CN101278378A - 等离子体处理装置和方法 - Google Patents

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堀口贵弘
冈信介
平山昌树
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Abstract

本发明提供一种能够在电介质的整个下面均一地生成等离子体的等离子体处理装置和方法。其是一种使微波通过形成于导波管(35)的下面(31)的多个缝隙(70)在被配置在处理室(4)上面的电介质(32)中传播,利用在电介质表面所形成的电磁场中的电场能量,使被供给到处理室(4)内的处理气体等离子体化,对基板(G)实施等离子体处理的等离子体处理装置(1),在电介质(32)下面形成深度各异的多个凹部(80a~80g)。通过使各个凹部(80a~80g)的深度各异,来控制在电介质(32)下面的等离子体的生成。

Description

等离子体处理装置和方法
技术领域
本发明涉及生成等离子体从而对基板实施成膜等处理的等离子体处理装置和方法。
背景技术
例如在LCD装置等制造工序中,使用利用微波在处理室内生成等离子体,对LCD基板实施CVD处理和蚀刻处理等的装置。作为这样的等离子体处理装置,已知有在处理室的上方平行排列多根导波管的装置(例如,参照专利文献1、2)。在该导波管的下面,多个缝隙等间隔并列开口,而且,沿着导波管的下面设置有平板状的电介质。使微波通过缝隙传播到电介质的表面,利用微波的能量(电磁场)使被供给到处理室内的处理气体等离子体化。另外,公开了为了使在电介质下面所生成的等离子体均一化,在电介质的下面形成有凹凸(例如,参照专利文献3)。
可是,随着基板等的大型化,处理装置也增大,由此,被配置在处理室上面的电介质也大型化。但是,就目前的情况来看,在大型化的电介质的整个下面生成均一的等离子体非常困难,而且不能有效地进行稳定的等离子体处理。特别是在电介质的下面,在离缝隙近的位置与远离缝隙的位置,等离子体的生成强度容易不同。另外,虽然使用例如铝制的梁等支承部件来支承电介质,但在电介质的周边部,因从支承部件反射的反射波的影响而发生驻波,因驻波的大幅波动而发生等离子体不均一这样的问题。
专利文献1:日本特开2004-200646号公报
专利文献2:日本特开2004-152876号公报
专利文献3:日本特开2003-142457号公报
发明内容
为了解决上述课题,根据本发明,提供一种等离子体处理装置,其特征在于,使微波通过形成于导波管下面的多个缝隙在被配置在处理室上面的电介质中传播,利用在电介质表面所形成的电磁场中的电场能量,使被供给到处理室内的处理气体等离子体化,对基板实施等离子体处理,在上述电介质的下面形成1个或多个凹部,该凹部的深度根据与缝隙之间的距离而发生变化。
可以在上述电介质的下面,在接近上述缝隙的位置与远离上述缝隙的位置分别形成凹部,在远离上述缝隙的位置所形成的凹部的深度比在接近上述缝隙的位置所形成的凹部的深度深。
可以在上述处理室的上面配置多个电介质,在各个电介质的下面分别形成深度各异的多个凹部。在这种情况下,上述电介质也可以形成长边方向的长度比在电介质中传播的微波的波长长,宽度方向的长度比在电介质中传播的微波的波长短的长方形。另外,上述电介质可以横跨两个缝隙而设置,在这两个缝隙之间形成深度最深的凹部。在这种情况下,既可以在上述两个缝隙之间,位于中央的凹部的深度变得最深,也可以在上述两个缝隙之间,位于中央的凹部与位于距离缝隙最近的凹部之间的凹部的深度变得最深。可以在上述电介质的下面,在沿着长边方向并列形成的多个凹部之中,位于两端的凹部的深度比位于上述缝隙之间的凹部的深度浅。
另外,可以在上述多个电介质的周围,分别设置向处理室内供给处理气体的一个或者两个以上的气体喷射口。在这种情况下,可以在支承上述多个电介质的支承部件上设置上述气体喷射口。
可以在上述多个电介质的周围,分别设置向处理室内供给第一处理气体的一个或者两个以上的第一气体喷射口以及向处理室内供给第二处理气体的一个或者两个以上的第二气体喷射口。在这种情况下,将上述第一喷射口与第二喷射口两者之中的一个配置在比另一个更靠近下方的位置。
此外,根据本发明,提供一种等离子体处理方法,其特征在于,使微波通过形成于导波管下面的多个缝隙在被配置在处理室上面的电介质中传播,利用在电介质表面所形成的电磁场中的电场能量,使被供给到处理室内的处理气体等离子体化,对基板实施等离子体处理,在上述电介质的下面形成多个凹部,使这些凹部的深度各不相同,由此来控制在电介质下面的等离子体的生成。
根据本发明,通过在电介质的下面形成多个凹部,利用在电介质中传播的微波的能量,形成与这些凹部的内侧面大体垂直的电场,并且能在其附近有效地生成等离子体。另外,也能稳定等离子体的生成场所。在这种情况下,通过使在电介质的下面所形成的多个凹部的深度互不相同,能够使在被配置在缝隙附近的凹部的位置所生成的等离子体的强度与在被配置在远离缝隙的位置的凹部的位置所生成的等离子体的强度相等。例如,在电介质的下面,在接近缝隙的位置与远离缝隙的位置形成凹部的情况下,随着远离缝隙,利用从缝隙传播到电介质中的微波的能量所形成的电场强度变弱。考虑这种情况,使在远离缝隙的位置所形成的凹部的深度比在接近缝隙的位置所形成的凹部的深度深,使凹部的内侧面的面积比位于接近缝隙位置的凹部的内侧面的面积宽,从而能够消除因与缝隙之间的距离而导致的电场强度下降。
另外,通过将配置在处理室的上面的多个电介质形成为比在电介质中传播的微波的波长长,并且宽度方向的长度比在电介质中传播的微波的波长短的长方形,由此,使在电介质中的微波的传播变成单一模式,即使工艺条件改变也不会产生振荡模跳变,从而能够生成稳定的等离子体状态。另一方面,在比在电介质中传播的微波的波长长的电介质的长边方向的端部,通过调整沿着电介质的长边方向而并列配置的多个凹部的间隔,能够限制表面波,并能将驻波的发生抑制在最小限度。
再者,在沿着这样形成为长方形的电介质的长边方向而并列配置多个凹部的情况下,对于位于电介质的长边方向的两端的凹部,由于支承电介质的支承部件的表面波的反射,等离子体的强度增大。因此,在电介质的下面沿着长边方向并列形成的多个凹部之中,优选使位于两端的凹部的深度比位于缝隙内侧的凹部的深度浅。
此外,在电介质横跨两个缝隙而设置的情况下,也可以在这两个缝隙之间形成深度最深的凹部。于是,从各个缝隙发出的微波在深度最深的凹部的位置被有效地消耗而用于产生微波,从各个缝隙向电介质传播的微波再次从缝隙返回导波管内的量减少,产生截止现象,从而能够抑制反射波的发生。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式涉及的等离子体处理装置的概略结构的纵截面图。
图2是盖体的底面图。
图3是盖体的部分放大纵截面图。
