CN110800376B - 等离子体处理装置 - Google Patents

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Abstract

等离子体处理装置包括：巴伦，具有第一不平衡端子、第二不平衡端子、第一平衡端子和第二平衡端子；被接地的真空容器；被电连接至第一平衡端子的第一电极；被电连接至第二平衡端子的第二电极；阻抗匹配电路；第一电源，经由阻抗匹配电路连接至巴伦，并被配置为经由阻抗匹配电路和巴伦向第一电极供给高频；低通滤波器；以及第二电源，被配置为经由低通滤波器向第一电极供给电压。

Description

等离子体处理装置
技术领域
本发明涉及等离子体处理装置。
背景技术
提供有通过在两个电极之间施加高频来产生等离子体并通过等离子体来处理基板的等离子体处理装置。如此的等离子体处理装置可以通过两个电极的面积比和/或偏压来作为蚀刻装置或溅射装置操作。被配置作为溅射装置的等离子体处理装置包括保持标靶的第一电极以及保持基板的第二电极。在第一电极与第二电极之间(在标靶与基板之间)施加高频，并且在标靶与阳极之间产生等离子体。当等离子体被产生时，在标靶的表面产生自偏置电压。这导致离子与标靶碰撞，并且构成标靶的材料的粒子会从标靶放出。
专利文献1描述了等离子体处理装置，其包括被接地的腔室、经由阻抗匹配电路系统连接至RF源的标靶电极以及经由基板电极调谐电路接地的基板保持电极。
在专利文献1中描述的溅射装置中，除了基板保持电极以外，腔室还可用作阳极。自偏置电压可以取决于可用作阴极的部分的状态及可用作阳极的部分的状态。因此，如果除了基板保持部电极以外，腔室还用作阳极，那么自偏置电压可以取决于腔室的用作阳极的部分的状态而变化。自偏置电压的变化改变等离子体电位，并且等离子体电位的变化可以影响要被形成的膜的特性。
若使用溅射装置在基板上形成膜，则在腔室的内表面上也会形成膜。这可以改变腔室的可用作阳极的部分的状态。因此，若继续使用溅射装置，则自偏置电压取决于被形成在腔室的内表面上的膜而变化，并且等离子体电位也会变化。因此，如果长期使用溅射装置，那么以往难以将被形成在基板上的膜的特性维持于一定。
类似地，如果长期使用蚀刻装置，那么自偏置电压取决于被形成在腔室的内表面上的膜而变化，并且这会改变等离子体电位。因此，难以将基板的蚀刻特性维持于一定。
专利文献1中描述的溅射装置须调整高频功率来控制自偏置电压。但，若使高频功率变化来调整自偏置电压，则等离子体密度也变化。因此，以往是无法单独调整自偏置电压及等离子体密度。类似地，蚀刻装置以往无法单独调整自偏置电压及等离子体密度。
先前技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开No.55-35465
发明内容
发明所欲解决的问题
本发明是基于上述问题的认识而做出的，并且以提供一种有利于使等离子体电位稳定和有利于单独调整施加于电极的电压及等离子体密度的技术为目的。
根据本发明的一个方面，提供了一种等离子体处理装置，包括：巴伦(balun)，包括第一不平衡端子、第二不平衡端子、第一平衡端子和第二平衡端子；被接地的真空容器；被电连接至第一平衡端子的第一电极；被电连接至第二平衡端子的第二电极；阻抗匹配电路；第一电源，经由阻抗匹配电路连接至巴伦，并被配置为经由阻抗匹配电路和巴伦向第一电极供给高频；低通滤波器；以及经由低通滤波器向第一电极供给电压的第二电源。
根据本发明，提供了一种有利于使等离子体电位稳定和有利于单独调整施加于电极的电压及等离子体密度的技术。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明的第一实施例的等离子体处理装置的布置的电路图。
图2A是示出巴伦的布置的示例的电路图。
图2B是示出巴伦的布置的另一示例的电路图。
图3是说明巴伦103的功能的电路图。
图4是例示电流I1(＝I2)、I2’和I3、ISO以及α(＝X/Rp)之间的关系的表。
图5A是示出模拟满足1.5≤X/Rp≤5000时的等离子体电位及阴极电位的结果的时间图。
图5B是示出模拟满足1.5≤X/Rp≤5000时的等离子体电位及阴极电位的结果的时间图。
图5C是示出模拟满足1.5≤X/Rp≤5000时的等离子体电位及阴极电位的结果的时间图。
图5D是示出模拟满足1.5≤X/Rp≤5000时的等离子体电位及阴极电位的结果的时间图。
