TW200810613A - Plasma treatment device, and plasma treatment method - Google Patents

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200810613 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明關於藉由微波產生之電漿作用半導體晶圓等而 進行處理時使用之電漿處理裝置及電漿處理方法。 【先前技術】 近年來隨半導體製品之高密度化及高微細化，於半導 體製品之製程中，作爲成膜、蝕刻、去灰等處理而使用電 漿處理裝置。特別是在O.lmTorr ( 13.3mPa)〜數Toh ( 數百13.3mPa)之較低壓力真空狀態下亦能穩定激發電漿 ，因此使用微波產生高密度電漿之微波電漿裝置之使用成 爲傾向。 此種電漿處理裝置揭示於例如特開平3- 1 9 1 073號公 報、特開平5 -3 43 33 4號公報、特開平1 0-233295號公報、 特開平1 1_403 97號公報。以下參照圖8說明使用微波之 通常之電漿處理裝置。圖8爲習知通常之電漿處理裝置之 槪略構成。圖9爲圖8之一部分擴大圖。 如圖8所示，電漿處理裝置2 02，具備：可抽成真空 之處理容器204，及設於處理容器204內之半導體晶圓W 之載置用載置台206。在和載置台206對向之天井部，介 由Ο型環等密封構件209，以氣密方式設置可透過微波之 圓板狀氮化鋁或石英等構成之天板208。於處理容器204 之側壁，設置對處理容器204內導入特定氣體之氣體噴嘴 210。於處理容器204之側壁設置晶圓W之搬出入用開口 200810613 (2) 部2 1 2。於該開口部2 1 2設置對其進行氣密開/關的 G。於處理容器204之底部設置排氣口 2 1 4，於排氣口 連接真空排氣系，依此則，處理容器204內可抽成真？ 於天板208之上面乃至上方設置厚度約數mm之 * 銅板構成之圓板狀平面天線構件2 1 6。爲縮短平面天 ' 件216之半徑方向之微波波長，於平面天線構件216 面乃至上方設置例如介電體構成之遲波構件2 1 8。 φ 於平面天線構件2 1 6形成多數例如長溝形狀之貫 構成之微波放射用縫隙孔220。該微波放射用縫隙孔 通常設置爲同心圓狀之螺旋狀。於平面天線構件2 1 6 心部’連接问軸導波管2 2 2之中也、導體2 2 4 ^微波產 226產生之例如2.45GHz之微波，於模態轉換器228 爲特定振動模態之後被導入。依此則，微波以放射狀 導至平面天線構件2 1 6之半徑方向之同時，由設於平 線構件216之縫隙孔220放出，透過天板208被導入 φ 容器204內部。藉由該微波，於處理容器204內之處 間S激發產生電漿，可對載置台206上之半導體晶丨 進行蝕刻或成膜等特定之電漿處理。 進行上述使用電漿之鈾刻處理或成膜處理時，須 對晶圓表面進行均勻之處理。但是，透過天板208之 沿著該天板20 8之下面成爲表面波傳導時，鄰接之縫 220放射之微波彼此間會互相干擾。因此，處理空間 微波之電場分布會產生偏移，而有產生電漿分布不均 可能。此種電漿分布不均勻會導致對晶圓表面之電漿 閘閥 214 ? 〇 例如 線構 之上 穿孔 22 0 之中 生器' 轉換 被傳 面天 處理 理空 B w 要求 微波 隙孔 s之 勻之 處理 -5- (3) (3)200810613 之面內不均勻。 因此，習知電漿處理裝置，係針對平面天線構件2 1 6 之縫隙孔220之尺寸、配列等加以檢討，調藶成爲可獲得 微波之最適當之電場分布。但是，乃未見有充分之對策。 