图4是从盖体的下方看的电介质的放大图。
图5是图4中的X-X线的电介质的纵截面。
图6是在比第二喷射口更靠近下方的位置配置第二气体喷射口的实施方式的说明图。
图7是其它实施方式涉及的图4的X-X线的电介质的纵截面图。
图8是在两个缝隙之间使不位于中央的凹部的深度设为最深的实施方式涉及的图4中的X-X线的电介质的纵截面图。
图9是在一个缝隙中配置一个电介质的实施方式所涉及的电介质的放大图。
图10是图9中的X-X线的电介质的纵截面图。
图11是表示实施例的模拟结果的坐标图,其是表示对于各个凹部,在与缝隙正下方的内侧相邻的凹部的深度变化成4mm、6mm、8mm时各个凹部内的周期中的最大电场强度的平均值的变化的坐标图。
图12是表示实施例的模拟结果的坐标图,其是表示对于各个凹部,在与缝隙正下方的内侧相邻的凹部的深度变化成4mm、6mm、8mm时各个凹部中心的周期中的最大电场强度的变化的坐标图。
图13是表示实施例的模拟结果的坐标图,其是表示相对于与缝隙正下方的内侧相邻的凹部的深度的各个凹部的电场强度的平均值与各个凹部的电场强度的均一性的坐标图。
图14是表示实施例的模拟结果的坐标图,其是表示相对于与缝隙正下方的内侧相邻的凹部的深度的各个凹部中心的电场强度的平均值与各个凹部中心的电场强度的均一性的坐标图。
符号说明
G 基板
1 等离子体处理装置
2 处理容器
3 盖体
4 处理室
10 基座
11 供电部
12 加热器
13 高频电源
14 匹配器
15 高压直流电源
16 线圈
17 交流电源
20 升降板
21 筒体
22 波纹管
23 排气口
24 整流板
30 盖本体
31 缝隙天线
32 电介质
33 O形环
35 方形导波管
36 介质部件
40 微波供给装置
41 Y分歧管
45 上面
46 升降机构
50 罩体
51 引导部
52 升降部
55 导杆
56 升降杆
57 螺母
58 孔部
60 引导块
61 板
62 旋转把手
70 缝隙
71 介质部件
75 梁
80a、80b、80c、80d、80e、80f、80g 凹部
81 壁面
85 气体喷射口
90 气体配管
91 冷却水配管
95 处理气体供给源
100 氩气供给源
101 硅烷气体供给源
102 氢气体供给源
105 冷却水供给源
具体实施方式
下面,根据实施作为等离子体处理的一个例子的CVD(chemicalvapor deposition:化学气相沉积)处理的等离子体处理装置1对本发明的实施方式进行说明。再者,在本说明书及附图中,对于实质上具有相同功能结构的构成要素,标注相同的符号并省略重复说明。图1是本发明的实施方式涉及的等离子体处理装置1的概略结构的纵截面图。图2是该等离子体处理装置1所配备的盖体3的仰视图。图3是盖体3的部分放大纵截面图。
该等离子体处理装置1具备上部开口的有底立方体形状的处理容器2和封闭该处理容器2的上方的盖体3。通过使用盖体3封闭处理容器2的上方,在处理容器2的内部形成作为密闭空间的处理室4。处理容器2和盖体3例如由铝构成,并且均处于电接地的状态。
在处理室4的内部设置有用于载置基板例如玻璃基板(以下称为“基板”)G的作为载置台的基座10。该基座10例如由氮化铝构成,在其内部设置有用于静电吸附基板G并且向处理室4的内部施加规定的偏置电压的供电部11、和将基板G加热至规定温度的加热器12。在供电部11上,设置在处理室4外部的用于施加偏压的高频电源13通过具备电容器等的匹配器14与其连接,同时,静电吸附用的高压直流电源15通过线圈16与其连接。加热器12与同样设置在处理室4外部的交流电源17连接。
基座10通过筒体21被支承在设置在处理室4的外部下方的升降板20上,并且通过与升降板20一体升降,对基座10在处理室4内的高度进行调整。但是,由于在处理容器2的底面与升降板20之间安装有波纹管22,所以处理室4内的气密性得以保持。
在处理容器2的底部设置有用于利用设置在处理室4外部的真空泵等排气装置(图中未示)对处理室4内的气氛进行排气的排气口23。另外,在处理室4内,在基座10的周围设置有用于将处理室4内的气流控制在理想状态的整流板24。
盖体3采用在盖本体30的下面一体形成缝隙天线31,而且在缝隙天线31的下面安装有多个瓦片状的电介质32的结构。盖本体30以及缝隙天线31例如通过铝等导电性材料一体构成,并且处于电接地状态。如图1所示,在使用盖体3密闭处理容器2上方的状态下,利用配置在盖本体30的下面周边部与处理容器2的上面之间的O形环33,和配置在后述各个缝隙70周围的O形环(图中未示)来保持处理室4内的气密性。
在盖本体30的内部,沿着水平方向配置有多根截面形状为矩形状的方形导波管35。在本实施方式中,具有均在一条直线上延伸的6根方形导波管35,各个方形导波管35彼此以相互平行的方式并列设置。并且按照各个方形导波管35的截面形状(矩形状)的长边方向在H面为垂直,短边方向在E面为水平的方式而配置。再者,如何配置长边方向与短边方向,根据模式不同而变化。另外,各个方形导波管35的内部分别填充有例如氟树脂(例如聚四氟乙烯(注册商标))、Al2O3、石英等介质部件36。
在处理室4的外部,如图2所示,在本实施方式中设置有3个微波供给装置40,例如2.45GHz的微波从各个微波供给装置40分别被导入设置在盖本体30内部的2根方形导波管35中。在各个微波供给装置40与2根方形导波管35之间分别连接着用于向2根方形导波管35分配、导入微波的Y分歧管41。
如图1所示,在盖本体30内部所形成的各个方形导波管35的上部在盖本体30的上面开口,上面45从这样开口的各个方形导波管35的上方自由升降地插入各个方形导波管35内。另一方面,在盖本体30内部所形成的各个方形导波管35的下面构成在盖本体30的下面一体形成的缝隙天线31。在盖本体30的上方,使方形导波管35的上面45在保持水平姿势的状态下相对方形导波管35的下面(缝隙天线31的上面)升降移动的升降机构46被设置在各个方形导波管35中。
如图3所示,方形导波管35的上面45被配置在以覆盖盖本体30上面的方式安装的罩体50内。在罩体50的内部形成有为了使方形导波管35的上面45升降而具有充分高度的空间。在罩体50的上面设置有被配置在一对引导部51与引导部51彼此之间的升降部52,通过这些引导部51和升降部52构成使方形导波管35的上面45升降移动的升降机构46。
方形导波管35的上面45通过设置在各个引导部51上的导杆55与设置在升降部52上的升降杆56,从罩体50的上面吊下。在这些导杆55与升降杆56的下端安装有制动用的螺母57,通过使这些螺母57与形成于方形导波管35的上面45内部的孔部58配合,从而使方形导波管35的上面45不会落下而将其支承在罩体50的内部。