图6A是示出模拟不满足1.5≤X/Rp≤5000时的等离子体电位及阴极电位的结果的时间图。
图6B是示出模拟不满足1.5≤X/Rp≤5000时的等离子体电位及阴极电位的结果的时间图。
图6C是示出模拟不满足1.5≤X/Rp≤5000时的等离子体电位及阴极电位的结果的时间图。
图6D是示出模拟不满足1.5≤X/Rp≤5000时的等离子体电位及阴极电位的结果的时间图。
图7是例示确认Rp-jXp的方法的电路图。
图8是示意性地示出根据本发明的第二实施例的等离子体处理装置的布置的电路图。
图9是示意性地示出根据本发明的第三实施例的等离子体处理装置的布置的电路图。
图10是示意性地示出根据本发明的第四实施例的等离子体处理装置的布置的电路图。
图11是示意性地示出根据本发明的第五实施例的等离子体处理装置的布置的电路图。
图12是示意性地示出根据本发明的第六实施例的等离子体处理装置的布置的电路图。
具体实施方式
以下参照附图借助示例性实施例来描述本发明。
图1示意性地示出根据本发明的第一实施例的等离子体处理装置1的布置。等离子体处理装置1包括：巴伦(平衡/不平衡转换电路)103、真空容器110、第一电极106、第二电极111、低通滤波器115和电源116(第二电源)。可替代地，可理解的是，等离子体处理装置1包括巴伦103和主体10，并且主体10包括真空容器110、第一电极106、第二电极111、低通滤波器115和电源116(第二电源)。主体10包括第一端子251和第二端子252。电源116可以是例如直流电源或交流电源。该直流电源可产生含交流成分的直流电压。主体10可以包括被连接至真空容器110的第三端子253。等离子体处理装置1还可以包括阻抗匹配电路102和高频电源101(第一电源)。
巴伦103包括第一不平衡端子201、第二不平衡端子202、第一平衡端子211和第二平衡端子212。不平衡电路连接到巴伦103的第一不平衡端子201和第二不平衡端子202，并且平衡电路连接到巴伦103的第一平衡端子211和第二平衡端子212。真空容器110由导体形成并且被接地。巴伦103还可以包括中点端子213。巴伦103可以被配置为使得中点端子213的电压被设置为第一平衡端子211的电压与第二平衡端子212的电压之间的中点。中点端子213可以被电连接至主体10的第三端子253。
在第一实施例中，第一电极106用作阴极，并且保持标靶109。标靶109可以是例如绝缘体材料或导体材料。此外，在第一实施例中，第二电极111用作阳极，并且保持基板112。根据第一实施例的等离子体处理装置1可以作为通过溅射标靶109在基板112上形成膜的溅射装置操作。第一电极106被电连接至第一平衡端子211，并且第二电极111被电连接至第二平衡端子212。当第一电极106与第一平衡端子211彼此电连接时，这指示在第一电极106与第一平衡端子211之间形成电流路径，使得电流在第一电极106与第一平衡端子211之间流动。类似地，在本说明书中，当a与b电连接时，这指示在a与b之间形成电流路径，使得电流在a与b之间流动。
上述布置亦可理解为第一电极106被电连接至第一端子251、第二电极111被电连接至第二端子252、第一端子251被电连接至第一平衡端子211并且第二端子252被电连接至第二平衡端子212的布置。
在第一实施例中，第一电极106与第一平衡端子211(第一端子251)经由阻塞电容器104电连接。阻塞电容器104在第一平衡端子211与第一电极106之间(或在第一平衡端子211与第二平衡端子212之间)阻塞直流电流。替代提供阻塞电容器104的是，(后面要描述的)阻抗匹配电路102可以被配置为阻塞在第一不平衡端子201与第二不平衡端子202之间流动的直流电流。第一电极106可以经由绝缘体107通过真空容器110来支撑。第二电极111可以经由绝缘体108通过真空容器110来支撑。可替代地，可以在第二电极111与真空容器110之间布置绝缘体108。
高频电源101(第一电源)经由阻抗匹配电路102在巴伦103的第一不平衡端子201与第二不平衡端子202之间供给高频(高频电流、高频电压和高频功率)。换言之，高频电源101经由阻抗匹配电路102、巴伦103和阻塞电容器104在第一电极106与第二电极111之间供给高频(高频电流、高频电压和高频功率)。可替代地，亦可理解为高频电源101经由阻抗匹配电路102和巴伦103在主体10的第一端子251与第二端子252之间供给高频。
