CN101080133A - 感应耦合等离子体反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明的感应耦合等离子体反应器包括：具有搭载被处理基板的基板支撑台的真空腔；向真空腔内部供给气体的气体喷头；设于真空腔上部的介电窗；及设于介电窗上部的射频天线。气体喷头及基板支撑台与真空腔内部的等离子体电容耦合，射频天线与真空腔内部的等离子体感应耦合。等离子体反应器通过电容且感应的耦合在真空腔内部产生等离子体，由此更均匀地产生大面积的等离子体，同时容易进行等离子体离子能量的正确调节，从而可以提高成品率和生产能力。等离子体反应器包括磁芯，该磁芯的磁束出入口朝向真空腔内部，并且该磁芯以沿着射频天线将其覆盖的方式设于介电窗上部。射频天线由磁芯覆盖，可集中更强的磁束，最大限度抑制磁束的损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种射频(radio frequency)等离子体源(plasmasource)，具体地说，涉及一种可以更均匀地产生高密度的等离子体的感应耦合等离子体反应器。
背景技术
等离子体是包含相同数量的阳离子(positive ions)和电子(electrons)的高度离子化的气体。等离子体放电应用于产生包括离子、自由基、原子、分子的活性气体的气体激发。活性气体广泛应用于各个领域，作为代表，应用于半导体制造工序、例如蚀刻(etching)、沉积(deposition)、清洗(cleaning)、灰化(ashing)等。
用于产生等离子体的等离子体源多种多样，但作为其代表例为使用了射频(radio frequency)的电容耦合等离子体(capacitive coupledplasma)和感应耦合等离子体(inductive coupled plasma)。
电容耦合等离子体源具有以下优点：正确的电容耦合调节和离子调节能力较高，与其他等离子体源相比工程生产力较高。另一方面，射频电源的能量基本排他地经由电容耦合与等离子体连接，因此等离子体离子密度仅根据电容耦合的射频功率的增加或减少而增加或减少。但是，射频功率的增加使得离子冲击能量增加。结果，为了防止因离子冲击而造成的损伤，导致了射频功率的界限性。
另一方面，感应耦合等离子体源，可以通过射频电源的增加，容易地使离子密度增加，相对降低由此产生的离子冲击，适于得到高密度等离子体。因此，感应耦合等离子体源一般用于获得高密度的等离子体。感应耦合等离子体源，作为其代表，通过使用了射频天线(RFantenna)的方式、使用了变压器的方式(称为变压器耦合等离子体(transformer coupled plasma))进行了技术开发。在此追加电磁铁或永久磁铁、或追加电容耦合电极，来提高等离子体的特性，为了提高再现性和控制能力，进行了技术开发。
射频天线一般使用螺旋型的天线(spiral type antenna)或柱型的天线(cylinder type antenna)。射频天线配置于等离子体反应器(plasmareactor)的外部，经由石英等介电窗(dielectric window)向等离子体反应器的内部传递感应电动势。使用了射频天线的感应耦合等离子体可以比较容易地获得高密度的等离子体，但等离子体的均一度会受到天线的结构特征的影响。因此，还需改善射频天线的结构，以获得均匀的高密度等离子体。
但是，为了获得大面积的等离子体，需要扩大天线的结构、提高供给到天线的功率，从而具有界限性。例如，公知通过恒定波效果(standing wave effect)会在放射线上产生不均匀的等离子体。此外，向天线施加高功率时，射频天线的电容性耦合(capacitive coupling)增加，从而必须增厚介电窗，由此导致射频天线和等离子体间的距离增加，从而产生功率传递的效果降低的问题。
