CN1450847A - 等离子体处理装置和等离子体处理方法 - Google Patents

Abstract

披露了在不需要增加功率电源所需输出条件下能够改善等离子体处理均匀性的等离子体处理装置和等离子体处理方法。等离于体处理装置包括：使用等离子体进行处理的处理腔室(1，2)；和三个或更多个电磁波引入部件(4a至4d、5a至5d、6a至6d、15)，它连接着处理腔室(1，2)，将电磁波引入到处理腔室，使得提供给处理腔室的反应气体进入等离子体状态，其特征在于：对位于接近所述处理腔室(1，2)区域内的所述三个或更多个电磁波引入部件(4a至4d、5a至5d、6a至6d、15)的每两个相邻部件的组合来说，在形成一个所述组合的两个相邻电磁波引入部件之间的距离(X1，Y1)不同于在形成另一个所述组合的两个相邻电磁波引入部件之间的距离(X2，Y2)。

Description

等离子体处理装置和等离子体处理方法

                        技术领域

本发明涉及等离子体处理装置和等离子体处理方法，更具体地说，涉及诸如蚀刻装置、薄膜制成装置和抛光装置之类的等离子体处理装置，并涉及用于诸如半导体器件、液晶显示器件和太阳能电池之类的制造过程中的等离子体处理方法。

                         背景技术

众所周知，进行基片薄膜形成和蚀刻的等离子体处理装置也用于诸如半导体器件和液晶显示器(LCD)等器件的制造工艺。伴随近几年来的趋势，在液晶显示器和半导体器件的制造方面趋向于采用大尺寸的基片，已经开发的处理基片的等离子体处理装置能够适用于处理大尺寸的基片。

特别是，对用于液晶显示器制造的等离子体处理装置来说，已经开发了一种能处理一平方或几平方米基片的装置。在该等离子体处理装置中，存在的问题是所产生等离子体的均匀性，更具体地说，是等离子体处理本身的均匀性。

与当前主流技术中传统采用电容式耦合等离子体的等离子体处理装置相比，采用电感式耦合等离子体源或微波等离子体源的等离子体处理置的性能是等离子体源和基片偏置状态可以相互独立控制。因此，可以说，比电容耦合的等离子体源相比，采用电感式耦合或微波等离子体源的等离子体处理装置在等离子体和等离子体处理的均匀性和控制性方面显得更加优异。正是这样，近年来已经广泛的采用电感耦合或微波等离子体源的等离子体处理装置。

以上所讨论的采用电感耦合或微波等离子体源的等离子体处理装置的例子可以包括采用微波的等离子体处理装置、ICP等离子体处理装置和螺旋波的等离子体处理装置。在等离子体处理装置中，所使用的频率电磁波的频率高于从大约10MHz到大约10GHz的范围。这类电磁波的能量通常可以通过电介质进入到进行等离子体处理的处理腔室。作为使用的电介质来说，可以是机械处理的电介质板或部分电介质板，等等。

在这类等离子体处理装置中，为了能保证对一平方或几平方米大尺寸的基片处理的均匀性，就增加了使用尽可能最大尺寸的电介质以在宽阔区域上引入电磁波的需求。另一方面，电介质通常在真空密封部分起着十分重要的作用，以用于将处理腔室的内部与处理腔室的外部大气(大气空气)的绝缘。因此，当处理腔室的内部减压时，就要求电介质具有一定的厚度以便于承受大气的压力。这样，就必须使电介质即具有较大的尺寸(面积)又能具有较厚的厚度。

然而，在一些难以获得大尺寸(面积)情况下，即使能够保证机械处理等，但是，根据这一类电介质材料，该成本会非常高。此外，采用大尺寸的电介质，电介质自身重量也会变得很重，以致于出现电介质的操纵难以维持或类似的情况。

为了能解决这类问题，例如，在日本未公开专利No.2000-12291中披露了等离子体处理装置，在该专利中，没有采用单张大尺寸的电介质而是采用了多张电介质，这些电介质通过将相当于要处理的基片面积划分成所获得的较小的面积，通过这样的方式使得电磁波能引入到处理腔室。图8是日本未公开专利No.2000-12291所披露的等离子体处理装置的剖面示意图。图9是图8所示等离子体处理装置的支撑架和密封板的示意图。接着将根据图8和图9来讨论日本未公开专利No.2000-12291所披露的等离子体处理装置。

正如图8和图9所示，等离子体处理装置包括：反应腔室121，基片109保持在该腔室内；向反应腔室121提供反应气体的导管；产生应用于反应腔室121微波的微波发生器125；将微波发生器125所产生的传输到反应腔室121微波的波导124。在反应腔室的底部设置了将反应腔室121内部气体排出的排出导管。

在反应腔室121的顶部和面对着波导124的区域中制成了用于微波的引入窗口122。引入窗口122直接制成在支撑架130上，正如图9所示。在支撑架130中以三行和三列的矩阵方式(在总数为9的位置上)制成开孔部分。在任何相互相邻的两个开孔之间的间隔基本上是恒定的(开口部分基本上是均匀分布的)。各个开口部分采用密封板123密封。密封板123是由诸如氮化铝或氧化铝的电介质所制成的。在各个密封板123和支撑架130所接触的部分之间插入O型环。在支撑架130的开口部分之间制成了用于流过冷却水的媒介流通路径127。环绕着装置128的冷却水连接着媒介流通路径127。

在采用上述结构的等离子体处理装置中，微波发生器125所产生的微波通过波导124和均匀排列(以基本相等的间隔)的密封板123引入到反应腔室121。

在上述讨论的常规等离子体处理装置中，还存在着下列一些问题。即，在图8和图9所示的等离子体处理装置中，各个密封板123都起着将微波引入到反应腔室的引入部件的作用，正如以上所讨论的，在任何两个相邻的密封板123之间的间隔基本是恒定的。在这种情况下，从微波(电磁波)输入一边来观察时，在存在负载的情况下，反应腔室121内部的内部负载条件在间隔接近于反应腔室121的侧壁(在反应腔室121的外围一边)和远离反应腔室121的侧壁(在反应腔室121的中央部分)之间是不同的。此外，根据反应腔室的内部结构，如果其内部结构是较复杂的话，负载的条件也会在间隔处于反应腔室外围边的上边和间隔在上述讨论的中央部分一边之间出现差异的情况。

正是由于这个原因，即使以条件基本相同的微波能够提供给每一个密封板123，但是仍然会出现根据引入部件(密封板123)的位置微波所产生的等离子体会难以分布于反应腔室121的内部。即，即使引入部件(密封板123)是以上述所讨论的任何两个相邻密封板之间的恒定间隔来排列，但还会存在实现反应腔室121内部所产生等离子体均匀性的限制。因此，在实现等离子体处理均匀性方面会遇到一些困难的情况。

值得注意的是，这里所提及的引入部件是指开孔部分，它用于使用微波的等离子体处理装置的槽型天线设计中的槽型天线，以及引入部件还指使用微波的等离子体处理装置的其它设计中传输微波的电介质部分，例如，在ICP型或螺旋波型的等离子体处理装置中。