这些导杆55与升降杆56的上端贯通罩体50的上面,并且朝上方突出。设置在引导部51上的导杆55贯通被固定在罩体50上面的引导块60内,并且能在引导块60内沿着垂直方向滑行移动。另一方面,设置在升降部52上的升降杆56贯通被支承在罩体50上面的板61和自由旋转地配置在该板61上的旋转把手62。在升降杆56的外周面形成有螺丝槽,使该螺丝槽与形成于旋转把手62中心的螺丝孔配合。
这样的升降机构46通过旋转操作旋转把手62,改变旋转把手62相对于升降杆56的配合位置,伴随与此,能够使方形导波管35的上面45在罩体50的内部升降移动。再者,在进行这样的升降移动时,设置在引导部51上的导杆55在引导块60内沿着垂直方向滑行移动,因此,方形导波管35的上面45经常被保持为水平姿势,方形导波管35的上面45与下面(缝隙天线31的上面)经常处于平行状态。
如上所述,因为方形导波管35的内部填充有介质部件36,所以方形导波管35的上面45能够下降至与介质部件36的上面接触的位置。而且,将这样的与介质部件36的上面接触的位置作为下限,通过使方形导波管35的上面45在罩体50的内部升降移动,利用旋转把手62的旋转操作,就能任意改变方形导波管35的上面45相对于方形导波管35的下面(缝隙天线31的上面)的高度h。再者,能够以如后所述的在根据在处理室4内所进行的等离子体处理的条件使方形导波管35的上面45升降移动时,能够使上面45移动至充分的高度的方式设定罩体50的高度。
方形导波管35的上面45例如由铝等导电性材料构成,在上面45的周面部安装有用于使其相对于盖本体30电导通的屏蔽螺旋65。在该屏蔽螺旋65的表面实施例如镀金以降低电阻。因此,方形导波管35的整个内壁面通过相互电导通的导电性部件构成,沿着方形导波管35的整个内壁面不放电而使电流顺利地流过。
在构成缝隙天线31的各个方形导波管35的下面,作为透孔的多个缝隙70沿着各个方形导波管35的长边方向等间隔地设置。在本实施方式中,在各个方形导波管35中分别串联设置13个(相当于G5)缝隙70,在全部缝隙天线31中,13个×6列=78处的缝隙70在盖本体30的整个下面(缝隙天线31)均匀地分布设置。各个缝隙70彼此之间的间隔按照如下方式设定,在各个方形导波管35的长边方向上相互邻接的缝隙70之间在两个中心轴彼此之间变为λg’/2(λg’是作为2.45GHz的情况的初始设定时的微波的导波管内波长)。
在像这样均匀地分布设置在缝隙天线31的整体上的各个缝隙70的内部,例如分别填充有氟树脂、Al2O3、石英等介质部件71。另外,在这些各个缝隙70的下方,分别配置有如上述那样安装在缝隙天线31下面的多个电介质32。各个电介质32形成长方形的平板状,例如通过石英玻璃、AlN、Al2O3、宝石蓝、SiN、陶瓷等介质材料构成。
如图2所示,各个电介质32以横跨通过Y分歧管41连接在一个微波供给装置40上的2根方形导波管35的方式分别配置。如上所述,在盖本体30的内部共计配置有6根平行的方形导波管35,各个电介质32按照分别与每2根方形导波管35对应的方式配置成3列。
此外如上所述,在各个方形导波管35的下面(缝隙天线31)分别串联配置12个缝隙70,各个电介质32以横跨相互邻接的2根方形导波管35(通过Y分歧管41与相同的微波供给装置40连接的2根方形导波管35)的各个缝隙70彼此之间的方式安装。由此,在缝隙天线31的下面共计安装有13个×3列=39个电介质32。在缝隙天线31的下面设置有用于在按照13个×3列的方式排列的状态下支承这39个电介质32的形成为格子状的梁75。
在此,图4是从盖体3的下方看的电介质32的放大图。图5是沿着图4中X-X线的电介质32的纵截面图。梁75以包围各个电介质32的周围的方式配置,在使其紧贴缝隙天线31下面的状态下支承各个电介质32。梁75例如由铝等导电性材料构成,缝隙天线31以及盖本体30均处于电接地的状态。通过利用该梁75来支承各个电介质32的周围,使各个电介质32下面的大部分处于露出处理室4内的状态。
各个电介质32与各个缝隙70之间使用O形环(图中未示)等密封部件而处于密封的状态。例如在大气压的状态下,向形成于盖本体30内部的各个方形导波管35导入微波,但是,如上所述,由于各个电介质32与各个缝隙70之间分别被密封,所以处理室4内的气密性得以保持。
各个电介质32形成长边方向的长度L比在电介质中传播的微波的波长λg长,并且宽度方向的长度M比在电介质中传播的微波的波长λg短的长方形。在微波供给装置40中发生例如2.45GHz的微波的情况下,在电介质中传播的微波的波长λg大约变为60mm。因此,各个电介质32的长边方向长度L比60mm长,例如被设定为188mm。另外,各个电介质32的宽度方向长度M比60mm短,例如被设定为40mm。
另外,在各个电介质32的下面形成凹凸。即,在本实施方式中,在形成为长方形的各个电介质32的下面,沿着其长边方向并排设置7个凹部80a、80b、80c、80d、80e、80f、80g。这些凹部80a~80g在平视下均形成大体相等的略长方形形状。此外,各个凹部80a~80g的内侧面成为大致垂直的壁面81。
如上所述,各个电介质32按照横跨相互邻接的2根方形导波管35(通过Y分歧管41与相同的微波供给装置40连接的2根方形导波管35)的各个缝隙70彼此之间的方式安装,但在各个凹部80a~80g之中,位于中央的凹部80d位于其中一个方形导波管35的缝隙70与另一个方形导波管35的缝隙70的大致中间位置,夹着位于该中央的凹部80d,凹部80a~80c位于其中一个方形导波管35的缝隙70一侧,凹部80e~80g位于另一方形导波管35的缝隙70一侧。而且,在其中一个方形导波管35的缝隙70一侧,在凹部80a~80c之中,中央的凹部80b位于其中一个方形导波管35的缝隙70的正下方,凹部80a与凹部80c被配置在其两侧。同样,在另一个方形导波管35的缝隙70一侧,在凹部80e~80g之中,中央的凹部80f位于另一个方形导波管35的缝隙70的正下方,凹部80e与凹部80g被配置在其两侧。
关于各个凹部80a~80g的深度d,并不是完全相同,以凹部80a~80g的深度的一部分或者全部的深度d各不相同的方式构成。即,各个凹部80a~80g的深度d基本上按照随着远离缝隙70而逐渐变深的方式设定。如果根据图5所示的实施方式进行具体说明,那么,离缝隙70最近的凹部80b、80f的深度d最浅,离缝隙70最远的凹部80d的深度d最深。而且,位于缝隙70正下方的凹部80b、80f两侧的凹部80a、80c以及凹部80e、80g是缝隙70正下方的凹部80b、80f的深度d与离缝隙70最远的凹部80d的深度d的中间深度d。