电源116(第二电源)可以被配置为经由低通滤波器115向第一电极106供给负的直流电压(偏置电压)或交流电压。低通滤波器115阻塞从巴伦103供给的高频，以使得其不被传输至电源116。通过从电源116向第一电极106供给负的直流电压或交流电压，可控制(决定)标靶109的表面的电压或与标靶109的表面碰撞的离子能量。当标靶109为以导电材料所构成时，可通过从电源116向第一电极106供给负的直流电压来控制标靶109的表面的电压。当标靶109为以绝缘材料所构成时，可通过从电源116向第一电极106供给交流电压来控制与标靶109的表面碰撞的离子能量。
如果标靶109为以绝缘材料所构成，并且电源116(第二电源)向第一电极106供给交流电压，那么从电源116供给至第一电极106的电压的频率可以被设置为比高频电源101(第一电源)所产生的高频的频率低。在此情况下，从电源116供给至第一电极106的电压的频率被优选地设置在数百KHz至数MHz的范围内。
气体(例如，Ar、Kr或Xe气体)通过设置在真空容器110中的气体供给部(未示出)被供给到真空容器110的内部空间。另外，高频电源101(第一电源)经由阻抗匹配电路102、巴伦103和阻塞电容器104在第一电极106与第二电极111之间供给高频。另外，直流电源116经由低通滤波器115向第一电极106供给负的直流电压或交流电压。这在第一电极106与第二电极111之间产生等离子体，并且标靶109的表面被控制成负电压，或者与标靶109的表面碰撞的离子能量被控制。然后，等离子体中的离子与标靶109的表面碰撞，并且构成标靶109的材料的粒子从标靶109放出。粒子在基板112上形成膜。
图2A示出巴伦103的布置的示例。图2A所示的巴伦103包括连接第一不平衡端子201与第一平衡端子211的第一线圈221以及连接第二不平衡端子202与第二平衡端子212的第二线圈222。第一线圈221和第二线圈222是具有相同匝数的线圈，并共享铁芯。
图2B示出巴伦103的布置的另一示例。图2B所示的巴伦103包括连接第一不平衡端子201与第一平衡端子211的第一线圈221以及连接第二不平衡端子202与第二平衡端子212的第二线圈222。第一线圈221和第二线圈222是具有相同匝数的线圈，并共享铁芯。图2B所示的巴伦103还包括都被连接在第一平衡端子211与第二平衡端子212之间的第三线圈223和第四线圈224，第三线圈223和第四线圈224被配置为使得第三线圈223与第四线圈224的连接节点被设置为第一平衡端子211的电压与第二平衡端子212的电压之间的中点。该连接节点被连接至中点端子213。第三线圈223和第四线圈224是具有相同匝数的线圈，并共享铁芯。中点端子213可以被接地，可以被连接至真空容器110，或者可以被浮置。
参照图3描述巴伦103的功能。将流动通过第一不平衡端子201的电流设为I1，将流动通过第一平衡端子211的电流设为I2，将流动通过第二不平衡端子202的电流设为I2’，将电流I2中的流至地的电流设为I3。当I3＝0时，亦即，当在平衡电路侧没有电流流至地时，平衡电路相对于地的隔离性能最高。当I3＝I2时，亦即，当流动通过第一平衡端子211的全部电流I2流至地时，平衡电路相对于地的隔离性能最低。表示隔离性能的程度的指标ISO由以下给出：
ISO[dB]＝20log(I3/I2’)
在此定义之下，在指标ISO的绝对值越大时，隔离性能越高。
在图3中，Rp-jXp表示在真空容器110的内部空间中产生等离子体的状态下，从第一平衡端子211和第二平衡端子212的侧来看第一电极106和第二电极111的侧(主体10的侧)时的阻抗(包含阻塞电容器104的电抗)。注意，此阻抗是高频电源101所产生的高频的频率处的阻抗，并且低通滤波器115和直流电源116的阻抗是可忽略的。Rp表示电阻成分，并且-Xp表示电抗成分。此外，在图3中，X表示巴伦103的第一线圈221的阻抗的电抗成分(电感成分)。ISO与X/Rp具有相关性。
为了阐明高频电源101经由巴伦103在第一电极106与第二电极111之间供给高频的布置的优点，将描述在电源116(和低通滤波器115)从等离子体处理装置1(主体10)卸下的状态下等离子体处理装置1的操作。图4例示了在电源116(和低通滤波器115)从等离子体处理装置1(主体10)卸下的状态下电流I1(＝I2)、I2’和I3、ISO以及α(＝X/Rp)之间的关系。
