[发明专利]真空等离子处理装置

说明书

本发明涉及在半导体晶片或液晶显示基板等的被处理基板上进行干蚀刻、CVD、溅射、等表面处理的真空等离子处理装置。

现举例说明已有技术的真空等离子处理装置。其构成示于图21、图22。在图21中，在具有反应气体供给口7和真空泵8的真空处理容器1中，设有安放被处理基板2的基座3，高频电源4接于基座3。设置在基座3上方的圆筒状三分段电极5接有各相差约120°相位的高频电源6。

下面说明该装置的工作。真空处理容器1由真空泵8进行真空排气，且由反应气体供给口7将用于产生等离子区的反应气体导入上述真空处理容器1，并保持适当的压力。接着，将高频电源6的各相差约120°相位的高频电压加给三分段电极5，在上述真空处理容器1中产生电场。该电场对电子加速，从而产生等离子区。由上述等离子区可对被处理基板2的表面进行处理。

再有，高频电源4将高频电力加给基座3，因而能对入射被处理基板2的离子能量进行控制。

但是，上述结构中，存在的问题是三分段电极5附近的等离子区密度高，而真空处理容器1的中央部分的等离子区密度低，所以被处理基板2上的蚀刻速度或成膜速度不均匀，尤其不适合大面积基板的处理。

鉴于上述已有技术的问题，本发明的目的在于提供一种在被处理基板2上产生均匀等离子区的真空等离子处理装置。

为了达到上述目的，本发明的真空等离子装置的特征在于，通过在与被处理基板相对的真空处理容器壁面上按栅格状排列多个分电极，并对其施加相位不同的高频电力，从而在被处理基板2的上方产生均匀的高密度等离子区。

该技术手段的作用如下。

通过在与放置被处理基板的基座相对的真空处理容器内壁面上按栅格状排列分电极，并分别施加相位不同的高频电力，在分电极间产生电场。该电场在分电极间瞬息万变。因此，在被处理基板上可产生均匀的高密度等离子区。再有，因放置被处理基板的下部电极上施加高频电力，所以能独立控制到达被处理基板的离子的能量。

下面，结合附图详细说明本发明的实施例。

图1为本发明第一实施例中的真空等离子处理装置的结构图;

图2为本发明第一实施例中真空等离子处理装置的分电极的配置图;

图3为本发明第一实施例中真空等离子处理装置的分电极上所加高频电力的相位差图;

图4为本发明第一实施例中真空等离子处理装置的分电极上所加高频电力相位θ＝0°时的主电力线瞬间分布图;

图5为上述相位θ＝60°时的主电力线瞬间分布图;

图6为上述相位θ＝120°时的主电力线瞬间分布图;

图7为上述相位θ＝180°时的主电力线瞬间分布图;

图8为上述相位θ＝240°时的主电力线瞬间分布图;

图9为上述相位θ＝300°时的主电力线瞬间分布图;

图10为本发明第二实施例中真空等离子处理装置的结构图;

图11为本发明第二实施例中真空等离子处理装置的分电极排列图;

图12为本发明第二实施例中真空等离子处理装置的分电极上所加高频电力的相位差图;

图13为本发明第二实施例中真空等离子处理装置的分电极上所加高频电力相位θ＝90°时的主电力线分布图;

图14为上述相位θ＝270°时的主电力线分布图;

图15为分电极为圆柱形时的示意图;

图16为分电极为圆锥形时的示意图;

图17为分电极呈角部为R的方柱形时的示意图;

图18为分电极呈角部为R的六角柱形时的示意图;

图19为内含分电极的真空处理容器的绝缘体壁面为球形的真空等离子处理装置的结构图;

图20为内含分电极的真空处理容器壁面为导体，且分电极与上述内含分电极的真空处理容器壁面间设置绝缘部件时的结构图;

图21为已有技术的真空等离子处理装置的结构图;

图22为已有技术的真空等离子处理装置的分电极排列图;

图1、图2表示作为本发明第一实施例使用的真空等离子处理装置的结构图。在图1中，真空处理容器11上具有反应气体供给口17和真空泵18，并设置安放被处理基板12的基座13。上述基座13连接有用于控制离子能量的高频电源14。凸球状的分电极15a、15b、15c，如图2所示呈三角形栅格状设置在与上述基座13相对的上述真空处理容器11的绝缘体壁面上。上述分电极15a、15b、15c上接有用于产生等离子区的高频电路16a、16b、16c。