等離子體處理裝置、生成裝置及生成方法、天線結構體的製作方法
2023-06-02 02:17:36
等離子體處理裝置、生成裝置及生成方法、天線結構體的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種等離子體處理裝置、生成裝置及生成方法、天線結構體，能夠使裝置結構簡單化並且能夠防止等離子體的生成效率下降。等離子體處理裝置(10)具備：腔室(11)；載置臺(12)，其配置於該腔室(11)的內部並載置基板(S)；ICP天線(13)，其在腔室(11)的外部被配置成與載置臺(12)對置並與高頻電源(26)相連接；以及窗構件(14)，其存在於載置臺(12)與ICP天線(13)之間並包含導電體，其中，窗構件(14)被分割成多個分割片(27)，多個分割片(27)彼此絕緣並且通過導線(29)、帶電容器的導線(30)相連接而形成閉合迴路(31)。
【專利說明】等離子體處理裝置、生成裝置及生成方法、天線結構體
【技術領域】
[0001]本發明涉及使用ICP(Inductive Coupling Plasma:感應稱合等離子體)天線來生成等離子體的等離子體處理裝置、等離子體生成裝置、天線結構體以及等離子體生成方法。
【背景技術】
[0002]在具備腔室以及配置於腔室外的ICP(Inductive Coupling Plasma)天線的等離子體處理裝置中，與ICP天線對置的腔室的頂部由電介質、例如包含石英的電介質窗構成。在該等離子體處理裝置中，在與高頻電源相連接的ICP天線中流過高頻電流，該高頻電流使ICP天線產生磁力線。所產生的磁力線透過電介質窗在腔室內沿著ICP天線產生磁場。該磁場在時間上發生變化時產生感應電場，由該感應電場加速的電子與導入到腔室內的處理氣體的分子、原子發生碰撞而產生等離子體。感應電場以沿著ICP天線的方式而產生，因此在腔室內等離子體也以沿著ICP天線的方式產生。
[0003]為了分隔作為減壓環境的腔室內部與作為大氣壓環境的腔室外部，電介質窗需要具有能夠確保經得起壓力差的剛性的厚度。另外，可以預見到收容於腔室而實施等離子體處理的基板、例如FPD (Flat Panel Display:平板顯示器)的大型化也將在今後進一步發展，因此需要使與基板對置的電介質窗大口徑化，需要確保大口徑化時的剛性，由此需要進一步增加電介質窗的厚度。
[0004]然而，電介質窗的厚度越厚則電介質窗的重量越增加，並且相應地成本也上升，因此提出了由剛性高且廉價的導電體、例如包含金屬的導電體窗構成腔室的頂部。在導電體窗中金屬遮蔽磁力線，因此設置貫通該導電體窗的狹縫，經由該狹縫使磁力線透過。但是，要設置的狹縫的數量、大小受到限制，因此在導電體窗中磁力線的透過效率下降，其結果，在腔室內等離子體的生成效率下降。
[0005]另一方面，提出了將帶電容器的浮置線圈設置於腔室外且在ICP天線附近(例如參照專利文獻I)。通過由ICP天線產生的磁力線的電磁感應而在該浮置線圈中流過感應電流，該感應電流使浮置線圈產生磁力線，所產生的磁力線透過電介質窗在腔室內沿著浮置線圈產生磁場。即，在腔室內不僅產生沿ICP天線的磁場還產生沿浮置線圈的磁場，因此浮置線圈起到輔助天線的作用，在腔室內產生的感應電場變強，其結果，能夠防止等離子體的生成效率下降。
[0006]專利文獻1:日本特開2011-119659號
【發明內容】
_7] 發明要解決的問題
[0008]即使在與導電體窗對置的ICP天線中，也考慮應用上述專利文獻I的技術來增強感應電場，但是除了 ICP天線以外還需要設置浮置線圈，因此存在裝置結構變得複雜這種問題。[0009]本發明的目的在於，提供一種能夠使裝置結構簡單並且能夠防止等離子體的生成效率下降的等離子體處理裝置、等離子體生成裝置、天線結構體以及等離子體生成方法。
[0010]用於解決問題的方案