最近，在半导体制造产业中，随着半导体元件的超微细化、用于制造半导体电路的硅晶片基板的大型化、用于制造液晶显示器的玻璃基板的大型化、以及新的处理对象物质的出现等种种原因，要求进一步提高等离子体处理技术。特别是，要求具有对大面积的被处理物具有优异的处理能力的等离子体源及等离子体处理技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种等离子体反应器，其采用了感应耦合等离子体和电容耦合等离子体的所有长处，可以提高对等离子体离子能量的控制能力，并产生更均匀的大面积的高密度等离子体。
本发明的其他目的在于提供一种等离子体反应器，其可以提高天线的磁束传递效率，提高对等离子体离子能量的控制能力，产生更均匀的大面积的高密度等离子体。
本发明的进一步其他目的在于提供一种等离子体反应器，其可以提高从射频天线到真空腔内部的磁束传递效率，使得工程气体的供给更均匀，从而得到高密度的均匀的等离子体。
用于解决上述技术问题的本发明的一个特征的等离子体反应器，包括：真空腔，具有搭载被处理基板的基板支撑台；气体喷头，向真空腔的内部供给气体；介电窗，设置在真空腔的上部；以及射频天线，设置在介电窗的上部，其中，气体喷头及基板支撑台与真空腔内部的等离子体电容性耦合，射频天线与真空腔内部的等离子体感应性耦合。
用于解决上述技术问题的本发明的另一特征的等离子体反应器，包括真空腔、设于真空腔上部的介电窗、以及设于介电窗上部的射频天线，其中，包括磁芯，该磁芯的磁束出入口朝向真空腔的内部，且该磁芯以沿着射频天线将其覆盖的方式设于介电窗的上部。
本发明的等离子体反应器，通过电容且感应耦合而在真空腔内部产生等离子体，由此更均匀地产生大面积的等离子体，同时容易进行等离子体离子能量的正确调节。此外，射频天线由磁芯覆盖，可以更强地在真空腔的内部传递磁束，从而最大限度地抑制磁束的损失。
根据上述本发明的感应耦合等离子体反应器，气体喷头和基板支撑台与真空腔内部的等离子体电容性耦合，射频天线与真空腔内部的等离子体感应性耦合。特别是，射频天线由磁芯覆盖，可以集中更强的磁束，最大限度地抑制磁束的损失。这种电容且感应耦合，容易在真空腔内产生等离子体、且容易进行等离子体离子能量的正确调节。因此，在半导体工序中可以提高成品率和生产力。此外，气体喷头在基板支撑台的上部进行均匀的气体喷射，从而可以进行更均匀的基板处理。
附图说明
图1是本发明的第一实施例的等离子体反应器的剖视图。
图2是表示在图1的等离子体反应器的上部设置的射频天线和气体喷头的组装结构的图。
图3是表示射频天线和喷头的电连接结构的图。
图4a是表示将射频天线和喷头的电连接结构变形了的各种示例的图。
图4b是表示将射频天线和喷头的电连接结构变形了的各种示例的图。
图4c是表示将射频天线和喷头的电连接结构变形了的各种示例的图。
图4d是表示将射频天线和喷头的电连接结构变形了的各种示例的图。
图5是表示采用了通过电源分割而进行的双重电源供给结构的示例的图。
图6是表示采用了两个电源供给源的双重电源结构的示例的图。
图7a是表示在射频天线和接地之间形成的功率调节部的图。
图7b是表示在射频天线和接地之间形成的功率调节部的图。
图8是本发明的第二实施例的等离子体反应器的剖视图。
图9是表示在图8的等离子体反应器的上部设置的射频天线和气体喷头的配置结构的图。
图10是表示在真空腔的外部侧壁部分也设有柱型射频天线的示例的图。
图11是本发明的第三实施例的等离子体反应器的剖视图。
图12是表示在图11的等离子体反应器的上部设置的射频天线和气体喷头的配置结构的图。
图13是将由射频天线和磁芯经介电窗在真空腔的内部感应的磁束可视化表示的图。
图14是表示采用了通过电源分割进行的双重电源供给结构的示例的图。
图15是表示采用了两个电源供给源的双重电源结构的示例的图。
图16是表示采用了板型磁芯的示例的等离子体反应器的剖视图。
图17是板型磁芯、射频天线及喷头的分解透视图。
图18是本发明的第四实施例的等离子体反应器的剖视图。
图19是表示在图18的等离子体反应器的上部设置的射频天线和气体喷头的配置结构的图。
图20是表示使用了板型磁芯的示例的等离子体反应器的剖视图。
图21是表示在真空腔的外部侧壁部分也设有柱型射频天线和磁芯的示例的图。
