等離子裝置的製作方法

2023-05-09 15:08:36 1

專利名稱：等離子裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種等離子裝置，特別是涉及一種在反應容器內配置有天線的等離子
直O
背景技術：
以往，公知有將多個天線配置在反應容器的內部的等離子裝置(專利文獻1)。圖15是用於說明以往的等離子裝置中用於向多個天線供給高頻電力的方法的圖。參照圖15，以往的等離子裝置具有多個天線200。多個天線200配置在反應容器的內部，並且其兩端藉助導入端子210、220配置在反應容器的外部。而且，多個天線200的每一個，其一端與饋電母線230相連接，其另一端與接地電位GND相連接。饋電母線230在饋電點230A處自高頻電源接收高頻電力，並向多個天線 200的每一個供給其接收的高頻電力。專利文獻1 日本特開2007-123008號公報但是，在以往的等離子裝置中，多個天線200的各自阻抗ZO被設定為能夠忽視程度的較小的值，因此饋電母線230的阻抗Zl比阻抗ZO大，從而難以向多個天線200供給更多的高頻電流。其結果，存在有在反應容器內生成的電感耦合型等離子體的密度降低這樣的問題。

發明內容
因此，本發明就是為了解決該問題而做成的，其目的在於提供一種能夠使電感耦合型等離子體的密度高密度化的等離子裝置。採用本發明，等離子裝置具有反應容器、多個天線、第1及第2平板構件、高頻電源。多個天線配置在反應容器的內部，該多個天線各自的至少一端貫穿反應容器的壁面地配置在反應容器的外部。第1平板構件在反應容器的外部與多個天線的多個一端相連接。 高頻電源與第1平板構件的位於多個天線的排列方向上的一端相連接，藉助第1平板構件向多個天線供給高頻電力。第2平板構件與第1平板構件(31)相對配置，並且與多個天線的多個另一端相連接，而且，第2平板構件的與第1平板構件的一端位於相同側的一端接地。優選第2平板構件由反應容器的一個壁構件構成。另外，採用本發明，等離子裝置具有反應容器、m(m為2以上的整數)個天線組、n(n 為正整數)個高頻電源。m個天線組的每一個天線組包含多個天線和第1及第2平板構件。 多個天線配置在反應容器的內部，該多個天線各自的至少一端貫穿反應容器的壁面地配置在反應容器的外部。第1平板構件在反應容器的外部與多個天線的多個一端相連接。第2 平板構件與第1平板構件相對配置，並且與多個天線的多個另一端相連接。而且，在m個天線組的每一組中，第1平板構件利用在多個天線的排列方向上的一端與高頻電源相連接。 另外，第2平板構件的與第1平板構件的一端位於相同側的一端接地。
優選在相鄰的兩個天線組中，從包含在一個天線組中的多個天線到高頻電源與第 1平板構件的連接點的多個距離，分別和從包含在另一個天線組中的多個天線到高頻電源與第1平板構件的連接點的多個距離大致相等。優選在m個天線組的每一組中，相鄰兩個天線間的距離彼此大致相等。優選在m個天線組的每一組中，從配置在最靠近高頻電源與第1平板構件的連接點的位置處的天線到連接點的距離與上述相鄰的兩個天線間的距離大致相等。優選η個高頻電源由一個高頻電源構成。優選η個高頻電源由與m個天線組的個數相同的個數構成。優選等離子裝置還具有振蕩器。振蕩器用於發出周期信號。η個高頻電源由與振蕩器相連接的多個高頻電源構成。m個天線組由與多個高頻電源對應設置的多個天線組構成。多個高頻電源的每一個高頻電源具有與從振蕩器接收的周期信號的頻率相同的頻率， 並且，向對應的天線組供給與周期信號同步的高頻電力。在多個天線組的每一組中，多個天線以大致相等的間隔排列。在本發明的等離子裝置中，在用於向多個天線供給來自高頻電源的高頻電力的第 1平板構件中流通的高頻電流的方向，與在連接在多個天線和接地電位之間的第2平板構件中流通的高頻電流的方向相反。這樣，第1平板構件的電感因在第2平板構件中流通的高頻電流引起的互感而變得比第1平板構件的自身電感小。其結果，第1平板構件的阻抗比未設置第2平板構件時小，比未設置第2平板構件時多的高頻電流被供給至多個天線。因而，採用本發明，能夠提高電感耦合型等離子體的密度。另外，在本發明的等離子裝置中，設有多個由利用第2平板構件來減小用於向多個天線供給高頻電力的第1平板構件的阻抗的結構構成的天線組。因而，採用本發明，在大面積的等離子裝置中，能夠提高電感耦合型等離子體的密度。


