TW201906501A - 電漿處理裝置 - Google Patents

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Abstract

電漿處理裝置，係具備： 　　具有第1不平衡端子、第2不平衡端子、第1平衡端子及第2平衡端子的巴倫； 　　被接地的真空容器； 　　被電性連接至前述第1平衡端子的第1電極； 　　被電性連接至前述第2平衡端子的第2電極； 　　阻抗匹配電路； 　　經由前述阻抗匹配電路來連接至前述巴倫，經由前述阻抗匹配電路及前述巴倫來供給高頻至前述第1電極的第1電源； 　　低通濾波器；及 經由前述低通濾波器來供給電壓至前述第1電極的第2電源。

Description

電漿處理裝置
本發明是有關電漿處理裝置。
有藉由在2個的電極之間施加高頻來產生電漿，藉由電漿來處理基板的電漿處理裝置。如此的電漿處理裝置是可藉由2個的電極的面積比及/或偏壓來作為濺射裝置動作，或作為蝕刻裝置動作。構成為濺射裝置的電漿處理裝置是具有：保持標靶的第1電極，及保持基板的第2電極，在第1電極與第2電極之間(標靶與基板之間)施加高頻，在標靶與陽極之間產生電漿。藉由電漿的生成，在標靶的表面產生自偏置電壓，藉此離子會衝突於標靶，構成此的材料的粒子會從標靶放出。
在專利文獻1是記載有電漿處理裝置，其係具有：被接地的腔室、經由阻抗匹配電路網來連接至RF發生源的標靶電極、及經由基板電極同調電路來接地的基板保持電極。
在如專利文獻1記載般的濺射裝置中，除了基板保持電極以外，腔室可作為陽極機能。自偏置電壓會依可作為陰極機能的部分的狀態及可作為陽極機能的部分的狀態而變化。因此，除了基板保持部電極以外，腔室也作為陽極機能時，自偏置電壓會也依腔室之中作為陽極機能的部分的狀態而變化。自偏置電壓的變化會帶來電漿電位的變化，電漿電位的變化會對被形成的膜的特性造成影響。
若藉由濺射裝置在基板形成膜，則在腔室的內面也會形成有膜。藉此，腔室之中可作為陽極機能的部分的狀態會變化。因此，若繼續使用濺射裝置，則自偏置電壓會依被形成於腔室的內面的膜而變化，電漿電位也會變化。因此，以往長期使用濺射裝置的情況，難以將被形成於基板上的膜的特性維持於一定。
同樣，在蝕刻裝置長期被使用的情況，也是自偏置電壓會依被形成於腔室的內面的膜而變化，藉此電漿電位也會變化，因此難以將基板的蝕刻特性維持於一定。
並且，就專利文獻1記載般的濺射裝置而言，為了控制自偏置電壓，須調整高頻電力。但，若為了調整自偏置電壓，而使高頻電力變化，則電漿密度也變化。因此，以往是無法個別調整自偏置電壓及電漿密度。同樣，在蝕刻裝置中，也是以往無法個別調整自偏置電壓及電漿密度。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特公昭55-35465號公報
(發明所欲解決的課題)
本發明是根據上述的課題認識所研發者，以提供一種有利於為了使電漿電位安定，有利於為了個別地調整施加於電極的電壓及電漿密度之技術為目的。 (用以解決課題的手段)
本發明之一形態係有關電漿處理裝置，前述電漿處理裝置，係具備： 　　具有第1不平衡端子、第2不平衡端子、第1平衡端子及第2平衡端子的巴倫； 　　被接地的真空容器； 　　被電性連接至前述第1平衡端子的第1電極； 　　被電性連接至前述第2平衡端子的第2電極； 　　阻抗匹配電路； 　　經由前述阻抗匹配電路來連接至前述巴倫，經由前述阻抗匹配電路及前述巴倫來供給高頻至前述第1電極的第1電源； 　　低通濾波器；及 　　經由前述低通濾波器來供給電壓至前述第1電極的第2電源。
若根據本發明，則可提供一種有利於為了使電漿電位安定，有利於為了個別地調整施加於電極的電壓及電漿密度之技術。
以下，一邊參照附圖，一邊經由其例示的實施形態來說明本發明。
在圖1中模式性地表示本發明的第1實施形態的電漿處理裝置1的構成。電漿處理裝置1是具備：巴倫(balun)(平衡不平衡轉換電路)103、真空容器110、第1電極106、第2電極111、低通濾波器115及電源116(第2電源)。或，亦可理解為電漿處理裝置1是具備巴倫103及本體10，本體10具備真空容器110、第1電極106、第2電極111、低通濾波器115及電源116(第2電源)。本體10是具備第1端子251及第2端子252。電源116是例如可為直流電源或交流電源。該直流電源是亦可產生含交流成分的直流電壓。本體10是亦可具有被連接至真空容器110的第3端子253。電漿處理裝置1是更可具備阻抗匹配電路102及高頻電源101(第1電源)。