另外，針對於容器天井部之天板208之斷面形狀作各 種變更，而進行微波之電場分布控制雖被進行。但是，該 嘗試亦未見有充分之解決對策。另外，變更天板208之斷 面形狀時，因爲天板208之加工不容易，因而導致成本大 幅上升。 又，通常考慮到處理空間S之周邊部分之微波之電場 密度之劣化，針對例如縫隙孔220之配列等採取對策，使 投入處理空間S之周邊部分之微波電力變多，但是，如圖 9所示，於處理空間S之周邊部分，在處理容器204之上 端部與天板208之周邊部分介由密封構件209被接合之部· 分，僅產生微小間隙23 0之故，於該微小間隙23 0之部分 將存在強力微波電場引起之異常放電之問題。 【發明內容】 (發明所欲解決之課題） 本發明著眼於上述問題，目的在於有效解決上述問題 。本發明目的在於提供電漿處理裝置及電漿處理方法，其 可將微波進行控制而導入處理容器內，可於處理空間內產 生均勻之電漿。 200810613 (4) (用以解決課題的手段） 本發明之電漿處理裝置，其特徵爲具備：處理容器， 開設有天井部，內部可抽成真空；載置台，設於上述處理 容器內，用於載置被處理體；天板，氣密安裝於上述天井 部之開□，由可透過微波之介電體構成；氣體導入手段， ' 用於對上述處理容器內導入必要之氣體；平面天線構件， 設於上述天板之中央部上面，爲將特定傳導模態之微波導 φ 入上述處理容器內而形成有微波放射用縫隙；附加縫隙之 導波管，設於上述天板之周邊部上面，爲將和上述平面天 線構件所導入微波不同傳導模態之微波導入上述處理容器 內而形成有微波放射用縫隙；及微波供給手段，用於將微 波供給至上述平面天線構件與微波附加縫隙之導波管。 依據該特徵，介由設於天板中央部之平面天線構件與 設於天板周邊部之附加縫隙之導波管，可以互異之傳導模 態對處理容器內導入微波，因此可於互相獨立之控制狀態 φ 下使微波被導入處理容器內。另外，因爲互異之傳導模態 可以防止微波彼此互相之千擾。結果，可於被處理體上方 之處理空間分布均勻之電漿。 又，處理空間周邊部之微波投入電力不須特別提升， 可以防止天板周邊部與處理容器上端部間形成之微小間隙 之產生異常放電。 例如上述附加縫隙之導波管之多數個被設爲同心狀。 又，例如上述附加縫隙之導波管形成爲環狀之同時， 設有微波吸收用縫隙；上述微波供給手段對上述附加縫隙 -7- 200810613 (5) 之導波管之供電筒（feeding pot )，係位於遠離微波吸收 用縫隙之側。 又，例如上述平面天線構件之半徑r設定爲其所傳導 微波波長λ以上之大小。 又，例如上述微波供給手段具有至少1個微波產生器 針對上述附加縫隙之導波管內之最內周之附加縫隙之導 波管與上述平面天線構件，使同一微波產生器產生之微波 0 經由分配器被分歧、被傳導而構成。 或者，上述微波供給手段具有多數個微波產生器；針 對上述附加縫隙之導波管與上述平面天線構件，使各別之 微波產生器產生之微波分別獨立被傳導而構成。 又，例如由上述平面天線構件被供給至上述處理容器 內之微波之傳導模態爲ΤΜ模態，由上述附加縫隙之導波 管被供給至上述處理容器內之微波之傳導模態爲ΤΈ模態> 。此情況下，ΤΈ模態之微波難以難往橫向擴展之故，可 φ 以確實防止微波侵入上述間隙。結果，可以確實防止該間 隙內產生異常放電。此情況下，例如上述附加縫隙之導波 管對上述天板之安裝面爲電場面。 又，本發明之電漿處理方法，係對可抽成真空之處理 容器內之處理體，由設於該處理容器之天井部的天板將微 波導入該處理容器內而對上述被處理體進行特定之電漿處 理者；其特徵爲具備：中央微波供給工程，對上述天板之 中央部供給某一傳導模態之微波；及周邊微波供給工程， 對上述天板之周邊部供給和被供給至上述天板中央部之微 -8- 200810613 (6) 波傳導模態爲不同傳導模態的微波。 