圖1是表示本發明的實施方式1的等離子裝置的結構的剖面圖。圖2是圖1所示的天線及平板構件的立體圖。圖3是表示實施方式1的其他等離子裝置的結構的剖面圖。圖4是圖3所示的天線、平板構件及蓋的立體圖。圖5是表示實施方式2的等離子裝置的結構的立體圖。圖6是用於說明圖5所示的天線組的詳細結構的立體圖。圖7是表示實施方式3的等離子裝置的結構的立體圖。圖8是用於說明圖7所示的天線組的詳細結構的立體圖。圖9是表示實施方式4的等離子裝置的結構的立體圖。圖10是表示圖9所示的天線組、匹配器及高頻電源的連接關係的立體圖。圖11是表示實施方式5的等離子裝置的結構的立體圖。圖12是表示圖11所示的天線組、匹配器、高頻電源及振蕩器的連接關係的立體圖。圖13是表示實施方式5的其他等離子裝置的結構的立體圖。
圖14是表示圖13所示的天線組、匹配器、高頻電源及振蕩器的連接關係的立體圖。圖15是用於說明以往的等離子裝置的向多個天線供給高頻電力的方法的圖。
具體實施例方式參照附圖詳細說明本發明的實施方式。另外，對於圖中相同或相當的部分標記相同的符號，不再重複其說明。實施方式1圖1是表示本發明的實施方式1的等離子裝置的結構的剖面圖。參照圖1，本發明的實施方式1的等離子裝置100具有天線1 4、反應容器10、基板保持件20、導入端子 21、23、25、27、加熱器30、氣體供給裝置40、排氣裝置50、匹配器60、高頻電源70。反應容器10具有大致長方體的外形，內部中空。而且，反應容器10包含主體部 11、蓋12、密封環13。主體部11和蓋12各自由不鏽鋼構成，與接地電位GND相連接。主體部11具有氣體供給口 14和排氣口 15。蓋12與密封環13相接觸地配置。密封環13插入設於主體部11外周的槽內，其與主體部11和蓋12相接觸。由此，密封環13將反應容器10 的內部保持為氣密。天線1 4各自例如由銅(Cu)構成。天線1 4配置在反應容器10的內部且沿反應容器10的蓋12以規定的間隔排列。而且，天線1 4的一端側分別通過導入端子21、 23、25、27而與平板構件31相連接。另外，天線1 4的另一端側通過另外的導入端子(在圖1中未圖示)與平板構件32相連接。導入端子21、23、25、27固定在反應容器10的蓋12上。平板構件31、32各自例如由Cu構成。而且，平板構件31、32在反應容器10的外側彼此相對且大致與反應容器10的蓋12平行地配置。在該情況下，平板構件31和平板構件32在與蓋12垂直的方向上的間隔例如為3cm。平板構件31的一個表面與天線1 4的一端相連接。而且，平板構件31的、在與蓋12平行的方向DRl上的一端與匹配器60相連接。平板構件32的一個表面與天線1 4的另一端相連接。而且，平板構件32的、與平板構件31和匹配器60的連接點(=平板構件31的一端)位於相同側的一端與接地電位GND相連接。基板保持件20固定在反應容器10的蓋12的底面IlA上。加熱器30配置在基板保持件20的內部。氣體供給裝置40與反應容器10的氣體供給口 14相連結。排氣裝置50與反應容器10的排氣口 15相連結。匹配器60連接在平板構件31的在天線1 4的排列方向上的一端和高頻電源70之間。高頻電源70連接在匹配器60與接地電位GND之間。圖2是圖1所示的天線1 4及平板構件31、32的立體圖。參照圖2，等離子裝置 100還具有導入端子22、24、洸、28。導入端子22、24、沈、28與導入端子21、23、25、27同樣地固定在反應容器10的蓋 12上。平板構件31、32各自例如具有5cm的寬度、Icm的厚度及Im的長度。