巴倫103是具有第1不平衡端子201、第2不平衡端子202、第1平衡端子211及第2平衡端子212。在巴倫103的第1不平衡端子201及第2不平衡端子202的側是連接有不平衡電路，在巴倫103的第1平衡端子211及第2平衡端子212是連接有平衡電路。真空容器110是以導體所構成，被接地。巴倫103是亦可更具有中點端子213。巴倫103是可被構成為中點端子213的電壓會成為第1平衡端子211的電壓與第2平衡端子212的電壓之中點。中點端子213是可被電性連接至本體10的第3端子253。
在第1實施形態中，第1電極106是陰極，保持標靶109。標靶109是例如可為絕緣體材料或導電體材料。並且，在第1實施形態中，第2電極111是陽極，保持基板112。第1實施形態的電漿處理裝置1是可作為藉由標靶109的濺射來將膜形成於基板112的濺射裝置動作。第1電極106是被電性連接至第1平衡端子211，第2電極111是被電性連接至第2平衡端子212。第1電極106與第1平衡端子211被電性連接是意思以電流能流動於第1電極106與第1平衡端子211之間的方式，在第1電極106與第1平衡端子211之間構成有電流路徑。同樣，在此說明書中，a與b被電性連接是意思以電流能流動於a與b之間的方式，在a與b之間構成有電流路徑。
上述的構成亦可理解為第1電極106被電性連接至第1端子251，第2電極111被電性連接至第2端子252，第1端子251被電性連接至第1平衡端子211，第2端子252被電性連接至第2平衡端子212的構成。
在第1實施形態中，第1電極106與第1平衡端子211(第1端子251)會經由阻塞電容器104來電性連接。阻塞電容器104是在第1平衡端子211與第1電極106之間(或第1平衡端子211與第2平衡端子212之間)遮斷直流電流。亦可取代阻塞電容器104，以後述的阻抗匹配電路102會遮斷流動於第1不平衡端子201與第2不平衡端子202之間的直流電流之方式構成。第1電極106是可隔著絕緣體107來藉由真空容器110所支撐。第2電極111是可隔著絕緣體108來藉由真空容器110所支撐。或，可在第2電極111與真空容器110之間配置有絕緣體108。
高頻電源101(第1電源)是經由阻抗匹配電路102來供給高頻(高頻電流、高頻電壓、高頻電力)至巴倫103的第1不平衡端子201與第2不平衡端子202之間。換言之，高頻電源101是經由阻抗匹配電路102、巴倫103及阻塞電容器104來供給高頻(高頻電流、高頻電壓、高頻電力)至第1電極106與第2電極111之間。或，亦可理解為高頻電源101是經由阻抗匹配電路102及巴倫103來供給高頻至本體10的第1端子251與第2端子252之間。
電源116(第2電源)是可被構成為經由低通濾波器115來供給負的直流電壓(偏壓電壓)或交流電壓至第1電極106。低通濾波器115是以從巴倫103供給的高頻不會傳達至電源116的方式遮斷該高頻。藉由從電源116供給負的直流電壓或交流電壓至第1電極106，可控制(決定)衝突於標靶109的表面的電壓或標靶109的表面的離子能量。當標靶109為以導電材料所構成時，藉由從電源116供給負的直流電壓至第1電極106，可控制標靶109的表面的電壓。當標靶109為以絕緣材料所構成時，藉由從電源116供給交流電壓至第1電極106，可控制衝突於標靶109的表面的離子能量。
標靶109為以絕緣材料所構成，當電源116(第2電源)供給交流電壓至第1電極106時，電源116供給至第1電極106的電壓的頻率是可設定成比高頻電源101(第1電源)所產生的高頻的頻率更低。此情況，電源116供給至第1電極106的電壓的頻率是被設定於數100KHz~數MHz的範圍內為理想。