本发明人发现，在满足1.5≤X/Rp≤5000时，被形成在真空容器110的内部空间(第一电极106与第二电极111之间的空间)中的等离子体的电位(等离子体电位)对于真空容器110的内表面的状态是不敏感的。当等离子体电位对于真空容器110的内表面的状态不敏感时，这指示即使长期使用等离子体处理装置1也可使等离子体电位稳定。1.5≤X/Rp≤5000对应于-10.0dB≥ISO≥-80dB。
图5A至图5D各自示出了模拟满足1.5≤X/Rp≤5000时的等离子体电位和第一电极106的电位(阴极电位)的结果。图5A示出在真空容器110的内表面上没有形成膜的状态下的等离子体电位和阴极电位。图5B示出在真空容器110的内表面上形成电阻性的膜(1000Ω)的状态下的等离子体电位和阴极电位。图5C示出在真空容器110的内表面上形成电感性的膜(0.6μH)的状态下的等离子体电位和阴极电位。图5D示出在真空容器110的内表面上形成电容性的膜(0.1nF)的状态下的等离子体电位和阴极电位。参考图5A至图5D可理解，当满足1.5≤X/Rp≤5000时，在真空容器110的内表面的各种状态下等离子体电位都是稳定的。
图6A至图6D各自示出了模拟不满足1.5≤X/Rp≤5000时的等离子体电位和第一电极116的电位(阴极电位)的结果。图6A示出在真空容器110的内表面上没有形成膜的状态下的等离子体电位和阴极电位。图6B示出在真空容器110的内表面上形成电阻性的膜(1000Ω)的状态下的等离子体电位和阴极电位。图6C示出在真空容器110的内表面上形成电感性的膜(0.6μH)的状态下的等离子体电位和阴极电位。图6D示出在真空容器110的内表面上形成电容性的膜(0.1nF)的状态下的等离子体电位和阴极电位。参考图6A至图6D可理解，当不满足1.5≤X/Rp≤5000时，等离子体电位取决于真空容器110的内表面的状态而变化。
在满足X/Rp>5000(例如，X/Rp＝∞)的情况与满足X/Rp<1.5(例如X/Rp＝1.0或X/Rp＝0.5)的情况下，等离子体电位都容易取决于真空容器110的内表面的状态而变化。如果满足X/Rp>5000，那么在真空容器110的内表面上没有形成膜的状态下，只在第一电极106与第二电极111之间发生放电。但是，如果满足X/Rp>5000，那么当膜开始形成在真空容器110的内表面上时，等离子体电位对此会敏感地作出反应，并且获得如图6A至图6D所例示的结果。另一方面，当满足X/Rp<1.5时，经由真空容器110流至地的电流大。因此，真空容器110的内表面的状态(形成在内表面上的膜的电学特性)的影响是显著的，并且等离子体电位取决于膜的形成而变化。因此，如前述般，等离子体处理装置1应被配置为满足1.5≤X/Rp≤5000。
参照图7将例示决定Rp-jXp(实际所欲得知的是仅Rp)的方法。从等离子体处理装置1卸下巴伦103，并且将阻抗匹配电路102的输出端子230连接至主体10的第一端子251(阻塞电容器104)。此外，将主体10的第二端子252(第二电极111)接地。在此状态下，高频电源101经由阻抗匹配电路102向主体10的第一端子251供给高频。在图7所示的示例中，阻抗匹配电路102等效地由线圈L1和L2以及可变电容器VC1和VC2形成。可通过调整可变电容器VC1和VC2的电容值来使等离子体产生。在等离子体稳定的状态下，阻抗匹配电路102的阻抗与等离子体产生时主体10的侧(第一电极106和第二电极111的侧)上的阻抗Rp-jXp匹配。此时的阻抗匹配电路102的阻抗由Rp+jXp给出。因此，可以基于阻抗匹配时的阻抗匹配电路102的阻抗Rp+jXp来获得Rp-jXp(实际所欲得知的是仅Rp)。可替代地，例如，Rp-jXp可以通过基于设计数据的模拟来获得。
基于以这种方式获得的Rp，决定巴伦103的第一线圈221的阻抗的电抗成分(电感成分)X，以便满足1.5≤X/Rp≤5000。通过如以上般决定巴伦103的电抗成分，即使不提供电源116也可使等离子体电位(和自偏置电压(标靶109的表面电压))稳定。
此外，在电源116经由低通滤波器115向第一电极106供给负的直流电压的布置中，可通过此直流电压来控制标靶109的表面电压。另一方面，在电源116经由低通滤波器115向第一电极106供给交流电压的布置中，可通过此交流电压来控制与标靶109的表面碰撞的离子能量。因此，可与标靶109的表面电压独立地调整从高频电源101供给在第一电极106与第二电极111之间的高频的功率。此外，在电源116经由低通滤波器115向第一电极106供给负的直流电压或交流电压的布置中，可使等离子体电位对于真空容器110的内表面的状态不敏感。因此，不总是一定要满足1.5≤X/Rp≤5000。即使不满足1.5≤X/Rp≤5000，也可提供实用的性能。
