[发明专利]微波等离子体源和等离子体处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及微波等离子体源和使用其的等离子体处理装置。

背景技术

在半导体设备和液晶显示装置的制造工序中，为了在半导体晶片或玻璃基板等这样的被处理基板上实施蚀刻处理或成膜处理等等离子体处理，使用等离子体蚀刻装置或等离子体CVD成膜装置等等离子体处理装置。

最近，作为这样的等离子体处理装置，能以高密度均匀地形成低电子温度的表面波等离子体的RLSA(Radial Line Slot Antenna)微波等离子体处理装置备受关注(例如，专利文献1)。

RLSA微波等离子体处理装置，在腔室(处理容器)的上部设置以规定的图案形成有槽口的平面天线(Radial Line Slot Antenna)，来自微波发生源并通过同轴结构的波导路径导入的微波，从平面天线的槽口辐射到腔室内，由微波电场使导入腔室内的气体等离子体化，来对半导体晶片等被处理体实施等离子体处理。

在这样的RLSA微波等离子体装置中，调整等离子体分布时，需要准备槽口形状和图案等不同的多个天线，需要交换天线，非常麻烦。

与此相对，专利文献2中，公开了将微波分配为多个，并通过多个天线模块将微波辐射到腔室内，而在腔室内空间合成微波的微波等离子体源。

通过这样使用多个天线模块来空间合成微波，能调整从各天线模块的天线辐射的微波的相位和强度来调整等离子体分布。

专利文献

【专利文献1】特开2000-294550号公报

【专利文献2】国际公开第2008/013112号小册子

发明内容

但是，在这样使用多个天线模块将微波辐射到腔室内来形成等离子体的情况下，在微波辐射到腔室内时产生的驻波的波腹和波节明显化，这会导致等离子体中的电子密度分布的局部化，产生等离子体密度分布的均匀性恶化的问题。

本发明是鉴于上述事实而产生的，其课题在于，提供在处理容器内能够极力抑制微波的驻波的波腹和波节的位置被固定化，并能够提高在腔室内的等离子体密度的均匀性的微波等离子体源和使用其的等离子体处理装置。

本发明的第一观点，提供一种微波等离子体源，是向实施等离子体处理的处理容器内导入微波、并使向上述处理容器内供给的气体等离子体化的等离子体源，其特征在于，具备生成微波的微波生成机构和将生成的微波供给到上述处理容器内的微波供给部，上述微波供给部具有：将微波导入上述处理容器内的多个微波导入机构；对分别向上述多个微波导入机构输入的微波的相位进行调整的多个相位器，通过上述多个相位器对向所述多个微波导入机构输入的微波的相位进行调整，使得关于多个微波导入机构中邻接的微波导入机构，固定一个的微波的输入相位使另一个的微波的输入相位按照周期性波形变化，或者使邻接的微波导入机构的双方的微波的输入相位按照相互不重叠的周期性波形变化。

在上述第一观点中，作为上述周期性波形，能使用正弦波、三角波、梯形波和正弦波状波形中的任一个。

此外，构成上述处理容器的上壁、并使从上述多个微波导入机构辐射的微波透过的顶板，为具有在与上述多个微波导入机构对应的位置设置的多个电介质部件和支承电介质部件的金属制的框体的结构，所述框体能具有蜂巢状结构。这种情况下，上述框体为具有气体流路和多个气体喷出孔的结构，能将等离子体处理所需要的气体从上述气体喷出孔朝向上述处理容器喷出。

本发明的第二观点，提供一种等离子体处理装置，其特征在于，具备：收容被处理基板的处理容器；在上述处理容器内载置被处理基板的载置台；向上述处理容器内供给气体的气体供给机构；所述第一观点的微波等离子体源，由从上述微波等离子体源导入上述处理容器内的微波产生等离子体，由该等离子体对被处理基板实施处理。

根据本发明，通过上述多个相位器调整向上述多个微波导入机构输入的微波的相位，使得关于多个微波导入机构中邻接的微波导入机构，固定一个的微波输入相位，使另一个的微波的输入相位按照周期性波形变化，或者使邻接的微波导入机构的双方的微波的输入相位按照相互不重叠的周期性波形变化，因此，辐射到处理容器内的微波中的驻波的波节和波腹的位置连续地变化并使电场强度平均化，能够提高电场强度的面内均匀性。因此，能够使处理容器内的电子密度、即等离子体密度均匀化，并进行均匀的等离子体处理。

附图说明

图1为表示本发明第一实施方式的具有微波等离子体源的表面波等离子体处理装置的概略结构的截面图。

图2为表示微波等离子体源的结构的结构图。