TW460610B - A plasma processing system - Google Patents

Description

460610 公鲁本 【發明之詳細說明】 【產業上之利用領域】 本發明係關於一種在半導體產業中，於半導體晶圓上製 造出元件之狀態下，具備有經過改善處理之電黎$之電漿 處理裝置，也就是說’前述之電衆源係可以供應在化學氣 相成長（CVD )或者蝕刻處理中之相當有用之離子、電 子、中性自由基、紫外線、和可見光線。 【先前技術】 3個之重要條件、也就是說具備有高電漿密度、涵蓋整 個之晶圓表面而更高於電漿之半徑方向均一性和大面積電 源之電漿源，係為半導體產業中之目前之半導體晶圓處理 之必要手段，並且，也是半導體產業中之將來之半導體晶 圓處理之必要手段。就關於前述這點而言，習知之先前技 術之向雄、度電激源，係由於這些半導體晶圓處理之設計上 之規則之原因，而使得其應用受到限制。有關於前述這 點’係使用該具備有習知之先前技術之形態之螺旋狀共振 器之電漿’而進行著相關之說明。在圖8 ( a )所示，係為 用以生成高密度電漿之習知之先前技術之螺旋狀共振器之 電漿源之概略圖。由於僅關心電漿生成過程，因此，在圖 8 ( A )中，係並無揭示出晶圓用保持台座、排氣用埠、和 真空排氣要素。螺旋狀共振器之電漿源，係由金屬所製作 而成的’通常’在該由石英之所製作出之介電體管52之周 圍’係具備有呈捲繞狀之螺旋狀線圈51。螺旋狀線圈51之 某1個之端部、通常是下側端部，係成為接地狀態，另一

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.· 4606 1 Q 五、發明說明（2) 方面’螺旋狀線圈51之其他之端部’係成為開放狀態。螺 旋狀線圈之長度L1 ’係為n又4 ’並且，在這裡，久係為 賦予前述之螺旋狀線圈之rf頻率之波長，而n係為整數。 在螺旋狀線圈51之周圍’通常係配置有|呂金屬之所製作出 之金屬圓筒53。金屬圓筒53、螺旋狀線圈μ、甚至介電體 管5 2 ’係呈同軸地配置於電漿處理室5 5之頂板5 9上。該頂 板59 ’係由具備有與介電體管52之直徑呈相等之直徑之圓 形孔之金屬而製作而成的。係通過該形成於介電體管52之 上端部之氣體導入用埠58，而供應著製程用氣體。係透過| 匹配電路56，而將該由rf電力源57之所生成之rf電力，供 應至螺旋狀線圈51之點54。通常係以存在於1 MHz至40MHz 之範圍内之固定頻率，而啟動著rf電力源57。在該所處理 之螺旋狀線圈51之長度成為1/4波長之整數之數字之時， 係開始共振著前述之合成構造。在像前述這樣之條件中， 係能夠在介電體管5 2内，藉由比較低之壓力，激發著電 漿’以便於維持著螺旋狀線圈5 1内之電磁場。 係在電漿處理室5 5之下侧，配置有晶圓座架。在該晶圓 座架上，係搭載有該用以進行著處理之晶圓。該在介電體 管52之内部之所產生之電漿，在電漿處理室55中，主要係 透過頂板5 9之圓形孔，而朝向著晶圓，擴散至晶圓上。 【發明所欲解決之問題】 第1 :有關於用以製造出螺旋狀共振器之電漿之前述之 高密度電漿源之構造之主要問題，係為半徑方向上之電漿 均一性之控制性。係在直徑比較小之介電體管5 2 ’而生成