为了能应付上述所讨论的问题，就应该考虑到能够保证等离子体或等离子体处理的均匀性，即使在引入部件是基本相等的间隔来排列的情况下，可通过增加诸如反应腔室121的密封板123的微波引入部件的数量，以及进行匹配使之能根据引入部件的位置来改变微波发生器125的输出。对单个引入部件来说，在产生等离子体所需能量的数值基本没有改变。因此，如果增加了引入部件的数量，就需要许多高功率的电源来与所增加的引入部件相匹配，以便于在所有的增加的引入部件能产生等离子体。此外，在这种情况下，也需要能保证已经增加的许多功率电源的大的安装空间。另外，在控制许多功率电源的各个输出调整方面也会产生复杂性。正是由于这个原因，上述讨论的措施都是不现实。

除此之外，在使用具有数百MHz或更高MHz频率的微波的情况下，为了能将微波发生器与反应腔室相连接，主要采用波导。随着引入部件的数量增加，这类波导会使得它的布局更加复杂，这种情况不同于采用同轴电缆来传输比微波频率低的电磁波的情况；因此，对于维护来说，在安装和拆装波导的工作方面容易程度降低的情况会发生。

                        发明内容

本发明的一个目的是提供等离子体处理装置和等离子体处理方法，它能够在不需要增加功率电源所需输出的条件下提高等离子体处理的均匀性。

正如以上所讨论的，为了能提高对例如大约为1平方米或大于1平方米的大尺寸基片的等离子体处理的均匀性，例如，在等离子体处理装置中引入微波，用于通过引入的波导、槽型天线和微波发生器的电介质来产生在处理腔室内部的等离子体，所进行的安装涉及在引入电路组的增加部分，引入波导、槽型天线和电介质的各个结构，并以均匀分散的状态排列；或在槽型天线中增加开槽。然而，本发明者对常规实现的研究的结果，在引入到处理腔室内的微波总的能量是恒定的情况下，通过各槽所引入的微波能量是随着引入电路组的增加或随着开槽的增加而减小的。因此，从各槽引入到处理腔室的微波能量不足以激发等离子体，从而会发生等离子体不能正常产生的情况。

此外，正如以上所述，在开槽的数量增加的情况下，就需要与开槽数量成比例地增加微波的总的能量，以便通过各开槽能释放出激发出等离子体的能量的微波。即，需要根据所增加的引入电路组或所增加的开槽来安装另外的具有高功率输出的功率电源，以提供足够能量的微波。

因此，本发明者在不需要安装所增加的引入电路组或所增加的开槽(即，不需要相应地增加功率电源的另外安装)的条件下，进行了有关改善等离子体处理均匀性的方法的各种实验，进而完成了本发明。即，处理腔室内部的各开槽邻近的局部负载的条件为什么不同于另一个开槽的邻近负载条件的主要原因之一被认为是从各个开槽观察时(离开侧壁的距离和从各个开槽观察时固定基片的基片支撑架的位置)处理腔室内部的结构设置的条件不同于从另一个开槽观察时的条件。根据这个理解，本发明者发现，可以在不需要增加引入电路组的数量的条件下，通过优化引入电路组的排列，使之与处理腔室内部结构的排列相匹配，来改善等离子体的均匀性。根据该发现，通过优化最小数量的所需引入电路组的结构，同时将引入到处理腔室内的微波的能量抑制到尽可能低的水平，就能够改善等离子体处理的均匀性。

基于上述讨论的发现和和认识的基础，根据本发明的等离子体处理装置，包括：进行利用等离子体进行处理的处理腔室，以及三个或更多个与处理腔室相连接的电磁波引入部件，用于将电磁波引入到处理腔室内，以驱使提供给处理腔室的反应气体进入到等离子体状态，其中，对于所述处于邻近处理腔室的区域中的三个或更多个电磁波引入部件的每两个相邻部分的组合来说，在形成一个所述组合的两个相邻电磁波引入部件之间的距离不同于形成另一个所述组合的两个相邻电磁波引入部件之间的距离。

采用上述的结构，电磁波引入部件就能够参照处理腔室的内部结构以及其它等等因素以不同的间隔来设置。这里，即使在各个电磁波引入部件所提供的微波能量是基本恒定的情况下，通过确定电磁波引入部件的结构使之适合于处理腔室的内部结构，就能改善在处理腔室内部产生等离子体的均匀性。因此，在没有增加电磁波引入部件的数量(即，同时将微波的功率抑制到尽可能低的水平)的条件下，此外，还能在不需要进行复杂控制就能变更通过各个电磁波引入部件的微波能量的条件下，能够改善等离子体处理的均匀性。

在上述的等离子体处理装置中，电磁波引入部件可以分别包括构成处理腔室外壁部分的电介质元件；以及连接着电介质元件的波导。

在这种情况下，本发明可以较容易地应用于那些采用具有数百MHz或高于数百MHz频率微波的等离子体处理装置。

在上述等离子体处理装置中，处理腔室可以包括：连接着电磁波引入部件的壁；和连接着壁的一对侧壁部分；这些侧壁不仅沿着不同于壁延伸的方向而延伸，而且以相互面对面的方式排列；其中，电磁波引入部件的第一组合包括定位在距离某个侧壁最近位置上的电磁波引入部件，而第二组合并不包括定位在距离该侧壁最近位置上的电磁波引入部件，在第一组合中的电磁波引入部件之间的距离可以不同于在第二组合中的电磁波引入部件之间的距离。

在这种情况下，由于可以根据处理腔室侧壁的影响来确定电磁波引入部件的排列结构，所以能改善在侧壁附近的等离子体的均匀性。因此，能够改善等离子体处理的均匀性。

在上述的等离子体处理装置中，处理腔室可以包括：排列了电磁波引入部件的壁；连接着壁的侧壁部分，这些侧壁部分不仅沿着不同于壁延伸的方向而延伸，而且以相互面对面的方式排列；其中，三个或更多个电磁波引入部件中的每一个都可以具有其方向基本垂直于它的电磁波传输方向的主轴，调整三个或更多个电磁波引入部件中的主轴使之能基本平行于侧壁的延伸方向，并且也可以调整三个或更多个电磁波引入部件，使之平行排列得沿着从一对侧壁中的一个侧壁向着另一个侧壁的方向。

在这种情况下，电磁波引入部件的主轴可以调整到平行于沿着一对侧壁延伸的方向，并且不仅电磁波引入部件以平行于侧壁对的排列来设置，而且也可以根据处理腔室的侧壁和内部结构来确定其间隔。因此，由于能够改善等离子体的均匀性，所以能够改善等离子体处理的均匀性。

在上述等离子体处理装置中，第一组合包括定位在距离侧壁最近位置上的电磁波引入部件，而第二组合并不包括定位在距离侧壁最近位置上的电磁波引入部件，在第一组合中的电磁波引入部件之间的距离可以不同于在第二组合中的电磁波引入部件之间的距离。

在这种情况下，由于电磁波引入部件的排列一定是考虑了侧壁的影响后确定的，因此就能够在侧壁附近获得更好的等离子体的均匀性。从而，就能够有效地改善等离子体处理的均匀性。

在上述的等离子体处理装置中，所设置的三个或更多个电磁波引入部件可以基本轴对称于放置在处理腔室内的待处理目标的位置。

在这种情况下，由于电磁波引入部件的排列考虑到了待处理目标的放置后确定的，所以所产生的等离子体以其基本轴对称于待处理的目标。因而，能够有效地改善对待处理目标的等离子体处理的均匀性。