[0011]為了達到上述目的，第I發明所述的等離子體處理裝置具備:處理室，其收容基板；載置臺，其被配置在上述處理室的內部並載置上述基板；以及感應耦合天線，其在上述處理室的外部被配置成與上述載置臺對置，並與高頻電源相連接，該等離子體處理裝置的特徵在於，還具備窗構件，該窗構件構成與上述感應耦合天線對置的上述處理室的壁部，存在於上述載置臺與上述感應耦合天線之間，由導電體構成，上述窗構件被分割成多個分割片，上述多個分割片彼此不直接接觸使得彼此不會電導通，上述多個分割片中的至少部分分割片通過導線相連接而形成閉合迴路，上述閉合迴路的連接各上述分割片的上述導線中的至少一個導線具有電容器。
[0012]第2發明所述的等離子體處理裝置的特徵在於，在第I發明所述的等離子體處理裝置中，上述電容器的靜電容量被調整成使上述閉合迴路的電抗成為負值。
[0013]第3發明所述的等離子體處理裝置的特徵在於，在第I或者2發明所述的等離子體處理裝置中，關於上述感應耦合天線的中心對稱地配置上述導線。
[0014]第4發明所述的等離子體處理裝置的特徵在於，在第I?3發明中的任一項所述的等離子體處理裝置中，上述導線各自具有上述電容器。
[0015]第5發明所述的等離子體處理裝置的特徵在於，在第I?4發明中的任一項所述的等離子體處理裝置中，與上述感應耦合天線偏離地配置上述導線。
[0016]第6發明所述的等離子體處理裝置的特徵在於，在第I?5發明中的任一項所述的等離子體處理裝置中，上述電容器為容量可變電容器，根據上述處理室內的等離子體的密度和密度分布中的至少一個來調整上述電容器的靜電容量。
[0017]第7發明所述的等離子體處理裝置的特徵在於，在第I?6發明中的任一項所述的等離子體處理裝置中，根據上述處理室內的等離子體的分布來調整上述導線的位置。
[0018]第8發明所述的等離子體處理裝置的特徵在於，在第I?7發明中的任一項所述的等離子體處理裝置中，在上述窗構件中形成多個上述閉合迴路。
[0019]為了達到上述目的，第9發明所述的等離子體生成裝置在減壓室內生成等離子體，其特徵在於，具備:感應耦合天線，其被配置在上述減壓室的外部，與高頻電源相連接；以及窗構件，其存在於上述感應耦合天線與上述減壓室內的等離子體之間，由導電體構成，其中，上述窗構件被分割成多個分割片，上述多個分割片彼此不直接接觸使得彼此不會電導通，上述多個分割片中的至少部分分割片通過導線相連接而形成閉合迴路，上述閉合迴路的連接各上述分割片的上述導線中的至少一個導線具有電容器。
[0020]第10發明所述的等離子體生成裝置的特徵在於，在第9發明所述的等離子體生成裝置中，上述電容器的靜電容量被調整成使上述閉合迴路的電抗成為負值。
[0021]第11發明所述的等離子體生成裝置的特徵在於，在第9或者10發明所述的等離子體生成裝置中，關於上述感應耦合天線的中心對稱地配置上述導線。
[0022]為了達到上述目的，第12發明所述的天線結構體具備與高頻電源相連接的感應耦合天線，其特徵在於，具備窗構件，該窗構件存在於上述感應耦合天線與由上述感應耦合天線生成的等離子體之間，由導電體構成，上述窗構件被分割成多個分割片，上述多個分割片彼此不直接接觸使得彼此不會電導通，上述多個分割片中的至少部分分割片通過導線相連接而形成閉合迴路，上述閉合迴路的連接各上述分割片的上述導線中的至少一個導線具有電容器。
[0023]第13發明所述的天線結構體的特徵在於，在第12發明所述的天線結構體中，上述電容器的靜電容量被調整成使上述閉合迴路的電抗成為負值。
[0024]第14發明所述的天線結構體的特徵在於，在第12或者13發明所述的天線結構體中，關於上述感應耦合天線的中心對稱地配置上述導線。
[0025]為了達到上述目的，第15發明所述的等離子體生成方法使用天線結構體生成等離子體，該天線結構體具備:感應耦合天線，其與高頻電源相連接；以及窗構件，其存在於上述感應耦合天線與等離子體之間，由導電體構成，其中，上述窗構件被分割成多個分割片，上述多個分割片彼此絕緣，該方法的特徵在於，使用導線將上述多個分割片中的至少部分分割片相連接來形成閉合迴路，上述導線中的至少一個導線具有電容器，調整上述電容器的靜電容量，使得上述閉合迴路的電抗成為負值。
