TW202236390A - 感應耦合電漿激發用天線、感應耦合電漿激發用天線單元及電漿處理裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之課題為使用感應耦合電漿激發用天線來激發電漿時，一邊提升由該天線生成磁場的效率，一邊提升磁場強度的周向均勻性。 解決手段為感應耦合電漿激發用天線，具備：多個線圈組件；及導電性板材，連接到前述多個線圈組件，並且具有中央開口部及至少1個板材端子。

Description

感應耦合電漿激發用天線、感應耦合電漿激發用天線單元及電漿處理裝置

本發明係關於感應耦合電漿激發用天線、感應耦合電漿激發用天線單元及電漿處理裝置。

專利文獻1揭露在處理腔室內生成電漿用的天線。天線具有中央線圈匝部及外側線圈匝部這2個環狀線圈匝部。中央線圈匝部及外側線圈匝部由在徑向路徑或弧狀路徑延伸的多個導體連接。對於中央線圈匝部連接包含射頻源及射頻匹配網路的射頻生成系統，並且藉由連接天線而對於中央線圈匝部供給射頻電力。外側線圈匝部藉由接地而成為接地電位。

專利文獻2揭露將「射頻電漿源電力」感應耦合於電漿的感應線圈天線。感應線圈天線具有從共通的天線中心藉由多個徑向臂而連接的多個卷線。天線中心隔著阻抗匹配電路由射頻電漿源發電機驅動。卷線的多個外側端部接地。 [先前技術文件] [專利文獻]

[專利文獻1]美國專利第5944902號說明書 [專利文獻2]美國專利第6401652號說明書

[發明所欲解決的課題]

本發明的技術使用感應耦合電漿激發用天線來激發電漿時，一邊提升由該天線生成磁場的效率，一邊提升磁場強度的周向均勻性。 [用於解決課題的手段]

本發明的一態樣為感應耦合電漿激發用天線，具備：多個線圈組件；及導電性板材，連接到前述多個線圈組件，並且具有中央開口部及至少1個板材端子。 [發明效果]

依照本發明，使用感應耦合電漿激發用天線來激發電漿時，可一邊提升由該天線生成磁場的效率，一邊提升磁場強度的周向均勻性。

在半導體裝置的製程，對於半導體基板進行蝕刻或成膜處理等電漿處理。在電漿處理，藉由激發處理氣體而生成電漿，再藉由該電漿而處理半導體基板。

作為電漿源，例如可使用感應耦合電漿（ICP：Inductively Coupled　Plasma）。上述的專利文獻1、2揭露的天線為激發該感應耦合電漿用的天線，並且包含多個線圈。

連接到天線的射頻電源或阻抗匹配電路價格高昂。於是，習知技術中例如如同專利文獻1、2所揭露，來自射頻電源或阻抗匹配電路的射頻電力之供給係以天線中心的1處為起始，從該天線中心經由分支線而分流到多個線圈。此時，在天線中心的分支部，往各線圈的分支線彼此靠的很近，故產生感應耦合而導致電流分配比率不均。感應耦合例如包含射頻電力的供給線與分支線產生感應耦合的情況，或分支線彼此產生感應耦合的情況。結果，由天線所生成的磁場之強度的周向均勻性會惡化。

又，在天線中心，例如形成有使處理氣體的通路也就是中央氣體注入部（CGI：Center　Gas　Injector）等插通用的開口部。此時，在天線中心的開口部產生磁力線，感應電動勢因而產生，故由天線生成磁場的效率降低。

本發明的技術係在使用感應耦合電漿激發用天線來激發電漿時，一邊提升由該天線生成磁場的效率，一邊提升磁場強度的周向均勻性。以下，針對本實施形態的電漿處理裝置及感應耦合電漿激發用天線，參考圖面予以說明。在本說明書及圖面，對於實質上具有相同功能構成的要件，賦予相同符號而省略重複說明。

＜電漿處理系統的構成＞ 以下說明電漿處理系統的構成例。圖1為顯示電漿處理系統的構成之概略的剖面圖。在本實施形態的電漿處理系統，使用感應耦合電漿而對於基板（晶圓）W進行電漿處理。電漿處理對象的基板W不限定於晶圓。

電漿處理系統包含：感應耦合電漿處理裝置1；及控制部2。感應耦合電漿處理裝置1包含：電漿處理腔室10、氣體供給部20、電源30；及排氣系統40。電漿處理腔室10包含：介電窗101：及側壁102。又，電漿處理裝置1包含：基板支撐部11、氣體導入部、天線單元（感應耦合電漿激發用天線）14；及導體板15。基板支撐部11配置在電漿處理腔室10內。天線單元14以包圍後述之中央氣體注入部13之方式配置在電漿處理腔室10上或其上方（也就是介電窗101上或其上方）。天線單元14可配置成包圍EPD窗等其他中空構件。此時，其他中空構件的一部分或全部由石英般的絕緣材料製作。絕緣材料可為石英以外的陶瓷材料。導體板15配置在天線單元14的上方。電漿處理腔室10具有由介電窗101、側壁102及基板支撐部11所劃定的電漿處理空間10s。電漿處理腔室10具有：至少1個氣體供給口，用於將至少1種處理氣體供給到電漿處理空間10s；及至少1個氣體排出口，用於從電漿處理空間排出氣體。