但是,对于位于电介质32长边方向两端的凹部80a、80g与位于两个缝隙70内侧的凹部80c、80e,即使这些凹部80a、80g和凹部80c、80e与缝隙70之间的距离相同,在位于电介质32的长边方向两端的凹部80a、80g中,如后所述,受到在电介质32长边方向的两端所产生的驻波的影响,发生的等离子体的强度增大。因此,两端的凹部80a、80g的深度d与位于缝隙70内侧的凹部80c、80e的深度d相比变浅。因此,在本实施方式中,各个凹部80a~80g的深度d的关系为,离缝隙70最近的凹部80b、80f的深度d<位于电介质32的长边方向两端的凹部80a、80g的深度d<位于缝隙70内侧的凹部80c、80c的深度d<离缝隙70最远的凹部80d的深度d。
位于凹部80a与凹部80g的电介质32的厚度t1、位于凹部80b与凹部80f的电介质32的厚度t2、位于凹部80c与凹部80e的电介质32的厚度t3均如后所述,分别被设定为当微波在电介质32内部传播时,实质上不会妨碍凹部80a~80c位置中的微波传播与凹部80e~80g位置中的微波传播的厚度。与此相对,位于凹部80d中的电介质32的厚度t4如后所述,被设定为当微波在电介质32内部传播时,在凹部80d的位置发生所谓的截止,在凹部80d的位置实际上不让微波传播的厚度。由此,被配置在其中一个方形导波管35的缝隙70一侧的凹部80a~80c的位置中的微波传播与被配置在另一个方形导波管35的缝隙70一侧的凹部80e~80g的位置中的微波传播在凹部80d的位置被截止,互不干涉,能够防止从其中一个方形导波管35的缝隙70发出的微波与从另一个方形导波管35的缝隙70发出的微波发生干涉。
在支承各个电介质32的梁75的下面,在各个电介质22的周围分别设置有用于向处理室4内供给处理气体的气体喷射口85。气体喷射口85以围绕各个电介质22周围的方式而形成多处,于是,气体喷射口85被均匀地分布配置在处理室4的整个上面。
如图1所示,在盖本体30内部设置有处理气体供给用的气体配管90和冷却水供给用的冷却水配管91。气体配管90与设置在梁75下面的各个气体喷射口85连通。
气体配管90与配置在处理室4外部的处理气体供给源95连接。在本实施方式中,作为处理气体供给源95而准备氩气供给源100、作为成膜气体的硅烷气体供给源101以及氢气供给源102,并且通过各个阀100a、101a、102a、质量流量控制器100b、101b、102b、阀100c、101c、102c与气体配管90连接。由此,从处理气体供给源95供给到气体配管90的处理气体从气体喷射口85喷射至处理室4内。
冷却水配管91与配置在处理室4外部的冷却水供给源105连接。从冷却水供给源105向冷却水配管91循环供给冷却水,能够将盖本体30保持在规定的温度。
此外,在采用上述方式构成的本发明的实施方式所涉及的等离子体处理装置1中,例如对非晶硅成膜的情况进行说明。在进行处理时,在处理室4内的基座10上载置基板G,从处理气体供给源95经由气体配管90、气体喷射口85,向处理室4内供给规定的处理气体,例如氩气/硅烷气体/氢气的混合气体,同时,从排气口23进行排气,并将处理室4内设定为规定的压力。在这种情况下,通过从分布配置在盖本体30的整个下面的气体喷射口85喷出处理气体,能够没有遗漏地向载置在基座10上的基板G的整个表面供给处理气体。
而且,一边以上述方式向处理室4供给处理气体,一边利用加热器12将基板G加热至规定的温度。在图2所示的微波供给装置40中所产生的例如2.45GHz的微波经由Y分歧管41导入到各个方形导波管35中,通过各自的各个缝隙70传播到各个电介质32中。另外,在使这样导入方形导波管35中的微波从各个缝隙70向各个电介质32传播的情况下,如果缝隙70的大小不够,那么,就会导致微波无法从方形导波管35进入缝隙70内。但是,在本实施方式中,在各个缝隙70内填充有例如氟树脂、Al2O3、石英等这些介电常数比空气高的介质部件71。因此,即使缝隙70的尺寸不够大,由于存在介质部件71,因而在表面上,发挥与具有能使微波进入所需大小的缝隙70同样的功能。由此,能够确保被导入到方形导波管35中的微波从各个缝隙70向各个电介质32传播。
在这种情况下,如果假设方形导波管35的长边方向中的缝隙70的长度为a,在方形导波管35内传播的微波的波长(管内波长)为λ,配置在缝隙70内的介质部件71的介电常数为ε,那么,选择
Figure A20068003619200161
Figure A20068003619200162
这样的电介质即可。例如,就氟树脂、Al2O3、石英而言,当在缝隙70内配置由介电常数最大的Al2O3构成的介质部件71的情况下,就能从缝隙70向电介质32传播最多的微波。另外,对于方形导波管35的长边方向中的长度a相同的缝隙70,通过使用介质常数不同的部件作为配置在缝隙70内的介质部件71,由此,就能控制从缝隙70向电介质32传播的微波的量。
如此,利用在各个电介质32中传播的微波的能量,在各个电介质32的表面,在处理室4内形成电磁场,利用电磁能量使处理容器2内的上述处理气体等离子体化,于是,对基板G上的表面实施非晶硅成膜。在这种情况下,因在各个电介质32的下面形成凹部80a~80g,所以利用在电介质32中传播的微波的能量,利用向这些凹部80a~80g的内侧面(壁面81)传播的微波的能量而形成与壁面81大体垂直的电场,能够在其附近有效地产生等离子体。另外,也能稳定生成等离子体的场所。
另外,通过使形成于各个电介质32下面的多个凹部80a~80g的深度d互不相同,这样就能在各个电介质32的整个下面大体均一地生成等离子体。即,从缝隙70在电介质32中传播的微波进入处理室4内时,在电介质32的表面,利用微波能量所形成的电场的强度随着远离缝隙70而逐渐减弱,但是,在图5所示的方式中,各个凹部80a~80g的深度d基本上按照随着远离缝隙70而逐渐变深的方式设定。因此,由于位于远离缝隙70位置的凹部越深,内侧面(壁面81)的面积就会随之增大,因此,即使在随着远离缝隙70电场强度下降的状态下,也能增加下降部分的电场放出面积,在面积大的内侧面的(壁面81)的大体整个表面形成电场,从而能够有效地生成等离子体。如此,通过在远离缝隙70的位置所形成的凹部80a、80c、80d、80e、80g的深度分别比离缝隙70近的位置所形成的凹部80b、80f的深度深,这样就能弥补电场强度的下降,从而能够在电介质32的整个下面大致均匀地生成等离子体。
另一方面,从缝隙70向电介质32传播的微波在传播至电介质32的长边方向端部之后,被以围绕电介质32的周围的方式配置的梁75所反射而变成驻波,然后再次在两端的凹部80a、80g的位置传播。于是,在两端的凹部80a、80g的位置,利用该驻波所生成的等离子体的强度增大,而该两端的凹部80a、80g的深度d考虑该驻波的影响而变浅,因此,即使在电介质32的两端部也能获得大体均一的等离子体强度。另外,在两端的凹部80a、80g的位置,也能够避免因受到从支承电介质32的梁75反射的反射波的影响而使等离子体的生成强度部分增高这样的情况。