第一电极106的尺寸与第二电极111的尺寸之间的关系不受限制。但是，第一电极106与第二电极111优选地具有类似的尺寸。在此情况下，可使得自偏置电压低，并且可通过电源116来自由控制标靶109的表面电压或与标靶109的表面碰撞的离子能量。
图8示意性地示出根据本发明的第二实施例的等离子体处理装置1的布置。根据第二实施例的等离子体处理装置1可以作为蚀刻基板112的蚀刻装置操作。在第二实施例中，第一电极106用作阴极，并且保持基板112。在第二实施例中，第二电极111用作阳极。在根据第二实施例的等离子体处理装置1中，第一电极106与第一平衡端子211经由阻塞电容器104电连接。换言之，在根据第二实施例的等离子体处理装置1中，阻塞电容器104被布置在第一电极106与第一平衡端子211之间的电气连接路径中。
图9示意性地示出根据本发明的第三实施例的等离子体处理装置1的布置。根据第三实施例的等离子体处理装置1是根据第一实施例的等离子体处理装置1的修改，并且还包括用于垂直移动第二电极111的机构和用于使第二电极111旋转的机构中的至少一个。在图9所示的示例中，等离子体处理装置1包括驱动机构114，驱动机构114具备用于垂直移动第二电极111的机构和用于使第二电极111旋转的机构两者。在真空容器110与驱动机构114之间可以提供形成真空隔壁(vacuum partition)的波纹管113。类似地，根据第二实施例的等离子体处理装置1还可包括用于垂直移动第二电极111的机构和用于使第二电极111旋转的机构中的至少一个。
在第三实施例中，第一电极106的尺寸与第二电极111的尺寸之间的关系也不受限制。但是，第一电极106与第二电极111优选地具有类似的尺寸。
图10示意性地示出根据本发明的第四实施例的等离子体处理装置1的布置。关于根据第四实施例的等离子体处理装置1未言及的事项可以按照第一至第三实施例。等离子体处理装置1包括巴伦103、真空容器110、第一电极106、第二电极135、第三电极151、低通滤波器115和303、电源116以及直流电源304。可替代地，可理解的是等离子体处理装置1包括巴伦103和主体10，并且主体10包括真空容器110、第一电极106、第二电极135、第三电极151、低通滤波器115和303、电源116以及直流电源304。主体10包括第一端子251和第二端子252。等离子体处理装置1还可以包括阻抗匹配电路102和302，以及高频电源101和301。电源116可以例如是直流电源或交流电源。直流电源可以产生含交流成分的直流电压。
巴伦103包括第一不平衡端子201、第二不平衡端子202、第一平衡端子211和第二平衡端子212。不平衡电路连接到巴伦103的第一不平衡端子201和第二不平衡端子202，并且平衡电路连接到巴伦103的第一平衡端子211和第二平衡端子212。巴伦103还可以包括如前述般的中点端子。该中点端子可以被电连接至真空容器110。
第一电极106保持标靶109。标靶109例如可以是绝缘体材料或导体材料。第二电极135被布置在第一电极106的周围。第一电极106被电连接至巴伦103的第一平衡端子211，并且第二电极135被电连接至巴伦103的第二平衡端子212。第三电极151保持基板112。可以经由阻抗匹配电路302从高频电源301为第三电极151供给高频。
上述布置可理解为第一电极106被电连接至第一端子251、第二电极135被电连接至第二端子252、第一端子251被电连接至巴伦103的第一平衡端子211并且第二端子252被电连接至巴伦103的第二平衡端子212的布置。
第一电极106与第一平衡端子211(第一端子251)可以经由阻塞电容器104电连接。阻塞电容器104在巴伦103的第一平衡端子211与第一电极106之间(或在巴伦103的第一平衡端子211与第二平衡端子212之间)阻塞来自电源116的直流电流或交流电流。替代提供阻塞电容器104的是，阻抗匹配电路102可以被配置为阻塞在第一不平衡端子201与第二不平衡端子202之间流动的来自电源116的直流电流或交流电流。可替代地，阻塞电容器104可以被布置在第二电极135与第二平衡端子212(第二端子252)之间。第一电极106和第二电极135经由绝缘体132通过真空容器110来支撑。
