CN115312367A - 感应耦合等离子体处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种感应耦合等离子体处理装置,包括:腔室主体,平面形状具有直角四边形形状,并且在上侧形成有开口部;窗口组件,包括覆盖所述开口部以与所述腔室主体一同形成处理空间的一个以上的窗口和支撑所述窗口的支撑架;基板支撑部,设置在所述腔室主体,并支撑直角四边形的基板;气体喷射部,向所述处理空间喷射气体;天线部,在所述窗口组件的上部中设置在与所述基板的直角四边形形状相对应的基准直角四边形区域,以在所述处理空间形成感应电场。所述天线部包括:4个角落天线组,与所述基准直角四边形区域的顶点相邻配置,以控制角落部分的等离子体密度;侧方天线组,与所述基准直角四边形区域的边及所述4个角落天线组间隔间距配置。
Description
技术领域
本发明涉及感应耦合等离子体处理装置。
背景技术
感应耦合等离子体处理装置作为执行沉积工艺、蚀刻工艺等基板处理的装置,设置形成密封的处理空间的腔室主体和在腔室主体的顶部设置窗口,在窗口的上侧设置高频天线(RF),给天线通电,以在处理空间形成感应电场,通过感应电场将处理气体等离子体化,进而执行基板处理。
在此,对于在所述感应耦合等离子体处理装置的基板处理对象,只要是需要沉积、蚀刻等的基板处理的对象,诸如LCD面板用基板、晶片等,任何基板都可适用。
另一方面,应对大型基板的需求增加、通过处理更多量的基板来提高生产速度的要求,执行基板处理的感应耦合等离子体处理装置也随之变得大型化。
据此,随着所述感应耦合等离子体处理装置大型化,将设置在感应耦合等离子体处理装置的部件、天线平面配置大小大也有必要随之大型化。
具体地说,用于处理大型基板的感应耦合等离子体处理装置的天线平面配置图案提出了诸如专利文献1、2等的图案。
然而,为了良好的基板处理,在处理空间内形成均匀的等离子体非常重要,但是近来随着基板大型化,存在在感应耦合等离子体处理装置的处理空间内形成的等离子体均匀度降低以及难以控制等离子体均匀度的问题。
具体地说,在诸如专利文献1、2的现有技术的情况下,顶点附近的等离子体难以控制,因此存在提高基板处理的均匀度受限的问题。
尤其是,参照专利文献1、2,基板边缘附近,即最外廓的天线沿着基板的边缘配置,因此存在不可能独立执行控制直角四边形形状的顶点附近的等离子体的问题。
另一方面,为了提高等离子体均匀度,在将多个天线分支设置的情况下,各个天线的电感低,最终降低等离子体密度,因此存在不能执行良好的基板处理的问题。
(专利文献1)KR10-2055371B1
(专利文献2)KR10-2020622B1
发明内容
(要解决的问题)
为了解决如上所述的问题,本发明的目的在于提供一种感应耦合等离子体处理装置,不降低等离子体的密度的同时可分区域(角落部分)控制等离子体,进而可大幅度提高基板处理的均匀度。
(解决问题的手段)
本发明是为了达到如上所述的本发明的目的而提出的,本发明公开了一种感应耦合等离子体处理装置,包括:腔室主体100,平面形状具有直角四边形形状,并且在上侧形成有开口部;窗口组件200,包括一个以上的窗口210和支撑架220,所述一个以上的窗口210覆盖所述开口部以与所述腔室主体100一同形成处理空间S,所述支撑架220支撑所述窗口210;基板支撑部300,设置在所述腔室主体100,并支撑直角四边形的基板10;气体喷射部,向所述处理空间S喷射气体;天线部500,在所述窗口组件200的上部中设置在与所述基板10的直角四边形形状相对应的基准直角四边形区域,以在所述处理空间S形成感应电场。其中,所述天线部500包括:4个角落天线组700,与所述基准直角四边形区域的顶点相邻配置,以控制角落部分的等离子体密度;侧方天线组510,与所述基准直角四边形区域的边及所述4个角落天线组700间隔间距配置。
所述侧方天线组510可包括一个以上的侧方天线部件511,所述一个以上的侧方天线部件511与所述基准直角四边形区域的边间隔间距配置,并且一端511a连接RF电源150,而另一端511b接地。
所述角落天线组700的角落环形结构可具有螺旋形状的多重环形结构。
所述侧方天线组510为,在所述基板10的直角四边形中除了顶点以外的边中可具有一个以上的直线部分,在与所述角落部分相向的部分中可具有一个以上的侧方斜线部分。
所述侧方天线组510的侧方环形结构具有多重环形结构,所述侧方天线组510的彼此相邻的直线部分之间的第一间距D1可大于所述侧方天线组510的侧方斜线部分和所述角落天线组700之间的第二间距D2。
所述角落天线组700在与所述侧方天线组510相邻的部分中可具有与所述侧方天线组510的所述侧方斜线部分相互平行的角落斜线部分。
所述角落天线组700及所述侧方天线组510彼此相邻的角落斜线部分中的电流方向可相同。
所述角落天线组700的角落斜线部分包括所述基板10的顶点或者相比于所述基板10的顶点可设置在更内侧。
所述支撑架220形成有多个设置开口221;所述多个设置开口221可分别设置所述窗口210,所述窗口210具有与该设置开口221的平面形状相对应的形状。
为使所述多个窗口210以横向及纵向配置成m×n(m及n是2以上的自然数)的排列,所述支撑架220可形成有网格结构的所述多个设置开口221。
所述角落天线组700可设置成在所述多个设置开口221中与包括所述基准直角四边形区域的顶点的位置的顶点设置开口221重叠。
所述侧方天线组510的一部分可设置成与所述顶点设置开口221重叠。
所述天线部500还包括一个以上的内侧天线组530、540,所述一个以上的内侧天线组530、540在所述侧方天线组510的内侧与所述侧方天线组510构成同心;所述内侧天线组530、540的一部分可设置成与所述顶点设置开口221重叠。
所述天线部500还可包括一个以上的内侧天线组530、540,所述一个以上的内侧天线组530、540在所述侧方天线组510的内侧与所述侧方天线组510构成同心。
所述内侧天线组530可包括:第一内侧天线组530,位于所述基准直角四边形区域的中心部;一个以上的第二内侧天线组540,配置在所述第一内侧天线组530和所述侧方天线组510之间,并且与所述第一内侧天线组530构成同心。
所述角落天线组700及所述侧方天线组510可与用于阻抗调节的可变电容器连接并接地。
构成所述角落天线组700、所述侧方天线组510及一个以上的所述内侧天线组530、540的天线部件的长度可具有全部天线部件的平均长度的10%以下的偏差。
所述侧方天线组510及一个以上的所述内侧天线组530、540的环形角度可与至所述基准直角四边形的中心的距离成反比。
本发明还公开了一种感应耦合等离子体处理装置,包括:腔室主体100,平面形状具有直角四边形形状,并且在上侧形成有开口部;窗口组件200,包括一个以上的窗口210和支撑架220,所述一个以上的窗口210覆盖所述开口部,以与所述腔室主体100一同形成处理空间S,所述支撑架220支撑所述窗口210;基板支撑部300,设置在所述腔室主体100,以支撑直角四边形的基板10;气体喷射部,向所述处理空间S喷射气体;天线部500,在所述窗口组件200的上部中设置在与所述基板10的直角四边形形状相对应的基准直角四边形区域,以在所述处理空间S形成感应电场。其中,所述天线部500包括:4个角落天线组700,与所述基准直角四边形区域的顶点相邻配置,以控制角落部分的等离子体密度,并且具有旋涡形状的角落环形结构。其中,各个的所述角落天线组700包括:多个第一角落天线部件711、712、713,从所述窗口210上面向上侧间隔第一高度H1设置,从所述基准直角四边形区域的中心向所述顶点方向间隔间距配置,并且电流方向相同;多个第二角落天线部件731、732,从所述窗口210间隔与所述第一高度H1不同的第二高度H2设置,从所述第一角落天线部件711、712、713向所述顶点方向间隔间距配置,并且电流以与所述第一角落天线部件711、712、713的电流方向相反的方向流动。