另外,如上所述,微波分别从两个缝隙70传播到各个电介质32中,但利用设置在各个电介质32的中央的凹部80d,则能够防止从两个缝隙70传播的微波彼此相互发生干涉。即,如以前利用图4、图5说明的那样,从其中一个方形导波管35的缝隙70发出的微波在凹部80a~80c的位置在电介质32内部传播,在凹部80a~80c的内侧面(壁面81)形成电场,在其附近生成等离子体。在这种情况下,从其中一个方形导波管35的缝隙70发出的微波在凹部80a~80c的位置在电介质32内部传播,但是因在凹部80d的位置被截止,故无法传播至凹部80e~80g。同样,从另一个方形导波管35的缝隙70发出的微波在凹部80e~80g的位置在电介质32内部传播,在凹部80e~80g的内侧面(壁面81)形成电场,在其附近生成等离子体。在这种情况下,从另一个方形导波管35的缝隙70发出的微波在凹部80e~80g的位置在电介质32内部传播,但是在凹部80d的位置被截止,这样就无法传播至凹部80a~80c的位置。于是,从各个缝隙70发出的微波在电介质32的表面(凹部80a~80c以及凹部80e~80g的各个内侧面)被有效地消耗而用于生成等离子体。另外,从各个缝隙70向电介质32传播的微波从缝隙70再次返回方形导波管35内的量减少,从而能够抑制反射波的发生。
再者,在处理室4的内部,利用例如0.7eV~2.0eV的低电子温度、1011~1013cm-3的高密度等离子体实施对基板G损伤少的均匀的成膜。关于非晶硅成膜的条件,例如处理室4内的压力为5~100Pa,优选为10~60Pa,基板G的温度为200℃~450℃,优选为250℃~380℃。另外,处理室4的大小为G3以上适宜,例如,为G4.5(基板G的尺寸:730mm×920mm、处理室4的内部尺寸:1000mm×1190mm),G5(基板G的尺寸:1100mm×1300mm、处理室4的内部尺寸:1470mm×1590mm),微波供给装置的功率输出为1~4W/cm2,优选为3W/cm2。如果微波供给装置的功率输出为1W/cm2以上,那么,等离子体就会着火,并且能够比较稳定地生成等离子体。如果微波供给装置的输出功率不满1W/cm2,那么,等离子体不会着火,等离子体的发生变得非常不稳定,工艺变得不稳定、不均一,从而变得不实用。
在此,在处理室4内进行的这样的等离子体处理的条件(例如气体种类、压力、微波供给装置的功率输出等)是根据处理种类等而适当设定的,但是,另一方面,如果通过改变等离子体处理条件来改变相对于等离子体产生的处理室4内的阻抗,那么,由此在各个方形导波管35内传播的微波的波长(管内波长λg)也具有发生变化的性质。另一方面,如上所述,由于在各个方形导波管35中按照规定的间隔(λg’/2)设置缝隙70,因此,根据等离子体处理条件阻抗发生改变,因此如果管内波长λg发生变化,则缝隙70彼此之间的间隔(λg’/2)变得与实际的管内波长λg一半的距离不一致。其结果,导致微波无法有效地从沿着各个方形导波管35长边方向排列的多个缝隙70向处理室4上面的各个电介质32传播。
因此,在本发明的实施方式中,例如根据气体种类、压力、微波供给装置的功率输出等这些在处理室4内所实施的等离子体处理的条件而改变阻抗,通过使各个方形导波管35的上面45向下面(缝隙天线31的上面)升降移动,来修正由此而变化的管内波长λg。即,在因处理室4内的等离子体处理条件而使实际的管内波长λg变短的情况下,通过旋转操作升降机构46的旋转把手62,使方形导波管35的上面45在罩体50的内部下降。这样,如果降低上面45相对于各个方形导波管35的下面的高度h,那么,管内波长λg就会发生变化而变长,从而消除缝隙彼此之间的间隔(λg’/2)与实际的管内波长λg的最高部分与最低部分的位置间隔之间的偏移,这样就能使管内波长λg的最高部分和最低部分与各个缝隙70的位置一致。反之,在因处理室4内的等离子体处理条件而使实际的管内波长λg变长的情况下,通过旋转操作升降机构46的旋转把手62,使方形导波管35的上面45在罩体50的内部上升。这样,如果增高上面45相对于各个方形导波管35下面的高度h,那么,管内波长λg就会发生变化而变短,从而消除缝隙彼此之间的间隔(λg’/2)与实际的管内波长λg的最高部分与最低部分的位置间隔之间的偏移,这样就能使管内波长λg的最高部分和最低部分与各个缝隙70的位置一致。
如上所述,使方形导波管35的上面45向下面(缝隙天线31的上面)升降移动,任意改变上面45相对于各个方形导波管35下面的高度h,并使微波的管内波长λg发生变化,这样就能自由地使实际的管内波长λg的最高部分和最低部分的位置间隔与各个缝隙70的位置一致。其结果,能够使微波有效地从在方形导波管35的下面所形成的多个各缝隙70向处理室4上面的各个电介质32传播,能够在基板G的整个上方形成均一的电磁场,能够对基板G的整个表面实施均一的等离子体处理。改变微波的管内波长λg,这样就不必在每个等离子体处理条件下改变缝隙70彼此之间的间隔,因此,能够降低设备成本,而且,也能够在同一处理室4内连续进行种类不同的等离子体处理。
此外,根据本实施方式的等离子体处理装置1,在处理室4的上面安装多个瓦片状的电介质32,这样就能使各个电介质32小型化并且轻量化。因此,等离子体处理装置1的制造也变得容易且成本低,能够提高对基板G大面积化的适应能力。另外,在各个电介质32中分别设置缝隙70,而且,各电介质32一个一个的面积显著变小,并且,在其下面形成凹部80a~80g,因此,能够使微波在各个电介质32的内部均一地传播,从而能够在各个电介质32的整个下面有效地生成等离子体。因此,能够在整个处理室4内实施均一的等离子体处理。
另外如本实施方式所示,电介质32构成为长方形,电介质32的宽度例如为40mm,比在电介质中传播的微波的波长λg=大约60mm窄,电介质32长边方向的长度例如为188mm,比在电介质中传播的微波的波长λg=大约60mm长,由此,就能形成使表面波仅在电介质32的长边方向传播的结构。在这种情况下,在电介质32长边方向的两个端部,因表面波的反射所产生的反射波与行波的干涉而发生驻波。在电介质32的宽度方向的两个边缘部,因电介质32的宽度例如设为40mm,因此,能够控制驻波的发生。另外,为了尽量抑制在电介质32的长边方向的两个端部所产生的驻波的影响,配置在电介质32的下面两个端部的凹部80a、80g的深度优选与位于缝隙70正下方的凹部80b、80f的深度相等。另外,通过调整并列配置在电介质32下面的多个凹部80a~80g的间隔,也可减小电介质32的长边方向端部的表面波的影响,其结果,即使在电介质32的长边方向端部也能将驻波的发生抑制在最小限度。由此,不仅能够扩大工艺制程窗口,并且能够实施稳定的等离子体处理。另外,由于也能够使支承电介质32的梁75(支承部件)变细,因此,各个电介质32的下面的大部分露出处理室4内,在处理室4内形成电磁场时,梁75几乎不会成为妨碍,能够在基板G的整个上方形成均一的电磁场,并且能够在处理室4内生成均一的等离子体。