依據該特徵，介由設於天板中央部之平面 設於天板周邊部之附加縫隙之導波管，可以互 態對處理容器內導入微波，因此可於互相獨立 * 下使微波被導入處理容器內。另外，因爲互異 * 可以防止微波彼此互相之干擾。結果，可於被 之處理空間分布均勻之電漿。 φ 又，處理空間周邊部之微波投入電力不須 可以防止天板周邊部與處理容器上端部間形成 之產生異常放電。 較好是，於上述中央微波供給工程，係對 部，使用平面天線構件供給TM模態之微波； 微波供給工程，係對天板之周邊部，使用附加 管供給TE模態之微波。 【實施方式】 以下依據圖面說明本發明之電漿處理裝置 方法之實施形態。 圖1爲本發明之一實施形態之電漿處理裝 面圖。圖2爲圖1之電漿處理裝置之天板下面 圖3爲圖1之A-A線箭頭處斷面圖。 如圖1所示，本實施形態之電漿處理裝置 體以筒狀體成形之處理容器34。處理容器34 部，係由鋁等之導體構成，被接地。處理容器 天線構件與 異之傳導模 之控制狀態 之傳導模態 處理體上方 特別提升， 之微小間隙 天板之中央 於上述周邊 縫隙之導波 及電漿處理 置之槪略斷 之平面圖。 32，具有全 之側壁或底 3 4之內部 -9- 200810613 (7) 構成例如密閉之圓筒形處理空間S，於該處理空間S內 成電漿。 於處理容器34內，於上面收容載置台36用於載置 爲被處理體之例如半導體晶圓W。載置台3 6形成爲例 由施予氧化鋁膜處理的鋁等構成之平坦圓板狀。載置台 由較處理容器3 4底部更突起之例如鋁等構成之支柱3 8 撐。 φ 於處理容器34之側壁，設置被處理體搬出入用開 部40，用於將晶圓搬出入處理容器3 4內部。於該開口 40設置閘閥42。 又，於處理容器3 4，設置對處理容器3 4內部導入 要之處理氣體的氣體導入手段44。本實施形態之氣體導 手段44，具有貫穿處理容器34之側壁而設置的氣體噴 44A。必要時可由氣體噴嘴44A使必要之處理氣體進行 量控制之同時，被供給。氣體噴嘴44A亦可設置多數而 φ 入多數不同種類之氣體種。或者使氣體導入手段44以 氣狀設於處理容器34之天井部亦可。 又，於處理容器34之底部設置排氣口 46。於排氣 46，介由壓力控制閥4 8及真空幫浦5 0依序連接排氣路 " 。如此則，必要時可將處理容器34內抽真空成爲特定 力。 處理容器34之天井部設有開口部，於此，對微波 有透過性之天板54介由0型環等之密封構件5 6被氣密 置。天板54由例如石英或A1203等之介電體構成。天 形 作 如 36 支 □ 部 必 入 嘴 流 導 噴 □ 52 壓 具 設 板 -10- (8) (8)200810613 5 4之厚度’考慮到耐壓性而設爲例如約2 〇min。 於載置台3 6下方設置多數、例如3個升降銷5 6 (圖 1僅標記2個），於晶圓W之搬出入時可升降晶圓W。該 升降銷56藉由升降桿60被升降，升降桿60係介由可伸 縮之波紋管5 8以貫穿容器底部之方式設置。於載置台3 6 形成銷插通孔62可插通升降銷56。 載置台3 6全體由耐熱材料、例如氧化鋁等陶瓷構成 。於該耐熱材料中設置加熱手段64。本實施形態中，加熱 手段64具有於載置台3 6全區域被埋入之薄板形狀電阻加 熱器。該電阻加熱器，係介由通過支柱3 8內之配線6 6連 接於加熱器電源6 8。 於載置台3 6上面側設置，內部具有例如網目形狀配 設之導體線7 0的薄的靜電夾頭7 2。靜電夾頭7 2之導體線 7 0，係介由配線7 4連接於直流電源7 6可發揮靜電吸附力. 。如此則，載置台3 6上，詳言之爲靜電夾頭7 2尙載置之 晶圓W可藉由靜電吸附力被吸附。