天線1 4各自具有大致U字形狀。而且，天線1 4配置為使分別包含呈大致 U字狀彎曲的天線1 4的4個平面大致平行。天線1 4的直線部分1A、2A、3A、4A分別通過導入端子21、23、25、27與平板構件 31相連接。另外，天線1 4的直線部分1B、2B、3B、4B分別通過導入端子22、24、沈、28與平板構件32相連接。而且，由於導入端子21 28固定在反應容器10的蓋12上，因此天線1 4分別藉助1對導入端子21、22、一對導入端子23、24、一對導入端子25 J6及一對導入端子27、28 固定在反應容器10的蓋12上。參照圖1及圖2，當經由匹配器60及平板構件31從高頻電源70供給高頻電力時， 天線1 4沿從平板構件31朝向平板構件32的方向流通高頻電流，通過電感耦合在反應容器10內產生等離子體。基板保持件20用於保持基板。導入端子21 觀將天線1 4固定在反應容器 10的蓋12上，並且密封天線1 4與蓋12之間的間隙。加熱器30用於將設置在基板保持件20上的基板加熱到規定的溫度。氣體供給裝置40用於經由氣體供給口 14向反應容器10內供給矽烷(SiH4)氣體和氫化鍺(GeH4)氣體等用於形成半導體薄膜的材料氣體、氫(H2)氣體和氮(N2)氣體等稀釋氣體、以及氬(Ar)氣體等蝕刻氣體。排氣裝置50例如由渦輪分子泵及轉輪泵構成，用於經由排氣口 15將反應容器10 內抽為真空。匹配器60抑制反射波地向平板構件31供給從高頻電源70供給的高頻電力。高頻電源70例如向匹配器60供給13. 56MHz的高頻電力。當高頻電源70經由匹配器60向平板構件31供給高頻電力時，高頻電流自平板構件31與匹配器60的連接點31A向箭頭ARWl的方向流動，流入天線1 4的直線部分1A、 2A、3A、4A。然後，高頻電流在天線1中沿箭頭ARW2的方向流動，流入平板構件32。另外，高頻電流在天線2中沿箭頭ARW3的方向流動，流入平板構件32。而且，高頻電流在天線3中沿箭頭ARW4的方向流動，流入平板構件32。而且，高頻電流在天線4中沿箭頭ARW5的方向流動，流入平板構件32。之後，從天線1 4流入平板構件32的高頻電流，在平板構件32中沿箭頭ARW6 的方向流動，從連接點32A流向接地電位GND。這樣，高頻電流在平板構件31中沿與平板構件32相反的方向流動(參照箭頭 ARffU ARW6)。而且，平板構件31的電感L31因在平板構件32中流通的高頻電流所引起的平板構件31、32間的互感而比平板構件31的自身電感L31_self小。其結果，平板構件31的阻抗與沒有平板構件32時相比減小，平板構件31能夠向天線1 4供給比沒有平板構件32時多的高頻電流。因而，能夠使由天線1 4產生的電感耦合等離子的密度比沒有平板構件32時
尚ο這樣，在本發明中，其特徵在於，通過將在平板構件31中流動的高頻電流的方向設定為與在平板構件32中流動的高頻電流的方向相反，從而減小用於向天線1 4供給高頻電流的平板構件31的阻抗，向天線1 4供給更多的高頻電流。由此，能夠提高在反應容器10內產生的電感耦合等離子體的密度。等離子裝置100使用SiH4氣體在基板上形成非晶矽(a-Si)膜、微晶矽(μ c_Si) 膜及多晶矽(poly-Si)膜。另外，等離子裝置100使用GeH4氣體在基板上形成非晶鍺(a_Ge) 膜、微晶鍺(Uc-Ge)膜及多晶鍺(poly-Ge)膜。而且，等離子裝置100使用Ar氣體蝕刻單晶矽(c_Si)基板，蝕刻形成在c_Si基板上的氧化膜(SiO2)。等離子裝置100在這種半導體薄膜的形成和C-Si基板等的蝕刻中，產生高密度的電感耦合等離子體，利用該產生的高密度的電感耦合等離子體形成高品質的半導體薄膜， 並且高品質地蝕刻C-Si基板等。圖3是表示實施方式1的其他等離子裝置的結構的剖面圖。另外，圖4是圖3所示的天線1 4、平板構件31及蓋12的立體圖。另外，在圖4中，僅圖示了蓋12的一部分。實施方式1的等離子裝置也可以是圖3、4所示的等離子裝置100A。參照圖3及圖4，等離子裝置100A刪除了圖1、2所示的等離子裝置100的導入端子22、24、沈、觀及平板構件32，其他與等離子裝置100相同。