另外,如本实施方式的等离子体处理装置1那样,也可以在支承电介质32的梁75上设置供给处理气体的气体喷射口85。此外,如在本实施方式中所说明的那样,如果使用铝等金属构成梁75,则气体喷射口85等的加工变得容易。
以上,说明了本发明的最佳实施的一个例子,但是,本发明并非局限于此处所示的方式。例如,用于使方形导波管35的上面45升降的升降机构46可以不是由图中所示的引导部51与升降部52所构成,也可以使用汽缸或其它的驱动机构来使方形导波管35的上面45升降。在图示的方式中,说明了使方形导波管35的上面45升降的方式,但是,也可考虑通过使方形导波管35的下面(缝隙天线31)下降,来改变上面45相对于方形导波管35下面(缝隙天线31)的高度h。
另外,对在各个方形导波管35的内部配置氟树脂、Al2O3、石英等介质部件36的例子进行了说明,但是,各个方形导波管35的内部也可以是空洞的空间。再者,在方形导波管35的内部配置介质部件36的情况下,与使方形导波管35的内部形成空洞空间的情况相比,能够缩短管内波长λ。由此,由于也能够缩短沿着方形导波管35的长边方向而并列配置的各个缝隙70彼此之间的间隔,也能够相应地增加缝隙70的数量。由此,不仅能够使电介质32更细,使设置个数进一步增多,而且能够进一步提高电介质32的小型化且轻量化、以及在整个处理室4内实施均一的等离子体处理这样的效果。
再者,在方形导波管35内配置介质部件36的情况下,为了使上面45升降移动,方形导波管35内的上部的一部分变成空洞。在这种情况下,方形导波管35内的介质常数变为介质部件36的介质常数与存在于方形导波管35内上部的空气的介质常数之间的数值。例如,如果使用介质常数与空气比较接近的氟树脂(空气的介质常数约为1,氟树脂的介质常数约为2)作为介质部件36,那么,就能够减小在方形导波管35内的上部所形成的空洞尺寸的影响,相反,如果使用介质常数与空气截然不同的Al2O3(Al2O3的介质常数约为9)作为介质部件36,那么,能够增大在方形导波管35内的上部所形成的空洞尺寸的影响。
如图6所示,也可以在各个电介质22的周围分别设置:将作为第一处理气体例如从氩气供给源100被供给的Ar气体供给到处理室4内的一个或者两个以上的第一气体喷射口120、以及将作为第二处理气体例如从硅烷气体供给源101以及氢气供给源102被供给的成膜气体供给到处理室4内的一个或者两个以上的第二气体喷射口121。在图示的例子中,与支承电介质22的梁75的下面保持适当的距离,按照与梁75的下面平行的方式,通过支承部件123来安装管122。而且,在电介质22的下面附近,使第一气体喷射口120在支承部件123的侧面开口,将从氩气供给源100供给的Ar气体通过梁75以及支承部件123的内部,从第一气体喷射口120供给到处理室4内。另外,使第二气体喷射口121在管122的下面开口,将从硅烷气体供给源101以及氢气供给源102供给的成膜气体通过梁75、支承部件123以及管122的内部,从第二气体喷射口121供给到处理室4内。
根据这样的结构,通过将供给成膜气体的第二气体喷射口121设置在供给氩气的第一气体喷射口120的下方,由此,就能在电介质22的下面附近供给Ar气体,并且在远离电介质22的下面的下方位置供给成膜气体。这样就能在电介质22的下面附近,在与惰性的Ar气体相比较强的电场中生成等离子体,同时,与活性的成膜气体相比,在比其弱的电场与Ar等离子体下生成等离子体,因此,作为成膜气体的硅烷气体作为先驱(前驱体)而被离解成SiH3自由基,从而能够获得未被过度离解至SiH2自由基这样的作用效果。
另外,在电介质32的下面所形成的多个凹部的深度d可以全部为不同的深度,例如,多个凹部的深度d可以完全不同,或者,也可以在多个凹部之中,一部分凹部的深度d不同。例如,如图7所示,也可以考虑在被设置在电介质32下面的7个凹部80a~80g之中,使位于中央的凹部80d最深,使其余的凹部80a~80c与凹部80e~80g均构成相等程度的深度d。
在该图7所示的实施方式中,在凹部80a~80c与凹部80e~80g位置的电介质32的厚度t1被设定成实际上不妨碍微波传播的厚度。相反,在凹部80d位置的电介质32的厚度t2被设定成实际上使微波不传播的厚度。由此,与上述同样,被配置在其中一个方形导波管35的缝隙70一侧的凹部80a~80c位置中的微波的传播与被配置在另一个方形导波管35的缝隙70一侧的凹部80e~80g位置中的微波的传播在凹部80d的位置被截止,从而变得互不干涉。
再者,在图5所示的实施方式中,对于各个凹部80a~80g的深度d的关系,以离缝隙70最近的凹部80b、80f的深度d<位于电介质32长边方向两端的凹部80a、80g的深度d<位于缝隙70内侧的凹部80c、80e的深度d<离缝隙70最远的凹部80d的深度d为例进行了说明,但也可以考虑在电介质32的长边方向两端所发生的驻波的影响,使电介质32的长边方向两端的凹部80a、80g的深度d与缝隙70正下方的凹部80b、80f的深度d大体相同。对于这些凹部80a、80g的深度d与凹部80b、80f的大小关系,通过研究在电介质32中传播的微波的衰减度以及在电介质32的长边方向两端所发生的驻波的影响等而适当决定即可。
此外,在图5、7所示的实施方式中,表示了在以横跨两个缝隙70之间的方式安装的电介质32的下面,使位于缝隙70间的中央的凹部80d最深的例子,但是,也可以在两个缝隙70之间,使不位于中央的凹部80c、80e的深度形成最深的深度。即,在图8所示的实施方式中,在两个缝隙70之间所形成的3个凹部80c、80d、80e之中,与缝隙70正下方的凹部80b、80f的内侧相邻配置的凹部80c、80e的深度d比位于缝隙70间的中央的凹部80d的深度d深。在本实施方式中,各个凹部80a~80g的深度d的关系为,离缝隙70最近的凹部80b、80f的深度d<位于电介质32的长边方向两端的凹部80a、80g的深度d<离缝隙70最远的凹部80d的深度d<位于缝隙70内侧的凹部80c、80e的深度d。
根据这样的结构,在从缝隙70在电介质32中传播的微波进入处理室4内时,在电介质32的表面,利用微波的能量所形成的电场的强度随着远离缝隙70而逐渐减弱,但是,在位于缝隙70之间的中央的凹部80d中,从两个缝隙70传播而来的微波的能量重叠后形成电场。因此,在因与缝隙70的距离而导致电场强度下降的状态下,从两个缝隙70传播而来的微波的能量被相加,电场强度的下降得到弥补。由此,在两个缝隙70之间,通过使位于中央的凹部80d的深度d比位于缝隙70内侧的凹部80c、80e的深度d浅,这样就能在电介质32的整个下面大体均一地生成等离子体。