另外，於配線74可連 接偏壓用高頻電源7 8，必要時將例如1 3 · 5 6 Μ Η z之偏壓用 高頻電力施加於靜電夾頭7 2之導體線7 0。原本依據處理 之態樣未設置偏壓用高頻電源78。 於天板5 4上面，設置本發明特徵之平面天線構件8 〇 與附加縫隙導波管8 2。於彼等平面天線構件8 〇與附加縫 隙導波管8 2，連接微波供給手段8 4用於供給微波。 具體言之爲’平面天線構件8 0，並非設置於天板5 4 之上面全體’而是以圓板狀設置於天板5 4之大略中央部 -11 - (9) 200810613 上面，平面天線構件80之半徑r (參照圖2 )設定爲被其 傳導之微波波長λ以上之尺寸，可有效傳導微波。其中入 爲遲波構件8 8 (詳如後述）中傳導之微波波長。 如圖2、3所示，平面天線構件8 〇，在遲波構件8 8例 如爲石英、微波爲2.45GHz之微波時，係由半徑r爲 6 0mm以上、厚度爲Γ〜數mm之導電性材料構成。更詳言 之爲’例如由表面鍍銀之銅板或鋁板構成。於平面天線構 φ 件80 ’設置例如長溝形狀之貫穿孔構成之多數微波放射用 縫隙86。 微波放射用縫隙8 6之設置形態，並未特別限定，可 設置成爲例如同心圓狀、螺旋狀、放射狀等。或者可以均 勻方式分布於平面天線構件全面。如圖2所示例中，2個 微波放射用縫隙86以微小間距配置成爲大略「τ」字狀之 組，係被配置成爲同心圓狀。該平面天線構件8 0爲所謂 RLSA ( Radial Line Slot Antenna)方式之天線構造，如此 φ 則’可獲得高密度電漿及低電子能量之特徵。由平面天線 構件80，如後述被供給傳導模態以TM模態爲主之微波。 於平面天線構件8 0上設置例如氮化鋁等構成之遲波 構件8 8，遲波構件88具有高介電係數特性可縮短微波波 長。遲波構件8 8之上方及側方之大略全面，被由導電性 中空圓筒形容器構成之導波箱90覆蓋。平面天線構件80 ’係作爲導波箱90之底板而構成，對向於載置台36。於 導波箱90之上部設置冷卻套管92可流入冷媒用於冷卻。 導波箱90與平面天線構件80之周邊部均爲接地。形 -12- 200810613 (10) 成微波供給手段84之一部分的同軸導波管94被連接於平 面天線構件8 0。 本實施形態中，附加縫隙導波管82，係由斷面爲矩形 狀之矩形導波管構成，以包圍平面天線構件80之周邊的 * 方式形成爲例如環狀。平面上，附加縫隙導波管82係以 ' 同心狀配置於天板54之周邊部。在附加縫隙導波管82之 下面、亦即與天板54連接之面，和設於平面天線構件80 φ 之縫隙86大略同樣圖案（大略T字狀）之微波放射用縫 隙96 (參照圖2 )，以沿著圓周方向被配置。具體言之爲 ，2個微波放射用縫隙9 6以微小間距配置成爲大略「T」 字狀之組，係被配置於圓周方·向。 由附加縫隙導波管82被供給，和平面天線構件80供 給之微波爲不同振動模態、例如TE模態之微波。因此， 附加縫隙導波管82之對於天板54之安裝面（下面）82A 成爲E面（電場面）。週期 φ 於附加縫隙導波管 82之一位置，形成供電筒（ feeding pot) 98用於導入微波。於該供電筒98之圓周方 向相反側（1 80度相反側），之安裝面，設置形成爲X字 形狀之微波吸收用縫隙1〇〇 (參照圖2)用於吸收由兩圓 周方向被傳導之微波。 又，於附加縫隙導波管82內，亦設置介電體構成之 遲波構件102用於縮短被傳導之微波波長（參照圖1)。 遲波構件102較好是使用和設於平面天線構件80上之遲 波構件88相同之介電體。 -13- 200810613 (11) 另外，本實施形態中，微波供給手段84具有1個微 波產生器104。微波產生器104可產生例如2.45 GHz之微 波。