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五、發明說明（3) 出電漿，並且，由該介電體管52,而將前述之電漿， 至直徑比較大之電毁處理室55中。一旦密度比較高 = 進入至電漿處理室55内之時，各種之電漿、例如該 ^ 或電子等而製作出之電漿，係除了移動至下游 且，還沿著徑方向，而進行著擴散。前述之電衆^擴^ 過程，就正如圊8 (Β)之所顯示％，係沿著電激處 之半徑線，而製造出不均句之電漿密度。圖8 (B) 出在電漿處理室55而進行著擴散之電漿之電漿密度;;j不 性。圖8 ( B )之橫方向之軸，係意味著橫切電漿處理〜$ 之半徑方向上之距離，而圖8 (B)之縱方向之軸， 著電漿密度。纟圖8 ( B )中’就正如藉由電漿密度特性： 線60之所顯示的，在中央位置上，電漿密度係位處於比 高之水準上H面，在兩端部之位置上，電漿密度係 位處於比較低之水準上。像前述這樣，該由介電體管“ 月欠至電漿處理室55中之電漿，係在電漿處理室55之半徑方 向上，成為不均一狀態。例如即使使用比較大之直徑之介 電體管而取代介電體管52 ’也並無;;、解決像前述這樣之問 題。像前述這樣，在並無一起使用前\之螺旋狀共振器之 電漿源以及其他之所追加之硬體、例如磁性多極限制之狀 態下’則並無法在半徑方向上，得到均勻之電漿。 第2 :在螺旋狀線圈51開始進行著共振之時，螺旋狀線 圈51之開放端部，係具備有比較高之電壓。前述之比較高 之電壓，係成為生成所謂電容量結合電漿之原因，並且， 刖述之電谷量結合電漿，還會造成以下之結果：接著，對

88122389,ptd 第7頁 460610 五、發明說明（4) 於靠近螺旋狀線圈5 1之開放狀端部之介電體管5 2之壁部， 進行著满:鍍處理。像前述這樣之現象，係會污染到電漿。 前述這些特性，係成為問題發生之原因，也就是說，習 知之先前技術之螺旋狀共振器之電漿源，在電聚支援用晶 圓處理、特別是在大面積之晶圓處理中，其應用會受到限 制。為了避免前述之不利之問題點，因此，係必須要改善

螺旋狀共振器之電漿源之構造D 本發明之目的，係為：異,—XlU ^-L ^ ;货巧再—人地6又什螺旋狀共振器之電 漿源，以便於在下游，沿著半徑方向’製造出均句之電 ^ ’並且’還並不會有介電體管壁之局部化之藏鍵現象發 生。 【解決問題之手段】 本發明之電漿處理裝詈，孫 之蟫旌抽址娘：配置有螺旋狀線圈 以及在下側位置配置有晶圓座架並且在 月室=載置有必須進行處理之晶圓的電漿處理 旋狀系由，屬所製造而成w，並且，該螺 猊狀線圈’還具備有η λ /4之長度，其 】“為賦予前述之螺旋狀線圈 長為整數’ 和電漿處理官力-一 ^^ ”為含有螺旋狀共振器 ,.^ .在&剛述螺旋狀共振器係具備有用以導 入氣體之垂直棒狀構件，而 '備有用以導 述之螺旋狀共振哭：：板：”構件’係、固定於前 蟑上，以*ΐ並且，還連接至氣體導入用 前述螺旋狀丘：：丄將前述反應用容器而分開成為 (累說狀共振…述電聚處理室之。

4606 1 Ο 五、發明說明（5) 由外部金屬環圈、圓形中央柘、以s # 前述圓形金屬板之間之圈；2人;二f述外部金屬環圈和 前述圓形中央板係使用前迚φ 2 f板而構成的。此外， 之頂板上…，包構件’而固定於前述 埠。在前述構造中，前述螺；器;:許多個氣體導： 棒狀構件之周圍上，教且累係配置於前述垂直 (D)，其中，dl和二 足dl<D<d2之直徑 外徑。、 系為則述圈套型介電體板之内徑和 如果藉由前述之電漿卢柿壯 室中，係於圈套型介^裝：的活，苐1 :在電紫處理 套型之電毁，並且，a:反：：二生成有環圈形或者圈 存在於環狀區域中之==狀；電紫、也就是說該 蛊的6々帝將 所生成之電漿，係沿著半徑方向，成 為’而朝向著晶圓，擴散至下游。 MM 金屬板係最好成為電性 狀匕汊者疋成為電性絕緣狀態。 值ΐ ΐ ΐ之>!' ΐ處理裝置中，係將rf電力或者dc (直流） ^ 至刖述成為電性絕緣狀態之中央金屬板。 在前述之f槳、、襄、理/震置中，係透過呈串聯地連接之感應 ^素（電感器）和可變電容要素（可變電容器），而使得 前述j成為電性絕緣狀態之中央金屬板，成為接地狀態。 在前述之電漿處理裝置中，前述之螺旋狀線圈，係具備 有數個之線圈部分，也就是說，該螺旋狀線圈，係至少具 備有2個線圈，並且，前述這些線圈，係沿著垂直方向而 延伸設置著相同之直徑。