所述角落天线组700可包括:第一连接天线部件721、723,连接所述第一角落天线部件711、712、713各个的另一端及所述第二角落天线部件731、732各个的一端;第二连接天线部件722、724,连接所述第二角落天线部件731、732各个的另一端及所述第一角落天线部件711、712、713各个的一端。
所述第一连接天线部件721、723及所述第二连接天线部件722、724可形成有间隔提前设定的间距的多个结合部791,以改变结合的所述第一角落天线部件711、712、713及所述第二角落天线部件731、732的结合高度。
所述第一角落天线部件711、712、713具有一对第一端部712a、713a、711b、712b、713b,所述一对第一端部712a、713a、711b、712b、713b分别连接于所述第一连接天线部件721、723及所述第二连接天线部件722、724;所述第二连接天线部件722、724可具有一对第二端部731a、732a、731b、732b,所述一对第二端部731a、732a、731b、732b分别连接于所述第一连接天线部件721、723及所述第二连接天线部件722、724。
所述第一连接天线部件721、723及所述第二连接天线部件722、724可从所述窗口210上面向上侧垂直延伸。
所述第一连接天线部件721、723及所述第二连接天线部件722、724可从所述窗口210上面向上侧倾斜延伸。
所述角落天线组700在所述第一角落天线部件711、712、713中对于以环形结构的中心为准位于最外侧的第一角落天线部件711的一端施加RF电源,并且可直接或者间接接地位于最内侧的第一角落天线部件713的另一端。
所述感应耦合等离子体处理装置可包括侧方天线组510,所述侧方天线组510与所述基准直角四边形区域的边及所述4个角落天线组700间隔间距配置。
所述角落天线组700及所述侧方天线组510彼此相邻的部分中的电流方向可相同。
所述角落天线组700在与所述侧方天线组510相邻的部分中与所述侧方天线组510从所述窗口210上面可配置在相同高度。
所述侧方天线组510可包括一个以上的侧方天线部件511,所述一个以上的侧方天线部件511与所述基准直角四边形区域的边间隔间距配置,并且一端511a连接RF电源150,而另一端511b接地。
所述侧方天线组510为,在所述基板10的直角四边形中除了顶点以外的边中可具有一个以上的直线部分,在与所述角落部分相向的部分中可具有一个以上的侧方斜线部分。
所述侧方天线组510的侧方环形结构具有多重环形结构,所述侧方天线组510的彼此相邻的直线部分之间的第一间距D1可大于所述侧方天线组510的侧方斜线部分和所述角落天线组700之间的第二间距D2。
所述第一角落天线部件711、712、713在至少一部分在与所述侧方天线组510相邻的部分中可与所述侧方天线组510的所述侧方斜线部分平行配置。
所述角落天线组700及所述侧方天线组510彼此相邻的部分中的电流方向可相同。
所述第一角落天线组711、712、713可包括所述基板10的顶点或者比所述基板10的顶点可设置在更内侧。
所述支撑架220形成有多个设置开口221;所述多个设置开口221可分别设置所述窗口210,所述窗口210具有与该设置开口221的平面形状相对应的形状。
为使所述多个窗口210以横向及纵向配置成m×n(m及n是2以上的自然数)的排列,所述支撑架220可形成有网格结构的所述多个设置开口221。
所述角落天线组700设置成在所述多个设置开口221中与包括所述基准直角四边形区域的顶点的位置的顶点设置开口221重叠。
所述侧方天线组510的一部分可设置成与所述顶点设置开口221重叠。
所述天线部500还可包括一个以上的内侧天线组530、540,所述一个以上的内侧天线组530、540在所述侧方天线组510的内侧与所述侧方天线组510构成同心。
所述角落天线组700及所述侧方天线组510可与用于阻抗调节的可变电容器连接并接地。
(发明的效果)
本发明的感应耦合等离子体处理装置为与直角四边形基板的顶点,即角落部分,相对用地设置用于控制等离子体密度的角落天线组,进而具有在不降低等离子体的密度的同时可分区域(角落部分等)控制等离子体,因此具有可大幅度提高基板处理的均匀度的优点。
尤其是,本发明的感应耦合等离子体处理装置为,与除了直角四边形基板的顶点以外沿着边配置的侧方天线组分开,与角落部分相对应地单独设置用于独立控制等离子体密度的角落天线组,进而可独立控制对基板处理的均匀度影响最大的角落部分,更进一步地边缘部分的等离子体密度,在各种工艺条件下不降低等离子体的密度的同时可按区域控制,尤其是可控制角落部分的等离子体,因此具有可大幅度提高基板处理的均匀度的优点。
另外,本发明的感应耦合等离子体处理装置为,将角落天线组构成为旋涡结构,并且以在天线部件流动的电流方向为准将相同电流方向的部分降低,将反方向的部分相对提高,进而可将因反方向的电流流动导致磁场(H Field)减弱降到最低,因此具有可大幅度提高基板处理的均匀度的优点。
更进一步地,在设置所述角落天线组时,将与侧方天线组彼此相邻的部分设置成彼此平行的斜线部分(角落斜线部分、侧方斜线部分),进而可提高通过角落天线组及侧方天线组形成的磁场强度。
另外,在设置所述角落天线组时,将与侧方天线组彼此相邻的部分设置成相互平行的斜线部分(角落斜线部分、侧方斜线部分),使斜线部分的电流方向相同,进而可更加提高通过角落天线组及侧方天线组形成的磁场的强度。
另一方面,使构成所述角落天线组、侧方天线组,更进一步地内侧天线组的天线部件的长度构成为具有提前设定的偏差,进而可便于执行对各个天线部件的阻抗控制。
附图说明
图1是示出本发明的感应耦合等离子体处理装置的剖面图。
图2是示出图1的感应耦合等离子体处理装置中窗口组件及天线部的平面图。
图3a及图3b是分别示出图2的天线部中的RF电源施加及接地的概念图。
图4是示出图2的天线部的等价电路的电路图。
图5a及图5b作为图2中Ⅴ-Ⅴ'方向的剖面图,图5a是示出第一角落天线部件及第二角落天线部件对于窗口设置在相同高度的情况的剖面图;
图5b是示出第一角落天线部件相比于第二角落天线部件设置在相对更低的位置的情况的剖面图。
图6是示出具有图2的天线部的本发明的感应耦合等离子体处理装置控制等离子体密度的模拟的表。
图7是示出图2的天线部中的角落天线组的一示例的部分立体图。
图8是示出在图7的角落天线组中连接第一角落天线部件及第二角落天线部件的结构的侧视图。
图9是图7的角落天线组的平面图。
图10a及图10b分别是示出在图5a及图5b的情况下磁场改善效果的曲线图。
(附图标记说明)
100:腔室主体 200:窗口组件
300:基板支撑部 500:天线部
具体实施方式
以下,参照附图如下详细说明本发明的感应耦合等离子体处理装置。
如图1及图2所示,本发明的感应耦合等离子体处理装置包括:腔室主体100,平面形状具有直角四边形形状,并且在上侧形成有开口部;窗口组件200,包括一个以上的窗口210和支撑架220,所述一个以上的窗口210覆盖开口部以与腔室主体100一同形成处理空间S,所述支撑架220支撑窗口210;基板支撑部300,设置在腔室主体100并支撑基板10;气体喷射部(未示出),向处理空间S喷射气体;天线部500,在窗口组件200的上部设置在与基板10的直角四边形形状相对应的基准直角四边形区域,以在处理空间S形成感应电场。
所述腔室主体100作为平面形状具有直角四边形形状,并且在上侧形成有开口部,并且用于与后述的窗口组件200一同形成处理空间S的结构,只要是能够承受执行工艺所需的预定真空压的结构,也可以是任何一种结构。
所述腔室主体100优选构成与处理的基板10的形状相对应的平面形状,例如直角四边形形状,并且形成有用于基板10进出的一个以上的闸门111,可连接排气管180,所述排气管180与真空泵(未示出)连接,以控制处理空间S内的压力及清除副产物。