在等離子裝置100A中，天線1 4的另一端在反應容器10的內部與蓋12相連接。在等離子裝置100A中，當高頻電源70經由匹配器60向平板構件31供給高頻電力時，高頻電流在平板構件31內從連接點31A沿箭頭ARWl的方向流動，流入天線1 4的直線部分1A、2A、3A、4A。然後，高頻電流如上所述分別在天線1 4中沿箭頭ARW2 ARW5的方向流動，從直線部分1B、2B、3B、4B流向反應容器10的蓋12。之後，高頻電流在蓋12中沿箭頭ARW6的方向流動，從蓋12與接地電位GND的連接點12A流向接地電位GND。其結果，蓋12發揮與等離子裝置100的平板構件32相同的功能，平板構件31的阻抗減小，向天線1 4供給的高頻電流增多。因而，在等離子裝置100A中，也能夠提高電感耦合等離子體的密度。這樣，實施方式1的等離子裝置也可以是藉助反應容器10的蓋12與平板構件31 的互感來使用於向天線1 4供給高頻電流的平板構件31的電感L31比平板構件31的自身電感L31_Self小、從而減小平板構件31的阻抗的等離子裝置。等離子裝置100A與等離子裝置100相同地能夠高品質地形成各種半導體薄膜，能夠高品質地蝕刻C-Si基板等。另外，在實施方式1中，天線1、2之間的間隔、天線2、3之間的間隔及天線3、4之間的間隔相互可以相同，也可以不同。在上述等離子裝置100中，天線1 4的各自的一端貫穿反應容器10的蓋12並與配置在反應容器10的外部的平板構件31相連接，另一端貫穿反應容器10的蓋12並與配置在反應容器10的外部的平板構件32相連接(參照圖2)。另外，在上述等離子裝置100A中，天線1 4的各自的一端貫穿反應容器10的蓋 12並與配置在反應容器10的外部的平板構件31相連接，另一端與反應容器10的蓋12相連接(參照圖4)。因而，實施方式1的等離子裝置只要具有多個天線1 4、平板構件31、高頻電源70、平板構件12、32即可，該多個天線1 4配置在反應容器10的內部，其各自的至少一端貫穿反應容器10的蓋12地配置在反應容器10的外部；該平板構件31在反應容器10的外部與多個天線1 4的多個一端相連接；該高頻電源70與平板構件31的在多個天線1 4的排列方向上的一端相連接，且經由平板構件31向多個天線1 4供給高頻電力；該平板構件12、32與平板構件31相對配置，並且與多個天線1 4的多個另一端相連接，而且， 與平板構件31的一端31A相對的端12A、32A接地。另外，在上述中，說明了天線1 4固定在反應容器10的蓋12上的情況，但是在實施方式1中，並不限於此，天線1 4也可以以上述方式固定在反應容器10的除底面IlA 以外的4個側面的任意側面上。在該情況下，平板構件31、32配置為與固定有天線1 4 的側面大致平行。另外，當取代平板構件32而使用固定有天線1 4的側面時，平板構件 31配置為與固定有天線1 4的側面大致平行。因而，在實施方式1的等離子裝置中，天線1 4隻要固定在反應容器10的除底面IlA以外的蓋12及4個側壁的任意一個上即可，蓋12和4個側壁各自構成「壁面」。實施方式2圖5是表示實施方式2的等離子裝置的結構的立體圖。參照圖5，實施方式2的等離子裝置100B將圖1、2所示的等離子裝置100的天線1 4、導入端子21 28及平板構件31、32替換為天線組80、90，其他與等離子裝置100相同。天線組80、90配置在反應容器10的蓋12上和蓋12的附近。而且，天線組80、90 並聯連接在匹配器60與接地電位GND之間。圖6是用於說明圖5所示的天線組80、90的詳細結構的立體圖，參照圖6，天線組 80、90各自包含天線1 4、導入端子21 28、平板構件31、32。這樣，天線組80、90各自由實施方式1的等離子裝置100中的天線1 4、導入端子21 觀及平板構件31、32構成。其結果，在各自的天線組80、90中，向天線1 4供給高頻電力時的平板構件31 的阻抗減小，向天線1 4供給比沒有平板構件32時多的高頻電流。因而，能夠提高電感耦合型等離子的密度。