TWI469696B - 電漿處理裝置 - Google Patents
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Description
本發明係有關於在電漿製程中使用微波之電漿處理裝置，特別是有關於一種電漿處理裝置，其對於在處理容器內支持受處理基板的電極，施加射頻偏壓(RF bias)用的高週波。
於製造半導體裝置及液晶顯示器等之電漿製程中，為了將真空之處理容器內的處理氣體加以放電或是電離，而使用高週波或微波。高週波放電方式，以電容耦合型為主流，其係在處理容器內平行配置一對電極，並使其彼此間隔適當距離，將其中一邊的電極接地，而對另一邊的電極施加用以產生電漿的高週波。然而，高週波放電方式的問題，在於難以在低壓下產生高密度之電漿，而且因為電子溫度高，所以容易對基板表面的元件造成損傷等等。就這方面而言，微波放電方式，具備可於低壓下產生電子溫度低的高密度電漿之優點。尤其平板狀之表面波電漿(SWP：Surface Wave Plasma)更有如下優點：可以在廣泛的壓力範圍下有效率地產生大口徑電漿，而且因為不需要磁場，所以其電漿處理裝置可以簡略化。
在微波放電方式的電漿處理裝置，尤其是電漿蝕刻裝置，係於處理容器內的較低位置配置射頻(RF，radio frequency)電極，在其上固定受處理基板，例如半導體晶圓，而在射頻電極上方透過微波放電產生電漿，使晶圓的受加工面(上面)曝露在電漿中的反應性自由基下，同時透過阻隔電容器(blocking condenser)而對射頻電極施加射頻偏壓用的高週波，藉由射頻電極上產生的自偏電壓而將電漿中的離子吸引到晶圓之受加工面上(例如可參考專利文獻1)。
[專利文獻1]國際公開WO2005/045913
過去，用以對射頻電極施加射頻偏壓用之高週波的射頻供電線，多使用傳送效率高的同軸結構之供電棒。在此情形，供電棒設置在由匹配器到射頻電極為止之間的射頻供電線上；包圍著供電棒(內部導體)而構成回流線(return wire)或接地線的圓筒狀外部導體，則設置在由匹配器到處理容器為止的傳送區間。供電棒與外部導體之間的空間，雖然也可塞滿介電體，不過通常都是以空氣填滿。另一方面，射頻電極係透過絕緣性支持構件，而在不接地的狀態下，安裝在接地電位的處理容器上。
在如此之裝置結構中，導入至處理容器以供微波放電之用的微波，有時會從射頻電極上方之電漿產生空間，穿越基板支持構件(絕緣體)，而進入射頻供電線之同軸線路上。進入該同軸線路之微波，在供電棒及外部導體之間的空間，以和供電棒表面流動之射頻高週波相反的方向傳播，流竄到匹配器內部。當微波一闖入到匹配器內，對射頻控制部來說就會變成雜訊，而導致例如自動匹配動作(automatic matching)產生誤動，或是微波從匹配器之開口部(例如冷卻風扇)洩漏到外部，而成為電波雜訊之原因。
本發明係為解決上述習知技術之問題點而研發者，提供一種電漿處理裝置，其特徵在於：為避免微波放電所使用之微波，洩漏到射頻供電線，而可在線的途中有效地加以阻絕，確實地防止微波洩漏之干擾。
於本發明之電漿處理裝置，其特徵在於，具有：處理容器，可真空排氣；處理氣體供給部，對該處理容器內部供給處理氣體；微波供給部，對該處理容器內部供給微波，以產生該處理氣體的電漿；電極，在該處理容器內部將受處理基板固持成曝露於該電漿下；高週波電源，透過圓柱狀或圓筒狀的供電棒，而對該電極施加射頻偏壓用的高週波；外部導體，環繞該供電棒的周圍且係圓筒狀；抗流機構，設置在該供電棒與該外部導體之間，以阻絕該微波之空間傳播。