图22是表示本发明的第五实施例的等离子体反应器的剖视图。
图23a是表示以螺旋型构成射频天线的形状的示例的图。
图23b是表示以同心圆型构成射频天线的形状的示例的图。
图24a是表示射频天线的电连接结构的图。
图24b是表示射频天线的电连接结构的图。
图25是表示采用了通过电源分割进行的双重电源供给结构的示例的图。
图26是表示采用了两个电源供给源的双重电源结构的示例的图。
图27是表示经由磁芯的中心部构成气体供给通道的变形的局部剖视图。
具体实施方式
以下，通过参照附图说明本发明的优选实施例，来详细说明本发明的等离子体反应器。本发明的实施例可变形为各种方式，本发明的范围并不限于下述实施例。本实施例是为了对本领域技术人员更完全地说明本发明而提供的。因此，为了更明确地说明，附图中部件的形状等有所夸张。为了容易理解各附图，尽量对相同部件标以相同的参照标号。并且，对判断为会模糊本发明要点的公知功能及结构，省略详细技术说明。
图1是本发明的第一实施例的等离子体反应器的剖视图。
参照图1，等离子体反应器具备由下部主体110和上部盖体120构成的真空腔100。在真空腔100的内部设有搭载被处理基板112的基板支撑台111。在下部主体110上设有用于排气的气体出口113，气体出口113与真空泵115连接。被处理基板112，例如是用于制造半导体装置的硅片基板、或用于制造液晶显示器或等离子显示器等的玻璃基板。
下部主体110由铝、不锈钢、铜等金属物质制作而成。或由进行过涂敷的金属、例如两极处理后的铝、镀镍后的铝制作而成。或由耐火金属(refractory metal)制作而成。此外，作为替代方案，也可以整体用石英、陶瓷等电绝缘物质制作下部主体110，也可以用其他适于进行等离子体处理的其他物质制作。上部盖体120和下部主体110可用相同物质或不同物质制作。
在真空腔100的内侧上部设置中心部开口的介电窗130。在介电窗130的开口部上设置气体喷头140。气体喷头140至少包含一个气体分配板145，由传导性物质制作而成。在气体喷头140与真空腔100的内部区域相接的部分上设置形成有多个气体喷射孔的硅平板146。在上部盖体120的中心设置与气体喷头140连接的气体入口121。在上部盖体120和介电窗130之间的上部空间123中设置射频天线151。
沿着真空腔100的内壁选择性地设置介电壁132。优选具有将介电壁132和介电窗130一体形成的结构。但是，也能以各自分离的结构形成。介电壁132设置在整体比基板支撑体111稍低的部分上，以防止在工序行进过程中损伤或污染下部主体110。介电窗130和介电壁132例如由石英或陶瓷等绝缘物质构成。
介电窗130具有经过上部盖体120和下部主体110之间的结构，但此时为了真空绝缘而在各自的接合面上分别设置0环114、122。并且，在介电窗130和喷头140的接合面、喷头140和上部盖体120的接合面上，也分别设置用于真空绝缘的0环125、124。
图2是表示在图1的等离子体反应器的上部设置的射频天线和气体喷头的组装结构的图。
参照图2，射频天线151被设置为以气体喷头140为中心的平板螺旋型的结构。在介电窗130和射频天线151之间设置法拉第屏蔽板(faraday shield)。法拉第屏蔽板142作为选择性的结构，有时设置，有时不设置。法拉第屏蔽板142可以具有与气体喷头140电连接的结构，也可以不具有。
此外，参照图1，射频天线151的一端经由阻抗匹配器161与供给射频的第一电源供给源160电连接，另一端接地。射频天线151与真空腔的内部等离子体感应耦合。基板支撑体111经由阻抗匹配器163与供给射频的第二电源供给源162电连接，气体喷头140接地。气体喷头140和基板支撑体111构成一对电容电极，与真空腔100内部的等离子体电容性耦合。第一及第二电源供给源160、162可利用无需专门的阻抗匹配器即可控制输出电压的射频电源供给源构成。用于电容耦合的射频信号和用于感应耦合的射频信号的相位关系具有适当的关系，例如具有180度左右的相位关系。