由微波產生器104，介由阻抗匹配用之匹配電路106 延伸出矩形導波管108，可傳導TE模態之微波。 於矩形導波管108連接分配器110用於將微波分歧或 ~ 分配爲多數（於此爲2個）。由該分配器11〇延伸出2個 矩形導波管1 12A、1 12B。其中之一方矩形導波管1 12A連 φ 接於附加縫隙導波管82之供電筒98，用於對該供電筒98 供給TE模態之微波。另一方矩形導波管1 12B，則介由將 TE模態之微波轉換爲例如TEM模態之模態轉換器1 1 4連 接於同軸導波管94。 同軸導波管94之前端連接於平面天線構件80側。具 體言之爲，同軸導波管94之斷面圓形狀之外側導體94A ’係連接於導波箱90之上部中心，同軸導波管94之內側 之內邰導體9 4 B係經由遲波構件8 8之中心之貫穿孔連接 @ 於平面天線構件80之中心部。又，上述頻率不限定於 2.45GHz，可爲其他頻率，例如可使用8.35GHz。。 上述形成之電漿處理裝置32之全體動作，可由例如 微電腦等構成之控制手段！〗8進行控制。進行該動作的電 腦程式被記憶於軟碟或CD ( Compact Disc )或快閃記憶 體等記憶媒體1 20。具體言之爲，藉由控制手段n 8之指 令進行各氣體之供給、微波或高頻之供給、或電力控制、 製程溫度或製程壓力之控制等。 以下說明使用上述構成之電漿處理裝置3 2進行之電 -14- 200810613 (12) 漿處理方法。 首先，打開閘閥4 2，介由被處理體用之搬出入口 4 0 ’藉由搬送臂（未圖示）使半導體晶圓W收容於處理容 器34內。藉由上下移動升降銷56使晶圓w載置於載置 台36之上面（載置面）。該晶圓w藉由靜電夾頭72被 靜電吸附。必要時藉由加熱手段64使晶圓W維持於特定 之製程溫度。由氣體源（未圖示）供給之特定氣體，係被 φ 控制流量之同時，由氣體導入手段44之氣體噴嘴44A被 供給至處理容器3 4內。藉由壓力控制閥4 8之控制，處理 容器3 4內被維持於特定之製程溫度。 與此同時，微波供給手段84之微波產生器104被驅 動’微波產生器104產生之微波傳導於矩形導波管1〇8, 於分配器1 1 0被分歧爲2個。被分歧之其中一方微波，係 介由矩形導波管1 1 2B、模態轉換器1 1 4、同軸導波管94 被供給至平面天線構件8 0，藉由遲波構件8 8縮短其波長 φ ，經由縫隙86透過天板54被導入處理空間S。被分歧之 其中另一方微波，係介由矩形導波管1 1 2 A被供給至附加 縫隙導波管82，藉由遲波構件102縮短其波長，經由縫隙 96透過天板54被導入處理空間S。如此則，可於處理空 間S產生電漿進行使用電漿之特定處理。 以下更詳細說明微波之傳導。微波產生器1 04產生之 微波，係於矩形導波管1 〇8內以例如TE模態被傳導，於 分配器1〗〇依據預定之分配比（電力比）被分配、分歧爲 2個。 -15- 200810613 (13) 被分歧之其中一方微波，係介由矩形導 傳導於模態轉換器1 1 4，於該模態轉換器Π 如TEM模態之傳導模態。之後，該微波被 波管94內，到達平面天線構件8 0。 到達平面天線構件8 0之微波，係由圓 構件8 0之中心部朝圓周方向以放射狀被傳 設於下面之各縫隙8 6朝線方放射。此時放 φ 以TEM模態爲主體之微波。如上述說明， 板54之中央部被導入處理空間S內之中央 電漿被激發。其中所謂TEM模態爲主體係 之中TE模態爲10%以下，TM模態爲90% 設定天板54之厚度爲特定之値（？切斷（ :石英爲1 8 m m，氧化錨爲1 4 m m )以下， TM模態之微波。或者取代同軸導波管94使 亦可。