[0026]第16發明所述的等離子體生成方法的特徵在於，在第15發明所述的等離子體生成方法中，上述電容器為容量可變電容器，根據上述處理室內的等離子體的密度和密度分布中的至少一個來調整上述電容器的靜電容量。
[0027]發明的效果
[0028]根據本發明，與連接高頻電源的感應耦合天線對置並由導電體構成的窗構件被分割成多個分割片，至少幾個分割片通過導線相連接而形成閉合迴路，該閉合迴路的連接各分割片的導線中的至少一個導線具有電容器，從而閉合迴路具有電容器並且與感應耦合天線對置。由此，從感應耦合天線產生的磁場通過電磁感應使閉合迴路生成感應電流，該感應電流使閉合迴路內產生磁場，在該閉合迴路內產生的磁場產生感應電場，結果是生成等離子體，因此使電容器的容量發生變化而調整閉合迴路的電抗來控制閉合迴路所生成的感應電流，由此不追加新的輔助天線而能夠防止等離子體的生成效率下降。即，能夠使裝置結構簡單並且能夠防止等離子體的生成效率下降。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1是概要性地示出本發明的實施方式所涉及的等離子體處理裝置結構的剖視圖。
[0030]圖2是沿著圖1中的空心箭頭觀察圖1中的窗構件和ICP天線時的俯視圖。
[0031]圖3是用於說明圖2中的閉合迴路生成的感應電流的圖。
[0032]圖4是表示導線電容器的靜電容量與感應電流的關係的曲線圖。
[0033]圖5是表示圖1中的窗構件的第一變形例的俯視圖。
[0034]圖6是表示圖1中的窗構件的第二變形例的俯視圖。
[0035]圖7是表示圖1中的窗構件的第三變形例的俯視圖。
[0036]圖8是表示圖1中的窗構件的第四變形例的俯視圖。
[0037]圖9是表示圖1中的窗構件的第五變形例的俯視圖。
[0038]圖10是表示圖1中的窗構件的第六變形例的俯視圖。
[0039]圖11是表示圖1中的窗構件的第七變形例的俯視圖。[0040]圖12是表示圖1中的窗構件的第八變形例的俯視圖。
[0041]圖13是表示圖1中的窗構件的第九變形例的俯視圖。
[0042]圖14是表示圖1中的窗構件的第十變形例的俯視圖。
[0043]圖15是表示圖1中的窗構件的第十一變形例的俯視圖。
[0044]圖16是表示圖1中的窗構件的第十二變形例的俯視圖。
[0045] 圖17是表示圖1中的窗構件的第十三變形例的俯視圖。
[0046]圖18是表示圖1中的窗構件的第十四變形例的俯視圖。
[0047]圖19是表示圖1中的窗構件的第十五變形例的俯視圖。
[0048]圖20是表示圖1中的窗構件的第十六變形例的俯視圖。
[0049]圖21是表示圖1中的窗構件的第十七變形例的俯視圖。
[0050]圖22是概要性地示出本發明的實施方式所涉及的等離子體生成裝置結構的剖視圖。
[0051]附圖標記說明
[0052]10:等離子體處理裝置；11:腔室；12:載置臺；13:1CP天線；14:窗構件；26:高頻電源；27:分割片；28:絕緣材料；29:導線；30:帶電容器的導線；31:閉合迴路；34:感應電流。
【具體實施方式】
[0053]下面，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發明的實施方式。
[0054]首先，說明本發明的實施方式所涉及的等離子體處理裝置。
[0055]圖1是概要性地示出本發明的實施方式所涉及的等離子體處理裝置結構的剖視圖。
[0056]在圖1中，等離子體處理裝置10例如具備:腔室11 (處理室、減壓室)，其收容FPD用的玻璃基板(以下簡稱為「基板」)S ;載置臺12，其被配置於該腔室11的底部而上表面載置基板S ；ICP天線13 (感應耦合天線)，其在腔室11外部被配置成與腔室11內部的載置臺12對置；以及窗構件14，其構成腔室11的頂部，存在於載置臺12與ICP天線13之間。