这种本发明的第一实施例的等离子体反应器中，气体喷头140及基板支撑台111与真空腔100内部的等离子体电容耦合，射频天线151与真空腔100内部的等离子体感应耦合。一般来说，使用射频天线的感应耦合等离子体源，根据射频天线的形状，等离子体的密度及均一度受到影响。从这点出发，本发明的等离子体反应器，在中心部分具有电容耦合的气体喷头140，在其周边具有配置成平板螺旋型的射频天线151，由此可以在真空腔的内部得到更均匀的等离子体。
这样电容性且感应性的耦合，使得在真空腔100内等离子体产生和等离子体离子能量的正确调节变得容易。因此，可以使工程生产力最大化。此外，气体喷头140位于基板支撑台111的上部，由此可以对被处理基板112上部进行均匀的气体喷射，进行更均匀的基板处理。
图3是表示射频天线和喷头的电连接结构的图。
参照图3，可以变形为射频天线151和气体喷头140电气串联连接。即，射频天线151的一端经由阻抗匹配器161与第一电源供给源160连接，另一端与气体喷头140连接。并且，气体喷头140接地。气体喷头140和射频天线151的电连接关系可如下多样地变形实施。
图4a至图4d是表示将射频天线和喷头的电连接结构变形了的各种示例的图。
图4a至图4d中的(a)，表示射频天线151和气体喷头140的物理配置结构和电连接关系，(b)是将其用电气符号表示并图示其连接关系。
图4a所示例的气体喷头140和射频天线151的连接方式正如图4所说明的那样。射频天线151的一端经由阻抗匹配器161与第一电源供给源160电连接，另一端与气体喷头140电连接。气体喷头140接地。
图4b所示例的气体喷头140和射频天线151的连接方式是，气体喷头140首先与第一电源供给源160电连接，然后射频天线151与气体喷头140连接并接地。
图4c和图4d所示例的气体喷头140和射频天线151的连接方式是，用两个分离天线151a、151b构成射频天线151，在其间电连接气体喷头140。其中图4c中的射频天线151，其两个分离天线151a、151b向同一绕线方向卷绕，具有位于外廓的配置结构和位于内廓的配置结构。
此外，图4d所示的射频天线151中，两个分离天线151a、151b并排地在气体喷头140的周围卷绕成平板螺旋型。并且，位于外廓的一个天线151a的外侧一端经由阻抗匹配器161与第一电源供给源160连接，另一端与气体喷头140连接。位于内廓的另一个天线151b的内侧一端与气体喷头140连接，外侧一端接地。
上述图4a至图4d所示例的气体喷头140和射频天线161的电连接方式，除了上述示例以外，还具有多种电连接方式。这种电连接方式也可以同样地适用于后述的例子。此外，射频天线161和基板支撑台111的电源供给方式，如下文所述，可以采用多种供给方式。并且，用于射频天线供给的电源供给源的数量也可以多样地进行变形。
图5是表示采用了通过电源分割而进行的双重电源供给结构的示例的图。
参照图5，采用如下电源分割供给结构：从第一电源供给源160提供的射频，经由电源分配部164进行分配，而分割供给到射频天线151和基板支撑台111。电源分配部164，例如可通过使用了变压器的电源分割、使用了多个电阻的电源分割、使用了电容器的电源分割等多种方式进行电源分割。基板支撑台111分别提供从第一电源供给源160分割的射频、和从第二电源供给源162提供的射频。此时，由第一及第二电源供给源160、162提供的是频率彼此不同的射频。
图6是表示采用了两个电源供给源的双重电源结构的示例的图。
参照图6，基板支撑台111，经由提供彼此不同频率的两个电源供给源162a、162b，被提供两个射频。
从而，基板支撑台111被提供彼此不同频率的射频时，可以采用电源分割结构或使用独立的单独电源的结构等多种电源供给结构。基板支撑台111的双重电源供给结构，可以更容易地在真空腔100的内部产生等离子体，进一步在被处理基板112的表面改善等离子体离子能量调节，进一步提高工程生产力。