在上述等离子体处理装置中，电磁波引入部件可以包括设置在电磁波传输路径上的槽型天线。

在这种情况下，通过改变槽型天线的位置，就能较容易地改变在电磁波的传输路径之间的间隔(在各对应电磁波引入部件之间的间隔)。由于上述所讨论的间隔能够较容易地改变使之能适合处理的条件，例如，处理腔室、待处理的目标、反应气体等等，因此能够较容易地改善等离子体处理的均匀性。

在上述等离子体处理装置中，由三个或更多个电磁波引入部件中的一个所引入到处理腔室中的电磁波的总能量是不同于由三个或更多个电磁波引入部件中的另一个所引入到处理腔室中的电磁波的总能量。

在这种情况下，通过不仅控制电磁波引入部件的结构以及还控制电磁波的总能量，能够以更高的程度来改善等离子体处理的均匀性。

上述等离子体处理装置可以包括：气体引入部件，用于向处理腔室提供反应气体；样本台，用于保持在处理腔室内部的待处理目标；以及高频施加部分，用于将高频施加到保持在样本台上的待处理目标。

在上述处理装置中，电磁波引入部件可以包括：  至少一个波导以及设置在处理腔室附近的电介质部件。电介质部件可以构成处理腔室的壁表面。

在这种情况下，可以调整构成电磁波传输路径的波导的位置或电介质部件的位置，使之能适合于处理腔室的内部结构，从而能够较容易地改善在处理腔室内部所产生等离子体的均匀性。

在上述等离子体处理装置中，处理腔室的壁表面可以包括，至少一个能够传输电磁波的电介质部件。三个或多个电磁波引入部件每一个都可以包括设置在一个电介质部件表面的槽型天线中所制成的三个或多个的开槽。

在这种情况下，通过调整在槽型天线中开槽的位置，就能够调整在处理腔室内面对构成处理腔室的壁表面空间(处理腔室内部的部分空间)中所产生的等离子体的局部均匀性)。即，能够获得等离子体均匀性的更细微的调整。

根据本发明的等离子体处理方法是使用等离子体处理装置的等离子体处理方法，其中，等离子体处理装置包括：利用等离子体进行处理的处理腔室；以及三个或多个与处理腔室相连接的电磁波引入部件。在上述等离子体处理装置中，电磁波引入部件将电磁波引入到处理腔室内，用于驱动提供给处理腔室的反应气体进入到等离子体状态。对设置在处理腔室附近区域中的所述三个或多个电磁波引入部件的每两个相邻部分的组合来说，在形成一个所述组合的两个相邻电磁波引入部件之间的间隔是不同于在形成另一个所述组合的两个相邻电磁波引入部件之间的间隔。等离子体处理方法包括：将待处理目标放置于处理腔室内部的步骤；向处理腔室提供反应气体的步骤；以及处理步骤。在处理步骤中，通过电磁波引入部件将电磁波引入到处理腔室，从而驱使反应气体进入到等离子体状态。采用该方法产生的等离子体对待处理的目标进行等离子体处理。从三个或多个电磁波引入部件分别提供处理腔室的能量总量(例如，作为电磁波的微波的功率数值)是基本相等的。其中，基本相等的能量总量是指由三个或多个电磁波引入部件分别提供处理腔室的能量总量偏离预定参考数值的偏离值在参考数值的±5％以内。

对采用这种结构来说，在所采用的等离子体处理装置中，可以采用不同间隔所设置的电磁波引入部件，并随着处理腔室内部结构等等的变化来设置；因此，等离子体处理(处理步骤)能够在改善处理腔室内部所产生等离子体的均匀性的条件下实现。因此，能够改善对待处理目标的等离子体处理的均匀性。

在上述的等离子体处理方法中，在处理步骤中，通过在三个或多个电磁波引入部件中的一个电磁波引入部件而引入到处理腔室内的电磁波能量可以不同于在三个或多个电磁波引入部件中的另一个电磁波引入部件而引入到处理腔室内的电磁波能量。

本发明的上述以及其它目的、性能、方面以及优点都将通过结合附图的本发明下列详细讨论变得更加清晰。

                        附图说明

图1是根据本发明等离子体处理装置的第一实施例的剖面示意图；

图2是图1沿着II-II剖线的剖面示意图；

图3是沿图1箭头方向所观察到的腔室盖子的平面示意图；

图4是根据本发明等离子体处理装置的第二实施例的剖面示意图；

图5是图4沿着V-V剖线的剖面示意图；

图6是根据本发明等离子体处理装置的第三实施例的剖面示意图；

图7是用于讨论作为本发明例子的等离子体处理装置的剖面示意图；

图8是在日本未公开专利No.2000-12291所披露等离子体处理装置的剖面示意图；

图9是图8所示等离子体处理装置的支撑架和密封板的示意图。

                    具体实施方式

基于下列附图来讨论本发明的实施例。值得注意的是，在下列附图中采用相同的参考数字来标注相同的或对应的结构；因此，将不再重复对其的讨论。

第一实施例

参照图1至图3，讨论根据本发明等离子体处理装置的第一实施例。

如图1至图3所示，等离子体处理装置包括：腔室主体2，在它的上部具有开放的部分；以及腔室的盖子1，其用于罩住腔室主体2的开放部分。处理腔室是由腔室主体2和腔室盖子1所构成。腔室盖子1和腔室主体2可在它们的相互接触部分采用垫圈10来密封。腔室盖子1是接地的。

在腔室盖子1内形成了开孔部分17a至17d，作为在八个位置上的壁的部分，正如图3所示。电介质元件5a至5d分别插入和固定在开孔部分17a至17d。作为电介质元件5a至5d的材料，通常可以使用二氧化硅(SiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、氮化铝(AlN)等等。在腔室盖子1和各个电介质元件5a至5d之间的间隙可以采用垫圈11来密封。

槽型天线板6a至6d，正如图1所示，是以槽型天线的方式设置在电介质元件5a至5d上。槽型天线板6a至6d都具有基本上相互类似的形状。以下采用具体方式作为实例来讨论槽型天线板6a至6d。如图2所示，在电介质部件5b上所设置的槽型天线板6b中形成了四个开槽15。

正如图1所示，在槽型天线板6a和6d上设置了引入波导4a至4d。电磁波引入部件由引入波导4a至4d、槽型天线板6a至6d以及电介质元件5a至5d所构成。只要具有三个或多个电磁波引入部件就足够了。电磁波引入部件的数量较佳的是四个或更多个。从图1和图2中可以看到，所构成的引入波导4a至4d沿着基本并行于Y轴的方向延伸(电磁波引入部件可以具有垂直于在引入波导中传输电磁波(微波)的传输方向的主轴，并且基本并行于Y轴)。正如从图1中可以看到的，电磁波引入部件(微波引入部件)的主轴是沿着基本并行于沿着腔室主体2的侧壁延伸方向(Y轴方向)而延伸的，同时电磁波引入部件也可以平行的结构来排列，该结构是以基本垂直于沿着主轴延伸方向(Y轴方向)的方向(X轴方向)来设置的。