在真空容器110的內部空間，是經由被設在真空容器110之未圖示的氣體供給部，供給氣體(例如Ar、Kr或Xe氣體)。並且，在第1電極106與第2電極111之間是經由阻抗匹配電路102、巴倫103及阻塞電容器104來藉由高頻電源101(第1電源)供給高頻。並且，在第1電極106是經由低通濾波器115來從直流電源116供給負的直流電壓或交流電壓。藉此，在第1電極106與第2電極111之間產生電漿，標靶109的表面會被控制成負電壓，或衝突於標靶109的表面的離子能量會被控制。然後，電漿中的離子會衝突於標靶109的表面，從標靶109放出構成那個的材料的粒子，藉由此粒子來形成膜於基板112上。
在圖2A是表示巴倫103的一構成例。被表示於圖2A的巴倫103是具有連接第1不平衡端子201與第1平衡端子211的第1線圈221，及連接第2不平衡端子202與第2平衡端子212的第2線圈222。第1線圈221及第2線圈222是同一捲數的線圈，共有鐵芯。
在圖2B是表示巴倫103的其他的構成例。被表示於圖2B的巴倫103是具有：連接第1不平衡端子201與第1平衡端子211的第1線圈221，及連接第2不平衡端子202與第2平衡端子212的第2線圈222。第1線圈221及第2線圈222是同一捲數的線圈，共有鐵芯。並且，被表示於圖2B的巴倫103是更具有被連接至第1平衡端子211與第2平衡端子212之間的第3線圈223及第4線圈224，第3線圈223及第4線圈224是被構成為以第3線圈223與第4線圈224的連接節點作為第1平衡端子211的電壓與第2平衡端子212的電壓之中點。該連接節點是被連接至中點端子213。第3線圈223及第4線圈224是同一捲數的線圈，共有鐵芯。中點端子213是亦可被接地，亦可被連接至真空容器110，亦可被形成浮動。
一邊參照圖3，一邊說明巴倫103的機能。將流動於第1不平衡端子201的電流設為I1，將流動於第1平衡端子211的電流設為I2，將流動於第2不平衡端子202的電流設為I2’，將電流I2之中流至接地的電流設為I3。I3=0，亦即，在平衡電路的側電流不流至接地時，平衡電路對於接地的隔離(isolation)性能為最佳。I3=I2，亦即，當流動於第1平衡端子211的電流I2的全部對於接地流動時，平衡電路對於接地的隔離性能為最差。表示如此的隔離性能的程度的指標ISO是可賦予以下的式子。在此定義之下，ISO的值的絕對值較大，隔離性能較佳。 　　ISO[dB]=20log(I3/I2’)
在圖3中，Rp-jXp是表示在真空容器110的內部空間產生電漿的狀態下，從第1平衡端子211及第2平衡端子212的側來看第1電極106及第2電極111的側(本體10的側)時的阻抗(包含阻塞電容器104的電抗)。另外，此阻抗是高頻電源101所產生的高頻的頻率之阻抗，低通濾波器115及直流電源116的阻抗是可無視。Rp是表示電阻成分，-Xp是表示電抗成分。並且，在圖3中，X是表示巴倫103的第1線圈221的阻抗的電抗成分(電感成分)。ISO是對於X/Rp具有相關性。
在此，為了明確從高頻電源101經由巴倫103來供給高頻至第1電極106與第2電極111之間的構成的優點，而說明從電漿處理裝置1(本體10)卸下電源116(及低通濾波器115)的狀態的電漿處理裝置1的動作。在圖4中例示從電漿處理裝置1(本體10)卸下電源116(及低通濾波器115)的狀態的電流I1(=I2)、I2’、I3、ISO、α(=X/Rp)的關係。
本發明者發現在符合1.5≦X/Rp≦5000時，被形成於真空容器110的內部空間(第1電極106與第2電極111之間的空間)的電漿的電位(電漿電位)對於真空容器110的內面的狀態形成鈍感。在此，電漿電位對於真空容器110的內面的狀態形成鈍感是意思即使是長期間使用電漿處理裝置1的情況，也可使電漿電位安定。1.5≦X/Rp≦5000是相當於-10.0dB≧ISO≧-80dB。
在圖5A~5D是表示模擬符合1.5≦X/Rp≦5000時的電漿電位及第1電極106的電位(陰極電位)的結果。圖5A是表示在真空容器110的內面未形成有膜的狀態的電漿電位及陰極電位。圖5B是表示在真空容器110的內面形成有電阻性的膜(1000Ω)的狀態的電漿電位及陰極電位。圖5C是表示在真空容器110的內面形成有感應性的膜(0.6μH)的狀態的電漿電位及陰極電位。圖5D是表示在真空容器110的內面形成有電容性的膜(0.1nF)的狀態的電漿電位及陰極電位。由圖5A~5D可理解，符合1.5≦X/Rp≦5000時，真空容器110的內面在各種的狀態中電漿電位安定。