[0057]腔室11大致呈殼體狀，例如大小被設定為能夠收容具有2880mmX 3130mm的尺寸的第十代的基板S。腔室11具有排氣裝置15，該排氣裝置15對腔室11進行抽真空而使腔室11內部成為減壓環境。另一方面，腔室11外部為大氣壓環境，窗構件14分隔腔室11的內部與外部。窗構件14由導電體、例如鋁等金屬或者半導體、例如矽構成。窗構件14由多個分割片構成，整體大小至少能夠覆蓋載置於載置臺12的基板S整面。
[0058]載置臺12由導電性部件構成，具有作為基臺而發揮功能的長方體狀的基座16以及形成於該基座16的上表面的靜電卡盤17。基座16經由供電棒18和整合器19與高頻電源20相連接。高頻電源20將較低的高頻電力、例如13.56MHz以下的高頻電力提供給基座16，使該基座16產生偏置電位。由此，將在載置臺12與窗構件14之間的處理空間PS生成的等離子體中的離子引入到載置於載置臺12的基板S。
[0059]靜電卡盤17由內置電極板21的電介質部件構成，該電極板21連接有直流電源22。靜電卡盤17通過由從直流電源22施加的直流電壓引起的靜電力來使基板S向載置臺12靜電吸附。[0060]在支承窗構件14的梁部12中設置處理氣體導入口 23，將從處理氣體提供裝置24提供的處理氣體導入到腔室11內。
[0061]ICP天線13由沿著窗構件14的上表面配置的環狀導線或者導體板構成，經由整合器25與高頻電源26相連接。此外，在本說明書和權利要求書中，將導線和導體板總稱為導線。
[0062]在等離子體處理裝置10中，高頻電流流過ICP天線13，該高頻電流使ICP天線13產生磁力線。所產生的磁力線在以往那樣窗構件由電介質形成的情況下透過該窗構件，但是如本實施方式那樣，在窗構件由導電體形成的情況下通過形成於窗構件14的狹縫或者分割片之間的間隙，在腔室11內構成磁場。當該磁場在時間上發生變化時產生感應電場，通過該感應電場加速的電子與導入到腔室11內的處理氣體的分子、原子碰撞而產生等離子體。
[0063]所生成的等離子體中的離子通過基座16的偏置電位而被引向基板S，該等離子體中的自由基進行移動而到達基板S，分別對基板S實施等離子體處理、例如物理的蝕刻處理、化學的蝕刻處理。
[0064]圖2是沿著圖1中的空心箭頭觀察圖1中的窗構件和ICP天線時的俯視圖。
[0065]在圖2中，窗構件14被分割成多個分割片、例如四個三角形狀的分割片27，在各分割片27之間存在由電介質部件構成的絕緣材料28。因而，四個分割片27不會直接進行接觸使得不會相互電導通。
[0066]另一方面，相鄰的分割片27彼此之間分別通過一個導線29或者一個帶電容器的導線30相連接，在窗構件14中形成由三個導線29、一個帶電容器的導線30以及四個分割片27構成的閉合迴路31。沿著窗構件14的上表面配置ICP天線13，因此ICP天線13與閉合迴路31接近，在本實施方式中俯視觀察時閉合迴路31被ICP天線13包圍。作為帶電容器的導線30中的電容器(以下稱為「導線電容器」)，可使用容量可變電容器或者容量固定電容器。此外，在本實施方式中，ICP天線13、絕緣材料28、三個導線29、一個帶電容器的導線30以及窗構件14構成天線結構體。
[0067]圖3是用於說明圖2中的閉合迴路所生成的感應電流的圖。
[0068]在圖3中，當高頻電流32流過ICP天線13時，該高頻電流32產生從由ICP天線13形成的環狀部13a通過的磁力線33。閉合迴路31與ICP天線13接近，因此從ICP天線13的環狀部13a通過的磁力線33還從由閉合迴路31形成的環狀部31a通過。此時，因磁力線33的電磁感應而在閉合迴路31中流過感應電流34。該感應電流34產生從環狀部31a通過的磁力線(以下稱為「副磁力線」)(未圖示)。
[0069]在本實施方式中，磁力線33從構成窗構件14的多個分割片27中鄰接的分割片27的間隙通過而在處理空間PS中構成磁場(以下稱為「主磁場」)，但是磁力線33以沿著ICP天線13中的電流的流路而描繪閉環的方式分布，因此主磁場在ICP天線13的環狀部13a內產生。另外，使窗構件14的閉合迴路31產生的副磁力線也在處理空間PS內構成磁場(以下稱為「副磁場」)，但是副磁力線以沿著閉合迴路31中的電流的流路描繪閉環的方式進行分布，因此副磁場在閉合迴路31的環狀部31a內產生。
