[发明专利]等离子体处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对被处理体实施等离子体处理的等离子体处理装置，特别是涉及高频天线。

背景技术

作为激励等离子体来对被处理体进行微细加工的装置，有电容耦合型等离子体处理装置、电感耦合型等离子体处理装置以及微波等离子体处理装置等。其中，电感耦合型等离子体(ICP：Inductively Coupled Plasma)处理装置是在处理容器的顶棚所设置的电介质窗上配置有高频天线，通过使高频电流流过天线的线圈来在线圈的周围产生电磁场，使电场能量经由电介质窗进入到处理容器内，通过该电场能量激励气体来生成等离子体(例如参照专利文献1)。

在专利文献1中，高频天线是以平面状由外周侧与内周侧的两个螺旋线圈所形成。两个螺旋线圈被电力分割，由此调节在处理室内所形成的电感耦合等离子体的等离子体密度分布。

专利文献1：日本特开2007-311182号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在上述形状的高频天线中，由通过外周侧与内周侧的两个线圈所得到的圆形的电流图案制作出两个环形的等离子体，在这两个环形的等离子体和等离子体之间等离子体密度下降，其结果是，对被处理体的等离子体处理的面内均匀性下降。除此之外，还由于压力等的等离子体条件，等离子体密度也产生变化，难以确保等离子体的均匀性。

特别是，伴随着近年来的被处理体的大型化，装置也在越来越大型化。而且，即使在大型的等离子体处理装置中，也需要在宽广的等离子体激励空间中均匀地产生等离子体，因此确保等离子体的均匀性变得更加困难。

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能够提高等离子体密度及等离子体处理特性的面内均匀性的等离子体处理装置。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，根据本发明的一个方式，提供一种等离子体处理装置，其具备：处理容器，其在内部中对被处理体实施等离子体处理；第一高频电源，其输出高频电力；高频天线，其由外侧线圈、内侧线圈以及设置在其间的n个(n为1以上的整数)中间线圈相对于中心轴以同心状卷绕而形成在上述处理容器的外部；以及电介质窗，其构成上述处理容器壁面的一部分，将从上述高频天线产生的电磁场的能量导入到上述处理容器内。

根据相关结构，高频天线具有相对于中心轴以同心状卷绕的外侧线圈、内侧线圈以及设置在其间的n个(n为1以上的整数)的中间线圈。其结果是，在等离子体激励区域内除了内侧线圈以及外侧线圈之外，还通过个数为n(n≥1)的中间线圈来制作等离子体。由此，与仅通过两个线圈制作出等离子体的情况相比所产生的线圈间的中间区域中的等离子体密度没有下降，作为整体能够实现等离子体的均匀化。由此，能够保证被处理体的处理的面内均匀性。

也可以是，该装置具备电力分割部，该电力分割部至少被设置在上述外侧线圈以及上述内侧线圈之间，并将从上述第一高频电源输出的高频电力以所期望的比例进行分割并提供给各线圈。

例如，最先向外侧线圈投入电力最高的高频电力，接着向内侧线圈投入比其低的高频电力，最后向中间线圈投入剩余的高频电力。

在被处理体的边缘侧中，等离子体中的电子、离子向壁扩散而消灭，因此具有等离子体密度变低的趋势。考虑这点，最先向外侧线圈施加高电力的电力使得外侧的等离子体密度变得最高。由此，能够防止被处理体的边缘部的蚀刻率的下降等。由电力分割部进行分割的剩余的高频电力分别投入于内侧线圈以及中间线圈。

其结果是，控制成等离子体激励区域中的外侧的等离子体密度变得比整体的等离子体密度稍高，并且防止内侧与外侧间的中央部分中的等离子体密度的下降，作为整体能够实现等离子体的均匀化。由此，能够保证被处理体的处理的面内均匀性。

也可以是，上述电力分割部设置在上述各线圈之间，将从上述第一高频电源输出的高频电力以所期望的比例分别进行分割并提供给各线圈。

也可以是，上述各线圈的至少任意一个是可动式，以此使得与上述电介质窗的距离为可变。

也可以是，在两个线圈之间未设置有上述电力分割部的情况下，这两个线圈的任意一个形成为可动式。

也可以是，两个以上的上述电力分割部相对于上述中心轴而对称地被设置。

也可以是，两个以上的上述电力分割部相对于上述中心轴而非对称地被设置，并被屏蔽部件所屏蔽。