基板支撑台111的单个或双重电源供给结构，可以通过混合上述图5a至图5d中说明的射频天线151和气体喷头140的多种电连接方式，而实现多样的电连接方式。
图7a及图7b是表示在射频天线和接地之间形成的功率调节部的图。
参照图7a及图7b，在射频天线151和接地之间构成功率调节部170。功率调节部170例如由可变电容器171a或可变电感器171b构成。通过功率调节部170的电容可变控制，可以调节射频天线151的感应耦合能量。这种功率调节部170，为了调节电容耦合能量，可以形成在气体喷头140和接地之间。
功率调节部170的构成，可以将上述多种方式的电源供给结构与气体喷头140及射频天线161的多种电连接方式混合，实现更多样的电连接方式。这种电连接方式也可以同样适用于后述例子中。
图8是本发明的第二实施例的等离子体反应器的剖视图。图9是表示在图8的等离子体反应器的上部设置的射频天线和气体喷头的配置结构的图。
参照图8及图9，本发明的第二实施例的等离子体反应器具有和上述第一实施例基本相同的结构。因此，对相同构成省略重复的说明。其中第二实施例的等离子体反应器中的真空腔100a的结构与上述第一实施例中的真空腔100稍有不同。第二实施例的等离子体反应器的真空腔100a，是在下部主体110的上部构成的介电窗130兼备上部盖体的构成。在介电窗130的上部具有整体覆盖射频天线151的盖体部件126。盖体部件126由传导性或非传导性物质构成。喷头140，具有与介电窗130相比较低地向基板支撑台111突出的结构。
图10是表示在真空腔的外部侧壁部分也设有柱型射频天线的示例的图。
参照图10，射频天线151具有平板螺旋型结构，设于介电窗130的上部，作为扩张结构以柱型结构设置在真空腔100的外部侧壁部分。介电窗130的结构具有与其匹配的结构。此外，盖体部件也具有扩张结构以覆盖设于侧壁部分的射频天线151。
图11是本发明的第三实施例的等离子体反应器的剖视图。
参照图11，第三实施例的等离子体反应器具有与上述第一实施例基本相同的结构。因此，对同一构成省略重复的说明。特别是，第三实施例的等离子体反应器中，射频天线151由磁芯150覆盖，更强地集中磁束，可以最大限度地抑制磁束的损失。
图12是表示在图11的等离子体反应器的上部设置的射频天线和气体喷头的配置结构的图，图13是将由射频天线和磁芯经介电窗在真空腔的内部感应的磁场可视化表示的图。
参照图12，射频天线151以气体喷头140为中心设置成平板螺旋型结构，射频天线151由磁芯150覆盖。磁芯150的垂直剖面结构具有蹄铁形状，该磁芯150的磁束出入口152朝向介电窗130，并沿着射频天线151将其覆盖。因此，如图13所示，由射频天线151产生的磁束通过磁芯150而集中，并经由介电窗130在真空腔100的内部感应。磁芯150可由铁素体材质制作而成，也可以用其他替代材料制作。磁芯150可以是将多个蹄铁形状的铁素体芯片组装而构成。此外，可以制作并使用垂直剖面形状具有蹄铁形状、或具有卷绕成平板螺旋型的结构的所有的铁素体芯。
这种本发明的第三实施例的等离子体反应器中，气体喷头140及基板支撑台111与真空腔100内部的等离子体电容性耦合，射频天线151与真空腔100内部的等离子体感应性耦合。一般来说，使用射频天线的感应耦合等离子体源，根据射频天线的形状不同会影响等离子体的密度和均一度。从这点出发，本发明的等离子体反应器在中心部分具备电容耦合的气体喷头140，在其周边具有配置成平板螺旋型的射频天线151，由此可以在真空腔内部得到更均匀的等离子体。特别是，射频天线151由磁芯150覆盖，可以集中更强的磁束，从而最大限度地抑制磁束的损失。
图14是表示采用了通过电源分割进行的双重电源供给结构的示例的图，图15是表示采用了两个电源供给源的双重电源结构的示例的图。
图14及图15所示例的等离子体反应器，具有与上述图5及图6的等离子体反应器基本相同的结构。特别是，图14及图15所示例的等离子体反应器中，各射频天线151由磁芯150覆盖，可以更强地集中磁束，从而最大限度地抑制磁束的损失。
图16是表示采用了板型磁芯的示例的等离子体反应器的剖视图，图17是板型磁芯和射频天线及喷头的分解透视图。