此情況下，由平面天線構件80僅放 φ 微波，俾於導波管內僅傳導TM模態之微波 另外，於分配器1 1 0被分歧之其中另一 矩形導波管1 1 2 A內直接以TE模態傳導，目 導入環狀之附加縫隙導波管8 2內。另外，雷 波，係由供電筒98於附加縫隙導波管82內 方向之同時，由設於下面（E面）之各縫隙 射。該放射之TE模態之微波，係透過天板 入處理空間S內之周邊部。如此則，可激發 如上述說明，依據欲依據欲4隻分配比 波管 1 12B被 1 4被轉換爲例 傳導於同軸導 板狀平面天線 導之同時，由 射之微波，爲 該微波透過天 部。如此則， 指放射之微波 以上。另外， cut-off)厚度 則可以僅放射 用圓形導波管 射TM模態之 〇 〇 方微波，係於 &供電筒98被 冬TE模態之微 被傳導於圓周 96朝下方放 54周邊部被導 產生電漿。 t (電力比）被 -16- 200810613 (14) 分配之微波分別被導入處理空間S內之中央部與周 如此則，處理空間S內之微波之電場分布可設爲特 狀態。如此則，可設定例如微波之電場密度爲均勻 狀態，可使電漿密度於處理空間S內之大略全部區 均勻化。因此，可提升對晶圓W之電漿處理之面 性。 本實施形態中，由天板54之中央部之平面天 φ 80被導入之微波之傳導模態與由其周邊部之附加縫 管82被導入之微波之傳導模態，係設爲不同，因 制傳導模態不同之兩微波間之干擾，可於控制性良 下將微波導入處理空間S內。結果更能提升處理空 之微波之電場密度與電漿密度之均勻化。 另外，由天板54之中央部之平面天線構件80 之TM模態微波具有某一程度朝橫向擴展之特性。 此，由天板54之周邊部之附加縫隙導波管82被 φ TE模態微波幾乎不具有朝橫向擴展之特性。因此 定TE模態微波之電場密度成爲較大時，天板54之 與處理容器34上端部間之接合部產生之微小間隙 電場密度亦不會變大。因此如圖9所示習知裝置 230所產生之異常放電不會發生於該間隙123。 本實施形態之分配器1 1 〇 ’係使微波之分配比 定，但是並不限定於此，亦可設置分配比可變之 1 1 〇。例如使鐵電性等磁性體構成之棒體之一端側 配器110內，在突出分配器110外之棒體之另一端 邊部。 定分布 之分布 域達成 內均勻 線構件 隙導波 此可抑 好狀態 間S內 被導入 相對於 導入之 即使設 周邊部 123之 之間隙 設爲一 分配器 插入分 側捲繞 -17- 200810613 (15) 電磁線圈，使電流流入該電磁線圈而控制供給至棒體之磁 場，如此則，可以容易控制分配比。 (本發明之評價） 藉由模擬進行本發明之電漿處理裝置之評價，說明其 之評價結果。其中，變更被供給至天板54之中央部之平 面天線構件80的微波電力，與被供給至其周邊部之附加 φ 縫隙導波管82的微波電力之分配比，進行各個分配比之 處理空間S之微波之電場分布之評價。 圖4 ( A )、圖4 ( B )爲微波之電場分布照片，爲容 易理解照片而同時分別記載模式圖。圖4 ( A )表示被供 給至天板中央部與周邊部之微波電力比爲1:2，圖4(B )表示該電力比爲2 : 1時之情況。 由圖4(A)、圖4(B)可知，藉由變更被供給至天 板54中央部與周邊部之微波電力比，可以大幅變化處理 φ 空間S之微波之電場分布。因此，藉由適當選擇該分配比 ，可獲得所要之微波之電場分布，可達成電場分布之均勻 另外，於上述實施形態中，微波供給手段84具有1 個微波產生器1 04，將其產生之微波分歧爲2個而供給至 平面天線構件80與附加縫隙導波管82，但是不限定於此 ，例如圖5所示第1變形例，微波供給手段84具有2個 微波產生器104A、104B，由各微波產生器104A、104B， 分別介由存在匹配電路106A、106B之矩形導波管1 12A、 -18- 200810613 (16) 1 12B ’將微波供給至平面天線構件80與附加縫隙導波管 8 2亦可。 