高频电源101经由阻抗匹配电路102在巴伦103的第一不平衡端子201与第二不平衡端子202之间供给高频。换言之，高频电源101经由第一阻抗匹配电路102、巴伦103和阻塞电容器104在第一电极106与第二电极135之间供给高频。可替代地，高频电源101经由阻抗匹配电路102和巴伦103在主体10的第一端子251与第二端子252之间供给高频。高频电源301经由阻抗匹配电路302向第三电极151供给高频。
电源116经由低通滤波器115向第一电极106供给负的直流电压(偏置电压)或交流电压。低通滤波器115阻塞从巴伦103供给的高频，以使得其不被传输至电源116。通过从电源116向第一电极106供给负的直流电压，可控制标靶109的表面的电压。通过从电源116向第一电极106供给交流电压，可控制与标靶109的表面碰撞的离子能量。直流电源304经由低通滤波器303向第三电极151供给直流电压(偏置电压)。低通滤波器303阻塞从高频电源301供给的高频，以使得其不被传输至直流电源304。当直流电源304向第三电极151供给直流电压时，可控制基板112的表面电位。
在第四实施例中，也通过从电源116向第一电极106供给负的直流电压或交流电压，可控制标靶109的表面的电压或与标靶109碰撞的离子能量，从而通过高频电源101和高频电源301来控制等离子体密度。另外，在第四实施例中，也是满足1.5≤X/Rp≤5000有利于使等离子体电位更稳定。
在第四实施例中，第一电极106的尺寸与第二电极135的尺寸之间的关系也不受限制。但是，第一电极106与第二电极135优选地具有类似的尺寸。
图11示意性地示出了根据本发明的第五实施例的等离子体处理装置1的布置。根据第五实施例的等离子体处理装置1具有通过向根据第四实施例的等离子体处理装置1添加驱动机构114而获得的布置。驱动机构114可以包括用于垂直移动第三电极151的机构和用于使第三电极151旋转的机构中的至少一个。
在第五实施例中，第一电极106的尺寸与第二电极135的尺寸之间的关系也不受限制。但是，第一电极106与第二电极135优选地具有类似的尺寸。
图12示意性地示出了根据本发明的第六实施例的等离子体处理装置1的布置。关于第六实施例未言及的事项可以按照第一至第五实施例。根据第六实施例的等离子体处理装置1包括多个第一高频供给部以及至少一个第二高频供给部。将描述多个第一高频供给部由两个高频供给部形成的示例。另外，使用下标a和b来互相区别两个高频供给部及其相关联的构成元件。类似地，使用下标a和b来互相区别两个标靶。
多个第一高频供给部中的一个可以包括第一电极106a、第二电极135a、巴伦103a、电源116a、低通滤波器115a、高频电源101a、阻抗匹配电路102a和阻塞电容器104a。多个第一高频供给部中的另一个可以包括第一电极106b、第二电极135b、巴伦103b、电源116b、低通滤波器115b、高频电源101b、阻抗匹配电路102b和阻塞电容器104b。第二高频供给部可以包括高频电源301、阻抗匹配电路302、直流电源304和低通滤波器303。电源116a、116b中的每一个例如可以是直流电源或交流电源。直流电源可以产生含交流成分的直流电压。
从另一角度看，等离子体处理装置1可以包括：巴伦103a、103b，真空容器110，第一电极106a、106b，第二电极135a、135b，第三电极151，低通滤波器115a、115b、303，电源116a、116b，直流电源304，以及高频电源101a、101b、301。
巴伦103a包括第一不平衡端子201a、第二不平衡端子202a、第一平衡端子211a和第二平衡端子212a。不平衡电路连接到巴伦103a的第一不平衡端子201a和第二不平衡端子202a，并且平衡电路连接到巴伦103a的第一平衡端子211a和第二平衡端子212a。巴伦103b包括第一不平衡端子201b、第二不平衡端子202b、第一平衡端子211b和第二平衡端子212b。不平衡电路连接到巴伦103b的第一不平衡端子201b和第二不平衡端子202b，并且平衡电路连接到第一巴伦103b的第一平衡端子211b和第二平衡端子212b。