88122389*ptd 第9頁 4 6 u 6 I ϋ 五、發明說明（6) --—- 上:述之電毁處理裝置中’最接近圈套型介電體 Ϊ = ί下側端部係被接地’ 3 一方面，位處於最遠離 前通介電體板之部位上的另一端部，係被開放。 在前述電漿處理裝置中，前述外部金屬環圈 '前述圈套 型介電體板、前述中央金屬板、和前述螺旋狀線圏，係共 同具有相同的中央軸。 此外，在前述電漿處理裝置中，前述頂板，係最好配置 於介電體環圈之上，並且，還安裝有金屬蓋，以便於覆蓋 住共振器。 【發明之實施形態】 以下’則按照所附之圖式，而就本發明之電漿處理裝置 之理想之實施形態’進行著相關之說明。係透過該實施形 態之說明’而相當明確地詳細說明本發明。 實施形態1 係按照圖1及圖2 ’而說明著實施形態1。圖1係為用以顯 示出本發明之電漿處理裝置之實施形態1之立體圖，並 且，圖2 (Α)係為用以顯示出本發明之電漿處理裝置之電 漿源之上側部分之剖面圖，而圖2 ( β )係為用以顯示出本 發明之電漿處理裝置之電漿室之直徑方向上之電漿之電漿 密度分布之圖式。在圖2 (Β)中，所謂橫方向之軸，係意 味者橫切该處理室之半徑方向上之距離，並且，而縱方向 之軸，係意味著電漿密度水平。 本實施形態1之電漿源10，係具備有該包含有2個部分之 反應用容器、也就是該包含有共振器11和電漿處理室12之

88122389.ptd 第10頁 460610 五、發明說明（7) 反應用谷益。共振器1 1係位處於上側位置，而電漿處理室 12係位處於下側位置。係透過間隔壁，而結合著共振器玉J 和電衆處理室12 ’以便於製作出1個之反應用容器，並 且’同樣地係藉由内部壓力之面狀體，而分離著前述這些 共振器11和電漿處理室1 2。共振器11係位處於大氣壓之狀 嘘下，另一方面，電漿處理室1 2係位處於比較低之壓力狀 悲下。共振器11之下侧板，係成為電漿處理室1 2之上側 板，並且，在以後之說明中’則將該共振器丨丨之下側板， 稱作為電漿處理室1 2之上側板。電漿處理室1 2之上側板， 係相當於前述之間隔壁’並且，前述之電椠處理室12之上 側板’係由外部金屬環圈1 3、中央金屬板1 4、以及前述之 外部金屬環圈13和前述之中央金屬板14間之圈套型介電艤 板15而構成的。在共振器11之内部，係配置有金屬所製造 出之螺旋狀線圈1 6，並且，該螺旋狀線圈1 6之中央軸，係 成為垂直方向。螺旋狀線圈1 6之中央軸，係與共振器11之 圓筒形側壁之垂直之中央軸呈一致。螺旋狀線圈1 6之直 徑，係相對地變得比較大。圈套型介電體板1 5之内徑和外 徑（dl、d2)，就數值之臨界意義而言，係並非為重要之 要素’而是依照電毁處理至1 2之尺寸’以便於決定圈套型 介電體板1 5之内徑和外徑（dl、d2 )。晶圓座架1 7，係固 定於電漿處理室12之底壁上，並且，該用以進行著電漿處 理之晶圓1 8，係被搭載於晶圓座架Π上。係依照晶圓1 8之 大小，而決定前述之電漿處理室12之尺寸，因此，係藉由 考量晶圓1 8之直徑’以便於決定圈套型介電體板1 5之直徑