在引入波导4a至4d上设置了波导3a至3d。波导3a至3d与未显示的磁电管相连接。为了能更加具体化，波导3a至3d通过未显示的微波固体电路与磁电管相连接，其中，微波固体电路包括：隔离器、自动匹配单元，以及符合JIS标准的直线波导、角形波导、锥形波导以及分支波导等。基本形成在腔室盖子1的中心部分是气体引入路径14，作为向腔室内部13引入反应气体用于等离子体处理的气体引入部件。

基片支架7作为用于固定待处理基片9的样本台，它设置在面对着腔室盖子1的腔室主体2的底部的腔室内部13。用于支撑着基片支架7的底座设在基片支架7的下面。所设置的该底座穿过了腔室主体2的地壁。在底座和腔室主体2地壁之间设置了隔离器12。基片支架7通过底座与施加部分的高频功率电源电性能连接。

腔室内部13保持在真空状态，它籍助于未显示的真空泵排出腔室内部13的大气气体，使之保持与1×10^-4Pa至1×10^-5Pa的真空状态。值得注意的是，尽管未显示，但是还是分别向腔室盖子1、腔室主体2以及基片支架7提供了将温度报纸在相应范围内的温度调节机械。温度调节机械包括：诸如电加热器的加热部件，用于循环冷却媒介的冷却水管，等等。

正如图1所示，在每一个槽型天线板6a至6d上以X轴方向形成了作为电磁波引入部件的开槽15，在一组开槽15之间距离(在腔室主体2的邻近区域内在相邻电磁波引入部件的组合中电磁波引入部件之间的距离)的设置方式是在等离子体处理装置的腔室盖子1的中心部分的一组开槽15之间的距离X1(在不包括了最接近腔室主体侧壁的电磁波引入部件的相邻电磁波引入部件的组合中的电磁波引入部件之间的距离X1)不同于在腔室盖子1边缘位置(腔室主体侧壁的边)上的一组开槽15之间的距离X2(在包括了最接近腔室主体侧壁的电磁波引入部件的相邻电磁波引入部件的组合中的电磁波引入部件之间的距离X2)。即，如图1所示，在槽型天线6b上所形成的开槽15的中心和槽型天线6c上所形成的开槽15的中心之间的距离X1大于在槽型天线6a上所形成的开槽15的中心和槽型天线6b上所形成的开槽15的中心之间的距离X2或槽型天线6c上所形成的开槽15的中心和槽型天线6d上所形成的开槽15的中心之间的距离X2。

此外，正如图2所示，在槽型天线板6b中所形成的作为电磁波引入部件的四个开槽15中心之间的距离以图中Y轴方向取各自不同的数值。即，在图2所示的槽型天线板6b中，在图中最右边位置(远离腔室主体2的侧壁区域)上的开槽15(第一开槽)的中心和设置在其左边相邻的开槽15(第二开槽)的中心之间的距离由距离Y1表示。在第二开槽的中心和设置在其左边相邻的开槽10(第三开槽)的中心之间的距离由距离Y2表示。在第三开槽的中心和设置在其左边相邻的开槽10(第四开槽)的中心之间的距离由距离Y3表示。距离Y1至Y3是相互不同的。值得注意的是，在槽型板6b上所形成开槽的数量较佳地为三个和更多个，最好是四个或更多个。

随后，进行图1至图3所示的等离子体处理装置作为干蚀刻装置使用的操作。

正如图1所示，首先将待蚀刻处理的基片9放置在基片支架7上，作为将待处理的目标置于处理腔室内部的步骤。使用排气器械(未显示)排出在腔室内部13中的大气气体，直至腔室内部13产生上述所讨论的真空状态。随后，作为反应气体的处理气体通过气体引入路径14(见图1)引入到腔室内部13，作为向处理腔室提供反应气体的步骤。处理气体的例子可包括：CF₄与氧气(O₂)、氯(Cl₂)的混合气体，等等。

此后，磁电管(未显示)产生具有2.45GHz频率的微波。该微波通过微波固态电路(未显示)辐射到腔室内部13，微波固态电路可以包括隔离器、自动匹配单元，以及符合JIS标准的直线波导、角形波导、锥形波导以及分支波导等，此外，微波也可以通过波导3a至3d，通过引入波导4a至4d，通过在槽型天线板上的开槽15和通过电介质部件5a至5d辐射到腔室内部13。微波的能量提供给了上述所讨论的处理气体，使之产生离化气体(等离子体20)。利用的来自语20对基片支架7上的基片9进行了蚀刻。采用这种方式，就实现了处理的步骤。值得注意的是，对基片9来说，所采用的基片可以是玻璃制成的基片，在其表面可以包含诸如铝的金属和诸如二氧化硅的绝缘层的一种和多种材料制成的薄膜和多层薄膜，并且在该薄膜上制成了诸如引线和接触孔的光刻图形。

概要介绍了蚀刻方法的特性结构，它可以作为根据本发明的上述讨论的等离子体处理方法的一个实例，根据本发明的蚀刻方法是一种利用等离子体处理装置进行蚀刻的方法(等离子体处理方法)，其中等离子体处理装置包括：构成利用等离子体进行处理的处理腔室的腔室主体2和腔室盖子1；作为连接着腔室的三个或更多个电磁波引入部件的引入波导4a至4d；槽型天线板6a至6d；以及电介质部件5a至5d。

值得注意的是，三个或更多个，更佳的是四个或更多个开槽15作为电磁波引入部件制成在作为槽型天线的每一个槽型天线板6a至6d上。在上述的等离子体处理装置中，电磁波引入部件(引入波导4a至4d、槽型天线板6a至6d以及电介质元件4a至4d)是部分引入电磁波，以便于将作为反应气体提供给腔室内部的处理气体能以等离子体的状态进入到腔室的内部。对位于接近处理腔室区域(例如，在腔室盖子上所排列的槽型天线板6a至6d的区域或引入波导4a至4d所排列的区域)的所述三个或多个电磁波引入部件中每两个相邻的电磁波引入部件的组合来说，在形成一个所述组合的两个相邻电磁波引入部件(例如，在槽型天线板6a至6d中所形成的一组开槽15)之间的距离(例如，如图1所示，在槽型天线板6a上形成的开槽15的中心和槽型天线板6b上形成的开槽15的中心之间的距离X2)是不同于形成另一个所述组合的两个相邻电磁波引入部件(例如，在槽型天线板6b至6c中所形成的一组开槽15)之间的距离(例如，如图1所示，在槽型天线板6b上形成的开槽15的中心和槽型天线板6c上形成的开槽15的中心之间的距离X1)。

此外，正如图2所示，在一个槽型天线板6b上所形成的开槽15对应于上述电磁波引入部件的情况下，对位于接近处理腔室区域(例如，在腔室盖子上提供槽型天线板6b的区域)的所述三个或多个电磁波引入部件(每一都具有在槽型天线板6b上形成的四个开槽15)中每两个相邻的电磁波引入部件的组合来说，在形成一个所述组合的两个相邻电磁波引入部件(开槽15)之间的距离Y1是不同于形成另一个所述组合的两个相邻电磁波引入部件(开槽15)之间的距离Y2或Y3。