第一电极106a、106b分别保持标靶109a、109b。标靶109a、109b中的每一个例如可以是绝缘体材料或导体材料。第二电极135a、135b分别被布置在第一电极106a、106b的周围。第一电极106a、106b分别被电连接至巴伦103a、103b的第一平衡端子211a、211b，并且第二电极135a、135b分别被电连接至巴伦103a、103b的第二平衡端子212a、212b。高频电源101a经由阻抗匹配电路102a在巴伦103a的第一不平衡端子201a与第二不平衡端子202a之间供给高频(高频电流、高频电压和高频功率)。高频电源101b经由阻抗匹配电路102b在巴伦103b的第一不平衡端子201b与第二不平衡端子202b之间供给高频(高频电流、高频电压和高频功率)。第三电极151保持基板112。可以经由阻抗匹配电路302从高频电源301为第三电极151供给高频。
电源116a、116b分别经由低通滤波器115a、115b向第一电极106a、106b供给负的直流电压(偏置电压)或交流电压。低通滤波器115a、115b分别阻塞从巴伦103a、103b供给的高频，以使得其不被传输至电源116a、116b。分别通过从电源116a、116b向第一电极106a、106b供给负的直流电压，可控制标靶109a、109b的表面的电压。分别通过从电源116a、116b向第一电极106a、106b供给交流电压，可控制与标靶109a、109b的表面碰撞的离子能量。直流电源304经由低通滤波器303向第三电极151供给直流电压(偏置电压)。低通滤波器303阻塞从高频电源301供给的高频，以使得其不被传输至直流电源304。当直流电源304向第三电极151供给直流电压时，可控制基板112的表面电位。
第一高频供给部和第二高频供给部中的每一个可以分别由与图3所示的等效电路类似的等效电路来表示。在第六实施例中，也是优选地满足1.5≤X/Rp≤5000。
在第六实施例中，第一电极106a的尺寸与第二电极135a的尺寸之间的关系也不受限制。但是，第一电极106a与第二电极135a优选地具有类似的尺寸。类似地，第一电极106b的尺寸与第二电极135b的尺寸之间的关系不受限制。但是，第一电极106b与第二电极135b优选地具有类似的尺寸。
本发明不限于上述实施例，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种变化和修改。因此，为了将本发明的范围公诸于世，附上以下权利要求。
符号说明
1：等离子体处理装置，10：主体，101：高频电源，102：阻抗匹配电路，103：巴伦，104：阻塞电容器，106：第一电极，107、108：绝缘体，109：标靶，110：真空容器，111：第二电极，112：基板，115：低通滤波器，116：电源，201：第一不平衡端子，202：第二不平衡端子，211：第一平衡端子，212：第二平衡端子，213：中点端子，251：第一端子，252：第二端子，253：第三端子，221：第一线圈，222：第二线圈，223：第三线圈，224：第四线圈。

Claims (24)

1.一种溅射装置，其特征在于，包括：
巴伦，包括第一不平衡端子、第二不平衡端子、未被接地的第一平衡端子、未被接地的第二平衡端子、连接所述第一不平衡端子与所述第一平衡端子的第一线圈以及连接所述第二不平衡端子与所述第二平衡端子的第二线圈；
被接地的真空容器；
第一电极，被电连接至所述第一平衡端子，保持标靶；
第二电极，被电连接至所述第二平衡端子，保持基板；
阻抗匹配电路；
第一电源，经由所述阻抗匹配电路连接至所述巴伦的所述第一不平衡端子，并被配置为经由所述阻抗匹配电路和所述巴伦向所述第一电极供给高频；
低通滤波器；以及
第二电源，被配置为经由所述低通滤波器向所述第一电极供给电压，
所述第一平衡端子与所述第一电极经由阻塞电容器电连接，
所述第二平衡端子与所述第二电极不经由阻塞电容器而电连接，所述第二电极未被接地。
2.如权利要求1所述的溅射装置，其特征在于，所述巴伦还包括被连接在所述第一平衡端子与所述第二平衡端子之间的第三线圈和第四线圈，并且所述第三线圈和所述第四线圈被配置为将所述第三线圈与所述第四线圈的连接节点的电压设置为所述第一平衡端子的电压与所述第二平衡端子的电压之间的中点。
3.如权利要求2所述的溅射装置，其特征在于，所述连接节点被连接至所述真空容器。
4.如权利要求1所述的溅射装置，其特征在于，
所述第二电源包括交流电源，以及
从所述交流电源供给至所述第一电极的电压的频率比所述第一电源所产生的高频的频率低。
5.如权利要求1所述的溅射装置，其特征在于，所述第一电极经由绝缘体通过所述真空容器来支撑。