基板支撐部11包含：本體部111；及環形組件112。本體部111具有：中央區域（基板支撐面）111a，用於支撐基板W；及環狀區域（環體支撐面）111b，用於支撐環形組件112。本體部111的環狀區域111b在俯視下包圍本體部111的中央區域111a。基板W配置在本體部111的中央區域111a上，環形組件112以包圍本體部111的中央區域111a上的基板W之方式配置在本體部111的環狀區域111b上。在一實施形態，本體部111包含基台及靜電吸盤。基台包含導電性構件。基台的導電性構件發揮下部電極的功能。靜電吸盤配置在基台之上。靜電吸盤的上表面具有基板支撐面111a。環形組件112包含1個或多個環狀構件。1個或多個環狀構件之中至少1個為邊緣環。又，雖未圖示，基板支撐部11可包含溫控模組，構成為將靜電吸盤、環形組件112及基板W之中的至少1個調節成目標溫度。溫控模組可包含加熱器、導熱媒體、流道、或這些的組合。在流道，有鹵水或氣體般的導熱流體流動。又，基板支撐部11可包含導熱氣體供給部，構成為在基板W的背面與基板支撐面111a之間供給導熱氣體。

氣體導入部構成為將來自氣體供給部20的至少1種處理氣體導入電漿處理空間10s內。在一實施形態，氣體導入部包含中空構件也就是中央氣體注入部（CGI：Center　Gas　Injector）13。在一實施形態，中央氣體注入部13的一部分或全部由石英般的絕緣材料製作。絕緣材料可為石英以外的陶瓷材料。中央氣體注入部13配置在基板支撐部11的上方，並且安裝在形成於介電窗101的中央開口部上。中央氣體注入部13具有：至少1個氣體供給口13a；至少1個氣體流道13b；及至少1個氣體導入口13c。供給到氣體供給口13a的處理氣體通過氣體流道13b而從氣體導入口13c導入電漿處理空間10s內。氣體導入部可在包含或不包含中央氣體注入部13的情況下，包含安裝在「形成於側壁102的1個或多個開口部」的1個或多個側邊氣體注入部（SGI：Side　Gas　Injector）。

氣體供給部20可具有：至少1個氣體源21；及至少1個流量控制器22。在一實施形態，氣體供給部20構成為將至少1種處理氣體從分別對應的氣體源21經由分別對應的流量控制器22供給到中央氣體注入部13。各流量控制器22例如可包含質量流量控制器或壓力控制式的流量控制器。進一步，氣體供給部20可包含1個或1個以上的流量調變裝置，可將至少1種處理氣體的流量調變或脈衝化。

電源30包含射頻電源31，經由至少1個阻抗匹配電路而耦合到電漿處理腔室10。射頻電源31構成為將來源射頻訊號及偏壓射頻訊號般的至少1個射頻訊號（射頻電力）供給到基板支撐部11的導電性構件及天線單元14。藉此，從供給到電漿處理空間10s的至少1個處理氣體形成電漿。因此，射頻電源31可發揮電漿生成部的至少一部分之功能，該電漿生成部構成為在電漿處理腔室10從1種或1種以上的處理氣體生成電漿。又，藉由將偏壓射頻訊號供給到基板支撐部11的導電性構件，可在基板W產生偏壓電位，而將所形成的電漿中之離子吸引到基板W。

在一實施形態，射頻電源31包含：第1射頻生成部31a；及第2射頻生成部31b。第1射頻生成部31a構成為耦合到天線單元14，經由至少1個阻抗匹配電路而生成電漿生成用的來源射頻訊號（來源射頻電力）。在一實施形態，來源射頻訊號具有13MHz～150MHz的範圍內之頻率。在一實施形態，第1射頻生成部31a可構成為生成具有不同頻率的多個來源射頻訊號。所生成的1個或多個來源射頻訊號供給到天線單元14。第2射頻生成部31b構成為經由至少1個阻抗匹配電路而耦合到基板支撐部11的導電性構件，生成偏壓射頻訊號（偏壓射頻電力）。在一實施形態，偏壓射頻訊號具有低於來源射頻訊號的頻率。在一實施形態，偏壓射頻訊號具有400kHz～13.56MHz的範圍內之頻率。在一實施形態，第2射頻生成部31b構成為生成具有不同頻率的多個偏壓射頻訊號。所生成的1個或多個偏壓射頻訊號供給到基板支撐部11的導電性構件。又，在各種實施形態，可使來源射頻訊號與偏壓射頻訊號之中的至少1個脈衝化。

又，電源30可包含耦合到電漿處理腔室10的DC電源32。DC電源32包含偏壓DC生成部32a。在一實施形態，偏壓DC生成部32a構成為連接到基板支撐部11的導電性構件，生成偏壓DC訊號。所生成的偏壓DC訊號施加到基板支撐部11的導電性構件。在一實施形態，偏壓DC訊號可施加到靜電吸盤內的電極般的其他電極。在各種實施形態，偏壓DC訊號可脈衝化。偏壓DC生成部32a可另外包含射頻電源31而設置，也可取代第2射頻生成部31b而設置。

排氣系統40例如可連接到設置在電漿處理腔室10的底部之氣體排出口10e。排氣系統40可包含壓力調整閥及真空泵浦。藉由壓力調整閥，而調整電漿處理空間10s內的壓力。真空泵浦可包含渦輪分子泵浦、乾式泵浦或這些的組合。