另外，等離子裝置100B具有兩個天線組80、90，因此即使反應容器10變大，也能夠在反應容器10的內部均勻性良好地產生電感耦合型等離子體。另外，等離子裝置100B也可以具有各自由天線1 4、導入端子21 觀及平板構件31、32構成的3個以上的天線組。另外，在等離子裝置100B中，也可以將天線組80、90的各自的平板構件32替換為反應容器10的蓋12。關於其他部分，與實施方式1相同。實施方式3圖7是表示實施方式3的等離子裝置的結構的立體圖。參照圖7，實施方式3的等離子裝置100C將圖5所示的等離子裝置100B的天線組80、90替換為天線組80A、90A，其他與等離子裝置100B相同。天線組80A、90A配置在反應容器10的蓋12上和蓋12的附近。而且，天線組80A、 90A並聯連接在匹配器60與接地電位GND之間。
圖8是用於說明圖7所示的天線組80A、90A的詳細結構的立體圖，參照圖8，天線組80A、90A各自包含天線1 4、導入端子21 觀、平板構件31、32。這樣，天線組80A、90A的每一組由與天線組80、90的每一組相同的構成要素構成， 但是連接點31A與天線1的距離、天線1、2之間的距離、天線2、3之間的距離及天線3、4之間的距離在相鄰的天線組80A、90A之間相同這一點與天線組80、90各組不同。即，在天線組80A中，連接點31A(=饋電點)與天線1的距離、天線1、2之間的距離、天線2、3之間的距離及天線3、4之間的距離分別設定為L 1、L2、L3、L4，在與天線組80A 相鄰的天線組90A中，連接點31A(=饋電點)與天線1的距離、天線1、2之間的距離、天線 2、3之間的距離及天線3、4之間的距離分別設定為L 1、L2、L3、L4。S卩，在相鄰的天線組80A、90A中，從連接點31A(=饋電點)到各個天線1 4的距離相等。另外，距離Ll L4例如設定為5cm、30cm、Mcm及18cm。其結果，在等離子裝置100C中，在相鄰的天線組80A、90A中，向各個天線1 4供給的高頻電力的相位一致。因而，能夠提高使等離子裝置100C大面積化時的電感耦合型等離子體的密度。當高頻電力的頻率為13. 56MHz時，高頻電力的波長為約22m。其結果，在使等離子裝置100C大面積化時，在相鄰的兩個天線組之間，向相鄰的天線供給的高頻電力的相位差變得明顯，電感耦合型等離子體的密度也降低。但是，在等離子裝置100C中，如上所述，在天線組80A、90A中，向相鄰的天線供給的高頻電力的相位一致，因此能夠提高使等離子裝置100C大面積化時的電感耦合型等離子的密度。另外，在等離子裝置100C中，也可以設為L2 = L3 = L4，還可以設為Ll = L2 = L3 = L4。而且，當L2 = L3 = L4時，Ll為5cm，L2、L3、L4的每一個為20cm。另夕卜，當Ll =L2 = L3 = L4 時，L1、L2、L3、L4 各自為 20cm。另外，在等離子裝置100C中，也可以設置分別由與天線組80A、90A相同的結構構成的3個以上的天線組。而且，在等離子裝置100C中，也可以將天線組80A、90A的每一個的平板構件32替換為反應容器10的蓋12。關於其他的部分，其與實施方式1相同。實施方式4圖9是表示實施方式4的等離子裝置的結構的立體圖。參照圖9，實施方式4的等離子裝置100D在圖5所示的等離子裝置100B中追加了匹配器110及高頻電源120，其他與等離子裝置100B相同。匹配器110連接在天線組90與高頻電源120之間。高頻電源120連接在匹配器110與接地電位GND之間。另外，在等離子裝置100D中，匹配器60及高頻電源70僅與天線組80相連接。圖10是表示圖9所示的天線組80、90、匹配器60、110及高頻電源70、120的連接關係的立體圖。參照圖10，匹配器60連接在天線組80的平板構件31的連接點31A(=饋電點)與高頻電源70之間。匹配器110連接在天線組90的平板構件31的連接點31A(=饋電點)與高頻電源120之間。因而，匹配器60和高頻電源70與天線組80相對應設置。