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TWI402911B - Plasma processing device - Google Patents

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TWI402911B
TWI402911B TW094129973A TW94129973A TWI402911B TW I402911 B TWI402911 B TW I402911B TW 094129973 A TW094129973 A TW 094129973A TW 94129973 A TW94129973 A TW 94129973A TW I402911 B TWI402911 B TW I402911B
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TW
Taiwan
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plasma
processing apparatus
plasma processing
high frequency
pair
Prior art date
Application number
TW094129973A
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English (en)
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TW200623263A (en
Inventor
阿部壽治
高橋俊樹
松浦廣行
Original Assignee
東京威力科創股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 東京威力科創股份有限公司 filed Critical 東京威力科創股份有限公司
Publication of TW200623263A publication Critical patent/TW200623263A/zh
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Publication of TWI402911B publication Critical patent/TWI402911B/zh

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183Matching circuits
    • H10P50/242
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Description

電漿處理裝置
本發明係關於一種電漿處理裝置,其用於對半導體晶圓等被處理體實施成膜或蝕刻等電漿處理。
一般地,為製造半導體積體電路,而對包含矽基板等半導體晶圓,進行成膜處理、蝕刻處理、氧化處理、擴散處理、改質處理、自然氧化膜之除去處理等各種處理。該等處理藉由垂直式之所謂批量式熱處理裝置進行時,首先,自可容納複數塊半導體晶圓之盒,例如25塊左右,將半導體晶圓轉移至垂直式晶舟,並且由其多級支持。該晶舟,其載置量由晶圓尺寸而定,但其亦可載置例如30至150塊左右之晶圓。該晶舟自可排氣之處理容器下方搬入(載入)其內之後,將處理容器內氣密維持。繼而,控制處理氣體之流量、製程壓力、製程溫度等各種製程條件,並實施特定熱處理。
然而,近來業者希望:因半導體積體電路之進一步高積體化及高微細化之強烈要求,於提高電路元件特性之基礎上,降低半導體積體電路之製造工序中之累積熱。於如此狀況下,於垂直式之所謂批量垂直式處理裝置中,亦可無須使晶圓暴露於過高溫度下而達成處理目的,因此提出有各種使用電漿之處理裝置之建議(例如特許文獻1、2、3、4、5)。