上述的蚀刻方法包括：将基片9放置于腔室内部作为待处理的目标的步骤；将作为反应气体的处理气体提供给处理腔室的步骤；以及处理步骤。在处理步骤中，作为电磁波的微波通过电磁波引入部件(引入波导4a至4d、槽型天线板6a至6d以及电介质元件5a至5d)引入到腔室，从而使得处理气体进入到等离子体状态。利用这种方法所产生的等离子体对基片9进行诸如蚀刻处理的等离子体处理。由各个组的引入波导4a至4d、槽型天线板6a至6d以及电介质元件5a至5d提供给腔室内部13的微波功率数值可以是相互间基本相等的。

采用这类结构，由于所使用的等离子体处理装置内的引入波导4a至4d、槽型天线板6a至6d以及电介质元件5a至5d是以不同的间隔来排列的，并应用于处理腔室的内部结构以及其它，所以，以等离子体状态进行的蚀刻能够改善在处理腔室内部产生等离子体的均匀性。因此，在以等离子体处理基片9的蚀刻均匀性方面能够获得改善。

值得注意的是，在上述蚀刻方法的处理步骤中，通过作为三个或多个电磁波引入部件的一组引入波导4a至4d、槽型天线板6a至6d以及电介质元件5a至5d引入到腔室内部13的微波的功率数值可以不同于构成三个或多个电磁波引入部件的另一组引入到腔室内部13的微波的功率数值。

正如图1所示，在根据本发明的等离子体处理装置中，X轴方向相互相邻的开槽15中心之间的距离X1和X2是不同的，其数值在中心部分和外围部分的数值之间。即，考虑到由腔室主体2的侧壁存在而引起等离子体状态的变化以及优化排列作为由引入波导4a至4d、槽型天线板6a至6d以及电介质元件5a至5d所构成的电磁波引入部件的微波引入部件，以便于最终实现由微波通过多个开槽15辐射到腔室内部13所产生的等离子体能均匀分布。即使是在由微波引入部件提供给腔室内部13的微波能量以这种方法控制在基本均匀水平的情况下，所确定的微波引入部件的排列要适合于腔室内部的结构(例如，要考虑腔室主体2侧壁的影响)；因此能够改善腔室内部等离子体的均匀性。因此。可以在不需要增加微波引入部件的数量(同时将引入的微波功率抑制到尽可能低的水平上)的条件下，以及在不要求进行变化每一个微波引入部件的微波能量的复杂控制的条件下，能够改善等离子体处理的均匀性。

此外，正如图2所示，在槽型天线板6b的开槽15中心之间的距离Y1至Y3分别设置在最佳数值上，从而以类似的方法改善了Y方向等离子体的均匀性。此外，同时，通过改变在每一个槽型天线板6a至6d(见图1)中开槽的排列，就能以相对较容易的方式来改变在等离子体处理装置中开槽15中心之间的距离Y1至Y3。

同时要注意的是，正如图2所示，改变在开槽15中心之间的距离Y1至Y3，所产生等离子体的均匀性能够保持在较高的水平上，即使在开槽15中心之间的距离是均匀的情况下，只要能在Y方向上设置足够数量的开槽15即可。此外，同时，在图1至图3所示的等离子体处理装置中，在引入波导4a至4d和电介质元件5a至5d之间设置了槽型天线板6a至6d，槽型天线板6a至6d可以放置在面对着腔室内部13的电介质部件5a至5d的表面上。

另外，在图1至图3所示的等离子体处理装置中，包括引入波导4a至4d、槽型天线板6a至6d以及电介质部件5a至5d的微波引入部件可以轴对称于基片9的中心部分来排列。在这种情况下，由于所确定的微波引入部件的排列考虑到了待处理基片9的位置，所以所产生的等离子体的分布可以基本轴对称于基片9的中心部分。因此，能够有效地提高处理基片9的等离子体的均匀性。

此外，在图1至图3所示的等离子体处理装置中，可以通过改变槽型天线板6a至6d中开槽的排列，例如，以图1的X轴方向，来改变图1所示的距离X1或X2。另外，也可以通过改变开槽15在图2所示Y轴方向的位置较容易地改变距离Y1至Y3。因此，由于距离X1或X2以及Y1至Y3能够较容易地改变，以便于适合处理的条件和腔室内部13的结构，从而能够容易地改善等离子体处理的均匀性。

此外，本发明还可以应用于各类等离子体处理装置，而不仅仅只是采用图1至图3所示的槽型天线板6a至6d的等离子体处理装置。例如，在使用ECR(电子回旋加速谐振)等所产生的微波的等离子体处理装置，采用多个引入电磁波而不是微波的引入部件的ICP(电感耦合等离子体)等离子体装置以及螺旋波的等离子体处理装置中，通过在用于产生多种等离子体的能源的引入部件之间采用不同的间隔就能提高等离子体处理的均匀性。除此之外，本发明也可应用于使用等离子体的处理装置，而不仅仅只是上述所讨论的干式蚀刻装置，例如，抛光装置，CVD(化学蒸发沉积)装置，溅射装置，等等。

第二实施例

参照图4和图5，进行根据本发明等离子体处理装置的第二实施例的讨论。值得注意的是，图4与图1相对应。

正如图4和图5所示，等离子体处理装置的结构基本类似于图1至图3所示的等离子体处理装置，其差异是在将微波引入到腔室内部13部分的结构。即，在图4和图5所示的等离子体处理装置中，在腔室盖子1的五个位置上形成了开孔部分17a至17e。开孔部分17a至17e的内部设置了电介质元件5a至5e。在电介质元件上放置了已制了四个开槽15的槽型天线板6a至6e。又在各个槽型天线6a至6e上放置了引入波导4a至4e。在引入波导4a至4e上设置了波导3a至3e。微波引入部件是由各组电介质元件5a至5e、槽型天线板6a至6e以及引入波导4a至4e构成的。为了能更具体化，例如，一个微波引入部件是由电介质元件5a、槽型天线板6a以及引入波导4a构成的。

同时，在图1和图3所示的等离子体处理装置中，在腔室盖子1中以矩阵方式排列了八个微波引入部件，而在图4所示的等离子体处理装置中以平行的结构(以平行于主轴而延伸)排列了五个微波引入部件。正如图4所示，在接近腔室内部13的中心部分而设置的相邻微波引入部件之间的距离X3是不同于位于腔室内部13外围边的微波引入部件之间的距离X4。为了能更具体化，在槽型天线板6b形成开槽15的中心和槽型天线板6c形成开槽15的中心之间的距离X3设置成大于在位于外围边的槽型天线板6a形成开槽15的中心和槽型天线板6b形成开槽15的中心之间的距离X4。

采用该结构，由于所确定的微波引入部件的结构考虑到了腔室主体2侧壁的影响，所以均匀性可以提高到比距离X3和X4相互相同的情况更高的水平，该情况类似于本发明的第一实施例。

此外，正如图5所示，在槽型天线板6a上所形成开槽15的中心之间的各个距离都设置成相互不同。在这种情况下，也能够获得类似于根据本发明的等离子体处理装置的第一实施例的效果。

值得注意的是，在图4和图5所示的等离子体处理装置中，由电介质元件5a至5e、槽型天线板6a至6e、引入波导4a至4e等所构成的微波引入部件基本轴对称于中心轴(如线段V-V所示的轴)，该轴沿着等离子体处理装置示意图的中心部分(基片9的中心部分)的腔室盖子1的法线方向延伸。采用这种结构，就能够获得关于大约放置在腔室内部13的中心部分的基片9基本均匀的等离子体。从而就能够对基片9进行均匀的等离子体处理。