88122389.ptd 第11頁 460610 五、發明說明（8) (内徑和外徑：d 1、d 2 ) 。^ ic: 」 通吊’係&又定圏套型介雷4c 15之内徑dl，成為等於曰圓1〇 ★士 π 四备1;丨¥體板 m ( s 9πη 、日日圓1 8之直徑之值。例如就用於直 =(Ρ ) 200_之晶圓處理之反應用容器而 、直 活，圈套型介電體板15之内徑二考量的 之傕。吁讲，s ®山 <kdl 係成為大約20Omm附近

,^ °斤""擇出之圈套型介電體板1 5之外徑d2，係成A 比起圈套型介電體板15之内彳 、成為 m ^ ^ ^ ^ ^ ，還大40 〜200mm。所謂 圈套型介電體板15之厚膚ώ盔农；g ,. ^ n ;予度珉為多厚，係並非為重要之要 :昱：是決定出圈套型介電體板15之厚度 二具：可忍受著電聚處理室12内外之壓力差之充分之】所 二係將圈套型介電體板15之外側之邊緣和内側 ， :置於0型環圏44、45之上’以便於達成真空密封之效 禾 。 ^係由is金屬’而製造出中央金屬板14，1且，還使 直棒狀構件（垂直桿）20，而將前述之中央金屬板 ，固定於共振器丨丨之頂板i 9上。例如係由像不銹鋼之金 上而製造出垂直桿20，並且，在該垂直桿2〇之軸部分 係具備有氣體供應用通路2 0 β。係調整垂直棒狀構件 =之南度，以便於使得該垂直棒狀構件2〇之高度，位處於 、該用以支持著圈套型介電體板15之2個之0型環圈44、45 呈相同之水平面上。中央金屬板14，係由以下所敘述之構 件而構成的： 氣體用保留器2 1 ;以及， &許多個之氣體導入用埠22 ’而該氣體導入用埠22，係由 則述之氣體用保留器2 1 ’ 一直到電漿處理室丨2為止。最

4606 1 〇 五、發明說明（9) 初’係透過主氣體導入用皡23和氣體供應用通路2〇a，而 供應著製程用氣體。電漿處理室12之内部壓力， ，持在1〜2〇0mTorr之範圍内之值。係依照晶圓處理之形 式’而決定實際之壓力。 ^部金屬環㈣，係被用來作為切圈套型介電體板15 之外緣。因此，係根據介電體板15之外徑，而決定外部金 屬環圏1 3之直徑。 針對前述之金屬之所製造出之螺旋狀線圈16，通常係使 用銅管。係選定螺旋狀線圈16之長度，而作為該所施加之 rf頻率之1/4波長之整數倍之長度。螺旋狀線圈16之直 徑’係成為例如大約（dl+d2) /2之值。螺旋狀線圈16 之下端部，係成為接地狀態，另一方面，該螺旋狀線圈j 6 之上端部’係維持在開放之狀態下。 螺旋狀線圈1 6，係由r f電源（高頻電源）3 1開始，供應 rf頻率電力。雖然rf電源31之頻率，係並非為重要之要w 素，但疋，rf電源31之頻率，係最好在1〜之範圍 内。係以代表性之1 3· 56 MHz之頻率，啟動著r f電源31。 r f電源31係具備有大致比較低之阻抗，並且，該具代表性 之rf電源31之阻抗，係大約為50 Ω左右，此外，該rf電源 3 1係可以製造出一直到大約5Kw為止之rf電力。係經由匹' 配電路32 ’而施加rf電力至螺旋狀線圈1 6 〇係選擇所謂在 螺旋狀線圈1 6中而供應著r f電力之位置（分支點），以便 於能夠相當容易地得到r f電力之匹配。通常係在接近螺旋 狀線圈1 6呈接地狀態之端部附近之部位上，設置有前述之