於上述之裝置結構，藉由處理氣體供給部而將既定之處理氣體導入至真空的處理容器內部，同時，從微波供給部導入微波，藉由微波的電力使得處理氣體的粒子放電(電離)，產生電漿，於該電漿下，對電極上的基板施以蝕刻、成膜、濺鍍、氧化等等微細加工。於該電漿處理時，尤其是在電漿點火之瞬前，有時會發生在處理容器內未被消耗(吸收)之電漿，其中有一部分進入到同軸結構之供電棒線路，亦即高週波供電用之同軸線路的情形。然而，抗流機構會在同軸線路的中途阻絕微波，使其無法更進一步地傳播，因此可以防止微波的洩漏干擾。
於本發明之抗流機構，更佳之基本結構，係具有：第1導波通道，具有1/4波長之線路長度，以窄於供電棒之外周面與外部導體之內周面間的距離間隔之縫隙寬度，與供電棒之軸向平行地延伸而形成為圓筒狀；第2導波通道，具有1/4波長之線路長度，從電極側觀察下，呈現連接第1導波通道的終端之狀態，且為終端短路。於該結構，利用1/4波長之性質，使第1導波通道的起始端或入口成為短路狀態，亦即使其成為等同於以實質之導體壁遮蔽之狀態，而可有效地阻止微波之傳播。
本發明之抗流機構之另一更佳的形態，係具有：第1圓筒狀導體部，與供電棒之軸向平行而延伸，在其外周面與外部導體之內周面之間，呈圓筒狀地形成該第1導波通道，同時，於其內周面與供電棒的外周面之間，呈圓筒狀地形成第2導波通道；第1環狀導體部，從供電棒，沿著與軸向正交之半徑方向延伸，連接第1圓筒狀導體部的前端，使第2導波通道的終端短路；第2環狀導體部，從供電棒，沿著與軸向正交之半徑方向延伸，在與第1圓筒狀導體部的後端之間形成第1間隙，並且在與外部導體的內周面之間形成第2間隙，以第1間隙連接第1導波通道的終端及第2導波通道的起始端。
又，根據本發明之一較佳的實施型態，於高週波電源與電極之間，電性插入匹配器。在此，於供電棒，其一端連接匹配器的第1輸出端子，另一端連接電極。另外，於外部導體，其一端連接匹配器的第2輸出端子，另一端連接處理容器。在此情形，由於進入高週波供電之同軸線路的微波，會被抗流機構阻絕，因此不會傳播到匹配器，亦不會導致匹配器的誤動，也不會發生微波從匹配器洩露至外部的情形。
根據本發明之一較佳的實施型態，外部導體和處理容器一起連接於接地電位。更佳為，微波供給部，具有設於處理容器之周圍或附近的天線，具有用以將微波導入至處理容器內之介電體所構成的窗。又，亦可採取以下結構：於該處理容器的周圍或附近，設置磁場形成機構，用以在處理容器內部形成既定之磁場。
若使用本發明之電漿處理裝置，則透過上述結構及作用，即便用於微波放電之微波進入射頻供電線，抗流機構亦可在線路途中有效阻絕，因此可以確實防止微波洩漏之干擾。
以下，一邊參照隨附的圖式，一邊說明本發明之較佳實施形態。
圖1顯示本發明之一種實施形態的微波電漿蝕刻裝置之結構。此微波電漿蝕刻裝置之結構，係不需要磁場之平板狀SWP型電漿處理裝置，具有例如鋁或不鏽鋼等金屬製的圓筒型真空腔室(處理容器)10。腔室10有施以保護接地(protective ground)。
首先，說明此微波電漿蝕刻裝置中與產生電漿無關之各部位的結構。
腔室10內的下方部分中央處，水平配置有圓板狀的載置台12，其作為基板固持台，承載諸如半導體晶圓W之受處理基板，並且兼用作高週波電極。該載置台12，係由例如鋁材質構成，由絕緣性的筒狀支持部14支撐，該筒狀支持部14係由腔室10的底部，朝垂直上方延伸。