例如於先前之電漿裝置中,於可真空抽除之圓柱體狀處理容器之側壁的外側,設置例如1對電極,使其與容器中心對向,其一方電極連接有電漿發生用高頻電源,他方電極接地,並於兩電極間施加高頻電源以使電漿發生於整個處理容器內。半導體晶圓W於處理容器內大致中央部受到多級支持,其一側配置有氣體噴嘴,其導入例如電漿發生用氣體,上述晶圓於處理容器之外圍以包圍該噴嘴之方式設置有加熱器,晶圓W藉由該加熱器加熱且維持於特定溫度,並進行電漿處理。
此處,對包含上述高頻電源之高頻電路加以說明。圖8係包含高頻電極之先前高頻電路之等價電路。於圖8中,2A、2B係設置於處理容器側之一對電漿電極,兩電漿電極2A、2B介由配線4連接至例如13.56 MHz之高頻電源6。並且,藉由向上述電漿電極2A、2B之間施加高頻,可於為真空狀態之兩電漿電極2A、2B之間產生電漿P。此處電漿P作為負載作用於高頻電源6,等價地表示電容器C與線圈L及電阻R之串聯電路。並且,上述兩個電漿電極內之任何一方,於圖示例中下側之電漿電極2B接地。
又於上述配線4之中間,設置有高頻匹配電路8,其對包含電漿P之負載,進行如抵銷來自該負載之反射波之阻抗匹配(匹配),以提高電漿發生之效率。該高頻匹配電路8包含:串聯連接於一方之電漿電極2A之第1可變電容器C1與第1線圈L1;以及於高頻電源6側並聯連接於上述電漿P之負載之第2可變電容器C2。再者,處於上述連接狀態之高頻電路8稱之為倒L型匹配電路。於上述高頻匹配電路8中,自動調整第1以及第2可變電容器C1與C2,以抵銷電漿P之負載側之反射波,藉此進行阻抗匹配。又,作為高頻匹配電路8之其他構成,例如圖9(A)所示,可由:第1與第2可變電容器C1與C2,以及第1可變線圈L2而構成,其中該等兩可變電容器C1與C2分別串聯連接於電漿P之負載,該可變線圈L2連接該兩可變電容器C1與C2之連接點與他方之配線4,且並聯連接於電漿P之負載;或者如圖9(B)所示,亦可由:第1與第2可變線圈L2與L3,以及電容器C3而構成,其中該兩可變線圈L2、L3分別串聯連接於電漿P之負載,該電容器C3連接該兩可變線圈L2、L3之連接點與他方之配線4,且並聯連接於電漿P之負載。再者,圖9所示之電路結構稱為T型匹配電路。
[專利文獻1]特開平3-224222號公報[專利文獻2]特開平5-251391號公報[專利文獻3]特開2002-280378號公報[專利文獻4]特開2001-44780號公報[專利文獻5]特開2003-264100號公報然而,於如上所述之高頻匹配電路8中,施加於兩電漿電極2A與2B之間的電壓Vab,因一方之電漿電極2B接地,故成為如圖10所示之正弦波。
如此之高頻電路中,要求較高的電漿生成效率,然而,如上所述之高頻電路中,存在下述問題:因所產生之電漿密度並非很高,故電漿生成效率無法充分提高。
本發明係著眼於上述問題點,為有效解決該問題點所發明者。本發明之目的在於供給一種電漿處理裝置,其可提高電漿密度,並且使電漿產生效率提高。
本發明係對被處理體實施特定之電漿處理之電漿處理裝置,其特徵在於包含:可抽真空之處理容器;保持上述被處理體之被處理體保持機構;產生高頻電壓之高頻電源;電漿氣體供給機構,其向上述處理容器內供給被電漿化之電漿化氣體;一對電漿電極,其為使電漿產生於上述處理容器內,而於上述高頻電源輸出側由配線所連接,並且均成為激發電極狀態;及高頻匹配機構,其介設於上述配線之中途,並具有阻抗;各電漿電極未接地。
如此,不使設置於處理容器之一對電漿電極均接地,而是於高頻電源輸出側藉由配線連接而成為激發電極狀態(高熱狀態),故藉由適當調整阻抗,加大施加於兩電漿電極之電壓,因而可提高電漿密度,且使電漿產生效率提高。
本發明之電漿處理裝置之特徵在於:上述高頻匹配機構含有:1個以上第1電抗,該等係並聯連接於上述電漿電極間之電漿負載,並且具有電感性及電容性中任何一方之特性;及複數個第2電抗,該等係分別串聯連接於上述各電漿電極,並且具有與上述第1電抗不同之特性。