另外,所述腔室主体100可拆卸地结合上部盖140,所述上部盖140覆盖天线部500,进而支撑天线部500、屏蔽在天线部500形成的感应电场等。
所述气体喷射部(未示出)作为向处理空间S喷射气体的结构,根据气体喷射结构,可具有各种结构,并且可设置在后述的支撑架220。
具体地说,所述气体喷射部(未示出)可包括:一个以上的流道,形成在支撑架220并流动气体;多个喷射口,与流道连接并且形成至支撑架220的底面。
另外,所述气体喷射部(未示出)可具有各种结构,诸如与支撑架220分开单独结合设置或者形成在窗口,或者设置在工艺腔室侧壁等。
所述基板支撑部300作为放置基板10的结构,只要是可支撑基板10的结构,可以是任何一种结构,根据工艺可施加RF电源或者接地,并且可设置用于冷却或者加热的热传递部件。
窗口组件200作为包括覆盖开口部以与腔室主体100一同形成处理空间S的一个以上的窗口210和支撑窗口210的支撑架220的结构,根据窗口210及支撑架220的设置结构可具有各种结构。
所述窗口210作为介入于处理空间S和天线部500之间以通过天线部500可在处理空间S形成感应电场的结构,可具有各种结构,材料可使用石英、陶瓷、金属材料等。
为了处理大型基板,所述窗口210也可由多个窗口210构成,而不是单个窗口210。
在此,在设置多个所述窗口210的情况下,考虑到形成用于基板处理的感应电场,可具有各种形状,诸如三角形、四边形等的多边形、圆形、椭圆形等。
另外,所述窗口210的平面形状具有四边形等的单一的形状,或者由形状及大小相互不同的多个平面形状的组合而成等可进行各种组合。
所述支撑架220作为支撑窗口210的结构,只要能够稳定支撑窗口210的结构,可以是任何一种结构。
作为一示例,所述支撑架220优选具有金属材料,进而可稳定支撑作为重物的窗口210,但是只要能够提供充分的刚性,则可具有各种材料,诸如金属材料、非金属材料的组合及非金属材料等。
另一方面,为了在设置多个所述窗口210的情况下能够支撑各个窗口210,支撑架220可形成有与支撑的窗口210的平面形状相对应的形状的多个设置开口221。
即,所述支撑架220形成有多个设置开口221,多个设置开口221可分别设置具有与该设置开口221的平面形状相对应的形状的窗口210。
作为一示例,所述支撑架220可形成有网格结构的多个设置开口221,以使多个窗口210以横向及纵向配置成m×n(m及n是2以上的自然数)的排列。
为此,所述支撑架220可包括:外廓架222,形成为直角四边形形状并且设置在腔室主体100的上端;内部架223,在外廓架222的内侧形成网格结构的设置开口221。
所述外廓架222作为具有腔室主体100的上端平面形状,即直角四边形形状并且设置在腔室主体100上端的结构,可具有各种结构。
在此,所述外廓架222在与腔室主体100的上端之间介入O型圈(未示出)进而可与腔室主体100密封结合。
所述内部架223作为在外廓架222的内侧形成配置成网格结构,例如以横向及纵向配置成m×n(m及n是2以上的自然数)的设置开口221的结构,与格子数量相对应地可由(m-1)个的横向架及(n-1)个的纵向架构成。
考虑到窗口210的负载,所述内部架223及外廓架222优选使用刚性大的材料,诸如金属,但是不必限于此。
另外,所述内部架223及外廓架222可由多个支架部件形成,但是考虑到刚性以最少的数量形成,优选为形成一体。
另一方面,对于形成在所述支撑架220的设置开口221根据窗口210的支撑结构可具有各种结构。
例如,如图1所示,所述支撑架220在设置开口221的内周面可形成阶梯,以与形成在窗口210边缘侧面的阶梯相对应,进而可支撑窗口210。
所述天线部500作为在窗口组件200的上部中设置在与开口部的平面直角四边形形状相对应的基准直角四边形区域内以在处理空间S形成感应电场的结构,根据作为处理对象的基板10的大小、基板处理工艺条件等可具有各种结构。
另一方面,随着作为处理对象的基板10的大小扩大的同时配置天线部500的平面大小也随之增大,因此存在难以进行均匀的基板处理的问题。
据此,在以往以各种图案配置作为导电体的天线部件等来解决该问题,诸如专利文献1、2。
然而,根据现有技术,在分割配置多个天线部件的情况下,对比于施加相同RF电源阻抗降低,因此存在等离子体密度降低的问题。
更进一步地,即使分割成多个天线部件来控制阻抗,不可能控制在直角四边形平面形状中的顶点,即角落部的阻抗,因此存在获取基板处理的均匀度受限的问题。
据此,如图2至图5b所示,本发明的感应耦合等离子体处理装置的特征为:与所述基准直角四边形区域的顶点相邻配置天线部500来控制角落部分的等离子体密度,并且包括具有旋涡形状的角落环形结构的4个角落天线组700,进而将磁场减弱最小化的同时可控制角落部分的阻抗,即等离子体密度,因此可提高基板处理的均匀度。
在此,所述基准直角四边形区域作为与作为基板处理对象的基板10的平面形状,即直角四边形形状相对应的区域,由比基板10的边缘更大的区域定义所述基准直角四边形区域。
作为一示例,所述基准直角四边形区域可由大于基板10的平面大小且小于通过上述的外廓架222形成的开口的大小的直角四边形区域定义。
所述4个角落天线组700作为与所述基准直角四边形区域的顶点相邻配置以控制角落部分的等离子体密度并且具有旋涡形状的角落环形结构的天线组,根据设置长度及设置角度可具有各种结构。
尤其是,所述角落天线组700作为旋涡形状,整体可形成为平面形状为三角形、梯形的旋涡形状等的角落环形结构。
所述角落环形结构为单一环形结构,优选构成为多重环形结构。
此时,所述角落天线组700可构成为使连接用于施加RF电源的电源施加部件613的一端位于最外侧,而连接用于接地的接地部件623的另一端位于最内侧。
考虑到对于施加所述RF电源的部分施加相对高的电压,在角落天线组700中将RF电源施加于最外侧,进而与相邻的天线部件,即侧方天线组510可一同形成相对强的磁场(电场)。
然后,所述电源施加部件613及接地部件623通过焊接结合、螺栓结合等各种方法可电连接于所述角落天线组700的天线部件。
尤其是,可改变从窗口210的上面设置所述角落天线组700的天线部件中的一部分的高度,为了调整天线部件的设置高度,所述电源施加部件613及接地部件623优选通过螺栓结合与天线部件结合。
然后,考虑到调整天线部件的设置高度,所述电源施加部件613及接地部件623作为板状的导电性部件可形成有用于螺栓结合的多个螺栓结合孔(未示出),且所述多个螺栓结合孔间隔提前设定的间距。
另一方面,在将所述角落天线组700形成为角落环形结构时,如图2至图3b、图7及图9所示,可包括:多个第一角落天线部件711、712、713,从所述基准直角四边形区域的中心向所述顶点方向间隔间距配置并且电流方向相同;多个第二角落天线部件731、732,从所述第一角落天线部件711、712、713向所述顶点方向间隔间距配置,并且电流以与所述第一角落天线部件711、712、713的电流方向相反的方向流动。
所述多个第一角落天线部件711、712、713作为从所述基准直角四边形区域的中心向所述顶点方向间隔间距配置并且电流方向相同的天线部件,可由作为导电性高的材料,诸如铜的板状导电体构成。
所述多个第二角落天线部件731、732作为从所述第一角落天线部件711、712、713向所述顶点方向间隔间距配置,并且电流以与所述第一角落天线部件711、712、713的电流方向相反的方向流动的天线部件,可由作为导电性高的材料,诸如铜的板状导电体构成。
此时,为了在窗口210形成强磁场,所述多个第一角落天线部件711、712、713及所述多个第二角落天线部件731、732优选设置成厚度方向保持水平。
另一方面,如图5a所示,所述角落天线组700在具有角落环形结构的情况下,反向流动电流的第二角落天线部件731、732弱化通过第一角落天线部件711、712、713形成的磁场,因此存在减弱角落附近的磁场的问题。