控制部2處理可由電腦執行的命令，其使本發明所述的各種步驟由電漿處理裝置1執行。控制部2可構成為控制電漿處理裝置1的各要件，以執行在此所述的各種步驟。在一實施形態，控制部2的一部分或全部可包含在電漿處理裝置1中。控制部2例如可包含電腦2a。電腦2a例如可包含處理部（CPU：Central　Processing　Unit/中央處理單元）2a1、記憶部2a2、及通訊介面2a3。處理部2a1可構成為基於儲存在記憶部2a2的程式而進行各種控制動作。記憶部2a2可包含RAM（Random　Access　Memory/隨機存取記憶體）、ROM（Read　Only　Memory/唯讀記憶體）、HDD（Hard　Disk　Drive/硬碟機）、SSD（Solid　State　Drive/固態硬碟）、或這些的組合。通訊介面2a3可經由LAN（Local　Area　Network/區域網路）等通訊回線而與電漿處理裝置1之間進行通訊。

＜第1實施形態＞ 接下來，說明第1實施形態的天線單元14之構成例。圖2為顯示天線單元14之構成的概略之從下方所見的仰視圖。圖3為顯示天線單元14的構成之概略的剖面圖。圖4為示意顯示天線單元14的構成之概略的立體圖。

天線單元14至少包含1個天線。在本實施形態，天線單元14包含天線，其具有：多個線圈組件200；內側導電性板材210；外側導電性板材220；及導電性圓筒（導電性中空構件）230。

圖面的範例雖係顯示4個線圈組件200，但線圈組件200的數量不限定於此。多個線圈組件200配置在介電窗101的上方。又，多個線圈組件200配置成相對於內側導電性板材210的中心成軸對稱。

各線圈組件200具有：線圈區段201；及鉛直線圈區段202、203。線圈區段201在水平方向延伸，或相對於水平方向斜向延伸，並且配置在線圈組件200的底部。線圈區段201也稱為在與電漿處理空間10s對向的方向延伸的電漿對向區段。鉛直線圈區段202從線圈區段201往上方延伸，並且經由線圈端子200a而連接到內側導電性板材210的下表面。該鉛直線圈區段202可連接到內側導電性板材210的上表面。另一鉛直線圈區段203從線圈區段201往上方延伸，經由線圈端子200b而連接到外側導電性板材220的下表面。該鉛直線圈區段203可連接到外側導電性板材220的上表面。也就是說，線圈組件200連接內側導電性板材210與外側導電性板材220。

內側導電性板材210配置成與多個線圈組件200的上方、也就是生成電漿的電漿處理空間10s隔開，並且配置成靠近導體板15。又，內側導電性板材210以包圍略圓筒狀的中央氣體注入部13之方式配置在中央氣體注入部13的周圍。內側導電性板材210在俯視下具有略圓形狀，並且形成有中央開口部211。內側導電性板材210的形狀未特別限定，例如可為矩形。中央氣體注入部13插通中央開口部211的內側。在內側導電性板材210的上表面，設置中央板材端子210a。中央板材端子210a可設置在內側導電性板材210的下表面。中央板材端子210a連接到電源30的第1射頻生成部31a，也就是連接到射頻電位。中央板材端子210a可直接連接到射頻電位，也可經由電容器或線圈等電氣元件而連接到射頻電位。也就是說，中央板材端子210a直接或間接連接到射頻電位。

外側導電性板材220以包圍內側導電性板材210之方式配置在內側導電性板材210的周圍。外側導電性板材220在俯視下具有環狀形狀。在外側導電性板材220的上表面設置外側板材端子220a。外側板材端子220a可設置在外側導電性板材220的下表面。外側板材端子220a經由電容器221而接地，也就是連接到接地電位。電容器221可為可變電容器。外側板材端子220a可直接連接到接地電位，也可經由線圈等其他電氣元件而連接到接地電位。也就是說，外側板材端子220a直接或間接連接到接地電位。可分別設置多個外側板材端子220a及電容器221。又，電容器221不限定於本第1實施形態，可為具有固定的容量之電容器，可為包含具有可變電容器及/或固定電容器的多個電容器。外側板材端子220a可連接到其他天線區段。

導電性圓筒230以在中央開口部211的內側包圍中央氣體注入部13之方式配置在中央氣體注入部13的周圍。導電性圓筒230從中央開口部211到介電窗101上或其上方為止往下方延伸。導電性圓筒230可連接到內側導電性板材210，也可不與內側導電性板材210連接，也就是與內側導電性板材210隔開。又，導電性圓筒230可為中央氣體注入部13的一部分。

[天線的作用] 在如以上所構成的天線單元14，從電源30的第1射頻生成部31a所供給的射頻電力經由中央板材端子210a而供給到內側導電性板材210。藉此，電流從內側導電性板材210分流到多個線圈組件200。藉由該電流，而在鉛直軸方向產生磁場，再藉由產生的磁場，而在電漿處理腔室10內產生感應電場。藉由在電漿處理腔室10內產生的感應電場，從中央氣體注入部13往電漿處理腔室10內供給的處理氣體會電漿化。接下來，藉由電漿所包含的離子或活性種，而對於中央區域111a上的基板W，施加蝕刻或成膜處理等電漿處理。