本發明之電漿處理裝置之特徵在於:上述第1及第2之各電抗中至少一方之電抗為可變。
本發明之電漿處理裝置之特徵在於:於配線中並且高頻匹配機構與高頻電源之間設置檢測器,其檢測來自電漿電極側之反射波,並基於來自檢測器之信號,藉由控制部控制高頻匹配機構之阻抗。
本發明之電漿處理裝置之特徵在於:控制部控制高頻匹配機構之阻抗,以便來自電漿電極側之反射波成為零。
本發明之電漿處理裝置之特徵在於:第1電抗包含一對電容可變之電容器,第2電抗包含一對線圈。
本發明之電漿處理裝置之特徵在於:第1電抗包含一對電容可變之線圈,第2電抗包含一對電容器。
本發明之電漿處理裝置之特徵在於:第1電抗包含電容可變之單一電容器,第2電抗包含一對線圈。
本發明之電漿處理裝置之特徵在於:單一電容器係配置於配線中較一對線圈電漿電極側。
本發明之電漿處理裝置之特徵在於:單一電容器係配置於配線中較一對線圈靠近電漿電極相反側。
本發明之電漿處理裝置之特徵在於:第1電抗包含電容可變之單一線圈,第2電抗包含一對電容器。
本發明之電漿處理裝置之特徵在於:單一線圈係配置於配線中較一對電容器靠近電漿電極側。
本發明之電漿處理裝置之特徵在於:單一線圈係配置於配線中較一對電容器靠近電漿電極相反側。
本發明之電漿處理裝置之特徵在於:上述處理容器為可容納複數片上述被處理體之縱型處理容器。
本發明之電漿處理裝置之特徵在於:上述處理容器為可容納1片上述被處理體之單片式處理容器。
如上說明,根據本發明之電漿處理裝置,可發揮如下優良之作用效果。
不使設置於處理容器之一對電漿電極均接地,而是於高頻電源之輸出側藉由配線連接而成為激發電極狀態(高熱狀態),故藉由適當調整阻抗,加大施加於兩電漿電極之電壓,因而可提高電漿密度,且使電漿產生效率提高。
下述,基於附圖詳細說明本發明之電漿處理裝置之一例。
圖1係表示本發明之電漿處理裝置一例之縱剖面結構圖,圖2表示電漿處理裝置(省略加熱手段)之橫剖面結構圖,圖3、表示連接高頻電源之高頻電路之等價電路。再者,此處以下述情形為例加以說明:使用氨氣作為電漿氣體,使用六氯二矽烷(以下亦稱"HCD")氣體作為成膜氣體,並藉由電漿CVD而使氮化矽膜(SiN)成膜。
如圖所示,該電漿處理裝置10具有下端開口之有天井之圓柱體狀處理容器12。該整個處理容器12,例如藉由石英而形成,於該處理容器12內之天井處,設置石英製天井板14並加以封止。又,於該處理容器12之下端開口部,將藉由例如不銹鋼而成形為圓柱體之歧管16,介由O環等密封材料18而連結。
上述處理容器12之下端,藉由上述歧管16而支持,並且石英製晶舟20可自該歧管16之下方升降而自由插拔,該石英製晶舟20作為被處理體保持機構,多級載置作為多塊被處理體之半導體晶圓W。於本實施例之情形時,於該晶舟20之支柱20A處,可以大至相等之間距多級支持例如30塊左右直徑為300 mm之晶圓W。
該晶舟20,介以石英製保溫筒22載置於平臺24上,該平臺24,於回轉軸28上被支持,該回轉軸28貫通開閉歧管16之下端開口部之例如不銹鋼製之蓋部26。
繼而,於該回轉軸28之貫通部,插設有例如磁性流體密封30,其以氣密該回轉軸28並使其回轉之方式支持該回轉軸28。又,於蓋部26之周邊部與歧管16之下端部,介設有例如包含O環等之密封部件32,以保持容器內之密封性。
上述回轉軸28,其安裝於例如由晶舟升降機等升降機構34所支持之臂36之頂端,使晶舟20以及蓋部26等一併升降而可向處理容器12內插拔。再者,亦可將上述平臺24朝向上述蓋部26側固定而設置,以不使晶舟20回轉之方式進行晶圓W之處理。
於該歧管16中設有:朝向處理容器12內經電漿化之電漿氣體;供給例如氨氣(NH3 )之電漿氣體供給機構38;成膜氣體;以及供給HCD氣體作為例如矽烷系氣體之成膜氣體供給機構40。具體而言,上述電漿氣體供給機構38具有電漿氣體分散噴嘴42,其包含石英管,該石英管向內側貫通上述歧管16之側壁,並向上方彎曲而延伸。於該電漿氣體分散噴嘴42上,沿其長度方向隔開特定距離而形成有複數(多數)個氣體噴射孔42A,以使可自各氣體噴射孔42A向水平方向大至均勻地噴射氨氣。
