[发明专利]等离子体处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及能够用于基板表面处理等的感应耦合型等离子体处理装置。

背景技术

为了进行对基体表面的薄膜形成或蚀刻处理，采用感应耦合型等离子体处理装置。在感应耦合型等离子体处理装置中，在真空容器内导入氢气等的等离子体生成气体后，通过生成高频感应电场，而使等离子体生成气体分解，且生成等离子体。而且，与等离子体生成气体不同地，另外在真空容器内导入制膜原料气体或蚀刻气体，利用等离子体使得制膜原料气体的分子分解且使其堆积于基体上、或者使得蚀刻气体的分子分解而生成用于蚀刻的离子或基团。

在专利文献1中记载有将用于生成高频感应电场的高频天线放置于真空容器的顶部的上方，将上述顶部内的高频天线的正下方部分作为用于使高频感应电场通过的电介质制的窗户的外部天线方式的等离子体处理装置。在外部天线方式中，对应于近年来的被处理基体的大型化而谋求等离子体处理装置的大型化，电介质制的窗户为了保持机械强度而需要加厚，因此，真空容器内所导入的高频感应电场的强度变小。于是，采用将高频天线设置于真空容器的内部的内部天线方式的等离子体处理装置(参照专利文献2、3)。

另外，在专利文献3所述的发明中，采用如U字形或半圆形等那样、线状导体不卷绕成圈地形成终端的高频天线(相当于圈数不足1的感应耦合天线)。根据这种高频天线，由于其电感比圈数为1以上的感应耦合天线低，因此，高频天线的两端产生的高频电压降低，可抑制伴随趋向生成的等离子体的静电耦合的等离子体电位的高频摆动。因此，可降低伴随趋向对地电位的等离子体电位摆动的过剩的电子损失，可降低等离子体电位。由此，基板上的低离子损失的薄膜形成工艺成为可能。

专利文献1：日本特开平08-227878号公报([0010]，图5)

专利文献2：日本特开平11-317299号公报([0044]-[0046]，图1-2)

专利文献3：日本特开2001-035697号公报([0050]-[0051]，图11)

在内部天线方式中，高频天线的导体和等离子体之间产生直流的自偏置电压，通过该直流自偏置电压，而使等离子体中的离子被加速并向天线导体入射。由此，产生如下问题，即、高频天线导体自身被溅射，其寿命缩变短，除此之外所溅射的导体的原子及离子混入等离子体中、且附着在被处理基体的表面及真空容器的内壁，并作为杂质混入薄膜及被蚀刻基体。另外，在内部天线方式中，由于高频天线的导体被配置于等离子体中，高频天线导体的温度上升的问题产生。当高频天线导体的温度发生变化时，则高频天线的阻抗发生变化，不能向等离子体提供稳定的电力。因此，在专利文献2所述的发明中，用由比作为高频天线的导体的铜或铝等更难以被溅射的陶瓷或石英等构成的电介质(绝缘体)的管覆盖高频天线，使冷却水在电介质管内流动。但是，在这种结构中，需要在天线导体及电介质管的端部设置用于投入高频电力的电气连接部和用于冷却水的给排水的连接部两者，因此结构变得复杂，给天线的拆装及维护检查带来障碍。

另外，在内部天线方式中，在真空容器的内部空间高频天线突出，因此，在高频天线的跟前生成等离子体。由此，等离子体的密度在高频天线的跟前特别高，密度分布的均匀性降低。与此同时，由于高频天线设置于真空容器内，制膜时的薄膜材料及蚀刻时的副产物有时会附着在高频天线(或其周围的电介质管)的表面。这种附着物落在基体表面而成为产生颗粒的原因。

此外，在内部天线方式中，为了确保在真空容器内配置高频天线的空间，与外部天线方式相比，需要增大真空容器的容积。因此，气体及等离子体扩散而到达基板的离子及基团减少，因此，制膜速度或蚀刻速度降低。

发明内容

本发明要解决的课题在于，提供一种能够在真空容器内形成强高频感应电场、且能够防止天线导体的溅射或温度上升及颗粒产生的等离子体处理装置。

为了解决上述课题而完成的本发明的等离子体处理装置的特征为，具备

a)真空容器；

b)天线配置部，其设置于所述真空容器的壁的内面和外面之间；

c)高频天线，其配置于所述天线配置部；

d)电介质制的分隔件，其将所述天线配置部和所述真空容器的内部隔开。

在本发明的等离子体处理装置中，由于将高频天线配置在了设置于真空容器的壁的内面和外面之间的天线配置部，所以与外部天线方式的情况相比，能够在真空容器内生成强高频感应电场。

另外，由于高频天线和真空容器内由电介质制的分隔件隔开，因此，能够防止颗粒产生、或高频天线被溅射。与此同时，能够抑制高频天线的温度上升。