另外,设置在电介质32下面的凹部的数量和凹部的形状、配置方法为任意。可以在电介质32的下面形成1个凹部,也可以如在图示的例子中所说明的那样,在电介质32的下面形成多个凹部。在电介质32的下面形成1个凹部的情况下,也可根据与缝隙70的距离来改变该凹部的深度,并且使凹部的深度离缝隙70越远变得越深。另外,在电介质32的下面形成多个凹部的情况下,各个凹部的形状也可以不同。此外,也可以通过在电介质32的下面设置凸部,从而在电介质32的下面形成凹部。无论采用何种方式,如果在电介质32的下面设置凹部,并且在电介质32的下面形成大致垂直的壁面,利用被传播至该垂直壁面的微波的能量而形成大体垂直的电场,能够在其附近有效地生成等离子体,也能稳定等离子体的生成场所。
在图示的方式中,表示了以横跨两个缝隙70之间的方式安装电介质32的例子,但是,也可以使电介质与缝隙的个数相同,在每个缝隙70中各配置一个电介质32。在这种情况下,只要在电介质的下面形成1个或者多个凹部,并且该凹部的深度根据与缝隙的距离而变化即可。在这种情况下也同样,在电介质的下面形成1个凹部的情况下,只要该凹部的深度根据与缝隙70的距离而改变,并且使凹部的深度离缝隙70越远变的越深即可。另外,在电介质的下面形成多个凹部的情况下,只要使在远离缝隙70的位置所形成的凹部的深度比离缝隙70近的位置所形成的凹部的深度深即可。例如,如图9、10所示,在各个凹部80a~80g之中,位于中央的凹部80d位于方形导波管35的缝隙70的正下方,在其两侧配置凹部80a~80c与凹部80e~80g。在这种情况下,离缝隙70最近的凹部80d的深度变得最浅,凹部80a~80c的深度d与凹部80e~80g的深度d按照随着远离缝隙70而逐渐变深的方式而设定。再者,考虑在电介质32的长边方向两端所产生的驻波的影响,位于电介质32长边方向两端的凹部80a、80g的深度d也可以比位于内侧的凹部(例如凹部80b、80f)的深度d浅。
另外,也可以按照各个方形导波管35的截面形状(矩形状)的长边方向在E面为水平,短边方向在H面为垂直的方式来配置。再者,如图示的实施方式那样,如果按照方形导波管35的截面形状(矩形)的长边方向在H面为垂直,短边方向在E面为水平的方式来配置,那么,就能扩大各个方形导波管35彼此之间的间隙,因此,能够容易地配置例如气体配管90和冷却水配管91,另外,也容易进一步增加方形导波管35的根数。
在缝隙天线31上所形成的缝隙70的形状可以形成各种各样的形状,例如可以是槽形状等。另外,除了在同一直线上配置多个缝隙70之外,也可以构成以漩涡状或同心圆状配置的所谓径向线缝隙天线。此外,电介质32的形状也可以不是长方形,例如可以是正方形、三角形、任意的多边形、圆板、椭圆等。此外,各个电介质32既可以是相同的形状,也可以是不同的形状。
在以上的实施方式中,对实施作为等离子体处理的一个例子的非晶硅成膜进行了说明,但是,除了非品硅成膜之外,本发明也能应用于氧化膜成膜、多晶硅成膜、硅烷氨处理、硅烷氢处理、氧化膜处理、硅烷氧处理、其它的CVD处理以及蚀刻处理。
实施例
如图8中所说明的实施方式,对于在两个缝隙70之间所形成的3个凹部80c、80d、80e之中,使与缝隙70正下方的凹部80b、80f的内侧相邻配置的凹部80c、80e的深度d比位于缝隙70间的中央的凹部80d的深度d深而构成的电介质32,对电场强度分布相对于各个凹部80a~80g的深度d的依存性进行了模拟。在本实施例中,假设位于电介质32的长边方向两端的凹部80a、80g的深度d=4mm,离缝隙70最近的凹部80b、80f的深度d=2.5mm,位于缝隙70间的中央的凹部80d的深度d=5mm,使位于缝隙70内侧的凹部80c、80e的深度d变为4mm、6mm、8mm。为了比较电场强度,分别求出在各个凹部80a~80g内的周期中的最大电场强度(Complex MagE)的平均值与在各个凹部80a~80g中心的周期中的最大电场强度(Complex MagE),于是得到图11(最大电场强度的平均值)、图10(最大电场强度)。结果如图11、12所示,各个凹部80a~80g内的最大电场强度在位于缝隙70内侧的凹部80c、80e的深度d为6mm时的偏差变得最小,从而能够在电介质32的整个下面均匀地生成等离子体。
此外,使位于缝隙70内侧的凹部80c、80e的深度d在4~8mm的范围变化,并且考察相对于凹部80c、80e的深度d各个凹部80a~80g的电场强度平均值(Average)与均一性(Unif(%)),从而得到图13、图14。在图13中,各个凹部80a~80g的电场强度平均值(Average)与均一性(Unif(%))由各个凹部80a~80g的周期中的最大电场强度(Complex MagE)求出。在图14中,各个凹部80a~80g的电场强度平均值(Average)与均一性(Unif(%))由在各个凹部80a~80g的中心的周期中的最大电场强度(Complex MagE)求出。另外,均一性(Unif(%))=(各个凹部80a~80g的电场强度的最大值-最小值)/(2×电场强度平均值)。结果如图13、14所示,各个凹部80a~80g内的最大电场强度在位于缝隙70内侧的凹部80c、80c的深度d为6mm时均一性变得最小,从而能够在电介质32的整个下面均一地生成等离子体。
工业可利用性
本发明能够应用于例如CVD处理、蚀刻处理。

Claims (14)

1.一种等离子体处理装置,用于对基板实施等离子体处理,其特征在于:
构成为使微波通过形成于导波管下面的多个缝隙在被配置在处理室上面的电介质中传播,利用在电介质表面所形成的电磁场中的电场能量,使被供给到处理室内的处理气体等离子体化,
在所述电介质的下面形成1个或者多个凹部,该凹部的深度根据与缝隙的距离而发生变化。
2.如权利要求1所述的等离子体处理装置,其特征在于:
在所述处理室的上面配置有多个电介质,在各个电介质的下面分别形成有1个或者多个凹部。
3.如权利要求1所述的等离子体处理装置,其特征在于:
在所述电介质的下面,在接近所述缝隙的位置与远离所述缝隙的位置分别形成有凹部,在远离所述缝隙的位置形成的凹部的深度比在接近所述缝隙的位置形成的凹部的深度深。
4.如权利要求3所述的等离子体处理装置,其特征在于:
所述电介质形成为长边方向的长度比在电介质中传播的微波的波长长,宽度方向的长度比在电介质中传播的微波的波长短的长方形。
5.如权利要求4所述的等离子体处理装置,其特征在于:
在所述电介质的下面,沿着长边方向并列形成有多个凹部。
6.如权利要求5所述的等离子体处理装置,其特征在于:
所述电介质横跨两个缝隙而配置,在这两个缝隙之间形成有深度最深的凹部。
7.如权利要求6所述的等离子体处理装置,其特征在于:
在所述两个缝隙之间,位于中央的凹部的深度最深。
8.如权利要求6所述的等离子体处理装置,其特征在于:
在所述两个缝隙之间,位于中央的凹部与位于距离缝隙最近位置的凹部之间的凹部的深度最深。