從腔室10底部沿著筒狀支持部14之外周往垂直上方延伸之導電性的筒狀支持部16，與腔室10的內壁之間，形成有環狀的排氣路18，該排氣路18之上方部分或入口，安裝有環狀的擋板20，同時其底部設有1個或複數個排氣埠22。排氣埠22透過具有自動功率控制電路(APC，automatic power control circuit)功能的可變排氣閥24而連接真空泵26。真空泵26，包含例如渦淪分子泵等，可以將腔室10內的電漿處理空間減壓至所要求的真空度。在腔室10之側壁外，安裝有可開閉半導體晶圓W的搬入搬出口的閘閥28。
射頻偏壓用的高週波電源30，透過匹配單元32及供電棒34
電性連接著載置台12。高週波電源30輸出適於控制被吸引到半導體晶圓W的離子之能量的較低頻率之高週波，例如13.56MHz。匹配單元32，內含有匹配器，該匹配器係在高週波電源30側的阻抗與電阻(主要為電極、電漿、腔室)側的阻抗之間進行匹配，並且該匹配器裡包含有產生自偏壓用的阻隔電容器。又，匹配單元32除了匹配器(匹配電路)以外，還設置了用以量測電阻阻抗的射頻感測器、用以可變調整匹配器內之可變電抗元件之值(阻抗位置)之控制器及步進馬達、以及用以冷卻的風扇等等。
供電棒34係由具備既定外徑之圓柱狀或圓筒狀導體所構成，其上端連接載置台12的底面中心部，其下端連接匹配單元32內的前述匹配器的高週波輸出端子。又，腔室10的底面及匹配單元32之間，為形成同軸線路36，而設有圓筒狀之外部導體38，其以供電棒34作為內部導體，而包圍住其周圍。更詳而言之，於腔室10之底面(下面)形成有比供電棒34之外徑還要大上一圈之具有既定口徑的圓形開口部，而外部導體38之上端部連接該開口部之同時，外部導體38之下端部連接前述匹配器之接地(回流線)端子。
於該同軸線路36，設有抗流機構40，其用以阻絕不當進入線路中之微波的空間傳播。該抗流機構40之結構及作用，容後詳述。
在載置台12之頂面，設有靜電夾頭42，其以靜電力固持半導體晶圓W；於該靜電夾頭42之半徑方向外側，設有對焦環44，其環狀圍繞半導體晶圓W的周圍。靜電夾頭42係以雙層之絕緣膜42b、42c將導電膜所構成之電極42a夾在彼此之間而構成，電極42a透過開關48而電性連接於直流電源46。藉由直流電源46所施加的直流電壓，而能以庫侖力將半導體晶圓W吸附固持在靜電夾頭42上。
載置台12之內部，設有環狀之冷媒室50，其在例如圓周方向延伸。諸如冷卻水等既定溫度的冷媒，從冷卻器單元(未圖示)透過配管52、54，循環供給至該冷媒室50。藉由冷媒的溫度，而可控制靜電夾頭42上之半導體晶圓W的處理溫度。再者，來自傳熱氣體供給部(未圖示)之傳熱氣體，例如氦氣，透過氣體供給管56而供給到靜電夾頭42之頂面及半導體晶圓W的背面之間。又，為了加載/卸載半導體晶圓W，亦設置有在垂直方向貫通載置台12，且可上下移動的昇降銷及其昇降機構(未圖示)等等。
接著，說明在此微波電漿蝕刻裝置中，與產生電漿有關之各部分的結構。
於與腔室10之載置台12相向之天花板面，氣密性地安裝有圓形的石英板58，作為導入微波用的介電體板。該石英板58之頂面設置有圓板形的輻射狀槽孔天線(radial line slot antenna)60，以作為平板型的槽孔天線，其具有以同心圓狀分佈之複數槽孔。該輻射狀槽孔天線60，透過例如石英等介電體所構成的遲延板62，而電磁性耦合至微波傳送線路64。
微波傳送線路64係將微波產生器66所輸出之例如2.45GHz的微波，傳送到天線60的線路，具備導波管68、導波管-同軸管轉換器70、以及同軸管72。導波管68，係例如方形導波管，以TE10
模式為基本模式，將來自微波產生器66的微波，朝向腔室10，而傳送至導波管-同軸管轉換器70。
導波管-同軸管轉換器70為了耦合方形導波管68與同軸管72，而在方形導波管68的H面(與磁場平行之面)之寬度方向的中央且係距離短路板68a有1/4波長的位置上，使同軸管72的內部導體74向方形導波管68裡面突出。同軸管72的特性阻抗通