在圖6A~D是表示模擬不符合1.5≦X/Rp≦5000時的電漿電位及第1電極116的電位(陰極電位)的結果。圖6A是表示在真空容器110的內面未形成有膜的狀態的電漿電位及陰極電位。圖6B是表示在真空容器110的內面形成有電阻性的膜(1000Ω)的狀態的電漿電位及陰極電位。圖6C是表示在真空容器110的內面形成有感應性的膜(0.6μH)的狀態的電漿電位及陰極電位。圖6D是表示在真空容器110的內面形成有電容性的膜(0.1nF)的狀態的電漿電位及陰極電位。由圖6A~6D可理解，不符合1.5≦X/Rp≦5000時，真空容器110的內面會依狀態而電漿電位變化。
在此，在X/Rp＞5000(例如X/Rp=∞)的情況與X/Rp＜1.5的情況(例如X/Rp=1.0，X/Rp=0.5)的雙方，電漿電位會容易依真空容器110的內面的狀態而變化。X/Rp＞5000的情況，在真空容器110的內面未形成有膜的狀態，只在第1電極106與第2電極111之間發生放電。但，X/Rp＞5000的情況，一旦膜開始被形成於真空容器110的內面，則對於此，電漿電位會敏感地反應，成為圖6A~6D所例示般的結果。另一方面，X/Rp＜1.5的情況，由於經由真空容器110來流入至接地的電流大，因此真空容器110的內面的狀態(被形成於內面的膜的電性的特性)所造成的影響顯著，電漿電位會依膜的形成而變化。因此，如前述般，應以符合1.5≦X/Rp≦5000的方式構成電漿處理裝置1。
一邊參照圖7，一邊例示Rp-jXp(實際所欲得知者是僅Rp)的決定方法。首先，從電漿處理裝置1卸下巴倫103，將阻抗匹配電路102的輸出端子230連接至本體10的第1端子251(阻塞電容器104)。並且，將本體10的第2端子252(第2電極111)接地。在此狀態下從高頻電源101經由阻抗匹配電路102來供給高頻至本體10的第1端子251。在圖7所示的例子中，阻抗匹配電路102是等效地以線圈L1、L2及可變電容器VC1、VC2所構成。可藉由調整可變電容器VC1、VC2的電容值來使電漿產生。在電漿安定的狀態中，阻抗匹配電路102的阻抗是被匹配於電漿產生時的本體10的側(第1電極106及第2電極111的側)的阻抗Rp-jXp。此時的阻抗匹配電路102的阻抗是Rp+jXp。 　　因此，可根據阻抗整合時的阻抗匹配電路102的阻抗Rp+jXp來取得Rp-jXp(實際所欲得知者是僅Rp)。Rp-jXp是其他例如可根據設計資料來藉由模擬求取。
只要根據如此取得的Rp，以符合1.5≦X/Rp≦5000的方式，決定巴倫103的第1線圈221的阻抗的電抗成分(電感成分)X即可。藉由如以上般決定巴倫103的電抗成分，即使在不設電源116的情況，也可使電漿電位(及自偏置電壓(標靶109的表面電壓))安定。
又，若根據經由低通濾波器115來從電源116供給負的直流電壓至第1電極106的構成，則可藉由此直流電壓來控制標靶109的表面電壓。另一方面，若根據經由低通濾波器115來從電源116供給交流電壓至第1電極106的構成，則可藉由此交流電壓來控制衝突於標靶109的表面的離子能量。因此，可與標靶109的表面電壓獨立調整從高頻電源101供給至第1電極106與第2電極111之間的高頻的電力。又，若根據經由低通濾波器115來從電源116供給負的直流電壓或交流電壓至第1電極106的構成，則可使電漿電位對於真空容器110的內面的狀態形成鈍感。因此，非一定要符合1.5≦X/Rp≦5000，在不符合1.5≦X/Rp≦5000的情況也可提供實用性的性能。
雖不限制第1電極106與第2電極111的大小的關係，但第1電極106與第2電極111具有同程度的大小為理想。此情況，可縮小自偏置電壓，可藉由電源116來自由控制標靶109的表面電壓或衝突於標靶109的表面的離子能量。
在圖8是模式性地表示本發明的第2實施形態的電漿處理裝置1的構成。第2實施形態的電漿處理裝置1是可作為蝕刻基板112的蝕刻裝置動作。在第2實施形態中，第1電極106是陰極，保持基板112。並且，在第2實施形態中，第2電極111是陽極。在第2實施形態的電漿處理裝置1中，第1電極106與第1平衡端子211會經由阻塞電容器104來電性連接。換言之，在第2實施形態的電漿處理裝置1中，阻塞電容器104會被配置於第1電極106與第1平衡端子211的電性的連接路徑。