另外，匹配器110和高頻電源120與天線組90相對應設置。匹配器110抑制來自高頻電源120的高頻電力的反射波並向天線組90的平板構件31供給高頻電力。高頻電源120產生高頻電力，向匹配器110供給該產生的高頻電力。這樣，在等離子裝置100D中，高頻電源70和匹配器60與天線組80相對應設置， 用於向天線組80供給高頻電力。另外，在等離子裝置100D中，高頻電源120及匹配器110 與天線組90相對應設置，用於向天線組90供給高頻電力。S卩，在等離子裝置100D中，兩個高頻電源70、120與兩個天線組80、90相對應設置，兩個高頻電源70、120獨立地向兩個天線組80、90供給高頻電力。因而，與一個高頻電源向兩個天線組80、90供給高頻電力的情況相比，能夠提高向各個天線組80、90供給的高頻電力。其結果，能夠提高電感耦合型等離子體的密度。另外，等離子裝置100D也可以具有分別由與天線組80、90相同的結構構成的3個以上的天線組和與3個以上的天線組相對應設置的3個以上的匹配器和高頻電源。另外，在等離子裝置100D中，也可以取代天線組80、90而使用天線組80A、90A。而且，在等離子裝置100D中，也可以將天線組80A、90A的各自的平板構件32替換為反應容器10的蓋12。實施方式5圖11是表示實施方式5的等離子裝置的結構的立體圖。參照圖11，實施方式5的等離子裝置100E在圖9所示的等離子裝置100D中追加了振蕩器130，其他與等離子裝置 100D相同。振蕩器130例如發出具有13. 56MHz的頻率的周期信號，向高頻電源70、120輸出該發出的周期信號。在等離子裝置100E中，高頻電源70、120各自具有與從振蕩器130接收的周期信號的頻率相同的頻率，並且，產生與從振蕩器130接收的周期信號同步的高頻電力。然後， 高頻電源70、120分別經由匹配器60、110向天線組80、90供給該產生的高頻電力。這樣，在等離子裝置100E中，向天線組80、90供給具有相同頻率的高頻電力。圖12是表示圖11所示的的天線組80、90、匹配器60、110、高頻電源70、120及振蕩器130的連接關係的立體圖。參照圖12，振蕩器130發出具有13. 56MHz的頻率的周期信號，向高頻電源70、120 供給該發出的周期信號。高頻電源70具有與從振蕩器130接收的周期信號的頻率相同的頻率，並且，產生與從振蕩器130接收的周期信號同步的高頻電力，經由匹配器60向天線組 80的平板構件31供給該產生的高頻電力。另外，高頻電源120具有與從振蕩器130接收的周期信號的頻率相同的頻率，並且，產生與從振蕩器130接收的周期信號同步的高頻電力，經由匹配器110向天線組90的平板構件31供給該產生的高頻電力。而且，在各天線組80、90中，利用在實施方式1中所述的機構，向天線1 4供給比未設置平板構件32時多的高頻電流。
在該情況下，高頻電源120具有與高頻電源70經由匹配器60向天線組80的平板構件31供給的高頻電力的頻率相同的頻率，並且，經由匹配器110向天線組90的平板構件 31供給與高頻電源70所供給的高頻電力同步的高頻電力。其結果，向天線1 4供給的高頻電力的振幅波動在相鄰的天線組80、90之間同步。因而，通過向各個天線組80、90的天線1 4供給比未設置平板構件32時多的高頻電流、以及向天線1 4供給的高頻電力的振幅波動在相鄰的天線組80、90之間同步二者的疊加效果，能夠進一步提高電感耦合型等離子體的密度。圖13是表示實施方式5的其他等離子裝置的結構的立體圖。實施方式5的等離子裝置也可以是圖13所示的等離子裝置100F。參照圖13，等離子裝置100F將圖11所示的等離子裝置100E的天線組80、90替換為天線組80A、90A，其他與等離子裝置100E相同。關於天線組80A、90A，與實施方式3中所述的情況相同。圖14是表示圖13所示的天線組80A、90A、匹配器60、110、高頻電源70、120及振