[天線的效果1] 在此，習知技術中如上述所示，從天線中心經由分支線而分流到多個線圈時，磁力線可自由通過線圈之間，故感應電動勢會產生，由天線生成磁場的效率會降低。就此方面而言，依照本第1實施形態的天線單元14，由於不使磁力線通過板狀的內側導電性板材210，故可抑制多餘的磁力線潛洩。也就是說，可使內側導電性板材210不發揮線圈的功能。因此，可提升磁場的生成效率。

內側導電性板材210配置成靠近導體板15。例如，內側導電性板材210與導體板15之間的距離小於中央開口部211的直徑。因此，可進一步抑制磁力線的潛洩。

在中央開口部211，內側導電性板材210的內端部與中央氣體注入部13之間的間隙，從抑制磁力線的潛洩之觀點而言以小者為佳，在本第1實施形態為20mm以內。此20mm為確保一般所需的線圈之耐壓、例如20kV所需的距離。 又，內側導電性板材210與外側導電性板材220之間的間隙也從抑制磁力線的潛洩之觀點而言以小者為佳。

在中央開口部211，設置導電性圓筒230，故可縮小中央開口部211的間隙，而可進一步抑制磁力線的潛洩。

[天線的效果2] 在此，習知技術中如上述所示，從天線中心經由分支線而分流到多個線圈時，在天線中心的分支部，分支線彼此接近，故互相感應耦合而使電流分配比率不均，結果，由天線所生成的磁場之強度的周向均勻性會惡化。就此方面而言，依照本第1實施形態的天線單元14，電流的分支部為板狀的內側導電性板材210，故上述般的感應耦合不會產生，對於各線圈組件200的電流分配比率不會產生不均。因此，可提升磁場強度的周向均勻性。

多個線圈組件200配置成相對於內側導電性板材210的中心成軸對稱。此時，可進一步抑制往線圈組件200的電流分配比率之不均。

＜第2實施形態＞ 接下來，說明第2實施形態的天線單元14之構成例。圖5為顯示天線單元14的構成之概略的剖面圖。圖6為示意顯示天線單元14的構成之概略的立體圖。

天線單元14包含至少1個天線。在一實施形態，天線單元14包含主天線與副天線310。主天線包含至少1個主線圈。在圖5、6的範例，主天線包含1個主線圈300。主線圈300與副天線310分別配置在介電窗101的上方。副天線310不限定於與介電窗101隔開。例如副天線310可連接到介電窗101的上表面。

副天線310以包圍略圓筒狀的中央氣體注入部13之方式而配置在中央氣體注入部13的周圍，並且設置在主線圈300的徑向內側。也就是說，副天線310配置在中央氣體注入部13與主線圈300之間。主線圈300以包圍中央氣體注入部13及主線圈300之方式而設置在中央氣體注入部13及主線圈300的周圍。主線圈300的外形與副天線310的外形分別在俯視下形成為略圓形。主線圈300與副天線310配置成各自的外形成為同心圓。

主線圈300形成為2周以上的略圓形之漩渦狀，並且配置成主線圈300的外形之中心軸與鉛直軸一致。又，主線圈300為在水平方向延伸、或相對於水平方向斜向延伸的平面線圈。

構成主線圈300的線路之兩端呈開放。又，在構成主線圈300的線路之中點或該中點的附近，設置供電端子300a。供電端子300a係與電源30的第1射頻生成部31a連接，也就是連接到射頻電位。又，在構成主線圈300的線路之中點的附近，設置接地端子300b。接地端子300b接地，也就是連接到接地電位。主線圈300構成為相對於從第1射頻生成部31a供給的射頻電力之波長λ，以λ/2共振。在構成主線圈300的線路產生的電壓以在線路的中點附近成為最小、在線路的兩端成為最大之方式分布。又，在構成主線圈300的線路產生的電流以在線路的中點附近成為最大、在線路的兩端成為最小之方式分布。對於主線圈300供給射頻電力的第1射頻生成部31a之頻率及電力可變更。

圖7及圖8分別為顯示副天線310之構成的概略之從上方所見的立體圖。圖9為顯示副天線310之構成的概略之從下方所見的立體圖。

副天線310具有：第1線圈組件320；第2線圈組件330；連接構件340～343；導電性板材350；及導電性圓筒360。

第1線圈組件320及第2線圈組件330分別具有螺旋構造。第1線圈組件320具有1個以上的匝部，第2線圈組件330具有1個以上的匝部。第1線圈組件320的各個匝部與第2線圈組件330的各個匝部在側面視圖沿著鉛直方向交錯配置。第1線圈組件320的外形之中心軸及第2線圈組件330的外形之中心軸分別與鉛直軸一致，第1線圈組件320與第2線圈組件330配置在同軸上。第1線圈組件320與第2線圈組件330分別在俯視下形成為略圓形。又，第1線圈組件320的各個匝部之直徑相同，第2線圈組件330的各個匝部之直徑相同。以這種方式，副天線310具有略圓筒形的2重螺旋構造。

在圖面的範例，第1線圈組件320與第2線圈組件330的匝數（捲繞數）為1.5匝，但不限定於此，可設定成1以上的任意匝數。例如，第1線圈組件320及第2線圈組件330的匝數為2匝以上。