参照图16及图17，作为替代方案，可以使用板型磁芯190以覆盖射频天线151。板型磁芯190具有与介电窗130对应的开口部191，并具有整体覆盖介电窗130上部的平板型主体192。在平板型主体192的底面上沿着射频天线151所处的区域形成天线安装槽193。射频天线151沿着天线安装槽193设置，整体由板型磁芯190覆盖。这种板型磁芯190，可以作为上述蹄铁形状的磁芯150的替代实施例来使用。
图18是表示本发明的第四实施例的等离子体反应器的剖视图，图19是表示在图18的等离子体反应器的上部设置的射频天线和气体喷头的配置结构的图。
参照图18及图19，本发明的第四实施例的等离子体反应器，具有与上述第三实施例基本相同的结构。因此，对相同的构成省略重复的说明。但是，第四实施例的等离子体反应器中的真空腔100a的结构与上述第三实施例的真空腔100稍有不同。第四实施例的等离子体反应器的真空腔100a，是在下部主体110的上部构成的介电窗130兼备上部盖体的构成。在介电窗130的上部具有整体覆盖射频天线151和磁芯150的盖体部件126。盖体部件126由传导性或非传导性物质构成。喷头140具有与介电窗130相比较低地向基板支撑台111突出的结构。
图20是表示使用了板型磁芯的例子的等离子体反应器的剖视图。
参照图20，如上述第三实施例所说明的那样，可以构成为使用板型磁芯190覆盖射频天线151。
图21是表示在真空腔的外部侧壁部分也设有柱型射频天线和磁芯的例子的图。
参照图21，射频天线151具有平板螺旋型结构，设于介电窗130的上部，并且作为扩张结构以柱型结构设置在真空腔100的外部侧壁部分。作为介电窗130的结构，使之具有与上述结构匹配的结构，且同样地设置磁芯150。此外，盖体部件也具有扩张结构，以覆盖设于侧壁部分的射频天线151和磁芯150。
图22是本发明的第五实施例的等离子体反应器的剖视图。
参照图22，感应耦合等离子体反应器，具有由下部主体110和构成下部主体的顶部的介电窗120构成的真空腔100。在真空腔100的内部设有搭载被处理基板112的基板支撑台111。在下部主体110上设有用于排气的气体出口113，气体出口113与真空泵115连接。
在真空腔100的内侧上部设有气体喷头140。气体喷头140至少包括一个气体分配板141，由传导性物质制作而成。气体喷头140与真空腔100的内部区域相接的部分上，设置形成有多个气体喷射孔的硅平板146。
介电窗120上设置有与气体喷头140连接的气体注入管122，气体注入管122的末端121与气体喷头140连接。为了真空绝缘，在介电窗130和下部主体110之间分别设置0环123。在介电窗120的上部靠近设置射频天线151，并设置整体覆盖射频天线151的磁芯150。
射频天线151的一端经由阻抗匹配器161与供给射频的第一电源供给源160电连接，另一端接地。射频天线151与真空腔内部的等离子体感应耦合。基板支撑台111经由阻抗匹配器163与供给射频的第二电源供给源162电连接，气体喷头140接地。气体喷头140和基板支撑台111构成一对电容电极，并与真空腔100内部的等离子体电容性耦合。第一及第二电源供给源160、162，可以利用无需专门的阻抗匹配器即可控制输出电压的射频电源供给源来构成。用于电容耦合的射频信号和用于感应耦合的射频信号的相位关系具有适当的关系，例如具有180度左右的相位关系。
图23a及图23b是表示将射频天线的形状形成为平板螺旋型或同心圆型的例子的图。
参照图23a及图23b，射频天线151由具有平板螺旋型结构或同心圆型结构的一个以上的射频天线构成。多个射频天线151重叠为两层以上。磁芯150具有整体覆盖射频天线151的平板型主体，沿着射频天线151所处的区域将天线安装槽152设成螺旋型或同心圆型。
图24a及图24b是表示射频天线的电连接结构的图。
参照图24a及图24b，射频天线151由多个天线单元151a、151b、151c构成，多个天线单元151a、151b、151c具有串联或并联的电连接结构。或具有串联和并联混合的电连接结构。