据此,对于所述窗口210设置的所述多个第二角落天线部件731、732的第二高度H2优选与对于所述窗口210设置的所述多个第一角落天线部件711、712、713的第一高度H1不同,即具有高度差D。
在此,所述第一高度H1及第二高度H2可由从所述窗口210上面至向上侧间隔的天线部件的底面的距离定义。
然后,如图5b所示,优选为,所述第一高度H1小于所述第二高度H2。
另一方面,对于所述第一角落天线部件711、712、713及第二角落天线部件731、732的相对高度差,根据要求的工艺条件调节各个天线部件的设置高度,进而可实施各种实施例。
如图5b所示,在设置所述多个第二角落天线部件731、732高于所述多个第一角落天线部件711、712、713的情况下,降低通过所述多个第二角落天线部件731、732产生的磁场带来的影响,进而可将磁场的减弱降到最低。
另一方面,如图7所示,为了如上所述的结构,所述角落天线组700可包括:第一连接天线部件721、723,连接所述第一角落天线部件711、712、713各个的另一端及所述第二角落天线部件731、732各个的一端;第二连接天线部件722、724,连接所述第二角落天线部件731、732各个的另一端及所述第一角落天线部件711、712、713各个的一端。
所述第一连接天线部件721、723作为连接所述第一角落天线部件711、712、713各个的另一端及所述第二角落天线部件731、732各个的一端的天线部件,可由作为导电性高的材料,诸如铜的板状导电材料构成。
第二连接天线部件722、724作为连接所述第二角落天线部件731、732各个的另一端及所述第一角落天线部件711、712、713各个的一端的天线部件,可由作为导电性高的材料,诸如铜的板状导电材料构成。
所述第一连接天线部件721、723及所述第二连接天线部件722、724分别作为用于连接所述第一角落天线部件711、712、713及第二角落天线部件731、732的天线部件,只要是用于连接所述第一角落天线部件711、712、713及第二角落天线部件731、732的结构,也可以是任何一种结构。
作为一示例,所述第一连接天线部件721、723及所述第二连接天线部件722、724可设置成从所述窗口210上面向上侧垂直及/或者倾斜延伸。
在此,在所述第一连接天线部件721、723及所述第二连接天线部件722、724从所述窗口210上面向上侧倾斜延伸的情况下,相比于垂直延伸的情况,能够以水平方向增加所述第一角落天线部件711、712、713和第二角落天线部件731、732之间的距离。据此,降低由通过所述多个第二角落天线部件731、732产生的磁场所带来的影响,进而可更加有效地将磁场的减弱降到最低。
另外,所述第一连接天线部件721、723及所述第二连接天线部件722、724根据用于连接的所述第一角落天线部件711、712、713及第二角落天线部件731、732的端部的位置可具有各种形状及结构,诸如直线形、曲线形、锯齿形等。
另一方面,所述第一连接天线部件721、723及所述第二连接天线部件722、724可形成有间隔提前设定的间距的多个结合部791,以使结合的所述第一角落天线部件711、712、713及所述第二角落天线部件731、732的结合高度能够改变。
如图8所示,所述多个结合部791作为间隔提前设定的间距形成在所述第一连接天线部件721、723及所述第二连接天线部件722、724,以使结合的所述第一角落天线部件711、712、713及所述第二角落天线部件731、732的结合高度能够改变的结构,根据部件之间的结合结构,可具有各种结构。
例如,所述多个结合部791可由螺栓插入孔构成,以在螺栓结合部件的情况用于插入螺栓。
另一方面,所述角落天线组700构成为三角形或者梯形时,所述第一角落天线部件711、712、713及第二角落天线部件731、732可倾斜,即呈斜线设置在基准直角四边形的边。
尤其是,所述第一角落天线部件711、712、713可与后述的侧方天线组510的第一斜线部分511d平行配置。
此时,所述第二角落天线部件731、732也可与后述的侧方天线组510的第一斜线部分511d平行配置。
对于所述第一角落天线部件711、712、713,若与后述的侧方天线组510的第一斜线部分511d平行配置,则图2及图5b所示作为与侧方天线组510相邻的部分,施加电源使电流以与侧方天线组510的第一斜线部分511d相同的方向流动,进而可形成部分性强化的感应电场。
所述第一角落天线部件711、712、713具有一对第一端部712a、713a、711b、712b、713b,所述一对第一端部712a、713a、711b、712b、713b分别连接于所述第一连接天线部件721、723及所述第二连接天线部件722、724,所述第二连接天线部件722、724可具有一对第二端部731a、732a、731b、732b,所述一对第二端部731a、732a、731b、732b分别连接于所述第一连接天线部件721、723及所述第二连接天线部件722、724。
所述第一端部712a、713a、711b、712b、713b作为分别连接所述第一连接天线部件721、723及所述第二连接天线部件722、724的部件,可与第一角落天线部件711、712、713形成一体。
所述第二端部731a、732a、731b、732b作为分别连接所述第一连接天线部件721、723及所述第二连接天线部件722、724的部件,可与所述第二连接天线部件722、724形成一体。
此时,在所述角落天线组700构成三角形或者梯形时,为了与所述第一连接天线部件721、723及所述第二连接天线部件722、724顺利连接,所述第一端部712a、713a、711b、712b、713b优选与基准直角四边形的边平行。
所述第一端部712a、713a、711b、712b、713b作为从所述第一角落天线部件711、712、713的两端中的至少一端延伸来连接于所述第一连接天线部件721、723及所述第二连接天线部件722、724的部分,能够以基准直角四边形的顶点为基准分别从各个边延伸。
然后,所述第一角落天线部件711、712、713通过追加配置的第一垂直部分711c可与所述第一端部712a、713a、711b、712b、713b连接。
另一方面,所述第二端部731a、732a、731b、732b作为从所述第二角落天线部件731、732两端中的至少一端延伸来连接于所述第一连接天线部件721、723及所述第二连接天线部件722、724的部分,能够以基准直角四边形的顶点为基准从各个边延伸。
然后,所述第二角落天线部件731、732还通过第二垂直部分731c可与所述第二端部731a、732a、731b、732b连接。
另一方面,所述第一端部712a、713a、711b、712b、713b及第一垂直部分711c在所述第一角落天线部件711、712、713形成一体或者可用单独的部件连接。
另外,所述第二端部731a、732a、731b、732b及第二垂直部分731c可在所述第二角落天线部件731、732形成一体或者可用单独的部件连接。
图10a及图10b分别是示出在如图5a的窗口210高度恒定的情况和在图5b及图7至图9所示的天线结构的情况下形成的磁场的曲线图。
如图10a及图10b所示,可确认到在作为本发明的结构的图5b、图7至图9示出的天线结构的情况下相对强化基板的角落部分中的磁场,即将磁场减弱降到最低。
另一方面,具有如上所述的结构的角落天线组700在除了角落部分的其余部分与各种图案及结构的天线结构组合使用。
尤其是,包括所述角落天线组700的天线部500可包括侧方天线组510,所述侧方天线组510与基准直角四边形区域的边及4个角落天线组700间隔间距配置。
所述侧方天线组510作为与基准直角四边形区域的边及4个角落天线组700间隔间距配置的天线组,可包括多个侧方天线部件511。
然后,所述侧方天线部件511作为设置有一个以上并且与基准直角四边形区域的边及4个角落天线组700间隔间距配置以形成侧方天线组510的天线部件,利用诸如铜的板状导电体可设置成提前设定的图案。