在圖9是模式性地表示本發明的第3實施形態的電漿處理裝置1的構成。第3實施形態的電漿處理裝置1是第1實施形態的電漿處理裝置1的變形例，更具備使第2電極111昇降的機構及使第2電極111旋轉的機構的至少一方。在圖9所示的例子，電漿處理裝置1是包含具備使第2電極111昇降的機構及使第2電極111旋轉的機構的雙方之驅動機構114。在真空容器110與驅動機構114之間是可設有構成真空隔壁的波紋管113。同樣，第2實施形態的電漿處理裝置1也可更具備使第2電極111昇降的機構及使第2電極111旋轉的機構的至少一方。
雖在第3實施形態也不限制第1電極106與第2電極111的大小的關係，但第1電極106與第2電極111具有同程度的大小為理想。
在圖10是模式性地表示本發明的第4實施形態的電漿處理裝置1的構成。作為第4實施形態的電漿處理裝置1未言及的事項是可按照第1乃至第3實施形態。電漿處理裝置1是具備：巴倫103、真空容器110、第1電極106、第2電極135、第3電極151、低通濾波器115、303、電源116及直流電源304。或，亦可理解為電漿處理裝置1是具備巴倫103及本體10，本體10具備：真空容器110、第1電極106、第2電極135、第3電極151、低通濾波器115、303、電源116及直流電源304。本體10是具有第1端子251、第2端子252。電漿處理裝置1是可更具備阻抗匹配電路102、302及高頻電源101、301。電源116是例如可為直流電源或交流電源。該直流電源是亦可產生含交流成分的直流電壓。
巴倫103是具有：第1不平衡端子201、第2不平衡端子202、第1平衡端子211及第2平衡端子212。在巴倫103的第1不平衡端子201及第2不平衡端子202的側是連接不平衡電路，在巴倫103的第1平衡端子211及第2平衡端子212是連接平衡電路。巴倫103是亦可更具有前述般的中點端子。該中點端子是可被電性連接至真空容器110。
第1電極106是保持標靶109。標靶109是例如可為絕緣體材料或導電體材料。第2電極135是被配置於第1電極106的周圍。第1電極106是被電性連接至巴倫103的第1平衡端子211，第2電極135是被電性連接至巴倫103的第2平衡端子212。第3電極151是保持基板112。在第3電極151是可從高頻電源301經由阻抗匹配電路302來供給高頻。
上述的構成亦可理解為第1電極106被電性連接至第1端子251，第2電極135被電性連接至第2端子252，第1端子251被電性連接至巴倫103的第1平衡端子211，第2端子252被電性連接至巴倫103的第2平衡端子212的構成。
第1電極106與第1平衡端子211(第1端子251)是可經由阻塞電容器104來電性連接。阻塞電容器104是在巴倫103的第1平衡端子211與第1電極106之間(或巴倫103的第1平衡端子211與第2平衡端子212之間)遮斷來自電源116的直流電流或交流電流。亦可構成為取代設置阻塞電容器104，阻抗匹配電路102遮斷流動於第1不平衡端子201與第2不平衡端子202之間之來自電源116的直流電流或交流電流。或，阻塞電容器104是亦可被配置於第2電極135與第2平衡端子212(第2端子252)之間。第1電極106及第2電極135是可隔著絕緣體132來藉由真空容器110所支撐。
高頻電源101是經由阻抗匹配電路102來供給高頻至巴倫103的第1不平衡端子201與第2不平衡端子202之間。換言之，高頻電源101是經由第1阻抗匹配電路102、巴倫103及阻塞電容器104來供給高頻至第1電極106與第2電極135之間。或，高頻電源101是經由阻抗匹配電路102及巴倫103來供給高頻至本體10的第1端子251與第2端子252之間。高頻電源301是經由阻抗匹配電路302來供給高頻至第3電極151。
電源116是經由低通濾波器115來供給負的直流電壓(偏壓電壓)或交流電壓至第1電極106。低通濾波器115是以從巴倫103供給的高頻不會傳達至電源116的方式遮斷該高頻。藉由從電源116供給負的直流電壓至第1電極106，可控制標靶109的表面的電壓。藉由從電源116供給交流電壓至第1電極106，可控制衝突於標靶109的表面的離子能量。直流電源304是經由低通濾波器303來供給直流電壓(偏壓電壓)至第3電極151。低通濾波器303是以從高頻電源301供給的高頻不會傳達至直流電源304的方式遮斷該高頻。藉由利用直流電源304來供給直流電壓至第3電極151，可控制基板112的表面電位。