此情況下，可減少各微波產生器104A、104B之容量 ’可使用便宜之微波產生器1 〇4A、1 04B。 又’上述實施形態中，說明在天板5 4之中央部之平 面天線構件8〇的周邊部，設置1個附加縫隙導波管82之 例’但是不限定於此，以同心狀設置多數附加縫隙導波管 φ 亦可。圖6爲該電漿處理裝置之第2變形例之部分槪略斷 面圖。圖7爲圖6之第2變形例之天板部分之槪略平面圖 〇 於第2變形例，如圖6、圖7所示，係於天板5 4之中 央部之導波箱90之周邊部，使和先前之附加縫隙導波管 82相同構造之2個附加縫隙導波管122A、122B以同心狀 設置。當然，亦可以同心狀設置3個以上之附加縫隙之導 波管。於第2變形例，對於最內周之附加縫隙導波管 φ 122A與平面天線構件80，係使同一微波產生器104B產生 之微波，介由和圖1說明者同樣之矩形導波管 1 1 2 A、 112B分別被供給。而對於最外周之附加縫隙導波管122B ，則使另一微波產生器1 04A產生之微波，介由矩形導波 管112C以TE模態被供給。又，於第2變形例，亦可構成 爲使1個微波產生器產生之微波分歧爲3個分別被供給。 又，本發明適用於使用電漿之成膜處理、電漿蝕刻處 理、電漿去灰處理等全部之電漿處理。另外，電漿處理之 被處理體，不限定於半導體晶圓，可爲玻璃基板、陶瓷基 -19 -

200810613 (17) 板、LCD

【圖式簡 圖1 面圖。 圖2 圖3 圖4 力比爲1 圖4 力比爲2

圆5 圖。 _ 6 圖7 _ 8 圖9 【主要元 32、 34、 36、 基板等。 單說明】 爲本發明之一實施形態之電漿處理裝置之槪略斷 爲圖1之電漿處理裝置之天板下面之平面圖。 爲圖1之A-A線箭頭處斷面圖。 (A )爲被供給至天板中央部與周邊部之微波電 :2時，天板中之微波之電場分布照片及模式圖 (B )爲被供給至天板中央部與周邊部之微波電 :1時，天板中之微波之電場分布照片及模式圖 爲電漿處理裝置第1變形例之微波產生手段說明 爲電漿處理裝置第2變形例之部分槪略斷面圖。 爲圖6之電漿處理裝置之天板之槪略平面圖。 爲習知電漿處理裝置之槪略斷面圖。 爲圖8中之一部分之擴大圖。 件符號說明】. 202 :電漿處理裝置 204 ··處理容器 206 :載置台 -20- 200810613 (18) 54 、 208 :天板 209 :密封構件 40、2 12 :開口部 G、42 :閘閥 * 44 :氣體導入手段 _ 44A :氣體噴嘴 4 6 :排氣口 φ 4 8 :壓力控制閥 5 0 :真空幫浦 52 :排氣路 56 :升降銷 5 8 :波紋管 60 :升降桿 62 :銷插通孔 6 4 :加熱手段 φ 3 8 :支柱 66、74 :配線 6 8 :加熱器電源 70 :導體線 7 2 :靜電夾頭 76 :直流電源 78 :偏壓用高頻電源 80 :平面天線構件 82 :附加縫隙導波管 -21 200810613 (19) 84 :微波供給手段 86:微波放射用縫隙 88 :遲波構件 9 0 :導波箱 92 :冷卻套管 ^ 94 :同軸導波管 96 :微波放射用縫隙 φ 9 8 :供電筒 100 :微波吸收用縫隙 102 :遲波構件 104、104A、104B :微波產生器 1 0 6 :匹配電路 108 :矩形導波管 1 1 0 :分配器 2 1 4 :排氣口 φ 2 1 6 :平面天線構件 2 1 8 :遲波構件 220 :縫隙孔 222 :同軸導波管 224 :中心導體 226 :微波產生器 228 :模態轉換器 2 3 0 :間隙 S :處理空間 -22- 200810613 (20) W :晶圓 1 1 8 :控制手段 120 :記憶媒體