尤其是,所述侧方天线组510通过侧方天线部件511可具有一个以上的环,优选为可具有多重环的侧方环形结构。
另外,优选为,所述角落天线组700及所述侧方天线组510的彼此相邻部分中的电流方向相同。
如上所述,若使在所述角落天线组700的第一角落天线部件711、712、713流动的电流方向相同,则可形成更强的感应电场。
另外,所述角落天线组700与所述侧方天线组510在与所述侧方天线组510相邻的部分可从所述窗口210上面配置在相同的高度。
如上所述,若所述角落天线组700与所述侧方天线组510在与所述侧方天线组510相邻的部分可从所述窗口210上面配置在相同的高度,则可将通过所述角落天线组700及侧方天线组510形成的感应电场强化效果最大化。
另一方面,对于所述侧方天线部件511的设置数量及长度,可根据构成角落天线组700的天线部件等天线部的其他天线部件的长度及数量决定。
在此,为了便于控制天线部500整体阻抗,所述侧方天线部件511的长度优选与其他天线部件的长度相同或者具有提前设定的允许偏差。
然后,所述侧方天线部件511的各个环形角度在基准直角四边形区域的中心中可具有90°、180°、270°、360°等的90°×k(在此,k为1以上的自然数)的环形角度。
在此,所述环形角度由以基准直角四边形区域的中心为准从一端至另一端的旋转角度定义。
另一方面,作为一示例,图2至图3b所示,所述侧方天线组510的侧方天线部件511与基准直角四边形区域的边间隔预定间距配置,并且一端511a连接RF电源150,而另一端511b可接地。
另外,所述侧方天线组510,尤其是侧方天线部件511为了构成环形结构,在基板10的直角四边形中除了顶点以外的边中可具有一个以上的直线部分、在与角落部分相互面对的部分中可具有一个以上的侧方斜线部分511d、511g。
在此,所述侧方天线组510的侧方环形结构具有多重环形结构时,为了强化角落部分中的感应电场,彼此相邻的直线部分之间的第一间距D1优选大于在侧方天线组510的侧方斜线部分中位于最外侧的侧方斜线部分511d和角落天线组700之间的第二间距D2。
更具体地说,在此,所述第二间距D2可由侧方天线组510的侧方斜线部分中位于最外侧的侧方斜线部分511d和与位于最外侧的侧方斜线部分511d最邻近的角落天线组700的第一角落天线部件711、712、713之间的间距定义。
另外,在所述侧方天线组510具有一个以上的侧方斜线部分511d、511g时,为了与侧方斜线部分511d、511g一同形成强化的感应电场,角落天线组700在与侧方天线组510的侧方斜线部分511d相邻的部分中可平行形成第一角落天线部件711、712、713。
即,所述第一角落天线部件711、712、713可构成与侧方天线组510的侧方斜线部分511d平行的角落斜线部分。
更进一步地,所述侧方天线组510及角落天线组700使彼此相邻的部分,例如斜线部分(角落斜线部分、侧方斜线部分)中的电流方向相同,进而可形成强化的感应电场。
具体地说,如图5a及图5b所示,使在所述侧方天线组510的侧方斜线部分511d、511g及与此平行的角落天线组700的第一角落天线部件711、712、713流动的电流方向相同,进而可形成强化的感应电场。
另一方面,对于电流方向与所述角落天线组700的第一角落天线部件711、712、713,尤其是侧方天线组510的侧方斜线部分511d、511g相同的角落斜线部分,为了控制基板10的顶点附近的等离子体密度,在从上侧俯视时,优选包括基板10的顶点或者相比于基板10的顶点设置在更内侧。
另一方面,为了形成环形结构,所述侧方天线组510可包括4个侧方天线部件511,所述4个侧方天线部件511使一端511a位于基准直角四边形区域的4个边中各个边的中心部。
然后,如图2至图3b所示,所述各个侧方天线部件511以顺时针方向或者逆时针方向配置在各个边,并且可包括:具有一端511a的第一直线部分511c、延伸直线部分511e、具有另一端511b的第二直线部分511h。
所述第一直线部分511c是从第一边至位于第一顶点的角落天线组700附近与第一边的边缘构成平行的部分。
在此,所述第一直线部分511c可形成有一个以上的并列部分。
然后,所述并列部分由为了部分性扩大感应电场形成范围而从一个导线分支成2个以上之后重新结合成一个导线的部分定义。
所述延伸直线部分511e是与从第一直线部分511c延伸与第一边垂直的第二边的边缘平行的部分。
在此,为了部分性扩大感应电场形成范围,所述延伸直线部分511e可形成有一个以上的并列部分。
另一方面,在所述第一直线部分511c及延伸直线部分511e之间优选具有第一斜线部分511d-侧方斜线部分,所述第一斜线部分511d从第一直线部分511c延伸与角落天线组700平行。
所述第一斜线部分511d作为侧方斜线部分,作为从第一直线部分511c延伸与角落天线组700平行延伸的部分,与角落天线组700一同利用于有效控制角落部分中的等离子体密度。
在此,所述延伸直线部分511e从第一斜线部分511d延伸。
所述第二直线部分511h是从延伸直线部分511e延伸以使另一端511b位于与第二边垂直的第三边并且与第三边的边缘平行的部分。
为了部分性扩大感应电场形成范围,所述第二直线部分511h可形成有一个以上的并列部分。
另一方面,在所述延伸直线部分5110e及第二直线部分511h之间优选形成第二斜线部分511g-侧方斜线部分-,所述第二斜线部分511g在另一侧方天线部件511的第一斜线部分511d的内侧与位于第二顶点的角落天线组700平行。
所述第二斜线部分511g作为侧方斜线部分,作为从延伸直线部分511e延伸在其他侧方天线部件511的第一斜线部分511d的内侧与位于第二顶点的所述角落天线组700平行的部分,与第一斜线部分511d、角落天线组700一同利用于有效控制角落部分中的等离子体密度。
在此,所述第二直线部分511h从第一斜线部分511d延伸。
另一方面,如上所述,所述第一斜线部分511d及第二斜线部分511g作为利用于与角落天线组700一同有效控制角落部分中的等离子体密度的部分,优选为,电流流动方向与角落天线组700中的与第一斜线部分511d及第二斜线部分511g相邻的部分中的相同。
然后,为了与所述角落天线组700一同有效控制角落部分中的等离子体密度,侧方天线部件511的延伸直线部分511e和其他侧方天线部件511的延伸直线部分511e之间的第一间距D1优选大于侧方天线部件511的第一斜线部分511d和与此相邻的角落天线部520的角落斜线部分521c之间的第二间距D2。
由于所述第二间距D2小于侧方天线部件511的直线部分中的间距,即第一间距D1,因此相比其他部分的磁场形成更强的磁场,进而可局部性提高等离子体密度。
另一方面,通过实施例说明了构成有4个所述侧方天线组510,但是根据天线部件的长度等可实现各种组合,诸如构成有2个以上。
但是,所述侧方天线组510为了与后述的角落天线组700一同形成相对集中的磁场,优选形成与角落天线组700相向的斜线部分。
所述斜线部分作为与后述的角落天线组700相邻设置用于形成相对集中的磁场的部分,优选为时间电源使电流以与在角落天线组700流动的电流方向相同的方向流动,并且可形成与角落天线组700相向的各种形状,诸如直线、曲线等。
另一方面,在作为处理对象的基板10为大尺寸的情况下,为了形成适合处理大型基板的感应电场,天线部500在侧方天线组510的内侧可一同设置各种图案的内侧天线组530、540和侧方天线组510或者无需侧方天线组510。
为了形成适合处理大型基板的感应电场,所述内侧天线组530、540作为设置在侧方天线组510内侧的天线组,可配置成各种图案,与侧方天线组510构成同心,或者配置有一个以上的小型环形结构的天线组等。
作为一示例,所述天线部500还可包括一个以上的内侧天线组530、540,所述一个以上的内侧天线组530、540与侧方天线组510同心配置。