根据待处理基片9的尺寸、以高度与宽度的比例来考虑的基片形状、处理的间隙、处理均匀性所要求的目标数值、在槽型天线板6a至6e中所制成的开槽15的数量(开槽开孔的数量)和其它等等，通过适当改变引入波导4a至4e、槽型天线板6a至6e等的数量，就能够保证处理的均匀性。

第三实施例

参照图6，进行根据本发明的等离子体处理装置的第三实施例的讨论。着的注意的是，图6与图2相对应。即，图6所示的剖面对应于图1沿着II-II线所取的剖面。

正如图6所示，等离子体处理装置的结构基本类似于图1至图3所示的等离子体处理装置，其差异在引入波导4b和波导3b的结构。值得注意的是，在X-Z的平面图上，图6所示的等离子体处理装置的剖面形状基本类似于图1所示的等离子体处理装置。

在图1至图3所示的等离子体处理装置中，在各个电介质元件5a至5b上设置了引入波导4a至4d(见图1)。反之，在图6所示的等离子体处理装置中，在一个引入波导4b下设置了两个电介质元件5b。即，所形成的一个引入波导4b用于两个电介质元件5b。

采用这种结构，不仅能够获得类似于根据第一实施例的等离子体处理装置的相同效果，而且还能将提供给电介质元件5a至5d的引入波导4a至4d的数量(见图1)减小到比本发明的第一实施例的等离子体处理装置少。这里，在对应于大的尺寸基片9的等离子体处理装置的情况下，来自微波发生器的波导数量和分支的数量可以小于图1至图3所示的等离子体处理装置的情况。因此，所制成的等离子体处理装置的结构就可以更加简单和更加方便。

值得注意的是，图6所讨论的等离子体处理装置也可以被认为是图4和图5所示等离子体处理装置的第二实施例的一个变化的实例。即，图6所示的等离子体处理装置也能够被认为具有将图5所示的电介质元件5c(见图5)分成为两个而获得的结构。

应用这种结构，与图4和图所示的等离子体处理装置相比，通过将电介质元件分成两个(见图5)就可以使图6所示的等离子体处理装置中的各个电介质元件5b(见图6)的区域变得更小。因此，能够减小其应力，该应力会直接影响每一个电介质元件5b作为腔室内部13真空密封部件的作用。因此，电介质元件5b(见图6)可以比图5c所示的电介质元件5c薄。

此外，由于通过电介质元件分成更小，正如图6所示，腔室盖子1的各个开孔17b区域就能够更小些，从而提高了它们的坚硬程度。因此，当腔室内部13真空时，由施加在腔室盖子1上的大气压力所引起腔室盖子1的变形就能够变得更小。

在采用大尺寸基片9的放大等离子体处理装置结构的情况下，也能够采用对具有电介质元件5b的原始结构的划分而获得增加电介质元件5b的数量的方法，较容易地重新构建等离子体处理装置使之能适用于大尺寸的基片9。此外，以这种方法通过划分而获得电介质元件5b的制造成本能够抑制在比图5所示的相对较大尺寸电介质部件的成本更低的成本上。因此，具有如图6所示结构的等离子体处理装置的结构是较佳的适用于大尺寸基片9的等离子体处理装置的结构。

值得注意的是，在图6所示的等离子体处理装置中，一个引入波导4b设置了两个电介质元件5b同时，也可以一个引入波导4b设置三个或更多个电介质元件5b。在这种情况下，也能够获得类似于以前情况的效果。

此外，在第一至第三实施例所示的等离子体处理装置中，从各个微波引入部件引入到腔室内部13的微波的能量总量相互间是基本相等的，而从各个微波引入部件所引入的各个能量的总量相互间可以是不同的。采用这种结构，微波的能量总量可以用于作为控制参数，从而能更加确实地改善等离子体处理的均匀性。

为了证实根据本发明等离子体处理装置的效果，进行了下列实验。首先准备了如图7所示的等离子体处理装置。

图7所示的等离子体处理装置具有基本类似于图1至图3所示的等离子体处理装置的结构。即，类似于图1所示的等离子体处理装置，图7所示的等离子体处理装置具有轴对称于X轴中心线的结构。在图7所示的等离子体处理装置中，进行了等离子体处理分布(处理分布)的实验验证，该实验对应于的情况是由引入波导4a至4d、槽型天线板6a至6d、以及电介质元件5a至5d构成所使用的微波引入部件，采用在腔室的外围部分和中心部分不同的方法，使得微波引入部件的排列具有不同间隔。

作为第一实施例，引入到腔室内部13的微波仅仅采用了离开腔室主体侧壁的距离W为150mm的最外层边(对应于图7中的电介质元件5a、槽型天线板6a和引入波导4a)的微波引入部件。利用引入的微波在腔室内部13产生等离子体来进行蚀刻。

作为第二实施例，引入到腔室内部13的微波仅仅采用了离开腔室主体侧壁的距离(距离W+距离X1)为270mm的最外层边的第二位置(对应于图7中的电介质元件5b、槽型天线板6b和引入波导4b)的微波引入部件。利用引入的微波在腔室内部13产生等离子体以相类似方式来进行蚀刻。

作为第三实施例，通过仅仅采用了离开腔室主体侧壁的距离为390mm的最外层边的第三位置(对应于图7中的电介质元件5c、槽型天线板6c和引入波导4c)的微波引入部件引入的微波来进行类似的蚀刻。值得注意的是，从图7中的腔室主体2的右边侧壁到此微波引入部件的距离为390mm或更大些。

在上述的第一至第三实验中，对要进行蚀刻的每一个基片表面的薄膜厚度(蚀刻薄膜的厚度)进行了测量，其中，正常的分布被作为每一个经验分布的近似。因此，在第一至第三实验中所产生的标准偏差，第一实验为100mm，第二实验为137mm，以及第三实验为135mm。值得注意的是，尽管第二实验和第三实验的标准偏差的数值137mm和135mm是相互不同的，但是仍旧在误差范围内，因此标准偏差的数值可以被认为是基本相等的。

从第一至第三实验的结果出发，由处理而引起的蚀刻薄膜厚度的标准偏差被认为显示出在侧壁的附近区域中对远离侧壁距离的依赖，在该区域中所测量到的从腔室主体2的侧壁到微波引入部件的距离等于或小于阈值数值。另一方面，认为基本上不依赖离开侧壁的距离也能获得基本为常数的标准偏差，在该区域中所测联合到的从腔室主体2的侧壁到微波引入部件的距离大于阈值数值，(该区域(中心部分)壁在侧壁附近部分更远离侧壁)。在等离子体处理装置所进行的上述实验中，阈值数值被认为在从150mm到270mm的数值范围内。值得注意的是，用于处理的上述实验的条件是微波功率为3000W，反应气体为Cl₂(氯气)以及需蚀刻的薄膜是铝(Al)薄膜。