[0070]在此，如果在處理空間PS內主磁場與副磁場的朝向相反，則相互抵消，因而導致由磁場在處理空間PS內產生的感應電場減弱，等離子體的生成效率下降。[0071]因此，在本實施方式中，為了使主磁場與副磁場的朝向設為同一朝向，使感應電流34的流向與高頻電流32的流向設為同一方向。如在上述專利文獻I中公開那樣，使用以下近似式(1)表示流過閉合迴路31的感應電流34。
[0072]Iind = -MoIef/(Ls-1/Cso) ? ? ? (I)
[0073]在此，Iind為感應電流34，M為ICP天線13和閉合迴路31之間的互感，?為角頻率，Ief為高頻電流32，Ls為閉合迴路31的自感，Cs為導線電容器的靜電容量，Ls-1/Cs ?為閉合迴路31的電抗。
[0074]根據上述近似式⑴，當使閉合迴路31的電抗設為負值時，Iind(感應電流34)的符號(正或負)變得與IKF(高頻電流32)的符號相同，感應電流34的流向與高頻電流32的流向相同，因此在本實施方式中，導線電容器的靜電容量(Cs)被調整為使閉合迴路31的電抗成為負值。此外，在導線電容器為容量固定電容器的情況下，通過更換該導線電容器來調整靜電容量。
[0075]如上所述，通過使閉合迴路31的電抗設為負值，來使感應電流34的流向與高頻電流32的流向設為同一方向,在處理空間PS中能夠將主磁場和副磁場設為同一朝向，能夠增強在處理空間PS中產生的感應電場。其結果，例如，即使磁力線33僅從構成窗構件14的多個分割片27中鄰接的分割片27的間隙通過，也能夠防止等離子體的生成效率下降。
[0076]即，根據本實施方式所涉及的等離子體處理裝置10，不需要如上述專利文獻I那樣追加浮置線圈等天線，能夠使裝置結構簡單，並且能夠防止等離子體的生成效率下降。
[0077]另外，在高效率地生成感應電流34時，通過上述近似式(I)，優選減小閉合迴路31的電抗的絕對值，優選增加導線電容器的靜電容量。
[0078]圖4是表示導線電容器的靜電容量與感應電流的關係的曲線圖。
[0079]本
【發明者】等通過排氣裝置15將等離子體處理裝置10的腔室11內的壓力設定為IOmTorr，作為處理氣體將Ar氣體與O2氣體的混合氣體分別以流量成為300sccm、30sccm的方式從處理氣體導入口 23導入到腔室11內，將頻率為13.56MHz的高頻電力從高頻電源26以1000W提供給ICP天線13，增加閉合迴路31中的導線電容器的靜電容量，結果是如圖4的曲線圖所示那樣確認了感應電流34以加速度式的方式增加。另外，確認了隨著感應電流34增加而高頻電流32減少。
[0080]高頻電流32減少是由於，所提供的高頻電力中生成感應電流34所消耗的比例增加而生成高頻電流32所消耗的比例減少。
[0081]另外，確認了感應電流34的增加程度大於高頻電流32的減少程度這一情況。換言之，確認了以下情況:在將相同大小的高頻電力提供給ICP天線13的情況下，不僅使ICP天線13流過高頻電流32而且也使閉合迴路31流過感應電流34時的高頻電流32和感應電流34的合計值大於不使閉合迴路31流過感應電流34而僅使ICP天線13流過高頻電流32時的高頻電流32的值。這是由於，在使導線電容器的靜電容量發生變化時，與ICP天線13的電抗相比使閉合迴路31的電抗大幅降低的結果是，感應電流34的生成效率提高。
[0082]本
【發明者】等在將從高頻電源26提供給ICP天線13的13.56MHz的高頻電力保持為1000W的狀態下，在上述條件下，將不使閉合迴路31流過感應電流34的情況與增加導線電容器的靜電容量而使閉合迴路31流過30A的感應電流34的情況進行比較，結果是，確認為處理空間PS中的等離子體的電子密度大約上升40%。這是由於，通過使閉合迴路31流過感應電流34，能夠使高頻電流32和感應電流34的合計值大於不使閉合迴路31流過感應電流34時的高頻電流32的值，其結果，能夠使腔室11內產生更強的磁場。