第1線圈組件320具有：第1線圈區段321；及第1螺旋狀線圈區段322。第1線圈區段321在水平方向延伸，或相對於水平方向斜向延伸，並且配置在第1線圈組件320的底部。第1螺旋狀線圈區段322從第1線圈區段321往鉛直方向以螺旋狀設置。在第1線圈組件320的上端部（第1螺旋狀線圈區段322的端部），設置第1上側線圈端子320a，在第1線圈組件320的下端部（第1線圈區段321的端部），設置第1下側線圈端子320b。

第2線圈組件330具有：第2線圈區段331；及第2螺旋狀線圈區段332。第2線圈區段331在水平方向延伸，或相對於水平方向斜向延伸，並且配置在第2線圈組件330的底部。第2螺旋狀線圈區段332從第2線圈區段331往鉛直方向以螺旋狀設置。在第2線圈組件330的上端部（第2螺旋狀線圈區段332的端部），設置第2上側線圈端子330a，在第1線圈組件320的下端部（第1線圈區段321的端部），設置第2下側線圈端子330b。

第1上側線圈端子320a與第2上側線圈端子330a配置在相對於副天線310的中心成對稱的位置，也就是配置在鄰接的上側線圈端子之中心角為約180度的位置。又，第1上側線圈端子320a與第2上側線圈端子330a也可配置成相對於後述的板材端子350a成軸對稱。也就是說，第1上側線圈端子320a和板材端子350a之間的距離、與第2上側線圈端子330a和板材端子350a之間的距離相同。第1下側線圈端子320b與第2下側線圈端子330b也配置成相對於副天線310的中心成對稱的位置，也就是配置在鄰接的下側線圈端子之中心角為約180度的位置。

第1上側線圈端子320a經由連接構件340而連接到導電性板材350的下表面。第2上側線圈端子330a也經由連接構件341而連接到導電性板材350的下表面。第1上側線圈端子320a及第2上側線圈端子330a也連接到導電性板材350的上表面。

第1下側線圈端子320b經由連接構件342而接地，也就是連接到接地電位。第2下側線圈端子330b經由連接構件343而接地，也就是連接到接地電位。如此一來，副天線310不連接到電源30，因此，對於該副天線310不直接供給射頻電力。

俯視下的第1上側線圈端子320a及第2上側線圈端子330a、與第1下側線圈端子320b及第2下側線圈端子330b之間的配置不特別限定。然而，在第1上側線圈端子320a及第2上側線圈端子330a、與第1下側線圈端子320b及第2下側線圈端子330b之間，電壓差偏大，故實用上較佳為維持某種程度的間隔。

導電性板材350配置在第1線圈組件320及第2線圈組件330的上方，也就是配置成與生成電漿的電漿處理空間10s隔開，並且配置成靠近導體板15。又，導電性板材350以包圍略圓筒狀的中央氣體注入部13之方式配置在中央氣體注入部13的周圍。導電性板材350在俯視下具有略圓形狀，形成有中央開口部351。導電性板材350的形狀未特別限定，例如可為矩形。中央氣體注入部13插通中央開口部351的內側。在導電性板材350的上表面，設置板材端子350a。板材端子350a可設置在導電性板材350的下表面。板材端子350a經由電容器352而接地，也就是連接到接地電位。板材端子350a可直接連接到接地電位，也經由線圈等其他電氣元件而連接到接地電位。也就是說，板材端子350a直接或間接連接到接地電位。電容器352包含可變電容器。電容器352不限定於本第2實施形態，可為具有固定的容量之電容器，也可包含具有可變電容器及/或固定電容器的多個電容器。在上述的實施形態，板材端子350a及下側線圈端子320b、330b經由電容器352連接到接地電位。另外，板材端子350a及下側線圈端子320b、330b可經由其他導電性板材而連接到接地電位。在這種情況下，也可得到上述實施形態相同的效果。

導電性圓筒360具有與上述第1實施形態的導電性圓筒230相同的構成。也就是說，導電性圓筒360以在中央開口部351的內側包圍中央氣體注入部13之方式配置在中央氣體注入部13的周圍。導電性圓筒360從中央開口部351到介電窗101上或其上方為止往下方延伸。導電性圓筒360設置成連接到導電性板材350，也可不與導電性板材350連接而獨立設置。

副天線310係與主線圈300感應耦合，在副天線310，有抵銷由流經主線圈300的電流所產生的磁場之方向的電流流動。藉由控制電容器352的容量，而可使流經副天線310的電流相對於流經主線圈300的電流之方向或大小受到控制。

[天線的作用] 在如以上所構成的天線單元14，藉由流經主線圈300的電流、及流經副天線310的電流，而在鉛直軸方向產生磁場，再藉由所產生的磁場，而在電漿處理腔室10內產生感應電場。藉由在電漿處理腔室10內產生的感應電場，而使從中央氣體注入部13供給到電漿處理腔室10內的處理氣體會電漿化。藉由電漿所包含的離子或活性種，而對於中央區域111a上的基板W，施加蝕刻或成膜處理等電漿處理。