常設計為50Ω，相對於此，方形導波管68的特性阻抗要大上許多(通常為數百Ω以上)，因此，為了轉換阻抗，將構成連接部之同軸管72的內部導體74的上端部74a，設為如圖示般較寬的倒錐狀(即所謂喇叭鎖(doorknob)形之結構)為佳。
同軸管72係由導波管-同軸管轉換器70往垂直下方延伸到腔室10的頂面中心部，其同軸線路的終端或下端，透過遲延板62而耦合於天線60。同軸管72之外部導體76係與方形導波管68一體形成的圓筒體所構成，而微波就以TEM(橫向電磁波，Transverse Electromagnetic)模式在內部導體74及外部導體76之間的空間傳播。
從微波產生器66所輸出的微波，於上述導波管68、導波管-同軸管轉換器70及同軸管72所構成之微波傳送線路64傳播，通過遲延板62而向天線60供電。然後，在天線60朝半徑方向展開的微波，就由天線的各槽孔，朝向腔室10之內輻射；而透過沿著石英板58及電漿間的界面來傳播之表面波所輻射出的微波電力，附近的氣體會電離，而產生電漿。
在遲延板62上，設置有天線後面板78，其設置成覆蓋腔室10之頂面。該天線後面板78係由例如鋁所構成，兼用作冷卻護套，吸收(放熱)石英板58所產生之熱能；諸如冷卻水等既定溫度的冷媒，從冷卻單元(未圖示)透過配管82、84，循環供給至該石英板58內部所形成之流路80。
於此實施形態中，為了將處理氣體導入腔室10內，而設有：緩衝室86，在比石英板58稍低之位置，沿著腔室10之側壁內部形成為環狀；複數個側部氣體吹出口88，在圓周方向上等間隔設置，由緩衝室86面向電漿產生空間；氣體供給管92，由處理氣體供給源90延伸到緩衝室86。又，於氣體供給管92中途，設有
MFC(Mass Flow Controller，質量流量控制器)94，以及開閉閥96。
在如上結構的處理氣體導入機構98中，從處理氣體供給源90所送出的處理氣體，經過氣體供給管92，而導入到腔室10側壁內的緩衝室86，在緩衝室86內使圓周方向的壓力平均以後，從各側部氣體吹出口88朝向腔室10的中心，而約略水平地吹出，擴散到電漿處理空間。
於該微波電漿蝕刻裝置，為進行蝕刻，首先要使閘閥28成為開啟狀態，將作為加工對象之半導體晶圓W搬入腔室10內，載置於靜電夾頭42上。然後，藉由處理氣體導入機構98，而以既定之流量及流量比例，將蝕刻氣體(一般係混合氣體)導入至腔室10內，藉由排氣機構(24、26)而使腔室10內的壓力減壓至設定值。接著，將高週波電源30開啟，使其以既定功率輸出高週波，透過匹配單元32及供電棒34而將該高週波施加到載置台12。又，將開關48導通，從直流電源46對靜電夾頭42的電極42a施加直流電壓，藉由靜電夾頭42之靜電力而將半導體晶圓W固定於靜電夾頭42上。然後，導通微波產生器66，透過微波傳送線路64，將微波產生器66所輸出的微波供電給天線60，再將天線60所輻射之微波透過石英板58而導入至腔室10內。
由處理氣體導入機構98之側部氣體吹出口88導入至腔室10內的蝕刻氣體，擴散到石英板58下方；沿著石英板58的底面(與電漿相向之面)而傳播的表面波所輻射出的微波電力，使氣體粒子電離，而產生表面激發之電漿。如此一來，石英板58下面產生之電漿擴散至下方，對半導體晶圓W的主面之受加工膜，藉由電漿中的自由基所致之等向性蝕刻及離子照射，而進行垂直蝕刻。
於該微波電漿蝕刻裝置，有時會有部分微波從腔室10內的電