在第4實施形態中也藉由從電源116供給負的直流電壓或交流電壓至第1電極106來控制標靶109的表面的電壓或衝突於標靶109的離子能量，可藉由高頻電源101及高頻電源301來控制電漿密度。並且，在第4實施形態中也是符合1.5≦X/Rp≦5000的情形有利於為了使電漿電位更安定。
雖在第4實施形態中也不限制第1電極106與第2電極135的大小的關係，但第1電極106與第2電極135具有同程度的大小為理想。
在圖11是模式性地表示本發明的第5實施形態的電漿處理裝置1的構成。第5實施形態的電漿處理裝置1是具有對於第4實施形態的電漿處理裝置1追加驅動機構114的構成。驅動機構114是可具備使第3電極151昇降的機構及使第3電極151旋轉的機構的至少一方。
雖在第5實施形態中也不限制第1電極106與第2電極135的大小的關係，但第1電極106與第2電極135具有同程度的大小為理想。
在圖12是模式性地表示本發明的第6實施形態的電漿處理裝置1的構成。作為第6實施形態未言及的事項是可按照第1乃至第5實施形態。第6實施形態的電漿處理裝置1是具備：複數的第1高頻供給部、及至少1個的第2高頻供給部。在此，說明複數的第1高頻供給部為以2個的高頻供給部所構成的例子。並且，以下標符號a、b來互相區別2個的高頻供給部及其關聯的構成要素。同樣，有關2個的標靶也是以下標符號a、b來互相區別。
複數的第1高頻供給部之中的1個是可包含：第1電極106a、第2電極135a、巴倫103a、電源116a、低通濾波器115a、高頻電源101a、阻抗匹配電路102a及阻塞電容器104a。複數的第1高頻供給部之中的其他的1個是可包含：第1電極106b、第2電極135b、巴倫103b、電源116b、低通濾波器115b、高頻電源101b、阻抗匹配電路102b及阻塞電容器104b。第2高頻供給部是可包含高頻電源301、阻抗匹配電路302、直流電源304及低通濾波器303。電源116a、116b是例如可為直流電源或交流電源。該直流電源是亦可產生含交流成分的直流電壓。
在其他的觀點中，電漿處理裝置1是可具備：巴倫103a、103b、真空容器110、第1電極106a、106b、第2電極135a、135b、第3電極151、低通濾波器115a、115b、303、電源116a、116b、直流電源304及高頻電源101a、101b、301。
巴倫103a是具有：第1不平衡端子201a、第2不平衡端子202a、第1平衡端子211a及第2平衡端子212a。在巴倫103a的第1不平衡端子201a及第2不平衡端子202a的側是連接有不平衡電路，在巴倫103a的第1平衡端子211a及第2平衡端子212a是連接有平衡電路。巴倫103b是具有：第1不平衡端子201b、第2不平衡端子202b、第1平衡端子211b及第2平衡端子212b。在巴倫103b的第1不平衡端子201b及第2不平衡端子202b的側是連接有不平衡電路，在第1巴倫103b的第1平衡端子211b及第2平衡端子212b是連接有平衡電路。
第1電極106a、106b是分別保持標靶109a、109b。標靶109a、109b是例如可為絕緣體材料或導電體材料。第2電極135a、135b是分別被配置於第1電極106a、106b的周圍。第1電極106a、106b是分別被電性連接至巴倫103a、103b的第1平衡端子211a、211b，第2電極135a、135b是分別被電性連接至巴倫103a、103b的第2平衡端子212a、212b。高頻電源101a是經由阻抗匹配電路102a來供給高頻(高頻電流、高頻電壓、高頻電力)至巴倫103a的第1不平衡端子201a與第2不平衡端子202a之間。高頻電源101b是經由阻抗匹配電路102b來供給高頻(高頻電流、高頻電壓、高頻電力)至巴倫103b的第1不平衡端子201b與第2不平衡端子202b之間。第3電極151是保持基板112。在第3電極151是可從高頻電源301經由阻抗匹配電路302來供給高頻。