尤其是,所述内侧天线组530、540可包括:第一内侧天线组530,位于基准直角四边形区域的中心部;一个以上的第二内侧天线组540,配置在第一内侧天线组530和侧方天线组510之间,并且与第一内侧天线组530同心。
所述第一内侧天线组530作为通过一个以上的天线部件在基准直角四边形区域的中心配置成圆形、多边形(优选为,四边形)图案的天线组,根据天线部件的数量、环形角度及图案可具有各种结构。
作为一示例,所述第一内侧天线组530的平面形状具有直角四边形图案,并且可由2个天线部件构成,能够以约810°的环形角度配置。
所述第一内侧天线组530根据如上所述的环形角度及设置数量可具有三重环形结构。
另一方面,所述各个天线部件的一端分别可配置在彼此相向的边。
然后,所述第一内侧天线组530可位于上述的多个设置开口221中位于中心的中心设置开口221内。
另一方面,所述第一内侧天线组530相比于第二内侧天线组540、侧方天线组510设置在相对更加内侧,优选为,在设置实际长度相同的天线部件的情况下,具有相对更大的环形角度。
所述第二内侧天线组540可设置有一个以上并且配置在第一内侧天线组530和侧方天线组510之间,并且可与第一内侧天线组530同心。
然后,所述第二内侧天线组540可具有与上述的侧方天线组510相同或者类似的图案。
作为一示例,如图2至图3b所示,所述第二内侧天线组540为平面形状具有直角四边形图案,并且可通过4个天线部件构成,能够以约270°的环形角度配置。
根据如上所述的环形角度、设置数量,所述第二内侧天线组540可具有三重的环形结构。
另一方面,所述各个天线部件的一端可分别配置在4个边。
然后,所述第二内侧天线组540可设置成在上述的多个设置开口221中包围位于中心的中心设置开口221。
另一方面,所述第二内侧天线组540相比于侧方天线组510设置在相对更加内侧并且设置实际长度相同的天线部件的情况下,所述第二内侧天线组540优选具有小于侧方天线组510的环形角度。
然后,所述第二内侧天线组540与上述的侧方天线组510类似,为了形成部分性强化的感应电场,所述第二内侧天线组540优选形成有与角落天线组700相向的斜线部分。
所述斜线部分作为用于在后述的角落天线组700附近形成部分性强化的磁场的部分,优选为施加电源以使电流以与在角落天线组700流动的电流方向相同的方向的流动,并且与可形成与角落天线组700相互面对的各种形状,诸如直线、曲线等。
所述内侧天线组530、540通过内侧天线部件531、541可具有一个以上的环形,优选为多重环形的内侧环形结构。
另一方面,关于上述的所述角落天线组700的设置,所述角落天线组700可设置成在多个设置开口221中与在包括基准直角四边形区域的顶点的位置的顶点设置开口221重叠。
如上所述,在角落天线组700设置成与一个顶点设置开口221重叠的情况下,在形成相对更强的感应电场时可防止被支撑架220扭曲。
另外,所述侧方天线组510的一部分可位于顶点设置开口221,以防止在形成相对更强的感应电场时被支撑架220扭曲。
更进一步地,所述内侧天线组530、540的一部分可与顶点设置开口221重叠设置,以防止在形成相对更强的感应电场时被支撑架220扭曲。
另一方面,如图4所示,在构成所述天线部500的天线部件511、521、531、541中的至少一部分的另一端可连接用于调节相应阻抗的可变电容器V30、V41~V44、V21~V24、V11~V14(VVC;Voltage-Variable Capacitor)连接并接地。
然后,构成所述天线部500的天线部件511、521、531、541的一端通过匹配网络连接提前设定频率的RF电源150。
所述RF电源150作为对天线部500施加RF电源以在窗口210附近形成感应电场的电源,可使用适合于执行要求的工艺的频率的RF电源。
所述可变电容器V30、V41~V44、V21~V24、V11~V14作为在构成天线部500的天线部件511、521、531、541中的至少一部分的接地端连接并接地并且调节用于控制等离子体密度的阻抗的结构,可具有各种结构。
作为一示例,为了控制中心部分的等离子体密度,所述第一内侧天线组530可连接并联连接的2个天线部件531和一个可变电容器V30。
然后,为了控制包围中心部分的中间部分的等离子体密度,所述第二内侧天线组540在并联连接的4个天线部件531可分别连接可变电容器V41~44。
然后,为了控制包围中间部分的边缘部分的等离子体密度,所述侧方天线组510在并联连接的4个天线部件511可分别连接可变电容器V11~14。
另一方面,在本发明的实施例中,举例说明了将可变电容器V21~24全部连接的例,但是当然也可以是只连接一部分的可变电容器V21~24,或者将具有预定电容的固定电容器全部设置或者设置一部分。
如上所述,包括侧方天线组510及角落天线组700的天线部500可在中心部分及角落部分独立控制等离子体密度,因此可执行更加均匀的基板处理,例如蚀刻工艺。
更进一步地,所述天线部500是在侧方天线组510及角落天线组700的基础上具备位于内侧的第一内侧天线组530及第二内侧天线组540,进而如图6可在与基准直角四边形区域的中心部相对应的中心部分、包围中心部分的中间部分、包围中间部分的边缘部分、与基准直角四边形区域的4个顶点相对应的角落部分独立控制等离子体密度,因此可执行更加均匀的基板处理,例如蚀刻工艺。
以供参考,图6是示出以利用考虑到基板的大小在虚拟的直角四边形中的网格点设置用于检测等离子体的探针的等离子体检测装置检测的值为基础的等离子体检测图的表格。
在此,所述天线部500构成为具有在图2至图4示出的结构,并且个别控制各个可变电容器(VVC)的转速,进而控制中心部分、中间部分、边缘部分及角落部分中的等离子体强度。
另外,为了检测等离子体,作为工艺条件使用了10mTorr的真空压及2000sccm的Ar。
另一方面,关于图6,如上所述,所述中心部分作为与基准直角四边形区域的中心部相对应的区域,由位于设置后述的侧方天线组510的边缘部分内侧区域,例如设置第一内侧天线组530的区域定义。
如图6所示,降低第一内侧天线组530的VVC值,相对提高剩余第二内侧天线组540、侧方天线组510及角落天线组700的VVC值,进而可确认到提高中心部分中的等离子体密度。
然后,如图2、图3a及图3b所示,所述边缘部分作为设置包括基板10的边缘设置的侧方天线组510的区域,可由包括基板10的边缘的区域定义。
为此,在所述侧方天线组510中位于最外侧的侧方天线部件511优选为除了角落部分以外沿着基板10的边缘配置。
从图6中可以看出,相比于第一个示例,使第一内侧天线组530的VVC值及第二内侧天线组540的VVC值相同,使角落天线组700的VVC值稍微小于第二内侧天线组540的VVC值,使侧方天线组510的VVC值设定成相对最小的值,进而可确认到边缘部分中形成高密度的等离子体。
所述角落部分作为在基准直角四边形区域的顶点附近中位于侧方天线组510外侧的部分,可由设置角落天线组700的区域定义。在此,顶点附近,即角落部分优选形成为三角形。
然后,关于所述基板10的边缘位置,优选为,如图2、图3a及图3b所示,在角落天线组700中以与侧方天线部件511的第一斜线部分511d相同的方向流动电流的角落斜线部分521c包括基板10的顶点或者位于基板10顶点的内侧。
然后,在所述角落天线组700中以与侧方天线部件511的第一斜线部分511d相同的方向流动电流的部分也优选包括基板10的顶点或者位于基板10顶点的内侧。
另一方面,从图6可以看出,相比于第一个示例,使第一内侧天线组530的VVC值相对较大,使第二内侧天线组540及侧方天线组510的VVC值大于第一内侧天线组530的VVC值,使角落天线组700的VVC值相对最小,即非常小,进而可确认到在角落部分中形成高密度的等离子体。
在此,在控制所述角落天线组700的VVC值时,考虑到闸门111的位置、对周边条件的敏感性,可对角落天线组700的VVC值全部或者一部分进行不同的设定。