漿產生空間，通過絕緣性的筒狀支持構件14，而由腔室10的底面開口進入射頻供電線的同軸線路36。尤其在導通微波產生器到開始微波放電之間，會有些微的時間落差，於該時間落差的期間中(即電漿點火之瞬前)，導入到腔室10內的微波不會被用於放電，而透過電漿產生空間，進入到同軸線路36。然後，微波在同軸線路36內，以TEM模式，朝向與射頻偏壓用的高週波相反之方向傳播。然而，即使微波進入到同軸線路36，也會被設在同軸線路36中途的抗流機構40阻絕，而不會來到匹配單元32。藉此，本發明之裝置結構裡，匹配單元32內的射頻感測器或控制器等射頻控制部，既不會因為微波的雜訊而導致誤動，也不會有微波從匹配單元32的風扇等開口部洩漏至外部，而導致無線區域網路(wirelesss LAN)產生電波雜訊。
以下，針對代表本實施形態之主要特徵的抗流機構40之結構及作用，加以說明。
圖2顯示抗流機構40之一實施形態。該抗流機構40，係以例如銲接，將例如鋁製的2個導體構件100、102安裝到供電棒34上。
第1導體構件100，具有：圓筒部104，其與供電棒34之軸向平行而延伸；以及環狀部106，其由供電棒34，沿著與軸向正交之半徑方向延伸，而與圓筒部104之前端(上端)連接。在此，圓筒部104之外周面與外部導體38之內周面之間，形成有圓筒狀的1/4波長之第1導波通道M1，其線路長度為1/4波長(λ/4)；而圓筒部104之內周面與供電棒34之外周面之間，形成有圓筒狀的1/4波長之第2導波通道M2。
第2導體構件102，具有：環狀部108，其由供電棒34，沿著與軸向正交之半徑方向延伸；以及圓筒部110，其由該環狀部108
之外周邊緣，朝向匹配單元32(圖1)側延伸。在此，環狀部108之外周邊緣與第1導體構件100之圓筒部104的後端(下端)之間，形成有環狀間隙112；而環狀部108之外周邊緣及圓筒部110之外周面，與外部導體38的內周面之間，形成有圓筒狀間隙114。
抗流機構40在同軸線路36上的安裝位置，基於後述之原因，較佳係如圖2所示，設定在如下之位置：第1導波通道M1的起始端(A點)由同軸線路36之入口(外部導體38的上端)朝向高週波電源30側，隔著1/2(λ/2)波長之距離處。
於如上結構的抗流機構40，相對於從腔室10側以TEM模式在同軸線路36內傳播過來之微波，1/4波長之第1導波通道M1的終端與1/4波長之第2導波通道M2的起始端，係以環狀間隙112(B點)銜接，同時1/4波長之第2導波通道M2在環狀部106之底面(C點)處終端短路。因此，藉由1/4波長線路的性質，導波通道連接點(B點)成為阻抗無限大的開路狀態，而1/4波長之第1導波通道M1的起始端(A點)成為阻抗為零的短路狀態。也就是說，相對於微波，1/4波長之第1導波通道M1的起始端或是入口，終究等同於以導體壁遮蔽的狀態，實質上在此阻止微波的傳播。藉此，不會發生微波通過第2導體構件102及外部導體38之間的間隙114，而前往匹配單元32的情形。又，藉由1/4波長之第1導波通道M1的起始端為短路狀態，由此處相隔著1/2波長(λ/2)的距離之同軸線路36的入口，會形成駐波的波節(節點，node)，使駐波穩定。
另一方面，來自高週波電源30之射頻偏壓用的高週波，會通過供電棒34之表面而供電至射頻電極12，因此在傳送上不會受到抗流機構40的影響。如此這般，抗流機構40，可發揮一種低通濾波器(low pass filter)的功能，透過射頻偏壓用高週波(例如2MHz)而阻絕微波(2.45GHz)。
圖3透過模擬顯示抗流機構40之濾波特性。如圖所示，2MHz的衰減量為約0dB，射頻偏壓用高週波幾乎毫不衰減地通過抗流機構40。相對於此，2.45GHz的衰減量為約-50dB，微波在抗流機構40衰減到10萬分之1，幾乎完全被阻絕了。