蕩器130的連接關係的立體圖。參照圖14，振蕩器130發出具有13. 56MHz的頻率的周期信號，向高頻電源70、120 供給該發出的周期信號。高頻電源70具有與從振蕩器130接收的周期信號的頻率相同的頻率，並且，產生與從振蕩器130接收的周期信號同步的高頻電力，經由匹配器60向天線組 80A的平板構件31供給該產生的高頻電力。另外，高頻電源120具有與從振蕩器130接收的周期信號的頻率相同的頻率，並且，產生與從振蕩器130接收的周期信號同步的高頻電力，經由匹配器110向天線組90A的平板構件31供給該產生的高頻電力。而且，在各天線組80A、90A中，利用在實施方式1中所述的機構，向天線1 4供給比未設置平板構件32時多的高頻電流。在該情況下，高頻電源120具有與高頻電源70經由匹配器60向天線組80A的平板構件31供給的高頻電力的頻率相同的頻率，並且，經由匹配器110向天線組90A的平板構件31供給與高頻電源70所供給的高頻電力同步的高頻電力。另外，在相鄰的天線組80A、90A中，向各個天線1 4供給的高頻電力的相位一致。其結果，向天線1 4供給的高頻電力的振幅波動在相鄰的天線組80A、90A之間同步，並且向天線1 4供給的高頻電力的相位在相鄰的天線組80A、90A之間一致。因而，通過向各個天線組80A、90A的天線1 4供給比未設置平板構件32時多的高頻電流、向天線1 4供給的高頻電力的振幅波動在相鄰的天線組80A、90A之間同步以及向天線1 4供給的高頻電力的相位在相鄰的天線組80A、90A之間一致二者的疊加效果，能夠進一步提高電感耦合型等離子體的密度。另外，等離子裝置100E也可以具有分別由與天線組80、90相同的結構構成的3個以上的天線組和與3個以上的天線組相對應設置的3個以上的匹配器及高頻電源。另外，在等離子裝置100E中，也可以將天線組80、90的各自的平板構件32替換為反應容器10的蓋12。而且，等離子裝置100F也可以具有分別由與天線組80A、90A相同的結構構成的3個以上的天線組和與3個以上的天線組相對應設置的3個以上的匹配器及高頻電源。另外，在等離子裝置100F中，也可以將天線組80A、90A的每一組的平板構件32替換為反應容器10的蓋12。而且，在等離子裝置100F中，也可以設定為L2 = L3 = L4，還可以設定為Ll = L2 =L3 = L4。關於其他部分，其與實施方式1相同。在上述實施方式2 實施方式5中，說明了高頻電源向天線組80、90供電的饋電點(=連接點31A)在天線組80、90之間相同的情況，但是高頻電源向天線組80供電的饋電點(=連接點31A)也可以配置在與高頻電源向天線組90供電的饋電點(=連接點31A) 相反的方向上。關於天線組80A、90A也一樣。另外，在本發明的實施方式中，天線組80、90構成「m(m為2以上的整數)個天線組」，天線組80A、90A構成「m(m為2以上的整數)個天線組」。另外，在本發明的實施方式中，高頻電源70構成「n(n為正整數)個高頻電源」，高頻電源70、120構成「η(η為正整數)個高頻電源」。應該理解為此次所公開的實施方式在所有方面都是例示，並不是限制性說明。本發明的範圍是指，並非為上述實施方式的說明內容而是由權利要求書來示出，包含與權利要求書等同的意思及在權利要求書範圍內的所有變更。工業實用件本發明適用於能夠使電感耦合型等離子的密度高密度化的等離子裝置。
權利要求
1.一種等離子裝置，其中，該等離子裝置具有 反應容器(10)；多個天線(1 4)，其配置在上述反應容器(10)的內部，並且該多個天線(1 4)各自的至少一端貫穿上述反應容器(10)的壁面地配置在上述反應容器(10)的外部；第1平板構件(31)，其在上述反應容器(10)的外部與上述多個天線(1 4)的多個一端相連接；高頻電源(70)，其與上述第1平板構件(31)的在上述多個天線(1 4)的排列方向上的一端相連接，用於經由上述第1平板構件(31)向上述多個天線(1 4)供給高頻電力； 第2平板構件(12、32)，其與上述第1平板構件(31)相對配置，並且與上述多個天線 (1 4)的多個另一端相連接，而且，該第2平板構件(12、32)的與上述第1平板構件(31) 的一端(31A)位於相同側的一端(32A)接地。