最后,所述中间部分作为位于设置上述的第一内侧天线组530的中心部分及设置侧方天线组510的边缘部分之间的区域,并且作为包围中心部分的四边形环形状,例如可由设置第二内侧天线组540的区域定义。
从图6可以看出,相比于第一个示例,相对提高第一内侧天线组530的VVC值,使第二内侧天线组540的VVC值与第一内侧天线组530的VVC值相同,使侧方天线组510的VVC值最大,使角落天线组700的VVC值相对最小,进而可确认到在中间部分形成高密度的等离子体。
另一方面,根据本发明的实施例,确认到在以往(不具有核心天线组的结构)蚀刻均匀度(蚀刻SiON)为10%是最好的结果,但是利用具有在图2至图3b示出的结构的天线部500的结构的实验结果为约7.8%的均匀度,确认到大幅度提高基板处理的均匀度。
另一方面,所述天线部500的核心特征为:整体配置具有直角四边形形状的配置,并且组合侧方天线组510及与4个顶点相对应配置的4个角落天线组700,进而可对边缘部分及角落部分独立控制等离子体密度。
据此,对于所述天线部500,除了在图2至图3b示出的实施例以外,只要是整体配置具有直角四边形形状的配置,并且具有侧方天线组510及与4个顶点相对应配置的4个角落天线组700的结构,可适用任何一种结构。
另一方面,图4示出了图2至图3b的天线部的等价电路图。
即,所述天线部500可包括:第一内侧天线组530,并列配置2个天线部件531;第二内侧天线组540,并列配置4个天线部件541;侧方天线组510,并列配置4个天线部件511;4个角落天线组530,分别由一个天线部件521构成并且并列配置。
然后,所述天线部500在组合各个天线组时可根据等离子体密度的控制要求条件可按各个区域改变并联连接数量。
另外,所述天线部500在构成各个天线组的天线部件时,为了电力分配的效率性,具有长度全部相同或者在平均长度上具有提前设定的允许偏差的长度。
即,所述角落天线组700、侧方天线组510,更进一步地一个以上的内侧天线组530、540的天线部件511、521、531、541的长度优选具有整体天线部件的平均长度的10%以下的允许偏差。
尤其是,所述允许偏差优选为在所有天线部件的平均长度的5~10%以内。
然后,所述全部天线部件具有几乎相同或者允许变差小的长度,而且侧方天线组510及一个以上的内侧天线组530、540的环形角度优选为与至基准直角四边形的中心的距离成反比。
即,构成所述天线组的天线部件的环形角度的大小优选是以第一内侧天线组530、第二内侧天线组540、侧方天线组510的顺序构成。
在此,所述天线部件的长度可由配置在窗口210上的部分的长度定义。
即,所述天线部件的长度可由如图3a所示从与用于施加RF电源的电源母线611、612、613结合的一端部分至如图3b所示连接至接地母线621、622、623的另一端部分的长度定义。
另一方面,所述天线部500作为构成各个天线组的天线部件为板状的板部件,如图5a及图5b所示,为了将与相邻的天线部件的距离最小化并且提高感应电场的强度,优选为宽度小的部分垂直配置。
即,构成各个天线组的天线部件是垂直剖面为直角四边形形状的板部件形成一体或者通过焊接多个板部件而成,如图5a及图5b所示,优选为垂直配置宽度小的部分。
另一方面,对于参照图5b、图7至图9说明的角落天线组的结构,只要在感应耦合等离子体处理装置中不降低角落部分中的等离子体的密度的同时可控制等离子体进而可大幅度提高基板处理的均匀度,则不论其余结构如何,当然都可适用。
另外,与上述的所述基准直角四边形区域的边及所述4个角落天线组700间隔间距配置的侧方天线组510的实施例,除了通过图5b、图7至图9提出的角落天线组的结构以外,也可适用于如图5a对于窗口210设置天线部件的高度全部相同的角落天线组等,只要是具有可独立控制的所述4个角落天线组700的结构则都可适用。
以上,仅是可由本发明实现的优选实施例的一部分相关说明,众所周知本发明的范围不限于上述的实施例来解释,与以上说明的本发明的思想及其根本的技术思想全部包括在本发明的范围内。
Claims (28)
1.一种感应耦合等离子体处理装置,包括:
腔室主体(100),平面形状具有直角四边形形状,并且在上侧形成有开口部;
窗口组件(200),包括一个以上的窗口(210)和支撑架(220),所述一个以上的窗口(210)覆盖所述开口部以与所述腔室主体(100)一同形成处理空间(S),所述支撑架(220)支撑所述窗口(210);
基板支撑部(300),设置在所述腔室主体(100),并支撑直角四边形的基板(10);
气体喷射部,向所述处理空间(S)喷射气体;
天线部(500),在所述窗口组件(200)的上部中设置在与所述基板(10)的直角四边形形状相对应的基准直角四边形区域,以在所述处理空间(S)形成感应电场;
其中,所述天线部(500)包括:
4个角落天线组(700),与所述基准直角四边形区域的顶点相邻配置,以控制角落部分的等离子体密度;
侧方天线组(510),与所述基准直角四边形区域的边及所述4个角落天线组(700)间隔间距配置。
2.根据权利要求1所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述角落天线组(700)及所述侧方天线组(510)彼此相连的部分中的电流方向相同。
3.根据权利要求1所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述侧方天线组(510)包括一个以上的侧方天线部件(511),
所述一个以上的侧方天线部件(511)与所述基准直角四边形区域的边间隔间距配置,并且一端(511a)连接RF电源(160),而另一端(511b)接地。
4.根据权利要求3所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述角落天线组(700)的角落环形结构具有螺旋形状的多重环形结构。
5.根据权利要求4所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述侧方天线组(510)为,
在所述基板(10)的直角四边形中除了顶点以外的边中具有一个以上的直线部分,
在与所述角落部分相向的部分中具有一个以上的侧方斜线部分。
6.根据权利要求5所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述侧方天线组(510)的侧方环形结构具有多重环形结构,
所述侧方天线组(510)的彼此相邻的直线部分之间的第一间距(D1)大于所述侧方天线组(510)的侧方斜线部分和所述角落天线组(700)之间的第二间距(D2)。
7.根据权利要求5所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述角落天线组(700)在与所述侧方天线组(510)相邻的部分中具有与所述侧方天线组(510)的所述侧方斜线部分相互平行的角落斜线部分。
8.根据权利要求7所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述角落天线组(700)及所述侧方天线组(510)彼此相邻的角落斜线部分中的电流方向相同。
9.根据权利要求7所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述角落天线组(700)的角落斜线部分包括所述基板(10)的顶点或者相比于所述基板(10)的顶点设置在更内侧。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述支撑架(220)形成有多个设置开口(221);
所述多个设置开口(221)分别设置所述窗口(210),所述窗口(210)具有与该设置开口(221)的平面形状相对应的形状。
11.根据权利要求10所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
