供微波能量以激勵和分解腐蝕氣體并在處理室中產生等離子體，從而腐蝕放在處理室中的基片表面。

利用微波作氣體激勵源的這類微波等離子體處理裝置能夠利用高頻電場加速電子，從而有效地電離和激勵氣體分子。相應地，這類裝置在氣體的電離、激勵和分解中具有高效率，因此具備形成高密度等離子體相對地容易和實現低溫度高速度下的高質量處理的優點。由于微波也能穿過介質物質，等離子體處理裝置就能夠以無電極放電類型構成，而且等離子體處理能夠在高度清潔的環境中完成。

為了在這類微波等離子體處理裝置中實現更高的處理速度，已把使用電子回旋共諧振(ECR)的這類裝置商品化了。ECR是電子圍繞磁通量密度為87.5mT的磁通量旋轉的電子回旋頻率與公用2.45GHz微波頻率相一致的現象，因而電子被微波的共振吸收加速，從而產生高密度的等離子體。在這類ECR等離子體處理裝置中，已知有用于微波引入裝置和磁場發生裝置的四種有代表性的構造。

更具體地，這類構造是：(i)該構造中，經波導管傳輸的微波經傳輸窗口從要被處理的基片(下文中簡稱為待處理基片)的相反方向被引入圓柱形等離子體發生室，同時，與等離子體發生室中心軸同心的發散磁場經設置在等離子體發生室周圍的電磁線圈被引入；(ii)該構造中，經波導管傳輸的微波經傳輸窗口從與待處理基片的相反方向被引入鐘形等離子體發生室，同時，與等離子體發生室的中心軸同心的磁場經設置在等離子體發生室周圍的電磁線圈被引入，(iii)該構造中，微波經圓柱形隙縫天線的Rigitano線圈從其周邊被引入等離子體發生室，同時，與等離子體發生室中心軸同心的磁場經設置在等離子體發生室周圍的電磁線圈被引入；(iv)該構造中，經波導管傳輸的微波經平板狀的隙縫天線從與待處理基片的相反方向被引入圓柱形等離子體發生室，同時，平行于該天線平面的環狀磁場由設置在該平板天線后面的永磁鐵引入。

在這類微波等離子體處理裝置的范圍內，近來提出了使用在其內側面上帶有多個槽的環形波導管裝置，用于微波的均勻和有效的引入，如披露于美國專利的No.5,487,875中。這類微波等離子體處理裝置的例子如圖1所示，這類裝置的等離子體產生機理用圖2所示的橫截面圖說明。這些圖中，表示出了等離子體發生室501；把等離子體發生室501與外界空氣隔離開的介質構件502；把微波引入等離子體發生室501的開槽無端環形波導管503；等離子體發生氣體引入裝置504；與等離子體發生室501連接的處理室511；待處理基片512；支承待處理基片512的支承構件513；加熱待處理基片512的加熱器514；處理氣體引入裝置515；氣體出口516；向左向右分流微波的擋板521；槽522；被引入環形波導管503中的微波523；環形波導管503中傳導的微波524；經槽522和介質構件502引入到等離子體發生室501的微波的漏泄波525；通過槽522傳輸并在介質構件502中傳導的微波的表面波526；由漏泄波產生的等離子體527；及由表面波產生的等離子體528。