電源116a、116b是分別經由低通濾波器115a、115b來供給負的直流電壓(偏壓電壓)或交流電壓至第1電極106a、106b。低通濾波器115a、115b是分別以從巴倫103a、103b供給的高頻不會傳達至電源116a、116b的方式遮斷該高頻。藉由從電源116a、116b供給負的直流電壓至第1電極106a、106b，可控制標靶109a、109b的表面的電壓。藉由從電源116a、116b供給交流電壓至第1電極106a、106b，可控制衝突於標靶109a、109b的表面的離子能量。直流電源304是經由低通濾波器303來供給直流電壓(偏壓電壓)至第3電極151。低通濾波器303是以從高頻電源301供給的高頻不會傳達至直流電源304的方式遮斷該高頻。藉由利用直流電源304來供給直流電壓至第3電極151，可控制基板112的表面電位。
第1高頻供給部及第2高頻供給部是可分別以和圖3同樣的等效電路來表現。在第6實施形態中也是符合1.5≦X/Rp≦5000為理想。
雖在第6實施形態中也不限制第1電極106a與第2電極135a的大小的關係，但第1電極106a與第2電極135a具有同程度的大小為理想。同樣，雖不限制第1電極106b與第2電極135b的大小的關係，但第1電極106b與第2電極135b具有同程度的大小為理想。
本發明是不限於上述實施形態，不脫離本發明的精神及範圍，可實施各種的變更及變形。因此，為了將本發明的範圍公諸於世，而附上以下的請求項。
1‧‧‧電漿處理裝置
10‧‧‧本體
101‧‧‧高頻電源
102‧‧‧阻抗匹配電路
103‧‧‧巴倫
104‧‧‧阻塞電容器
106‧‧‧第1電極
107‧‧‧絕緣體
108‧‧‧絕緣體
109‧‧‧標靶
110‧‧‧真空容器
111‧‧‧第2電極
112‧‧‧基板
115‧‧‧低通濾波器
116‧‧‧電源
201‧‧‧第1不平衡端子
202‧‧‧第2不平衡端子
211‧‧‧第1平衡端子
212‧‧‧第2平衡端子
213‧‧‧中點端子
251‧‧‧第1端子
252‧‧‧第2端子
253‧‧‧第3端子
221‧‧‧第1線圈
222‧‧‧第2線圈
223‧‧‧第3線圈
224‧‧‧第4線圈
圖1是模式性地表示本發明的第1實施形態的電漿處理裝置的構成的圖。 　　圖2A是表示巴倫的構成例的圖。 　　圖2B是表示巴倫的其他的構成例的圖。 　　圖3是說明巴倫103的機能的圖。 　　圖4是例示電流I1(=I2)、I2’、I3、ISO、α(=X/Rp)的關係的圖。 　　圖5A是表示模擬符合1.5≦X/Rp≦5000時的電漿電位及陰極電位的結果的圖。 　　圖5B是表示模擬符合1.5≦X/Rp≦5000時的電漿電位及陰極電位的結果的圖。 　　圖5C是表示模擬符合1.5≦X/Rp≦5000時的電漿電位及陰極電位的結果的圖。 　　圖5D是表示模擬符合1.5≦X/Rp≦5000時的電漿電位及陰極電位的結果的圖。 　　圖6A是表示模擬不符合1.5≦X/Rp≦5000時的電漿電位及陰極電位的結果的圖。 　　圖6B是表示模擬不符合1.5≦X/Rp≦5000時的電漿電位及陰極電位的結果的圖。 　　圖6C是表示模擬不符合1.5≦X/Rp≦5000時的電漿電位及陰極電位的結果的圖。 　　圖6D是表示模擬不符合1.5≦X/Rp≦5000時的電漿電位及陰極電位的結果的圖。 　　圖7是例示Rp-jXp的確認方法的圖。 　　圖8是模式性地表示本發明的第2實施形態的電漿處理裝置的構成的圖。 　　圖9是模式性地表示本發明的第3實施形態的電漿處理裝置的構成的圖。 　　圖10是模式性地表示本發明的第4實施形態的電漿處理裝置的構成的圖。 　　圖11是模式性地表示本發明的第5實施形態的電漿處理裝置的構成的圖。 　　圖12是模式性地表示本發明的第6實施形態的電漿處理裝置的構成的圖。

Claims (20)

  1. 一種電漿處理裝置，其特徵係具備： 　　具有第1不平衡端子、第2不平衡端子、第1平衡端子及第2平衡端子的巴倫； 　　被接地的真空容器； 　　被電性連接至前述第1平衡端子的第1電極； 　　被電性連接至前述第2平衡端子的第2電極； 　　阻抗匹配電路； 　　經由前述阻抗匹配電路來連接至前述巴倫，經由前述阻抗匹配電路及前述巴倫來供給高頻至前述第1電極的第1電源； 　　低通濾波器；及 　　經由前述低通濾波器來供給電壓至前述第1電極的第2電源。