上述所讨论的阈值也是不同的，它取决于结构因素，例如：等离子体处理装置的腔室形状或在电介质元件5a至5d的较低表面和基片的上表面之间的距离L、腔室主体的侧壁材料、反应气体的压力和成份、引入的微波能量、需要蚀刻的材料，等等。此外，也会出现在使用中微波引入部件位于腔室主体侧壁附近时的蚀刻标准偏差大于在使用中微波引入部件位于腔室主体侧壁中心时的蚀刻标准偏差。另外，根据处理条件和其它等等，也可以认为标准偏差与微波引入部件位于侧壁附近离开侧壁的距离的变化比例是不同的。例如，会出现在非常接近侧壁的区域中上述讨论的标准偏差的增加或减小的比例不同于在阈值附近的比例的情况。

在第一至第三的各个实验中，即使在通过在等离子体处理装置中安装了所有微波引入部件引入微波能量的情况，也显示了仅仅通过一个微波引入部件引入微波能量情况中结果，并认为处理的结果随着距离腔室2侧壁的距离变化而不同，同时，在腔室内部13产生等离子体区域中会发生变化。

随后，根据在上述讨论第一至第三实验中所获得的微波引入部件的数据，对等离子体处理的均匀性进行了评估。即，根据引入波导4a至4d在图7所示的X方向上的位置，将各个微波引入部件在处理过程中所产生的多个数据块进行叠加，从而进行处理结果的均匀性。

因此，在微波引入部件以X方向相等的间隔来设置的情况(在图7中该情况为X1＝X2＝X3)所产生处理结果的均匀性比在微波引入部件以图7中距离X1、X2和X3相互不同的间隔来设置的情况差。即，可以看到，在具有相同数量的微波引入部件的等离子体处理装置中，根据处理腔室的形状等等以不同间隔的微波引入部件的结构比以相等间隔的微波引入部件的结构更能改善等离子体处理的均匀性。以下将进行更详细的讨论。

图7所示的待处理基片9的长度为930mm。在采用尽可能最少数量的引入波导4a至4d(即，采用尽可能最少数量的微波引入部件)，例如，正如图7所示在采用四个引入波导4a至4d的情况，针对如此大尺寸基片的处理均匀性的情况进行了处理均匀性的评估。

在四个引入波导4a至4d都以相等的间隔设置(X1＝X2＝X3)的情况下，以及在位于腔室盖子1的外围部分的引入波导之间的间隔(在各个引入波导4a和4b的开槽15之间的距离X1和在各个引入波导4c和4d的开槽15之间的距离X3)不同于位于中心边的引入波导之间的间隔(在各个引入波导4b和4c的开槽15之间的距离X2)(其中，X1和X3的数值不同于X2的数值)的情况下，在将各个引入波导4a至4d所引入的功率控制在恒定的数值上(功率比＝1比1在任意两个数值之间)的条件下，寻求最佳处理均匀度的四个引入波导4a至4d的相对位置排列。

结果，在四个引入波导4a至4d都以相等的间隔设置且如图7所示X1＝X2＝X3＝280mm的情况下，可以获得具有最佳处理均匀性的排列。下文中将该排列称之为排列1。另一方面，在引入波导4a至4d采用不同的间隔来设置且如图7所示距离X2＝320mm和距离X1＝X3＝272mm的情况下，也可以获得具有最佳处理均匀性的排列。下文将该排列称之为排列2。

在排列1中，处理的均匀性为±10.5％。而在排列2中，处理的均匀性为±7.6％。值得注意的是，这里的等离子体处理是指蚀刻处理。均匀性的定义是在经受了蚀刻的基片表面上的108个点测量到的蚀刻量，为了得到数值从该数据中剔除最大数值和最小数值，根据均匀性的定义，将最大值和最小值之间差值的两分之一除以中间值(即，最大值和最小值的和的两分之一)的百分比。均匀性的定义表达式为：((最大值-最小值)/(最大值+最小值))*100％。

在均匀性的改善方面，采用这种方法以不同的间隔来设置引入波导4a至4d，可比以相同的间隔来设置引入波导4a至4d提高大约28％。，在以相同的间隔来设置引入波导4a至4d的情况下，通过各个引入波导4a至4d所引入的功率(能量的总和)控制在恒定的数值上(功率比＝1比1，在任意两个数值之间)。很显然，在位于中心位置(位于离腔室主体2的侧壁相对较远的区域)的引入波导4b和4c之间的间隔(距离X2)不同于位于外围位置(离腔室主体2的侧壁相对较近的区域)的引入波导4a和4d之间的间隔以及位于外围位置的引入波导4b和4c之间的间隔(X1和X3)。

随后，对在以相同间隔(X1＝X2＝X3)的排列和以不同间隔(X1至X3室相互不同的)的排列中引入到各个引入波导4b和4c的功率之间比例的变化，针对提高蚀刻处理的均匀性也进行了实验。其结果如表1所示。

表1

		中心位置的功率∶外围边的功率(功率比)
					0.95∶1	1∶1	1.05∶1
		排列1	X1＝X2＝X3＝280mm	±9.6％				±10.5％	±12.7％
排列2	X1＝X2＝280mmX3＝320mm				±9.2％	±7.6％	±6.4％

从表1中也能得到这样的理解，排列1在功率比为1∶1的情况下(即，引入到位于中心位置的引入波导4b和4c的微波功率和引入到位于外围位置的引入波导4a和4d的微波功率之间的比例为1∶1)，处理的均匀性为±10.5％。排列1在功率比为0.95∶1的情况下，处理的均匀性为±9.6％的最好数值。这时，在排列1中，与功率比为1∶1的情况相比，处理的均匀性提高了大约9％。

另一方面，排列2在功率比为1∶1的情况下，处理的均匀性为±7.6％，而在功率比为1.05∶1的情况下，处理的均匀性为±6.4％，这是最好的数值。于是，在排列2处于功率比为1.05∶1的情况下，与功率比为1∶1的情况相比，处理的均匀性提高了大约16％。

功率比的变化百分比限制在±5％以内。这是因为从装置的结构(例如，等离子体处理装置的微波发生器)观点来看，不推荐对各个引入波导4a至4d所引入的功率作较大的改变。

在等离子体处理装置中安装了多个将微波引入到腔室内产生等离子体的微波引入部件的情况下，最好能根据装置的结构且考虑到在腔室主体的侧壁及其它等影响下处理分布的变化(在这种情况下，由于腔室主体的侧壁或其它等等的影响，使得所形成的等离子体分布发生变化，以致等离子体处理会局部出现不同的结果)，以不同的间隔来排列微波引入部件。采用上述不同的间隔，与采用相等间隔排列微波引入部件的情况相比，可以更多地改善处理的均匀性。此外，对于在引入到各个微波引入部件的微波引入功率之间比例的变化，也能够获得更好的处理均匀性。

对于在等离子体处理装置中以不同的间隔来排列微波引入部件来说，由于能够获得等离子体处理的充分均匀性，所以就不需要再对为了提高均匀性而增加的功率电源进行测量，正如常规实践所作的那样。即，可以低成本来提高处理的均匀性。此外，即使在引入到各个微波引入部件的功率之间的比例不能有很大范围改变的情况(即使在变化的百分比限制在5％范围内的数值的情况)下，均匀性也能够充分地提高，因此，在功率电源的输出调整就可以较简单。