[0083]S卩，根據本實施方式所涉及的等離子體處理裝置10，即使在將相同大小的高頻電力提供給ICP天線13的情況下，除了使用ICP天線13以外還一起使用閉合迴路31來生成感應電流34，由此能夠提高等離子體的生成效率。
[0084]另外，由於感應電流34的生成效率高，因此在將相同大小的高頻電力提供給ICP天線13的情況下進一步提高等離子體的生成效率時，優選在閉合迴路31的電抗保持負值的範圍內增加導線電容器的靜電容量而降低閉合迴路31的電抗的絕對值，增加感應電流34。並且，在控制等離子體密度時，在要增加等離子體在腔室11內的密度的情況下，通過增加導線電容器的靜電容量而降低閉合迴路31的電抗的絕對值，由此增加感應電流34而提高等離子體的生成效率，由此，能夠提高等離子體的密度，在要降低等離子體在腔室11內的密度的情況下，通過減少導線電容器的靜電容量而提高閉合迴路31的電抗的絕對值，由此減小感應電流34而降低等離子體的生成效率，由此，能夠降低等離子體的密度。
[0085]在閉合迴路31的環狀部31a內產生副磁場，副磁場也產生感應電場，由此通過調整閉合迴路31的位置，能夠控制等離子體在腔室11內的分布。例如圖2所示，關於ICP天線13的中心對稱地配置各導線29和帶電容器的導線30，從而關於ICP天線13的中心對稱地形成閉合迴路31，由此能夠關於ICP天線13的中心對稱地生成副磁場的等離子體。此夕卜，在圖2中，帶電容器的導線3僅為一個，因此形成為關於ICP天線13的中心非對稱的配置，但是如後文中所述，例如隔著ICP天線13的中心而對置的位置的導線29也被替換為帶電容器的導線，從而形成對稱的配置，由此能夠生成對稱性更好的等離子體。
[0086]另外，在ICP天線13的環狀部13a內產生主磁場，主磁場產生感應電場，因此基於對基板S實施的等離子體處理的均勻化的觀點，如圖2所示，優選使ICP天線13的中心與腔室11的中心一致，由此，不僅是副磁場的等離子體，也能夠關於腔室11的中心對稱地生成主磁場的等離子體。
[0087]並且，也可以根據等離子體在腔室11內的分布來調整閉合迴路31的位置，例如在腔室11內中心部的等離子體的密度降低的情況下，如圖5所示，靠近ICP天線13的中心配置導線29、帶電容器的導線30，靠近ICP天線13的中心形成閉合迴路31 (第一變形例)。由此,能夠在ICP天線13的中心、即腔室11的中心集中地生成副磁場的等離子體，並且能夠改善等尚子體在腔室11內的分布。
[0088]以上，使用實施方式說明了本發明，但是本發明並不限定於上述實施方式。
[0089]例如，基於在腔室11內大範圍產生等離子體的觀點，如圖2、圖5所示，優選從ICP天線13偏離地配置各導線29、帶電容器的導線30，使閉合迴路31從ICP天線13偏離。由此，能夠在與主磁場的等離子體分離的位置處產生副磁場的等離子體。在此，偏離是指在垂直於與閉合迴路31、ICP天線13平行的面的方向上不會重疊的位置關係。
[0090]窗構件14也不限定於分割成四個分割片27的情況，窗構件14被分割成至少兩個分割片27而彼此絕緣且由導線29、帶電容器的導線30形成閉合迴路31即可。例如圖6、圖7所示，可以將窗構件14分割成十二個分割片27，如圖8、圖9所示，也可以將窗構件14分割成十六個分割片27。
[0091]另外，各閉合迴路31例如圖6所示那樣可以具有多個帶電容器的導線30(第二變形例)，例如圖7所示那樣也可以在閉合迴路31中將各分割片27全部使用帶電容器的導線30相連接(第三變形例)。由此，閉合迴路31的對稱性提高，並且，能夠進一步提高在腔室11內由副磁場生成的等離子體的分布對稱性。
[0092]另外，例如即使在窗構件14被分割為相同十六個分割片27的情況下，各分割片27可以由圖8示出的三角形的分割片構成(第四變形例)，也可以由圖9示出的矩形的分割片構成(第五變形例)。