6.如权利要求1所述的溅射装置，其特征在于，绝缘体被布置在所述第二电极与所述真空容器之间。
7.如权利要求1所述的溅射装置，其特征在于，还包括被配置为垂直移动所述第二电极的机构和被配置为使所述第二电极旋转的机构中的至少一个。
8.如权利要求1所述的溅射装置，其特征在于，所述第二电极被布置在所述第一电极的周围。
9.如权利要求1所述的溅射装置，其特征在于，
提供多个高频供给部，并且所述多个高频供给部中的每一个包括所述巴伦、所述第一电极和所述第二电极，以及
所述多个高频供给部中的每一个的所述第一电极保持标靶，并且在所述多个高频供给部中的每一个中，所述第二电极被布置在所述第一电极的周围。
10.如权利要求9所述的溅射装置，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极经由绝缘体通过所述真空容器来支撑。
11.如权利要求9所述的溅射装置，其特征在于，还包括：
第三电极，被配置为保持基板；以及
第二高频电源，被配置为经由第二阻抗匹配电路向所述第三电极供给高频。
12.如权利要求11所述的溅射装置，其特征在于，还包括：
第二直流电源，被配置为经由第二低通滤波器向所述第三电极供给直流电压。
13.如权利要求11所述的溅射装置，其特征在于，绝缘体被布置在所述第三电极与所述真空容器之间。
14.如权利要求11所述的溅射装置，其特征在于，还包括被配置为垂直移动所述第三电极的机构和被配置为使所述第三电极旋转的机构中的至少一个。
15.如权利要求1至14中任一项所述的溅射装置，其特征在于，当Rp表示从所述第一平衡端子和所述第二平衡端子的侧来看所述第一电极和所述第二电极的侧时的所述第一平衡端子与所述第二平衡端子之间的电阻成分，并且X表示所述第一不平衡端子与所述第一平衡端子之间的电感时，满足1.5≤X/Rp≤5000。
16.一种蚀刻装置，其特征在于，包括：
巴伦，包括第一不平衡端子、第二不平衡端子、未被接地的第一平衡端子、未被接地的第二平衡端子、连接所述第一不平衡端子与所述第一平衡端子的第一线圈以及连接所述第二不平衡端子与所述第二平衡端子的第二线圈；
被接地的真空容器；
第一电极，被电连接至所述第一平衡端子，保持基板；
第二电极，被电连接至所述第二平衡端子；
阻抗匹配电路；
第一电源，经由所述阻抗匹配电路连接至所述巴伦的所述第一不平衡端子，并被配置为经由所述阻抗匹配电路和所述巴伦向所述第一电极供给高频；
低通滤波器；以及
第二电源，被配置为经由所述低通滤波器向所述第一电极供给电压，
所述第一平衡端子与所述第一电极经由阻塞电容器电连接，
所述第二平衡端子与所述第二电极不经由阻塞电容器而电连接，所述第二电极未被接地。
17.如权利要求16所述的蚀刻装置，其特征在于，所述巴伦还包括被连接在所述第一平衡端子与所述第二平衡端子之间的第三线圈和第四线圈，并且所述第三线圈和所述第四线圈被配置为将所述第三线圈与所述第四线圈的连接节点的电压设置为所述第一平衡端子的电压与所述第二平衡端子的电压之间的中点。
18.如权利要求17所述的蚀刻装置，其特征在于，所述连接节点被连接至所述真空容器。
19.如权利要求16所述的蚀刻装置，其特征在于，
所述第二电源包括交流电源，以及
从所述交流电源供给至所述第一电极的电压的频率比所述第一电源所产生的高频的频率低。
20.如权利要求16所述的蚀刻装置，其特征在于，所述第一电极经由绝缘体通过所述真空容器来支撑。
21.如权利要求16所述的蚀刻装置，其特征在于，绝缘体被布置在所述第二电极与所述真空容器之间。
22.如权利要求16所述的蚀刻装置，其特征在于，还包括被配置为垂直移动所述第二电极的机构和被配置为使所述第二电极旋转的机构中的至少一个。
23.如权利要求16所述的蚀刻装置，其特征在于，
提供多个高频供给部，并且所述多个高频供给部中的每一个包括所述巴伦、所述第一电极和所述第二电极，以及
所述多个高频供给部中的每一个的所述第一电极保持基板，并且在所述多个高频供给部中的每一个中，所述第二电极被布置在所述第一电极的周围。
24.如权利要求16至23中任一项所述的蚀刻装置，其特征在于，当Rp表示从所述第一平衡端子和所述第二平衡端子的侧来看所述第一电极和所述第二电极的侧时的所述第一平衡端子与所述第二平衡端子之间的电阻成分，并且X表示所述第一不平衡端子与所述第一平衡端子之间的电感时，满足1.5≤X/Rp≤5000。
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