又同樣地,上述成膜氣體供給機構40亦具有成膜氣體分散噴嘴44,其包含向內側貫通上述歧管16之側壁,並向上方彎曲而延伸之石英管。此處設置有2個上述成膜氣體分散噴嘴44(參照圖2),於各成膜氣體分散噴嘴44上,沿其長度方向隔開特定距離而形成複數(多數)個氣體噴射孔44A,以使可自各氣體噴射孔44A向水平方向大至均勻地噴射矽烷系氣體。
繼而,於上述處理容器12之側壁之一部分處,沿其高度方向形成有電漿發生部48,並且於對向於該電漿發生部48之處理容器12之相反側,為使其內部氣體可真空排氣,設置有藉由例如向上下方向削除處理容器12之側壁而形成之細長排氣口50。
具體而言,上述電漿發生部48,藉由沿上下方向以特定寬度削除上述處理容器12之側壁而形成上下細長之開口52,並自其外側覆蓋該開口52,以使例如斷面呈凹部狀之上下細長之石英製電漿隔板氣密地溶接接合於容器外壁,以此與容器內形成一體化。籍此,使該處理容器12之側壁之一部分向外側呈凸部狀隆起之一側,形成有向處理容器12內開口並連通之電漿發生部48。即電漿發生部48之內部空間,成為一體連通於上述處理容器12內之狀態。上述開口52以足夠的長度形成於上下方向,以使於高度方向可覆蓋保持於晶舟20之所有晶圓W。
繼而,於上述電漿隔板54之兩側壁之外側面,沿其長度方向(上下方向)相互對向之方式設置有一對細長之電漿電極56A、56B,並且於該電漿電極56A、56B上,介由配線60連接有電漿發生用高頻電源58,藉由向上述電漿電極56A、56B施加例如13.56 MHz之高頻電壓而可產生電漿。再者,該高頻電壓之頻率並非限於13.56 MHz,亦可使用其他頻率,例如400 kHz等。
繼而,上述處理容器12內之向上方延伸之電漿氣體分散噴嘴42,其於中段向處理容器12之半徑方向之外方彎曲,並位於上述電漿發生部48內最深處(最遠離處理容器12之中心之部分),使其沿該最深部分向上方立起而設置。因此,自上述電漿氣體分散噴嘴42之氣體噴射孔42A所噴射之氨氣,其於此處藉由電漿而分解,或者將其活化而向處理容器12之中心擴散並流動。
繼而於上述電漿隔板54之外側,安裝有覆蓋其之例如包含石英之絕緣保護罩62。於該絕緣保護罩62之外側,設置有覆蓋其以防止高頻洩漏之遮罩64,該遮罩64接地。
繼而於上述電漿發生部48之開口52之外側附近,即開口52之外側(處理容器12內)之兩側,使上述兩個成膜氣體分散噴嘴44立起而設置,以可自設置於此之各氣體噴射孔44A向處理容器12之中心方向噴射矽烷系氣體。
另一方面,使對向於上述電漿發生部48而設置之排氣口50上,藉由溶接而安裝有覆蓋該排氣口50且包含石英之剖面呈U字型之排氣口罩部件66。該排氣罩部件66,其沿上述處理容器12之側壁向上方延伸,並自處理容器12之上方之氣體出口68,藉由插設有未圖示之真空泵等真空排氣系統而真空抽除。並且設置有柱體狀加熱機構70,其包圍該處理容器12之外圍,以加熱該處理容器12以及其內部之晶圓W。
此處於連接上述高頻電源58與兩電漿電極56A、56B之配線60之中間,插設有高頻匹配機構72為本發明之特徵。具體而言,上述兩電漿電極56A、56B於上述高頻電源58之輸出側並未接地,而是藉由上述配線60而連接,均為激發電極狀態,即高熱狀態。並且,上述高頻匹配機構72包含:插設於配線60之高頻匹配電路74;檢波器76,其並聯連接於該高頻匹配電路74,以檢測出來自電漿電極56A、56B側之反射波;以及控制部78,其基於該檢波器76之輸出而調整控制上述高頻匹配電路74之阻抗,包含例如微型電腦等。此時之高頻電路之等價電路如圖3所示。