[0093]並且，在窗構件14中也可以形成多個閉合迴路31。特別是，在配置多個ICP天線13的情況下，優選與各ICP天線13對應地逐個地且接近配置各閉合迴路31。由此，能夠由流過各ICP天線13的高頻電流32在對應的各閉合迴路31中高效率地生成感應電流34。另外，如圖6所示，可以同心狀地配置各ICP天線13，或者，如圖10所示，也可以分別並列配置各ICP天線13 (第六變形例)。此時，通過分別調整各閉合迴路31的電抗，來分別調整沿著各閉合迴路31產生的副磁場的強度，由此，在腔室11中能夠局部控制等離子體的密度，其結果，能夠更精細地控制等離子體的密度分布。
[0094]另外，在窗構件14中形成多個閉合迴路31的情況下，各閉合迴路31不需要分別與不同的ICP天線13對應，例如圖11、圖12所示，可以對一個ICP天線13配置四個閉合迴路31 (第七變形例)，也可以對四個ICP天線13各自配置四個閉合迴路31 (第八變形例)。並且，如圖13所示，可以對一個ICP天線13配置八個閉合迴路31 (第九變形例)，如圖14所示，也可以對一個ICP天線13配置十六個閉合迴路31 (第十變形例)。
[0095]並且，本發明也可以應用於對圓板狀的半導體晶圓實施等離子體處理的等離子體處理裝置，在該情況下，窗構件14呈圓板狀，但是如圖15、圖16所示，分割成多個分割片27，與各ICP天線13對應地設置閉合迴路31。在該情況下，也可以在各閉合迴路31中將各分割片27使用導線29、帶電容器的導線30相連接(圖15、第十一變形例)，或者也可以將各分割片27僅使用帶電容器的導線30相連接(圖16、第十二變形例)。
[0096]另外，本發明也可以僅應用於窗構件14的一部分，在該情況下，如圖17所示，窗構件14的一部分被分割成多個分割片27，與各ICP天線13對應地設置閉合迴路31 (第十三變形例)。
[0097]並且，鄰接的兩個分割片27不僅僅是使用一個導線29或者帶電容器的導線30相連接，如圖18所示，也可以使用多個導線29、帶電容器的導線30相連接(第十四變形例)。由此，能夠容易地形成多個閉合迴路31。
[0098]另外，如圖19所示，可以將鄰接的兩個分割片27之間的絕緣材料28有效使用為電介質，對絕緣材料28的一部分28a的靜電容量進行調整而使用兩個分割片27和絕緣材料28的一部分28a來構成電容器(第十五變形例)，如圖20所示，也可以使鄰接的兩個分割片27之間的絕緣材料28的一部分28b的厚度變薄而使用兩個分割片27和絕緣材料28的一部分28b來構成電容器(第十六變形例)。由此，不使用帶電容器的導線30而能夠形成閉合迴路31，並且能夠削減部件件數。
[0099]並且，各導線29、帶電容器的導線30也可以不配置成關於ICP天線13的中心對稱。例如圖21所示，也可以將帶電容器的導線30、一部分導線29配置成靠近ICP天線13的中心，並且將其餘的導線29配置成遠離ICP天線13的中心(第十七變形例)。由此，能夠使閉合迴路31在ICP天線13以及腔室11的中心不均勻分布。其結果，例如，基於腔室11內部的結構等原因，主磁場的等離子體在腔室11內不均勻分布的情況下，使閉合迴路31不均勻分布以使其與主磁場的等離子體的密度低的部分對置，在腔室11內能夠使等離子體均勻分布。
[0100]另外，本發明提高等離子體的生成效率，因此不僅應用於在內部對基板S實施等離子體處理的等離子體處理裝置10，也能夠應用於在各種用途中用作等離子體的等離子體源的等離子體生成裝置。例如圖22所示，作為應用了本發明的等離子體生成裝置35，是從圖1的等離子體處理裝置10去除載置臺12以及與該載置臺12相關聯的結構要素後的裝置，能夠用作從腔室11取出等離子體而提供給其它部位的遠程等離子體裝置。
【權利要求】
1.一種等離子體處理裝置，具備:處理室，其收容基板；載置臺，其被配置在上述處理室的內部並載置上述基板；以及感應耦合天線，其在上述處理室的外部被配置成與上述載置臺對置，並與高頻電源相連接，該等離子體處理裝置的特徵在於， 還具備窗構件，該窗構件構成與上述感應耦合天線對置的上述處理室的壁部，存在於上述載置臺與上述感應耦合天線之間，由導電體構成， 上述窗構件被分割成多個分割片， 上述多個分割片彼此不直接接觸使得彼此不會電導通， 上述多個分割片中的至少部分分割片通過導線相連接而形成閉合迴路， 上述閉合迴路的連接各上述分割片的上述導線中的至少一個導線具有電容器。