[天線的效果] 在此，於比較例，在副天線310的構成不設置導電性板材350，連接構件340、341被連結，並且經由電容器352而接地時，產生與習知技術的天線相同的課題。也就是說，在比較例，對於第1線圈組件320與第2線圈組件330的電流分配比率產生不均，結果，磁場強度的周向均勻性會惡化。就此方面而言，依照本第2實施形態的天線單元14，電流的分支部為板狀的導電性板材350，故上述般的感應耦合不會產生，對於各第1線圈組件320及第2線圈組件330的電流分配比率不會產生不均。因此，可提升磁場強度的周向均勻性。

又，在比較例，磁力線自由通過第1線圈組件320與第2線圈組件330之間，故感應電動勢會產生，磁場的生成效率會降低。就此方面而言，依照本第2實施形態的天線單元14，板狀的導電性板材350可使磁力線不通過，故避免多餘的磁力線潛洩。結果，可提升磁場的生成效率。在第2實施形態，相較於比較例，可提升磁場的生成效率，但由於導電性板材350形成有中央開口部351，故有時該磁場的生成效率之提升效果偏小。就此方面而言，如後述的變形例般，可藉由在導電性板材350設置狹縫370，而增加磁場的生成效率之提升效果。

＜第2實施形態的變形例＞ 如圖10所示，在本第2實施形態的副天線310，可在導電性板材350，形成有從中央開口部211到導電性板材350的外端部（外周緣部）為止往徑向延伸的狹縫370。狹縫370形成為分離導電性板材350，如後述，藉由狹縫370而使導電性板材350的電流變化。

經過眾本發明者盡力討論，已知如此形成狹縫370的話，相較於不形成狹縫370的情況，磁場強度的周向均勻性會降低一定程度，但可提升磁場的生成效率。又，已知在導電性板材350的狹縫370之不同位置，磁場強度的周向均勻性及磁場的生成效率會有變動。

使用圖11A～圖11D，說明此種磁場強度的周向均勻性及磁場的生成效率之變動。圖11A～圖11D為顯示導電性板材350的狹縫370之有無及配合位置之電流的說明圖。以下將磁場強度的周向均勻性作為不均量B說明。不均量B表示在1周（360度）的磁場分布中，相對於磁場的平均值，最大值與最小值之間的差分之比例。又，將磁場的生成效率作為效率E說明。效率E表示副天線310在電漿中生成的磁場之每單位長度的強度。

[圖案1] 圖案1為如同圖11A所示，在導電性板材350不形成狹縫370的圖案。在圖案1，相較於流經第1線圈組件320與第2線圈組件330的電流P，電感電流Q1流經導電性板材350。此時，不均量B1可受到充分抑制。然而，電感電流Q1以抵銷電流P之方式流動，故效率E1會變小。

[圖案2] 圖案2為如同圖11B所示，在俯視下狹縫370形成在第1上側線圈端子320a與第2上側線圈端子330a之間，並且在板材端子350a之相反側形成的圖案。此時，藉由形成有狹縫370，使得電感電流Q2不環繞導電性板材350，並且相較於圖案1的電感電流Q1變小。因此，相較於圖案1的效率E1，圖案2的效率E2變大。然而，圖案2的不均量B2相較於圖案1的不均量B1變大。

[圖案3] 圖案3為如同圖11C所示，在俯視下狹縫370形成在板材端子350a附近的圖案。此時，所有電感電流Q3成為與電流P相同方向，故效率E3變大。然而，圖案3的不均量B3相較於圖案2的不均量B2進一步變大。

[圖案4] 圖案4為如同圖11D所示，在俯視下狹縫370形成在板材端子350a與第1上側線圈端子320a之間的圖案。此時，所有的電感電流Q4成為與電流P相反方向，故效率E4變小。然而，圖案4的不均量B4可受到充分抑制。

彙整以上的結果，就不均量B而言，B1＜B4＜B2＜B3。另外，就效率E而言，E3＞E2＞E4＞E1。可就狹縫370的有無及位置適當設計使得此等不均量B及效率E符合規格。

在本第2實施形態，於導電性板材350所形成的狹縫370可形成在第1實施形態的內側導電性板材210。即使在內側導電性板材210形成狹縫時，也可享有與上述相同的效果。

＜第2實施形態的變形例＞ 在以上的第2實施形態，第1下側線圈端子320b及第2下側線圈端子330b分別接地，但如同圖12所示，此等第1下側線圈端子320b及第2下側線圈端子330b可經由電容器380而連接。電容器380包含可變電容器。

又，第1下側線圈端子320b及第2下側線圈端子330b可分別為浮動狀態。

又，第1下側線圈端子320b及第2下側線圈端子330b可分別連接到射頻電位。此時，可將第1線圈組件320及第2線圈組件330分別以單體的形式使用。

＜第2實施形態的變形例＞ 在以上的第2實施形態，副天線310配置在主線圈300的徑向內側，但也可配置在徑向外側。又，副天線310可配置在主線圈300的徑向內側與徑向外側之兩方。也就是說，天線組件可具有配置在主線圈300的徑向內側之第1副天線及配置在徑向外側的第1副天線。進一步，副天線310可配置在主線圈300的下方及/或上方。