这种本发明的感应耦合等离子体反应器中，气体喷头140及基板支撑台111与真空腔100内部的等离子体电容性耦合，射频天线151与真空腔100内部的等离子体感应性耦合。特别是，射频天线151由磁芯150覆盖，可以集中更强的磁束，从而最大限度地抑制磁束的损失。这样一来，电容性且感应性的耦合，使得在真空腔100内容易产生等离子体、并容易进行等离子体离子能量的正确调节。因此，可以使工程生产力最大化。此外，气体喷头140位于基板支撑台111的上部，从而可以对被处理基板112上部进行均匀的气体喷射，可以进行更均匀的基板处理。
图25是表示采用了通过电源分割而进行的双重电源供给结构的例子的图。
参照图25，采用如下电源分割供给结构：经由电源分配部164分配从第一电源供给源160提供的射频，并分割供给到射频天线151和基板支撑台111。电源分配部164，例如可通过使用了变压器的电源分割、使用了多个电阻的电源分割、使用了电容器的电源分割等多种方式进行电源分割。基板支撑台111分别提供从第一电源供给源160分割的射频、和从第二电源供给源162提供的射频。此时，由第一及第二电源供给源160、162提供的是彼此不同频率的射频。
图26是表示采用了两个电源供给源的双重电源结构的图。
参照图26，基板支撑台111，经由提供彼此不同频率的两个电源供给源162a、162b，被提供两个射频。
从而，基板支撑台111被提供彼此不同频率的射频时，可以采用电源分割结构或使用独立的单独电源的结构等多种电源供给结构。基板支撑台111的双重电源供给结构，可以在真空腔100的内部更容易地产生等离子体，在被处理基板112的表面进一步改善等离子体离子能量调节，进一步提高工程生产力。
基板支撑台111的单个或双重电源供给结构，可以通过混合上述图4a至图4d中说明的射频天线151及气体喷头140的多种电连接方式，实现更多样的电连接方式。
图27是表示经由磁芯的中心部构成气体供给通道的变形的局部剖视图。
参照图27，气体供给结构可以变形如下：在磁芯150的中心部分形成开口部153，在介电窗120的中心形成与其对应的开口部124，进行气体供给。
本发明的等离子体反应器可以进行多种变形，可以采用各种方式。但是，本发明不限于上述具体实施方式，包括处于由权利要求确定的本发明的主旨和范围内的所有变形物、均等物及替代物。
Claims (28)
1.一种等离子体反应器，其中，
包括：真空腔，具有搭载被处理基板的基板支撑台；
气体喷头，向真空腔的内部供给气体；
介电窗，设置在真空腔的上部；以及
射频天线，设置在介电窗的上部，
气体喷头及基板支撑台与真空腔内部的等离子体电容性耦合，射频天线与真空腔内部的等离子体感应性耦合。
2.根据权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，
介电窗在中心部具有开口部，气体喷头设置在介电窗的开口部上。
3.根据权利要求2所述的等离子体反应器，其特征在于，
射频天线设置在介电窗上部、气体喷头的周边。
4.根据权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，
气体喷头设置在真空腔的内部、基板支撑台的上部。
5.根据权利要求1～4的任意一项所述的等离子体反应器，其特征在于，
包括以覆盖射频天线的方式设置在介电窗的上部的磁芯。
6.根据权利要求5所述的等离子体反应器，其特征在于，
包括磁芯，该磁芯的磁束出入口朝向真空腔的内部，该磁芯以沿着射频天线将其覆盖的方式设置在介电窗的上部。
7.根据权利要求5所述的等离子体反应器，其特征在于，
磁芯包括：平板型主体，整体覆盖射频天线；以及天线安装槽，沿着射频天线所处的区域，在平板型主体的底面上形成。
8.根据权利要求7所述的等离子体反应器，其特征在于，
磁芯具有开口部，该开口部被形成为与设置气体喷头的区域对应。
9.根据权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，