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分支點。 螺旋狀線圈16係具備有代表性之比較高之Q值和更高之 阻抗Zo 1述之阻抗Z。，係比起代表性w電力源之輸出 阻抗或者傳送線阻抗，❹得更大，而大約為5qq左右。 因此’係藉由選擇rf電力之分支位[而該rf電力之分支 位置接近接地端部，以便於得到良好之r f匹配。在螺旋 狀線圈1 6開始進行著共振之時，該所感應之振動磁場，係 通=圈套型介電體板15，而進入至該生成有電漿之電漿處 理室1 2之中。係沿著圈套型介電體板丨5，而生成前述之電 激’並且’該電漿還具備有環圈狀或者環狀之形狀。像前 述這樣’最初係在圈套型介電體板丨5之下側，生成有環圈 形之電聚’因此’該靠近電漿處理室丨2之上側板之電漿密 度’係可以製造出圖2 ( B )所示之所期待之分布特性33。 在該藉由分布特性33而顯示出之電漿中，圈套型介電體板 1 5之下側之電漿密度係變得比較高，並且，電漿處理室j 2 之上側板之下侧之殘餘之區域中之電漿密度，則會變得比 較低。 前述之不均勻之電漿，係在電漿處理室12之内部中，朝 向著晶圓1 8之方向，而進行著擴散，接著，在離開上侧板 之下游中’而沿著半徑方向，製造出均勻之電漿。也是同 樣地’係顯示出半徑方向上之均勻之電漿成為圖2 (B)中 之電漿密度分布特性3 4。 螺旋狀線圏1 6之呈接地狀態之端部，係位處於該靠近圈 套型介電體板15之部位上，另一方面，該螺旋狀線圈16之

88122389.ptd 第14頁 五、發明說明（11) 呈開放狀悲之端部，係位處於該離開圈套型介電體板1 5之 部位上。在螺旋狀線圈1 6進行著共振之時，於接近此外， 在螺旋狀線圈1 6之呈接地狀態之端部之部位上，該r f電流 係成為最大，並且，於螺旋狀線圈丨6之呈開放狀態之端部 之部位上，该r f電流係成為最小。此外，在螺旋狀線圈1 6 之呈接地狀態之端部之部位上，該rf電壓係成為最小，並 且’在螺:ί疋狀線圈1 β之呈開放狀態之端部之部位上，該厂f 電Μ係成為最大。該存在有最大之r f電流之接地端部，係 恰好存在於介電體板上，因此，係藉由感應結合式機構， 而生成電漿。接地端部中之“電壓，係成為最小，因此， 元全並無法藉由靜電結合式機構而生成電漿。所以，係藉 由調整螺旋狀線圈，以便於生成純粹之感應結合型之電 讓。像前述這樣，係使得對於圈套型介電體板之濺鍍處理 之損傷’成為最小化狀態。 實施形熊2 參照僅顯示有共振器部分之圖3，而就實施形態2，進行 著相關之說明。在圖3中，該與實施形態1之所說明之要素 為實質上呈相同之要素，係附加上相同之參考元件編號。 在硬體構造之觀點中，實施形態2中之共振器丨丨和電漿處 理室1 2 ’係相同於前述之實施形態1中之所採用之共振器 11和電激處理室1 2。其中實施形態2和實施形態1中之唯一 之不同處’係為：將實施形態1之所使用之具備有固定動 作頻率之rf電源31，置換成為可變頻率之rf電源35 ’而省 略掉匹配電路32。在具有可變頻率之rf電源35中’就所選