即,此處於兩電漿電極56A、56B之間所產生之電漿P,其作為負載作用於高頻電源58,該電漿P等價於電容器C與線圈L以及電阻R之串聯電路。並且,上述高頻匹配電路74包含:兩個線圈L1、L2,該等分別串聯連接於上述各電漿電極56A、56B;以及兩個電容器C1、C2,該等並聯連接於上述電漿P之負載。此處上述線圈L1、L2構成電感性電抗作為第1電抗,上述電容器C1、C2構成電容性電抗作為第2電抗。於此情形時,上述兩電容器C1、C2均可變。並且,一方之電容器C1連接於較之兩線圈L1、L2更靠近電漿電極56A、56B側之配線60間,他方之電容器C2連接於較之兩線圈L1、L2更遠離電漿電極56A、56B側之配線60間,即成為所謂π型匹配電路。
其次,說明使用如以結構之電漿處理裝置而進行電漿處理之方法。此處以於晶圓表面藉由電漿CVD而形成氮化矽膜之情形為例,作為電漿處理而加以說明。
首先,將載置有常溫之多塊,例如50塊尺寸300 mm之晶圓W之狀態下之晶舟20,於預先成為特定溫度之處理容器12內,使其自下方上升而載置,藉由以蓋部26關閉歧管16之下端開口部而使容器內封閉。
繼而使處理容器12內真空抽除以維持於特定之製程壓力,並且藉由向加熱機構70供給之電力增大,而使晶圓溫度上升以維持製程溫度,並且於晶舟20所支持之晶圓W之表面形成氮化矽膜,該晶舟20自電漿氣體供給機構38以及成膜氣體供給機構40分別交互間歇地供給各種處理氣體並回轉。
具體而言,NH3 氣體自設置於電漿發生部48內之電漿氣體分散噴嘴42之各氣體噴射孔42A向水平方向噴射,又,成膜氣體即HCD氣體自成膜氣體分散噴嘴44之各氣體噴射孔44A向水平方向噴射,兩氣體產生反應而形成氮化矽膜。此時,來自高頻電源58之高頻電壓,施加於電漿發生部48之兩電漿電極56A、56B之間。因此,自上述電漿氣體分散噴嘴44之氣體噴射孔44A所噴出之NH3 氣體,流入施加有高頻電壓之電漿電極56A、56B之間,並於此處經電漿化而活化,以使例如N 、NH 、NH2 、NH3 (記號 表示游離基)等游離基(活性種類)產生。該游離基自電漿發生部48之開口52向處理容器12內之中心方向釋放並擴散,成為於各晶圓W之間以層流狀態而流動。並且,上述各游離基與附著於晶圓W表面之HCD氣體分子反應而形成如上所述之氮化矽膜。
於是,於如此之成膜動作中,來自電漿P之反射波,如圖2或圖3所示藉由檢波器76而檢測出,控制部78自動控制高頻匹配電路74之阻抗使該反射波為"零",以進行匹配。如圖3所示之情形係適當調整電容器C1、C2之值。此處,例如若包含電漿P之負載之電抗為"a+jb"之情形時,控制部78以使上述高頻匹配電路74與電漿P之負載為"50Ω"之方式加以調整。
如上所述進行阻抗匹配之時,若使兩電容器C1、C2之合成阻抗為"-j/(ωC)",並且兩線圈L1、L2之阻抗分別為"+jωL1"以及"+jωL2",則因虛數部為零,如下式。ωL1+jωL2-1/(ωC)=0
因此,電漿P中負載兩端之電位,即電漿電極56A(點a)與電漿電極56B(點b)之電位,如圖4(A)及圖4(B)所示,相位偏移180度。
圖4係電漿負載兩端之電位與其合成電位之圖示。圖4(A)表示一方之電漿電極56A(點a)之電位Va,圖4(B)表示他方之電漿電極56A(點b)之電位Vb。因此,因電位"零"之中性位置位於負載,即電漿P中一半處附近,此處假設為接地(ground)。其結果,兩電漿電極56A、56B間之電位差Vab(=Va-Vb)如圖4(C)所示以2倍之振幅而變化。
以此,因兩電漿電極56A、56B並未共同接地而成為激發電極狀態(高熱狀態),故與如圖8所示之先前高頻電路之兩電極內任一方接地之情形相比,可施加2倍之電壓於電漿P。其結果,不僅可提高電漿密度,亦可使電漿之生成效率提高。
又,因如上所述之兩電漿電極56A、56B並未共同接地而成為激發電極狀態(高熱狀態),故可增加電極面積,相應地,可抑制每單位面積之電力(電壓)。如此抑制每單位面積之電力以縮小電位差,可抑制因電漿P中之離子對電漿電極56A、56B或處理容器12(電漿隔板54)之損害。