＜第3實施形態＞ 接下來，說明第3實施形態的天線單元14之構成例。圖13為示意顯示天線單元14的構成之概略。

天線單元14具有線圈組件400、導電性板材410及導電性圓筒（未圖示）。導電性圓筒具有與上述第1實施形態的導電性圓筒230相同的構成。

設置多個線圈組件400。圖面的範例雖係設置4個線圈組件400，但線圈組件400的數量未特別限定。多個線圈組件400配置在介電窗101的上方。

各線圈組件400具有第1線圈區段401、鉛直線圈區段402及第2線圈區段403。第1線圈區段401在水平方向延伸，或相對於水平方向斜向延伸，經由線圈端子400a而連接到導電性板材410的側面。鉛直線圈區段402從第1線圈區段401往鉛直下方延伸。第2線圈區段403從鉛直線圈區段402往水平方向延伸，或相對於該水平方向斜向以略圓形延伸，並且配置在線圈組件400的底部。在第2線圈區段403的端部，設置線圈端子400b。線圈端子400b的連接目的地為任意，例如連接到接地電位。

多個線圈組件400配置成相對於導電性板材410的中心成軸對稱。也就是說，多個線圈端子400a以導電性板材410的中央開口部411為中心沿著周向以等間隔配置。同樣地，多個線圈端子400b也以中央開口部411為中心沿著周向以等間隔配置。

導電性板材410具有與第1實施形態的內側導電性板材210相同的構成。在導電性板材410，形成有中央氣體注入部13插通的中央開口部411。在導電性板材410的側面，設置板材端子410a。板材端子410a連接到電源30的第1射頻生成部31a，也就是連接到射頻電位。

即使在本第3實施形態，也可享有與上述第1實施形態相同的效果。

＜第4實施形態＞ 接下來，說明第4實施形態的天線單元14之構成例。圖14為示意顯示天線單元14之構成的立體圖。

天線單元14具有線圈組件500、導電性板材510及導電性圓筒（未圖示）。導電性圓筒具有與上述第1實施形態的導電性圓筒230相同的構成。

設置多個線圈組件500。圖面的範例雖係設置4個線圈組件500，但線圈組件500的數量未特別限定。多個線圈組件500配置在介電窗101的上方。

各線圈組件500在與導電性板材510相同的平面往水平方向延伸，或相對於水平方向斜向延伸，形成為2周以上略圓形的漩渦狀。在線圈組件500的一端部設置的線圈端子500a連接到導電性板材510的側面。設置在線圈組件500的另一端部之線圈端子500b的連接目的地為任意，例如連接到接地電位。

多個線圈組件500配置成相對於導電性板材510的中心成軸對稱。也就是說，多個線圈端子500a以導電性板材510的中央開口部511為中心沿著周向以等間隔配置。同樣地，多個線圈端子500b也以中央開口部511為中心沿著周向以等間隔配置。

導電性板材510具有與第1實施形態的內側導電性板材210相同的構成。在導電性板材510，形成有中央氣體注入部13插通的中央開口部511。在導電性板材510的上表面，設置板材端子510a。板材端子510a可設置在導電性板材510的上表面。板材端子510a連接到電源30的第1射頻生成部31a，也就是連接到射頻電位。

即使在本第4實施形態，也可享有與上述第1實施形態相同的效果。

本次揭露的實施形態應視為在所有方面皆為例示而非受限於此。上述的實施形態在不脫離附加的發明申請專利範圍及其主旨的情況下，能夠以各種形態省略、置換、變更。

10s:電漿處理空間 13:中央氣體注入部 14:天線單元 15:導體板 31a:第1射頻生成部 101:介電窗 200:線圈組件 201:線圈區段 202:鉛直線圈區段 203:鉛直線圈區段 210:內側導電性板材 211:中央開口部 220:外側導電性板材 221:電容器 230:導電性圓筒 210a:中央板材端子

[圖1]圖1為顯示電漿處理系統的構成之概略的剖面圖。 [圖2]圖2為顯示第1實施形態的天線單元之構成的概略之從下方所見的仰視圖。 [圖3]圖3為顯示第1實施形態之天線單元的構成之概略的剖面圖。 [圖4]圖4為示意顯示第1實施形態之天線單元的構成之概略的立體圖。 [圖5]圖5為顯示第2實施形態之天線單元的構成之概略的剖面圖。 [圖6]圖6為示意顯示第2實施形態之天線單元的構成之概略的立體圖。 [圖7]圖7為顯示第2實施形態的副天線之構成的概略之從上方所見的立體圖。 [圖8]圖8為顯示第2實施形態的副天線之構成的概略之從上方所見的立體圖。 [圖9]圖9為顯示第2實施形態的副天線之構成的概略之從下方所見的立體圖。 [圖10]圖10為顯示第2實施形態之變形例的副天線之構成的概略之從上方所見的立體圖。 [圖11A]圖11A為顯示第2實施形態中流經導電性板材之電流的說明圖。 [圖11B]圖11B為顯示第2實施形態中流經導電性板材之電流的說明圖。 [圖11C]圖11C為顯示第2實施形態中流經導電性板材之電流的說明圖。 [圖11D]圖11D為顯示第2實施形態中流經導電性板材之電流的說明圖。 [圖12]圖12為顯示第2實施形態之變形例的副天線之構成的概略之從上方所見的立體圖。 [圖13]圖13為示意顯示第3實施形態之天線單元的構成之概略的立體圖。 [圖14]圖14為示意顯示第4實施形態之天線單元的構成之概略的立體圖。