2.根據權利要求1所述的等離子裝置，其中，上述第2平板構件(12)由上述反應容器(10)的一個壁構件(12)構成。
3.一種等離子裝置，其中，該等離子裝置具有 反應容器(10)；m(m為2以上的整數)個天線組(80、90 ；80A.90A)；n(n為正整數)個高頻電源(70 ;70、120)，其用於向上述m個天線組(80、90 ；80A.90A) 供給高頻電力；上述m個天線組(80、90 ；80A.90A)各組包含多個天線(1 4)，其配置在上述反應容器(10)的內部，並且該多個天線(1 4)的各自的至少一端貫穿上述反應容器(10)的壁面地配置在上述反應容器(10)的外部；第1平板構件(31)，其在上述反應容器(10)的外部與上述多個天線(1 4)的多個一端相連接；第2平板構件(32)，其與上述第1平板構件(31)相對配置，並且與上述多個天線(1 4)的多個另一端相連接；在上述m個天線組(80、90 ；80A.90A)的各組中，上述第1平板構件(31)在其沿上述多個天線(1 4)的排列方向的一端與上述高頻電源(70、120)相連接，上述第2平板構件(32)的與上述第1平板構件(31)的一端(31A)位於相同側的一端 (32A)接地。
4.根據權利要求3所述的等離子裝置，其中，在相鄰的兩個天線組(80A、90A)中，從包含在一個天線組(80A)中的多個天線(1 4) 到上述高頻電源(70、120)與上述第1平板構件(31)的連接點(31A)的多個距離分別與從包含在另一個天線組(90A)中的多個天線(1 4)到上述高頻電源(70、120)與上述第1 平板構件(31)的連接點(31A)的多個距離大致相等。
5.根據權利要求3所述的等離子裝置，其中，在上述m個天線組(80A、90A)的各組中，相鄰兩個天線間的距離(L2 L4)相互大致相等。
6.根據權利要求5所述的等離子裝置，其中，在上述m個天線組(80A、90A)的各組中，從配置在與上述高頻電源(70、120)和上述第`1平板構件(31)的連接點(31A)最接近的位置處的天線(1)到上述連接點(31A)的距離 (Li)與上述相鄰兩個天線間的距離(L2 L4)大致相等。
7.根據權利要求3所述的等離子裝置，其中， 上述η個高頻電源(70)由一個高頻電源構成。
8.根據權利要求3所述的等離子裝置，其中，上述η個高頻電源(70、120)由與上述m個天線組(80、90 ；80A.90A)的個數相同的個數構成。
9.根據權利要求3所述的等離子裝置，其中，該等離子裝置還具有用於發出周期信號的振蕩器(130)，上述η個高頻電源(70、120)由與上述振蕩器(130)相連接的多個高頻電源構成， 上述m個天線組(80、90 ;80A、90A)由與上述多個高頻電源對應設置的多個天線組構成，上述多個高頻電源各自具有與從上述振蕩器(130)接收的周期信號的頻率相同的頻率，並且，該多個高頻電源向對應的天線組供給與上述周期信號同步的高頻電力， 在上述多個天線組的各組中，上述多個天線(1 4)以大致相等的間隔排列。
全文摘要
本發明提供一種等離子裝置。天線(1～4)以其一端貫穿反應容器(10)的蓋(12)並與平板構件(31)相連接、另一端貫穿反應容器(10)的蓋(12)並與平板構件(32)相連接的方式配置在反應容器(10)的內部。平板構件(31、32)以相互大致平行的方式配置在反應容器(10)的外部。匹配器(60)與平板構件(31)相連接，高頻電源(70)與匹配器(60)相連接。平板構件(32)的與連接有匹配器(60)的平板構件(31)的一端位於相同側的一端與接地電位(GND)相連接。
文檔編號H05H1/46GK102326457SQ20098015743
公開日2012年1月18日 申請日期2009年5月19日 優先權日2009年5月19日
發明者加藤健治, 松原克夫, 角田孝典 申請人:日新電機株式會社