包括设于射频天线和介电窗之间的法拉第屏蔽板。
10.根据权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，包括：
第一电源供给源，与射频天线连接，供给射频；和
第二电源供给源，向基板支撑台供给射频。
11.根据权利要求10所述的等离子体反应器，其特征在于，
包括第三电源供给源，其向基板支撑台供给与第二电源供给源的射频不同频率的射频。
12.根据权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，包括：
供给射频的第一电源供给源；以及
电源分割部，分割从第一电源供给源提供的射频功率，并分割供给到射频天线和基板支撑台。
13.根据权利要求12所述的等离子体反应器，其特征在于，
包括第二电源供给源，其向基板支撑台供给与第一电源供给源的射频不同频率的射频。
14.根据权利要求10～13的任意一项所述的等离子体反应器，其特征在于，
包括功率调节部，其与射频天线和接地之间、或气体喷头和接地之间的至少一个连接。
15.根据权利要求10～13的任意一项所述的等离子体反应器，其特征在于，
射频天线和气体喷头，在第一电源供给源和接地之间串联连接，
射频天线的一端与接地连接，或气体喷头与接地连接。
16.根据权利要求15所述的等离子体反应器，其特征在于，
包括功率调节部，其与射频天线和接地之间、或气体喷头和接地之间的至少一个连接。
17.根据权利要求10～13的任意一项所述的等离子体反应器，其特征在于，
射频天线具有两个以上的分离结构，两个以上分离的射频天线和气体喷头在第一电源供给源和接地之间串联连接，
在任意的两个分离的射频天线之间连接有气体喷头。
18.根据权利要求17所述的等离子体反应器，其特征在于，
包括功率调节部，其与射频天线和接地之间、或气体喷头和接地之间的至少一个连接。
19.根据权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，
介电窗、射频天线、及磁芯，包括设于真空腔内侧并覆盖真空腔上部的上部盖体。
20.根据权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，
介电窗包括盖体部件，该盖体部件作为真空腔的上部盖体发挥作用，并在介电窗的上部整体覆盖射频天线和磁芯。
21.根据权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，
包括沿着真空腔的内壁设置的介电壁。
22.根据权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，
气体喷头包括硅平板，其与真空腔的内部区域相接，形成有多个气体喷射孔。
23.根据权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，
射频天线具有螺旋型结构或同心圆型结构的任意一种结构。
24.根据权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，
射频天线具有层叠为两层以上的结构。
25.一种等离子体反应器，包括真空腔、设于真空腔上部的介电窗、以及设于介电窗上部的射频天线，其中，
包括磁芯，该磁芯的磁束出入口朝向真空腔的内部，且该磁芯以沿着射频天线将其覆盖的方式设于介电窗的上部。
26.根据权利要求25所述的等离子体反应器，其特征在于，
磁芯具有同时覆盖一个以上的射频天线的结构。
27.根据权利要求25所述的等离子体反应器，其特征在于，
射频天线具有螺旋型结构或同心圆型结构的任意一种结构时，磁芯沿着射频天线具有螺旋型结构或同心圆型结构的任意一种结构。
28.根据权利要求25所述的等离子体反应器，其特征在于，
射频天线具有层叠为两层以上的结构，磁芯同时覆盖层叠的射频天线。
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