也就是说，即使由电介质元件5a至5d、槽型天线板6a至6d和引入波导4a至4d的各个组合所构成的微波引入部件的结构是相互相同的，但是在接近腔室主体2侧壁的区域(在外围区域)和在远离腔室主体2侧壁的区域(在中心区域)的各自条件之间，由各个微波引入部件所产生的等离子体是不同的，从而产生不同的诸如蚀刻之类的处理分布。这里，采用不同间隔的微波引入部件的排列且应用于等离子体处理装置的结构中，就能够提高诸如蚀刻之类等离子体处理的均匀性。

值得注意的是，上述所讨论的结果是在电介质元件5a至5d的下表面和基片9的上表面之间的距离L(间隙)是指定长度的情况下所获得的结果。因此，越小的间隙就会产生正常分布更小的标准偏差。另一方面，越大的间隙就会产生正常分布更大的标准偏差。根据标准偏差的数值也可以改变具有好的处理均匀性的微波引入部件之间的间隔。此外，也可以根据等离子体产生条件的某些量，例如，等离子体处理装置的结构、反应的气体以及其它等等，来改变在微波引入部件之间的间隔之间的优化数值(如图7中的距离X1至X3)。因此，可以根据等离子体处理装置的结构、处理条件以及其它等等，来确定微波引入部件之间的间隔以及它的排列。

另外，在具有五个微波引入部件的等离子体处理装置中，正如本发明第二实施例所示，在微波引入部件之间的间隔设置成相互不同的，以类似的方式改善了处理的均匀性(例如，在图4中，在X3＞X4的情况下，其处理的均匀性能比X3＝X4的情况提高大于30％)。

虽然已经详细地讨论和解释了本发明，但是应该清楚地理解到，上述讨论和解释仅仅是用于解释和作为实例，并不是用于限制的目的，本发明的精神和范围只受所附权利要求说明书的条款限制。

Claims (11)

1.一种等离子体处理装置，它包括：

处理腔室(1，2)，用于进行利用等离子体的处理；以及，

三个或更多个电磁波引入部件(4a至4d、5a至5d、6a至6d、15)，它们连接着所述处理腔室(1，2)，将电磁波引入到所述处理腔室(1，2)，使得提供给所述处理腔室(1，2)的反应气体进入等离子体状态，

其特征在于：

对位于接近所述处理腔室(1，2)区域内的所述三个或更多个电磁波引入部件(4a至4d、5a至5d、6a至6d、15)的每两个相邻部件的组合来说，在形成一个所述组合的两个相邻电磁波引入部件之间的距离(X1，Y1)不同于在形成另一个所述组合的两个相邻电磁波引入部件之间的距离(X2，Y2)。

2.根据权利要求1所述等离子体处理装置，其特征在于：

所述电磁波引入部件包括：分别构成所述处理腔室的外层壁部分的电介质部件(5a至5d)；以及分别连接着所述电介质部件(5a至5d)的波导(4a至4d)。

3.根据权利要求1所述等离子体处理装置，其特征在于：

所述处理腔室包括：连接着所述电磁波引入部件的壁(1)，和一对连接着所述壁(1)的侧壁，并且不仅沿着不同于所述壁延伸方向的方向延伸，而且还面对面地设置，其特征在于：

在包括定位于最接近一个所述侧壁位置上的电磁波引入部件的第一组合中的电磁波引入部件之间的所述距离(X2)不同于在不包括定位于最接近一个所述侧壁位置上的电磁波引入部件的第二组合中的电磁波引入部件之间的所述距离(X1)。

4.根据权利要求1所述等离子体处理装置，其特征在于：

所述处理腔室包括：在其上排列了所述电磁波引入部件的壁(1)；和一对连接着所述壁的侧壁，并且不仅沿着不同于所述壁延伸方向的方向延伸，而且还面对面地设置，其特征在于：

所述三个或更多个电磁波引入部件(4a至4d)中的每一个都具有主轴，其主轴的方向基本垂直于其中电磁波的传输方向，

调整所述三个或更多个电磁波引入部件(4a至4d)的主轴，使之能基本平行于所述侧壁的延伸方向，以及，

以平行的结构来排列所述三个或更多个电磁波引入部件(4a至4d)，其方向是从一对所述侧壁延伸至另一对侧壁。

5.根据权利要求4所述等离子体处理装置，其特征在于：

在包括定位于最接近一个所述侧壁位置上的电磁波引入部件(4a)的第一组合中的电磁波引入部件之间的所述距离(X2)不同于在不包括定位于最接近一个所述侧壁位置上的电磁波引入部件(4a)的第二组合中的电磁波引入部件之间的所述距离(X1)。

6.根据权利要求1所述等离子体处理装置，其特征在于：

将所述三个或更多个电磁波引入部件(4a至4d)排列成基本轴对称于放置在所述处理腔室(1，2)内待处理目标(9)的位置。

7.根据权利要求1所述等离子体处理装置，其特征在于：

所述电磁波引入部件包括设置在电磁波传输路径上槽型天线(6a至6d)。

8.根据权利要求1所述等离子体处理装置，其特征在于：

由所述三个或更多个电磁波引入部件中的一个部件(4a，5a，6a，15)所引入到处理腔室的电磁波的能量总量是不同于由所述三个或更多个电磁波引入部件中的另一个部件(4a，5a，6a，15)所引入到处理腔室的电磁波的能量总量。

9.根据权利要求1所述等离子体处理装置，其特征在于：

所述电磁波引入部件(4a至4d、5a至5d、6a至6d、15)至少包括一组波导(4a至4d)和电介质部件(5a至5d)，设置在所述处理腔室(1，2)附近。

10.根据权利要求1所述等离子体处理装置，其特征在于：

所述处理腔室(1，2)的壁表面至少包括一个能够传输所述电磁波的电介质部件(5a至5d)，以及，

所述三个或更多个电磁波引入部件(4a至4d、5a至5d、6a至6d、15)各个都包括形成于槽型天线板(6a至6d)的三个或更多个开槽(15)，其中将槽型天线板(6a至6d)放置在所述一个电介质部件(5a至5d)的表面上。

11.使用等离子体处理装置的等离子体处理方法，包括：

处理腔室(1，2)，用于进行利用等离子体的处理；以及，

三个或更多个电磁波引入部件(4a至4d、5a至5d、6a至6d、15)，它们连接着所述处理腔室(1，2)，将电磁波引入到所述处理腔室(1，2)，使得提供给所述处理腔室(1，2)的反应气体进入等离子体状态，其中：

对位于接近所述处理腔室(1，2)区域内的所述三个或更多个电磁波引入部件(4a至4d、5a至5d、6a至6d、15)的每两个相邻部件的组合来说，在形成一个所述组合的两个相邻电磁波引入部件之间的距离(X1，Y1)不同于在形成另一个所述组合的两个相邻电磁波引入部件之间的距离(X2，Y2)，所述方法包括的步骤有：

将待处理的目标(9)放置于所述处理腔室(1，2)内部；

向所述处理腔室(1，2)提供反应气体；以及，

通过电磁波引入部件(4a至4d、5a至5d、6a至6d、15)将电磁波引入到所述处理腔室(1，2)，从而使得所述反应气体进入等离子体状态并且对所述待处理目标(9)进行等离子体处理。

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