2.根據權利要求1所述的等離子體處理裝置，其特徵在於， 上述電容器的靜電容量被調整成使上述閉合迴路的電抗成為負值。
3.根據權利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其特徵在於， 關於上述感應耦合天線的中心對稱地配置上述導線。
4.根據權利要求1~3中的任一項所述的等離子體處理裝置，其特徵在於， 上述導線各自具有上述電容器。
5.根據權利要求1~4中的任一項所述的等離子體處理裝置，其特徵在於， 與上述感應耦合天線偏離地配置上述導線。
6.根據權利要求1~5中的任一項所述的等離子體處理裝置，其特徵在於， 上述電容器為容量可變電容器，根據上述處理室內的等離子體的密度和密度分布中的至少一個來調整上述電容器的靜電容量。
7.根據權利要求1~6中的任一項所述的等離子體處理裝置，其特徵在於， 根據上述處理室內的等離子體的分布來調整上述導線的位置。
8.根據權利要求1~7中的任一項所述的等離子體處理裝置，其特徵在於， 在上述窗構件中形成多個上述閉合迴路。
9.一種等離子體生成裝置，在減壓室內生成等離子體，其特徵在於， 具備:感應耦合天線，其被配置在上述減壓室的外部，與高頻電源相連接；以及窗構件，其存在於上述感應耦合天線與上述減壓室內的等離子體之間，由導電體構成， 其中，上述窗構件被分割成多個分割片， 上述多個分割片彼此不直接接觸使得彼此不會電導通， 上述多個分割片中的至少部分分割片通過導線相連接而形成閉合迴路， 上述閉合迴路的連接各上述分割片的上述導線中的至少一個導線具有電容器。
10.根據權利要求9所述的等離子體生成裝置，其特徵在於， 上述電容器的靜電容量被調整成使上述閉合迴路的電抗成為負值。
11.根據權利要求9或10所述的等離子體生成裝置，其特徵在於， 關於上述感應耦合天線的中心對稱地配置上述導線 。
12.—種天線結構體,具備與高頻電源相連接的感應稱合天線,其特徵在於， 具備窗構件，該窗構件存在於上述感應耦合天線與由上述感應耦合天線生成的等離子體之間，由導電體構成， 上述窗構件被分割成多個分割片，上述多個分割片彼此不直接接觸使得彼此不會電導通， 上述多個分割片中的至少部分分割片通過導線相連接而形成閉合迴路， 上述閉合迴路的連接各上述分割片的上述導線中的至少一個導線具有電容器。
13.根據權利要求12所述的天線結構體，其特徵在於， 上述電容器的靜電容量被調整成使上述閉合迴路的電抗成為負值。
14.根據權利要求12或13所述的天線結構體，其特徵在於， 關於上述感應耦合天線的中心對稱地配置上述導線。
15.—種等離子體生成方法,使用天線結構體生成等離子體,該天線結構體具備:感應率禹合天線，其與高頻電源相連接；以及窗構件，其存在於上述感應稱合天線與等離子體之間，由導電體構成，其中，上述窗構件被分割成多個分割片，上述多個分割片彼此絕緣，該方法的特徵在於， 使用導線將上述多個分割片中的至少部分分割片相連接來形成閉合迴路，上述導線中的至少一個導線具有電容器， 調整上述電容器的靜電容量，使得上述閉合迴路的電抗成為負值。
16.根據權利要求15所述的等離子體生成方法，其特徵在於， 上述電容器為容量可變電容器，根據處理室內的等離子體的密度和密度分布中的至少一個來調整上述電容器的靜電容量。
【文檔編號】H05H1/46GK103491700SQ201310233964
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年6月13日 優先權日:2012年6月13日
【發明者】山澤陽平, 傅寶一樹, 木村隆文, 輿水地鹽, 佐佐木和男, 內藤啟, 古屋敦城 申請人:東京毅力科創株式會社