於此實施形態，圖2所示之抗流機構40之結構僅為一例，在本發明之技術思想下，可作各種變形。於圖4~圖5，顯示幾個抗流機構40之變形例。
於圖4所示之結構，係將第2導體構件102，置換成1個厚板環狀體116者，其同時具有圖2之環狀部108及圓筒部110。第2導體構件102，基本上係用以銜接分別形成於第1導體構件100之圓筒部104的外周側及內周側的1/4波長之第1及第2導波通道M1、M2，也就是只要能形成環狀間隙112即可。因此，如圖5所示，第2導體構件102亦可僅由薄板之環狀部108來構成。
不僅是上述抗流機構40本身的結構，在本發明之技術思想的範疇內還可進行其他之種種變形。尤其，施加射頻偏壓用的高週波之電極的結構，可為任意之物，就本發明之最廣的技術思想而言，為了在任意用途下對腔室內的高週波電極進行高週波之供電，可對使用同軸結構之供電棒的任意之電漿處理裝置適用本發明之抗流機構。又，就連使用同軸電纜作為射頻供電線的情況亦同，雖省略圖示，但亦可按照本發明，在同軸電纜的內部導體與外部導體之間，設置與上述實施形態之抗流機構40具備相同結構及功能之抗流機構。
本發明可適用於使用微波產生電漿之任一電漿處理裝置，其微波導入放電機構、處理氣體導入機構、排氣機構等，也都不受上述實施形態限定。例如，關於微波導入放電機構，亦可為使用
輻射狀槽孔天線60以外的天線之裝置、從微波傳送線路不透過天線而透過介電體窗來將微波導入至腔室內的裝置等。又，於腔室10之周圍設置永久磁石或電子線圈等磁場形成機構(未圖示)，而利用電子迴旋共振之ECR(Electron Cyclotron Resonance)裝置，亦可適用本發明。
再者，本發明並不限定於電漿蝕刻裝置，亦可適用於電漿化學氣相沈積(CVD,Chemical Vapor Deposition)、電漿氧化、電漿氮化、濺鍍等處理裝置。又，本發明中之受處理基板並不限定於半導體晶圓，亦可為平面顯示器用的各種基板，或是光罩、CD基板、印刷基板等等。
10‧‧‧腔室
12‧‧‧載置台(基板固持台)
14‧‧‧筒狀支持部
16‧‧‧筒狀支持部
18‧‧‧排氣路
20‧‧‧擋板
22‧‧‧排氣埠
24‧‧‧可變排氣閥
26‧‧‧真空泵
28‧‧‧閘閥
30‧‧‧高週波電源
32‧‧‧匹配單元
34‧‧‧供電棒
36‧‧‧同軸線路
38‧‧‧外部導體
40‧‧‧抗流機構
42‧‧‧靜電夾頭
42a‧‧‧電極
42b‧‧‧絕緣膜
42c‧‧‧絕緣膜
44‧‧‧對焦環
46‧‧‧直流電源
48‧‧‧開關
50‧‧‧冷媒室
52‧‧‧配管
54‧‧‧配管
56‧‧‧氣體供給管
58‧‧‧石英板(介電體窗)
60‧‧‧天線
62‧‧‧遲延板
64‧‧‧微波傳送線路
66‧‧‧微波產生器
68‧‧‧導波管
68a‧‧‧短路板
70‧‧‧導波管-同軸管轉換器
72‧‧‧同軸管
74‧‧‧內部導體
74a‧‧‧上端部
76‧‧‧外部導體
78‧‧‧天線後面板
80‧‧‧流路
82‧‧‧配管
84‧‧‧配管
86‧‧‧緩衝室
88‧‧‧側部氣體吹出口
90‧‧‧處理氣體供給源
92‧‧‧氣體供給管
94‧‧‧MFC(質量流量控制器)
96‧‧‧開閉閥
98‧‧‧處理氣體導入機構
100‧‧‧第1導體構件
102‧‧‧第2導體構件
104‧‧‧圓筒部
106‧‧‧環狀部
108‧‧‧環狀部
110‧‧‧圓筒部
112‧‧‧環狀間隙
114‧‧‧間隙
116‧‧‧厚板環狀體
A‧‧‧點(第1導波通道M1的起始端)
B‧‧‧點(環狀間隙112；導波通道連接點)