  2. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，前述第1電極係保持標靶，前述第2電極係保持基板。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，其中，前述巴倫，係具有：連接前述第1不平衡端子與前述第1平衡端子的第1線圈，及連接前述第2不平衡端子與前述第2平衡端子的第2線圈。
  4. 如申請專利範圍第3項之電漿處理裝置，其中，前述巴倫，係更具有被連接至前述第1平衡端子與前述第2平衡端子之間的第3線圈及第4線圈，前述第3線圈及前述第4線圈，係被構成為以前述第3線圈與前述第4線圈的連接節點的電壓作為前述第1平衡端子的電壓與前述第2平衡端子的電壓之中點。
  5. 如申請專利範圍第4項之電漿處理裝置，其中，前述連接節點，係被連接至前述真空容器。
  6. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，前述第2電源，係包含交流電源， 　　前述交流電源供給至前述第1電極的電壓的頻率，係比前述頻率更低。
  7. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，前述第1電極係隔著絕緣體來藉由前述真空容器所支撐。
  8. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，在前述第2電極與前述真空容器之間配置有絕緣體。
  9. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，更具備使前述第2電極昇降的機構及使前述第2電極旋轉的機構的至少一方。
  10. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，前述第1電極係保持基板，前述電漿處理裝置，係構成為蝕刻裝置。
  11. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，前述第1電極係保持標靶，前述第2電極係被配置於前述第1電極的周圍。
  12. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，具備複數的高頻供給部，前述複數的高頻供給部的各者係包含前述巴倫、前述第1電極及前述第2電極， 　　前述複數的高頻供給部的各者的前述第1電極係保持標靶，在前述複數的高頻供給部的各者中，前述第2電極係被配置於前述第1電極的周圍。
  13. 如申請專利範圍第11項之電漿處理裝置，其中，前述第1電極及前述第2電極係隔著絕緣體來藉由前述真空容器所支撐。
  14. 如申請專利範圍第11項之電漿處理裝置，其中，更具備： 　　保持基板的第3電極；及 　　經由第2阻抗匹配電路來供給高頻至前述第3電極的第2高頻電源。
  15. 如申請專利範圍第14項之電漿處理裝置，其中，更具備：經由第2低通濾波器來供給直流電壓至前述第3電極的第2直流電源。
  16. 如申請專利範圍第14項之電漿處理裝置，其中，在前述第3電極與前述真空容器之間配置有絕緣體。
  17. 如申請專利範圍第14項之電漿處理裝置，其中，更具備使前述第3電極昇降的機構及使前述第3電極旋轉的機構的至少一方。
  18. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，前述第1平衡端子與前述第1電極係經由阻塞電容器來電性連接。
  19. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，前述第2平衡端子與前述第2電極係經由阻塞電容器來電性連接。
  20. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，將由前述第1平衡端子及前述第2平衡端子的側來看前述第1電極及前述第2電極的側時的前述第1平衡端子與前述第2平衡端子之間的電阻成分設為Rp，且將前述第1不平衡端子與前述第1平衡端子之間的電感設為X時，符合1.5≦X/Rp≦5000。
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