9.如权利要求6所述的等离子体处理装置,其特征在于:
在所述电介质的下面,在沿着长边方向并列形成的多个凹部之中,位于两端的凹部的深度比位于所述缝隙内侧的凹部的深度浅。
10.如权利要求2所述的等离子体处理装置,其特征在于:
在所述多个电介质的周围分别设置有向处理室内供给处理气体的一个或者两个以上的气体喷射口。
11.如权利要求10所述的等离子体处理装置,其特征在于:
在支承所述多个电介质的支承部件上设置有所述气体喷射口。
12.如权利要求2所述的等离子体处理装置,其特征在于:
在所述多个电介质的周围分别设置有向处理室内供给第一处理气体的一个或者两个以上的第一气体喷射口以及向处理室内供给第二处理气体的一个或者两个以上的第二气体喷射口。
13.如权利要求12所述的等离子体处理装置,其特征在于:
将所述第一喷射口与第二喷射口两者中的一个配置在比另一个更靠近下方的位置。
14.一种等离子体处理方法,用于对基板实施等离子体处理,其特征在于:
在使微波通过形成于导波管下面的多个缝隙在被配置在处理室上面的电介质中传播,利用在电介质表面所形成的电磁场中的电场能量,使被供给到处理室内的处理气体等离子体化,对基板实施等离子体处理时,
在所述电介质的下面形成多个凹部,使这些凹部的深度各不相同,由此控制在电介质下面的等离子体的生成。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113766720A (zh) * 2020-06-04 2021-12-07 合肥中安清源环保科技有限公司 一种可调速式冷等离子体发生装置

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4606508B2 (ja) * 2007-08-28 2011-01-05 東京エレクトロン株式会社 天板及びプラズマ処理装置
WO2009101927A1 (ja) * 2008-02-13 2009-08-20 Tokyo Electron Limited マイクロ波プラズマ処理装置の天板、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2009194173A (ja) * 2008-02-14 2009-08-27 Tokyo Electron Ltd マイクロ波プラズマ処理装置
US9443753B2 (en) * 2010-07-30 2016-09-13 Applied Materials, Inc. Apparatus for controlling the flow of a gas in a process chamber
TWI500066B (zh) * 2011-07-27 2015-09-11 Hitachi High Tech Corp Plasma processing device
JP5601348B2 (ja) * 2012-05-17 2014-10-08 株式会社島津製作所 プラズマ発生ユニット及び表面波励起プラズマ処理装置
US10312596B2 (en) * 2013-01-17 2019-06-04 Hrl Laboratories, Llc Dual-polarization, circularly-polarized, surface-wave-waveguide, artificial-impedance-surface antenna
US9947516B2 (en) * 2014-06-03 2018-04-17 Tokyo Electron Limited Top dielectric quartz plate and slot antenna concept
US10400332B2 (en) * 2017-03-14 2019-09-03 Eastman Kodak Company Deposition system with interlocking deposition heads
US20190189398A1 (en) * 2017-12-14 2019-06-20 Tokyo Electron Limited Microwave plasma processing apparatus
CN114127902A (zh) * 2019-07-15 2022-03-01 应用材料公司 用于平板显示器的大面积高密度等离子体处理腔室

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5645644A (en) * 1995-10-20 1997-07-08 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Plasma processing apparatus
JPH10261630A (ja) * 1997-03-19 1998-09-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマ処理方法及び装置
JP3977962B2 (ja) * 1999-08-30 2007-09-19 松下電器産業株式会社 プラズマ処理装置及び方法
JP3787297B2 (ja) * 2001-10-31 2006-06-21 株式会社東芝 プラズマ処理装置
JP3960775B2 (ja) * 2001-11-08 2007-08-15 シャープ株式会社 プラズマプロセス装置および処理装置
JP4020679B2 (ja) * 2002-04-09 2007-12-12 シャープ株式会社 プラズマプロセス装置
JP3723783B2 (ja) * 2002-06-06 2005-12-07 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP3677017B2 (ja) * 2002-10-29 2005-07-27 東京エレクトロン株式会社 スロットアレイアンテナおよびプラズマ処理装置
JP2004200646A (ja) * 2002-12-05 2004-07-15 Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP4563729B2 (ja) * 2003-09-04 2010-10-13 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113766720A (zh) * 2020-06-04 2021-12-07 合肥中安清源环保科技有限公司 一种可调速式冷等离子体发生装置

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