为使多个所述窗口(210)以横向及纵向配置成m×n(m及n是2以上的自然数)的排列,所述支撑架(220)形成有网格结构的所述多个设置开口(221)。
12.根据权利要求11所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述角落天线组(700)设置成在所述多个设置开口(221)中与包括所述基准直角四边形区域的顶点的位置的顶点设置开口(221)重叠。
13.根据权利要求12所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述侧方天线组(510)的一部分设置成与所述顶点设置开口(221)重叠。
14.根据权利要求13所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述天线部(500)还包括一个以上的内侧天线组(530、540),
所述一个以上的内侧天线组(530、540)在所述侧方天线组(510)的内侧与所述侧方天线组(510)构成同心;
所述内侧天线组(530、540)的一部分设置成与所述顶点设置开口(221)重叠。
15.根据权利要求1至9中的任意一项所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述天线部(500)还包括一个以上的内侧天线组(530、540),
所述一个以上的内侧天线组(530、540)在所述侧方天线组(510)的内侧与所述侧方天线组(510)构成同心;
所述内侧天线组(530)包括:
第一内侧天线组(530),位于所述基准直角四边形区域的中心部;
一个以上的第二内侧天线组(540),配置在所述第一内侧天线组(530)和所述侧方天线组(510)之间,并且与所述第一内侧天线组(530)构成同心。
16.根据权利要求15所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述角落天线组(700)及所述侧方天线组(510)与用于阻抗调节的可变电容器连接并接地。
17.根据权利要求15所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
构成所述角落天线组(700)、所述侧方天线组(510)及一个以上的所述内侧天线组(530、540)的天线部件的长度具有全部天线部件的平均长度的10%以下的偏差。
18.根据权利要求15所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述侧方天线组(510)及一个以上的所述内侧天线组(530、540)的环形角度与至所述基准直角四边形的中心的距离成反比。
19.一种感应耦合等离子体处理装置,包括:
腔室主体(100),平面形状具有直角四边形形状,并且在上侧形成有开口部;
窗口组件(200),包括一个以上的窗口(210)和支撑架(220),所述一个以上的窗口(210)覆盖所述开口部,以与所述腔室主体(100)一同形成处理空间(S),所述支撑架(220)支撑所述窗口(210);
基板支撑部(300),设置在所述腔室主体(100),以支撑直角四边形的基板(10);
气体喷射部,向所述处理空间(S)喷射气体;
天线部(500),在所述窗口组件(200)的上部中设置在与所述基板(10)的直角四边形形状相对应的基准直角四边形区域,以在所述处理空间(S)形成感应电场;
其中,所述天线部(500)包括:
4个角落天线组(700),与所述基准直角四边形区域的顶点相邻配置,以控制角落部分的等离子体密度,并且具有旋涡形状的角落环形结构;
其中,各个的所述角落天线组(700)包括:
多个第一角落天线部件(711、712、713),从所述窗口(210)上面向上侧间隔第一高度(H1)设置,从所述基准直角四边形区域的中心向所述顶点方向间隔间距配置,并且电流方向相同;
多个第二角落天线部件(731、732),从所述窗口(210)间隔与所述第一高度(H1)不同的第二高度(H2)设置,从所述第一角落天线部件(711、712、713)向所述顶点方向间隔间距配置,并且电流以与所述第一角落天线部件(711、712、713)的电流方向相反的方向流动。
20.根据权利要求19所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述角落天线组(700)包括:
第一连接天线部件(721、723),连接所述第一角落天线部件(711、712、713)各个的另一端及所述第二角落天线部件(731、732)各个的一端;
第二连接天线部件(722、724),连接所述第二角落天线部件(731、732)各个的另一端及所述第一角落天线部件(711、712、713)各个的一端。
21.根据权利要求20所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述第一连接天线部件(721、723)及所述第二连接天线部件(722、724)形成有间隔提前设定的间距的多个结合部(791),以改变结合的所述第一角落天线部件(711、712、713)及所述第二角落天线部件(731、732)的结合高度。
22.根据权利要求20所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述第一角落天线部件(711、712、713)具有一对第一端部(712a、713a、711b、712b、713b),所述一对第一端部(712a、713a、711b、712b、713b)分别连接于所述第一连接天线部件(721、723)及所述第二连接天线部件(722、724);
所述第二连接天线部件(722、724)具有一对第二端部(731a、732a、731b、732b),所述一对第二端部(731a、732a、731b、732b)分别连接于所述第一连接天线部件(721、723)及所述第二连接天线部件(722、724)。
23.根据权利要求20所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述第一连接天线部件(721、723)及所述第二连接天线部件(722、724)从所述窗口(210)上面向上侧垂直延伸。
24.根据权利要求20所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述第一连接天线部件(721、723)及所述第二连接天线部件(722、724)从所述窗口(210)上面向上侧倾斜延伸。
25.根据权利要求20所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述角落天线组(700)在所述第一角落天线部件(711、712、713)中对于以环形结构的中心为准位于最外侧的第一角落天线部件(711)的一端施加RF电源,并且直接或者间接接地位于最内侧的第一角落天线部件(713)的另一端。
26.根据权利要求19至25中的任意一项所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,包括:
侧方天线组(510),与所述基准直角四边形区域的边及所述4个角落天线组(700)间隔间距配置。
27.根据权利要求26所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述角落天线组(700)及所述侧方天线组(510)彼此相邻的部分中的电流方向相同。
28.根据权利要求26所述的感应耦合等离子体处理装置,其特征在于,
所述角落天线组(700)在与所述侧方天线组(510)相邻的部分中与所述侧方天线组(510)从所述窗口(210)上面配置在相同高度。
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2021
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