88122389.ptd 第15頁 460610 五、發明說明（12) 擇出之頻率之可變頻率範圍，通常係存在於± 1 OOz之範 圍内。該所選擇出之頻率’係大致存在於1〜4 5 MHz之範 圍内’如果是具有代表性的話，則係選擇出丨3. 5 6 MHz之 頻率。Rf電源之其他之屬性，係相同於實施形態1之所說 明之R f電源之屬性。所謂並無使用匹配電路而使用具有可 變頻率之r f電源3 5，係增加由r f發生器開始而傳送電力至 電漿中之電力傳送效率。 實施形態3 參照 著相關 圖。在 相同之 施形態 裝中央 係呈電 之外， 之所採 外界， 之上側 螺旋狀 採用之 應著rf 之時， 這樣之 僅顯示有共振器部分之圖4，而就實施形態3，進行 之說明。圖4係為用以顯示出實施形態3之概略之線 圖4中’該與實施形態1之所說明之要素為實質上呈 要素，係分別地附加上相同之參考元件編號。在實 3中’頂板19係配置於介電體環圈36上，以便於安 金屬板1 4，成為浮游狀態，此外，中央金屬板14 , 性地連接至頂板1 9。除了追加前述之介電體環圈36 至於共振器11之構造，係幾乎相同於實施形態】、2 用之共振器。但是，為了防止電磁放射現象傳送至 係文裝有金屬外殼3 7，以便於覆蓋住共振器 部/刀。係由實施形態】之所採用之rf 、 線圈16，供應著rf雪六，十本3丄A Z ^ 愿者電力或者是由實施形態2之所 =可變頻率之電源35，料螺旋狀線圈16，供 係減J I Ϊ ί f板1 4呈電性地放置成為浮游狀態 央金屬板“之電子損失。係藉由像前述 理由，係τ以增加圈套型電漿之内側之所要求之電

460610 五、發明說明（13) 漿密度。比起中央金屬板呈接地之狀態下之電漿，像前述 這樣之現象，係可以在比起中央金屬板之更加接近之距離 上，沿著半徑方向，而得到均勻之電漿之結果。 實施形態4 參照僅顯示有共振器部分之圖5，而就實施形態4，進行 著相關之說明。圖5係為用以顯示出實施形態4之概略之線 圖。實施形態4係擴張該實施形態3。在圖5中，該與實施 形態3之所說明之要素為實質上呈相同之要素，係分別地 附加上相同之參考元件編號。在實施形態4中，L-C電路38 係呈電性地連接至頂板1 9，接著，按照順序地，前述之 L-C電路38再呈電性地連接至中央金屬板14。通常，L-C電 路38係由呈串聯地連接之電感器（感應要素）39和可變電 容器（可變電容量要素）40而構成的，結果，係可以改變 L-C電路38之共振頻率，以便於使得該l-c電路38之共振頻 率’成為等於該施加至螺旋狀線圈丨6 f電力之頻率。在 L-C電路3 8之共振頻率成為等於該所施加之rf電力之頻率 之時’ r f電流係通過中央金屬板，而流動至接地部。此 外’任何一種之dc電流（直流電流）或者該施加至螺旋狀 線圈之以外之具有不同之r f頻率之r f電流，則並無法通過 中央金屬板，而流動至接地部。像前述這樣之條件，係使 得中央金屬板，成為靜電結合型之電極。因此，在中央金 屬板之前面，係生成有二次電漿。所以，在像前述這樣之 條件中’係存在有以下所敘述之2種電漿： 存在於圈套型介電體板下之1種電漿；以及，

88122389.ptd 第17頁 4606 10 五、發明說明（14) 存在於圈套型電漿之内側區域内之其他種類之電漿。係 藉由擴散之行程’而使得前述這些2種之電漿，比起並無 具備有L - C電路之狀態下，在由中央金屬板開始之更加短 暫之距離之場所中’形成半徑呈均勻之電漿。並且，係藉 由生成二次電漿’以便於稍微地增加反應用容器之内部之 平均電漿密度。 實施形態5 參照僅顯示有共振器部分之圖6，而就實施形態5，進行 著相關之說明。圖6係為用以顯示出實施形態5之概略之線 圖。實施形態5係為實施形態4之變形。在圖6中，該與實 施形態4之所說明之要素為實質上呈相同之要素，係分別 地附加上相同之參考元件編號.在實施形態5中，(直 流）電力供應源41 ’係呈電性地連接至頂板1 9、也就是中 央金屬板1 4，以便於將所要求之dc (直流）電壓，施加至 中央金屬板14。該DC (直流）電力供應源41，係可以將電 壓，配電至1000V為止。就電漿源之構造而言，係可以期 待使用所謂踐鍍成膜之應用上之電漿源之構造。在像前述 這樣之狀態下，係將標靶板6 5固定於中央金屬板上，以便 於施加更南之負偏電壓至中央金屬板上。在實施形態5 中’係省略掉主氣體導入用埠23、氣體供應用通路2〇a、 氣體用保留器21、以及實施形態4之所使用之由氣體用保 留器開始而用以連接電漿處理室之氣體導入用琿22。但 是’係通過該由安裝於電漿處理室丨2和圓筒形側壁上之圓 管46之所製造出之氣體用導入部，而供應著製程用氣體。