10s:電漿處理空間

13:中央氣體注入部

14:天線單元

15:導體板

31a:第1射頻生成部

101:介電窗

200:線圈組件

201:線圈區段

202:鉛直線圈區段

203:鉛直線圈區段

210:內側導電性板材

211:中央開口部

220:外側導電性板材

221:電容器

230:導電性圓筒

Claims (24)

1. 一種感應耦合電漿激發用天線，具備： 多個線圈組件，及 導電性板材，連接到前述多個線圈組件，並且具有中央開口部及至少1個板材端子。
2. 如請求項1的感應耦合電漿激發用天線，其中 前述板材端子直接或間接連接到接地電位或射頻電位。
3. 如請求項1或2的感應耦合電漿激發用天線，其進一步具備： 導電性圓筒，從前述中央開口部或其附近往下方延伸。
4. 如請求項1至3中任一項的感應耦合電漿激發用天線，其中 前述多個線圈組件的各者具有線圈區段，在水平方向延伸或相對於水平方向斜向延伸， 前述導電性板材具有：具備前述至少1個板材端子之上表面；及連接到前述多個線圈組件之下表面。
5. 如請求項4的感應耦合電漿激發用天線，其中 前述線圈區段配置在前述線圈組件的底部。
6. 如請求項1至5中任一項的感應耦合電漿激發用天線，其進一步具備： 其他導電性板材，配置在前述導電性板材的周圍，並且具有至少1個其他板材端子， 前述多個線圈組件將前述導電性板材與前述其他導電性板材連接。
7. 如請求項1至5中任一項的感應耦合電漿激發用天線，其中 前述多個線圈組件包含： 第1線圈組件，具有：第1線圈區段，在水平方向延伸、或相對於水平方向斜向延伸；及第1線圈端子；及 第2線圈組件，具有：第2線圈區段，在水平方向延伸或相對於水平方向斜向延伸；及第2線圈端子。
8. 如請求項7的感應耦合電漿激發用天線，其中 前述導電性板材具有狹縫，從前述導電性板材的外周緣部延伸到前述中央開口部。
9. 如請求項8的感應耦合電漿激發用天線，其中 前述狹縫在俯視下形成於前述第1線圈端子與前述第2線圈端子之間。
10. 如請求項8或9的感應耦合電漿激發用天線，其中 前述狹縫在俯視下相對於前述第1線圈端子及前述第2線圈端子形成在前述板材端子的相反側。
11. 如請求項8或9的感應耦合電漿激發用天線，其中 前述狹縫在俯視下形成在前述板材端子的附近。
12. 如請求項8或9的感應耦合電漿激發用天線，其中 前述狹縫在俯視下形成在前述板材端子與前述第1線圈端子之間。
13. 如請求項1至3中任一項的感應耦合電漿激發用天線，其中 前述多個線圈組件具有各自所對應的多個線圈端子，各線圈端子直接或間接連接到接地電位或射頻電位。
14. 如請求項13的感應耦合電漿激發用天線，其中 前述多個線圈端子以前述中央開口部為中心沿著周向等間隔配置。
15. 一種感應耦合電漿激發用天線單元，具備： 主天線，具有連接到射頻電位的供電端子；及 副天線，配置在前述主天線的內側或外側， 前述副天線具備： 多個線圈組件；及 導電性板材，連接到前述多個線圈組件，並且具有：中央開口部；及至少1個板材端子。
16. 如請求項15的感應耦合電漿激發用天線單元，其中 前述多個線圈組件包含： 第1線圈組件，具有：第1線圈區段，在水平方向延伸或相對於水平方向斜向延伸；及第1線圈端子；及 第2線圈組件，具有：第2線圈區段，在水平方向延伸或相對於水平方向斜向延伸；及第2線圈端子。
17. 如請求項16的感應耦合電漿激發用天線單元，其中 前述第1線圈區段配置在前述第1線圈組件的底部， 前述第2線圈區段配置在前述第2線圈組件的底部。
18. 如請求項15至17中任一項的感應耦合電漿激發用天線單元，其中 前述導電性板材具有狹縫，從前述導電性板材的外周緣部延伸到前述中央開口部。
19. 如請求項15至18中任一項的感應耦合電漿激發用天線單元，其中 前述多個線圈組件的各者具有連接到接地電位的其他線圈端子， 前述至少1個板材端子連接到接地電位。
20. 如請求項15至18中任一項的感應耦合電漿激發用天線，其中 前述多個線圈組件的各者具有其他線圈端子，直接或間接連接到前述板材端子。
21. 一種電漿處理裝置，具備： 電漿處理腔室； 中空構件，安裝在前述電漿處理腔室；及 天線，以包圍前述中空構件之方式配置在前述電漿處理腔室上或該電漿處理腔室的上方， 前述天線具備： 多個線圈組件；及 導電性板材，連接到前述多個線圈組件，並且具有：中央開口部；及至少1個板材端子。
22. 如請求項21的電漿處理裝置，其進一步具備 導體板，配置在前述天線的上方。
23. 如請求項21或22的電漿處理裝置，其中 前述中空構件的一部分或全部以絕緣材料製作。
24. 如請求項21至23中任一項的電漿處理裝置，其具備 導電性中空構件，配置在前述天線與前述中空構件之間。

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