此處,由於模擬測定電漿電極間之電漿密度,故其測定結果如圖5所示。於圖5中,曲線A表示先前裝置之電漿密度分佈,曲線B表示本發明裝置之電漿密度。如圖所示,先前裝置之曲線A僅表示左側電極,即高熱狀態下電極附近之電漿密度之一個峰值。相對於此,本發明裝置之曲線B表示於兩電極附近各電漿密度之峰值,已確認可整體提高電漿密度。
又,如圖4(A)及圖4(B)所示,圖4(B)所示之電壓波形相對於圖4(A)所示之電壓波形,其相位偏移180度,但藉由使圖1中成為可變之電容器C1、C2適當變化,而可使圖4(B)所示之電壓波形之相位差變化。圖6係電壓波形之相位差變化之狀態圖。圖6(A)表示與圖4(A)相同之電壓波形,圖6(B)表示較之圖6(A)相位偏移90度時之電壓波形,圖6(C)表示較之圖6(A)相位偏移180度時之電壓波形。
以此,可任意改變電漿電極56A、56B間之電壓相位,因此不僅可改變電漿密度,亦可改變電漿之時間依存之穩定性,故可獲得對應於製程之最適宜之電漿密度。
再者,如圖1所示之裝置例中,將兩電容器C1、C2均設為可變,但並非限於此,亦可為如下結構:包含電容器C1、C2之兩個電容性電抗及包含線圈L1、L2之兩個電感性電抗中,將至少一個電抗設為可變。
又,高頻匹配電路74之結構,並非限於圖3所示之結構,例如亦可如圖7所示而構成。圖7係表示高頻匹配電路之變形例之電路圖。圖7(A)所示之電路,其係圖3所示之電路中,使電感性電抗即線圈L1、L2與電容性電抗即電容器C1、C2之連接關係相反者,使兩電容器C1、C2分別串聯連接於來自負載的各配線60,並使兩線圈L1、L2以夾持該電容器C1、C2之方式並聯連接於負載。又,此處使兩線圈L1、L2可變。
圖7(B)所示之電路,其係將圖3所示之電路中並聯連接於負載之一方電容器,即靠近負載側之電容器C1取下,而成為開放狀態之電路結構,與此相對,圖7(C)所示之電路,其係將圖3所示之電路中並聯連接於負載之他方電容器,即遠離負載側之電容器C取下,而成為開放狀態之電路結構,並且使電容器C2,或電容器C1均為可變。
圖7(D)所示之電路,其係將圖7(A)所示之電路中並聯連接於負載之一方線圈,即靠近負載側之線圈L1取下,而成為開放狀態之電路結構,相對於此,圖7(E)所示之電路,其係將圖7(A)所示之電路中並聯連接於負載之他方線圈,即遠離負載側之線圈L2取下,而成為開放狀態之電路結構,並且使線圈L2或線圈L1均為可變。
又,此處,以氮化矽膜之成膜處理為例而加以說明,亦可說明其他膜種之成膜處理,此外並非限於成膜處理,對於電漿蝕刻處理、電漿灰化處理等亦可適用本發明。
此外,此處以可一次性處理複數塊半導體晶圓之垂直批量式電漿處理裝置為例有進行說明,但並非限於此,單塊依次處理半導體晶圓之饋紙式電漿處理裝置亦可適用本發明。於此情形時,例如將載置半導體晶圓並保持其之被處理體保持機構即晶座,以及供給包含電漿氣體之處理氣體等之噴頭部,作為兩電漿電極而構成。
又,作為被處理體,並非限定於半導體晶圓,於玻璃基板或LCD基板亦可適用本發明。
2A,2B...電漿電極
6,58...高頻電源
8...高頻匹配電路
10...電漿處理裝置
12...處理容器
14...石英製天井板
16...歧管
18...密封材料
20...被處理體保持機構
20A...支柱
22...保溫筒
24...平臺
26...蓋部
28...回轉軸
30...磁性流體密封
32...密封部件
34...升降機構
36...臂
42...電漿氣體分散噴嘴
44...成膜氣體分散噴嘴
42A,44A...氣體噴射孔
48...電漿發生部
50...排氣口
52...開口
54...電漿隔板
56A、56B...電漿電極
60...配線
62...絕緣保護罩
64...遮罩
66...排氣罩部件
68...氣體出口
70...加熱機構
72,74...高頻匹配機構
76...檢波器
78...控制部
C1,C2...可變電容器
L1,L2,L3...可變線圈
W...晶圓
圖1係表示本發明電漿處理裝置之一例之縱剖面結構圖。