88122389.ptd 第18頁 4606 1 0 五、發明說明（15) 為了施加更高之負電壓至中央金屬板上，因^ ’係沿著標 靶板之方向，加速著電漿中之離子，而使得離子以更高之 能量，撞擊到標靶板，以便於藉由像前述這樣之現象，而 對於標靶板，進行著濺鍍處理。標靶板上之離子撞擊，係 會造成電漿密度和其半徑方向上之均一性之變化。像前述 這樣之現象，係由於離子撞擊到標靶板之離子撞擊現象， 以致於由標靶板，釋放出二次電子。二次電子之釋放，係 會造成所謂電漿密度增大之效果。此外，由於係由存在於 所謂生成在介電體板之下側之圈套塑電漿中之標靶板，而 釋放出像前述這些二次電子，因此，係可以增大圈套型電 漿之内側中之電漿密度。像前述這樣之現象，比較起實施| 形態1之現象，係可以在由中央金屬板開始之更加短暫之 距離之場所中，結果，造成在半徑方向上之相當均勻之電 漿。 實施形態6 參照僅顯不有共振器部分之圖7，而就實施形態6，進行 著相關之說明。圖7係為用以顯示出實施形態6之概略之線 圖。實施形態6係為實施形態4之其他種之變形。在圊7 中，該與實施形態4之所說明之要素為實質上呈相同之要 素’係分別地附加上相同之參考元件編號。在實施形態6 中’第2之rf電源42 ’係通過匹配電路43和上側板19，而 呈電性地連接至中央金屬板1 4。第2之r f電源4 2之頻率， 係存在於1〜10(^1^之範圍中。前述之第2之^電源4 2之頻 率，係可以等於該施加至螺旋狀線圈1 6上之rf電力之頻

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^60 6 1G 五、發明說明（16) 率，也可以並不等於該施加至螺旋狀線圈][6上之r f電力之 頻率。第2之rf電源42之其他之屬性，係相同於實施形態1 之所採用之屬性。所謂對於中央金屬板施加著4電力，係 為藉由靜電式結合機構，而在中央金屬板之下側，生成出 電漿。由於前述之電漿，係存在於所謂生成在介電體板之 下侧之圈套型電漿之内侧中，因此，係可以增大圈套型電 毁内之電敷松度。像前述這樣之現象，比較起實施形態1 之狀態’係可以在由中央金屬板開始之更加短暫之距離 中’造成在半徑方向上之相當均勻之電漿。 【發明技術上之效果】 、本發明之電漿處理装置’係可以藉由螺旋狀線圈，而製 造出面密度電漿’並且，還能夠具備有用以控制電漿密度 之不同之參數；此外’本發明之電漿處理裝置，係在該成 為間隔壁之一部份之圈套型介電體板之下側之空間中，產 生出電漿’因此’係可以在涵蓋著晶圓之整個面上，沿著 半徑方向，而製造出相當均勻之電漿。 【元件編號之說明】 dl 圈套型介電體板之内徑 d2 圈套型介電體板之外徑 L1 螺旋狀線圈之長度 Z〇 阻抗 10 電漿源 11 共振器 12 處理室

88122389.ptd 第20頁 4606 ^0 五、發明說明（17) 13 外 部 金 屬 環 14 中 央 金 屬 板 15 圈 套 型 介 電 16 螺 旋 狀 線 圈 17 晶 圓 座 架 18 晶 圓 19 頂 板 20 垂 直 棒 狀 構 2 0a 氣 體 供 應 用 21 氣 體 用 保 留 22 氣 體 導 入 用 23 主 氣 體 導 入 31 r f 電 源 ( 南 32 匹 配 電 路 33 分 布 特 性 ( 33 匹 配 用 盒 ( 35 r f 電 源 36 介 電 體 環 圈 37 金 屬 製 外 殼 38 L-C電路 39 電 感 器 ( 感 40 可 變 電 容 器 41 DC ( 直 流 ) 42 r f 電 源 圈 體板 應要素） (可變電容量要素） 電力供應源 件 通路 器 埠 用埠 頻電源） 圖2 (B )) 圖3 )