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Claims (1)

1. (1) 200810613 十、申請專利範圍 I ~種電漿處理裝置，其特徵爲具備： 處理容器，開設有天井部，內部可抽成真空； 載置台，設於上述處理容器內，用於載置被處理體； 天板，氣密安裝於上述天井部之開口，由可透過微波 之介電體構成； 氣體導入手段，用於對上述處理容器內導入必要之氣 mob · • 體， 平面天線構件，設於上述天板之中央部上面，爲將特 定傳導模態之微波導入上述處理容器內而形成有微波放射 用縫隙； 附加縫隙之導波管，設於上述天板之周邊部上面，爲 將和上述平面天線構件所導入微波不同傳導模態之微波導 入上述處理容器內而形成有微波放射用縫隙；及 微波供給手段，用於將微波供給至上述平面天線構件 0 與上述附加縫隙之導波管。 2·如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中， 上述附加縫隙之導波管之多數個被設爲同心狀。 3 ·如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，其 中， 上述附加縫隙之導波管，係形成爲環狀，另外，設有 微波吸收用縫隙； 上述微波供給手段對上述附加縫隙之導波管之供電筒 ，係位於遠離微波吸收用縫隙之側。 •24- 200810613 (2) 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之電漿處理 裝置，其中， < 上述平面天線構件之半徑r設定爲被其傳導之微波波 長λ以上之大小。 5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之電漿處理 ' 裝置，其中， 上述微波供給手段具有至少1個微波產生器； φ 針對上述附加縫隙之導波管內之最內周之附加縫隙之 導波管與上述平面天線構件，係使同一微波產生器產生之 微波經由分配器被分歧、被傳導而構成。 6·如申請專利範圍第5項之電漿處理裝置，其中， 上述分配器之微波分配比爲可變。 7 ·如申請專利範圍第1至4項中任一項之電漿處理 裝置，其中， 上述微波供給手段具有多數個微波產生器； φ 針對上述附加縫隙之導波管與上述平面天線構件，係 使各別之微波產生器產生之微波分別獨立被傳導而構成。 8 ·如申請專利範圍第1至7項中任一項之電漿處理 裝置，其中， 由上述平面天線構件被供給至上述處理容器內之微波 之傳導模態爲ΤΜ模態， 由上述附加縫隙之導波管被供給至上述處理容器內之 微波之傳導模態爲ΤΕ模態。 9 ·如申請專利範圍第8項之電漿處理裝置，其中， -25 ‘ 200810613 (3) 上述附加縫隙之導波管對上述天板之安裝面爲電場面 〇 1 〇 · —種電漿處理方法，係對可抽成真空之處理容器 內之被處理體，由設於該處理容器之天井部的天板將微波 導入該處理容器內而對上述被處理體進行特定之電漿處理 * 者；其特徵爲具備： 中央微波供給工程，對上述天板之中央部供給某一傳 φ 導模態之微波；及 周邊微波供給工程，對上述天板之周邊部供給有與被 供給至上述天板中央部之微波傳導模態爲不同傳導模態的 微波。 11·如申請專利範圍第1 〇項之電漿處理方法，其中 於上述中央微波供給工程，係對天板之中央部使用平 面天線構件供給TM模態之微波； Φ 於上述周邊微波供給工程，係對天板之周邊部使用附 加縫隙之導波管供給TE模態之微波。 -26-