圖2係表示電漿處理裝置之橫剖面結構圖。
圖3係連接有高頻電源之高頻電路之等價電路圖。
圖4(A)至(C)係表示電漿負載兩端之電位與其合成電位之圖。
圖5係表示先前裝置與本發明裝置之電漿密度分佈圖。
圖6(A)至(C)係表示電壓波形之相位差變化之狀態圖。
圖7(A)至(E)係高頻匹配電路之變形例之電路圖。
圖8係包含高頻電路之先前高頻電路之等價電路圖。
圖9(A)、(B)係先前之高頻匹配電路之其它結構圖。
圖10係藉由先前之高頻匹配迴路而施加於兩電漿電極之電壓波形圖。
10...電漿處理裝置
12...處理容器
14...石英製天井板
16...歧管
18...密封材料
20...石英製晶舟
20A...支柱
22...保溫筒
24...平臺
26...蓋部
28...回轉部
30...磁性流體密封
32...密封部件
34...升降機構
36...臂
38...電漿氣體供給機構
40...成膜氣體供給機構
42...電漿氣體分散噴嘴
44...成膜氣體分散噴嘴
42A...氣體噴射孔
48...電漿發生部
50...排氣口
54...電漿隔板
56A,56B...電漿電極
58...高頻電源
60...配線
62...絕緣保護罩
64...遮罩
66...排氣罩部件
68...氣體出口
70...加熱機構
72...高頻匹配機構
74...高頻匹配機構
76...檢波器
78...控制部

Claims (15)

  1. 一種電漿處理裝置,其係對被處理體實施特定之電漿處理者,其特徵在於具備:可抽真空之處理容器;保持上述被處理體之被處理體保持機構;產生高頻電壓之高頻電源;電漿氣體供給機構,其向上述處理容器內供給被電漿化之電漿化氣體;一對電漿電極,其為使電漿產生於上述處理容器內,而於上述高頻電源之輸出側由配線所連接,並且均成為激發電極狀態;及高頻匹配機構,其介設於上述配線之中途,並具有阻抗;各電漿電極未接地。
  2. 如請求項1之電漿處理裝置,其中上述高頻匹配機構包含:1個以上之第1電抗,該等係並聯連接於上述電漿電極間之電漿負載,並且具有電感性及電容性中任一方之特性;及複數個第2電抗,該等係分別串聯連接於上述各電漿電極,並且具有與上述第1電抗不同之特性。
  3. 如請求項2之電漿處理裝置,其中上述第1及第2之各電抗中至少一方之電抗為可變。
  4. 如請求項1之電漿處理裝置,其中於配線中且高頻匹配機構與高頻電源之間設置有檢測器,其係檢測來自電漿電極側之反射波;基於來自該檢測器之信號,藉由控制部控制高頻匹配機構之阻抗。
  5. 如請求項4之電漿處理裝置,其中控制部控制高頻匹配機構之阻抗,以便來自電漿電極側之反射波成為零。
  6. 如請求項3之電漿處理裝置,其中第1電抗包含電容可變之一對電容器;第2電抗包含一對線圈。
  7. 如請求項3之電漿處理裝置,其中第1電抗包含電容可變之一對線圈;第2電抗包含一對電容器。
  8. 如請求項3之電漿處理裝置,其中第1電抗包含電容可變之單一電容器;第2電抗包含一對線圈。
  9. 如請求項8之電漿處理裝置,其中單一電容器係配置於配線中較一對線圈靠近電漿電極側。
  10. 如請求項8之電漿處理裝置,其中單一電容器係配置於配線中較一對線圈靠近電漿電極相反側。
  11. 如請求項3之電漿處理裝置,其中第1電抗包含電容可變之單一線圈;第2電抗包含一對電容器。
  12. 如請求項11之電漿處理裝置,其中單一線圈係配置於配線中較一對電容器靠近電漿電極側。
  13. 如請求項11之電漿處理裝置,其中單一線圈係配置於配線中較一對電容器靠近電漿電極相反側。
  14. 如請求項1之電漿處理裝置,其中上述處理容器係可容納複數片上述被處理體之縱型處理容器。
  15. 如請求項1之電漿處理裝置,其中上述處理容器係可容納一片上述被處理體之單片式處理容器。
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