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88122389.ptd 第22頁 460610 圖式簡單說明 圖1係為用以顯示出本發明之電漿處理裝置之實施形態1 之内部構造之立體圖以及剖面圖。 圖2 ( A )係為用以顯示出本發明之電漿處理裝置之所發 明出之電漿源之上侧部分之剖面圖，而圖2 ( B )係為用以 顯示出本發明之電漿處理裝置之電漿室之直徑方向上之電 漿之電漿密度分布之圖式。 圖3係為本發明之電漿處理裝置之實施形態2之電漿源之 上側部分之剖面圖。 圖4係為本發明之電漿處理裝置之實施形態3之電漿源之 上側部分之剖面圖。

圖5係為本發明之電漿處理裝置之實施形態4之電漿源之 上側部分之剖面圖D 圖6係為本發明之電漿處理裝置之實施形態5之電漿源之 上側部分之剖面圖。 圖7係為本發明之電漿處理裝置之實施形態6之電漿源之 上侧部分之剖面圖。 圖8係為用以顯示出所謂具代表性之習知之先前技術之 電漿處理裝置之螺旋狀共振器電漿源之說明圖。

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Claims (1)

1. 4606ιϋ 告和 1六、申請專利範圍 1 種電漿處理裝置，係具備著該配置有螺旌仙嫂 螺旋狀共振器、以及在下側位置配置座 述之晶圓座架上載置有必須進行處理之晶圓的 造而成的，其中，n係為整 〈長度之金屬所製 包含有， 〃将徵為▲電數處理裝置，係 反=，土為含有前述螺旋狀共振器和 至，在这徑，剛述螺旋狀共振器係具 上而該rt狀構件，係固定於 共振益之頂板上’亚且’运連接至氣體導 間隔〒’其用以將前述反應用容器而分開 狀共振器和前述電漿處理室，廿 ：、’1迷螺方疋 各麗瑗®、η ^ ㉟間隔壁，係由外部 it屬板之S 、以及前述外部金屬環圈和前述中 央金屬板之間之圈套型介電體板而構成的，此 ΐ述形中央板係使用前述垂直棒狀構件，而固Ϊ於 2頂S ，亚且，包含有氣體用保留器和許多個氣體導 m述螺旋狀線圈’係配置於前述垂直棒狀構件 之周圍上，並且具備有滿足dl <D <d2之直徑〇)，其 中，dl和dj係為前述圈套型介電體板之内徑和外徑。、 2.如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中二前述中 央金屬板係成為電性接地狀態，或者是成為電性絕緣狀 態。

   88122389.ptd 第24頁 4 S ο 6 i ο 六、申請專利範圍 3. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，其中係將 rf電力或者DC (直流）偏向電壓，供應至前述成為電性絕 緣狀態之中央金屬板。 4. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，其中係透 過呈串聯連接之感應要素和可變電容要素，而使得前述成 為電性絕緣狀態之中央金屬板成為接地狀態。 5. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，其中前述 螺旋狀線圈，係具備有至少2個沿著垂直方向而延伸的線 圈。 6.如 近前述 申請專利範圍 螺旋狀線圈之 接地，另一方面，位 另一端 7. 如 外部金 和前述 8. 如 頂板， 9. 如 有金屬 部係被開放。 申請專利範圍 屬极圈、前述 螺旋狀線圈， 申請專利範圍 係配置於介電 申請專利範圍 製外殼，用以 第1或2項之電漿處理裝置，其中最接 前述圈套型介電體板之下侧 處於最遠離前述介電體板之部位上、的 第1或2項之電漿處理裝置，龙 圈套型介電體板、前述中血f中前述 ，共同具有相同的中央軸。、金屬板、 第1或2項之電漿處理裝 體環圈之上。 其中前述 第1或2項之電漿處理裴置甘 覆蓋住前述螺旋狀共振胃。其中附設