C‧‧‧點(環狀部106之底面)
M1‧‧‧1/4波長之第1導波通道
M2‧‧‧1/4波長之第2導波通道
W‧‧‧半導體晶圓
圖1係顯示本發明之一種實施形態的微波電漿蝕刻裝置之結構圖。
圖2係顯示設於圖1之微波電漿處理裝置之抗流機構之一種實施形態的結構之縱剖面圖。
圖3係顯示設於圖1之微波電漿處理裝置之抗流機構的濾波特性圖。
圖4係顯示另一實施例之抗流機構的結構圖。
圖5係顯示另一實施例之抗流機構的結構圖。
10‧‧‧腔室
12‧‧‧載置台
14‧‧‧筒狀支持部
16‧‧‧筒狀支持部
18‧‧‧排氣路
20‧‧‧擋板
22‧‧‧排氣埠
24‧‧‧可變排氣閥
26‧‧‧真空泵
28‧‧‧閘閥
30‧‧‧高週波電源
32‧‧‧匹配單元
34‧‧‧供電棒
36‧‧‧同軸線路
38‧‧‧外部導體
40‧‧‧抗流機構
42‧‧‧靜電夾頭
42a‧‧‧電極
42b‧‧‧絕緣膜
42c‧‧‧絕緣膜
44‧‧‧對焦環
46‧‧‧直流電源
48‧‧‧開關
50‧‧‧冷媒室
52‧‧‧配管
54‧‧‧配管
56‧‧‧氣體供給管
58‧‧‧石英板
60‧‧‧天線
62‧‧‧遲延板
64‧‧‧微波傳送線路
66‧‧‧微波產生器
68‧‧‧導波管
68a‧‧‧短路板
70‧‧‧導波管-同軸管轉換器
72‧‧‧同軸管
74‧‧‧內部導體
74a‧‧‧上端部
76‧‧‧外部導體
78‧‧‧天線後面板
80‧‧‧流路
82‧‧‧配管
84‧‧‧配管
86‧‧‧緩衝室
88‧‧‧側部氣體吹出口
90‧‧‧處理氣體供給源
92‧‧‧氣體供給管
94‧‧‧MFC(質量流量控制器)
96‧‧‧開閉閥
98‧‧‧處理氣體導入機構
W‧‧‧半導體晶圓
Claims (8)
- 一種電漿處理裝置，其特徵為具有：處理容器，可真空排氣；處理氣體供給部，對該處理容器內部供給處理氣體；微波供給部，對該處理容器內部供給微波，以產生該處理氣體的電漿；電極，在該處理容器內部將受處理基板固持成曝露於該電漿下；高週波電源，透過圓柱狀或圓筒狀的供電棒，而對該電極施加射頻偏壓用的高週波；外部導體，呈圓筒狀，環繞於該供電棒的周圍；抗流機構，設置在該供電棒與該外部導體之間，以阻絕該微波之空間傳播。
- 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，該抗流機構具有：第1導波通道，具有1/4波長之線路長度，以窄於該供電棒之外周面與該外部導體之內周面間的距離間隔之縫隙寬度，與該供電棒之軸向平行地延伸而形成為圓筒狀；第2導波通道，從該電極側觀察下，呈現連接於該第1導波通道的終端之狀態，具有1/4波長之線路長度，且為終端短路。
- 如申請專利範圍第2項之電漿處理裝置，其中，該抗流機構具有：第1圓筒狀導體部，與該供電棒之軸向平行而延伸，在其外周面與該外部導體之內周面之間，呈圓筒狀地形成該第1導波通道；且於其內周面與該供電棒的外周面之間，呈圓筒狀地形成該第2導波通道；第1環狀導體部，從該供電棒，沿著與軸向正交之半徑方向延伸，連接該第1圓筒狀導體部的前端，使該第2導波通道的終 端短路；第2環狀導體部，從該供電棒，沿著與軸向正交之半徑方向延伸，在與該第1圓筒狀導體部的後端之間形成第1間隙，並且在與該外部導體的內周面之間形成第2間隙，以該第1間隙連接該第1導波通道的終端及該第2導波通道的起始端。
- 如申請專利範圍第1~3項中任一項之電漿處理裝置，其中，在該高週波電源與該電極之間，電性插入匹配器，該供電棒的一端連接該匹配器的第1輸出端子，而其另一端連接該電極；該外部導體的一端連接該匹配器的第2輸出端子，而其另一端連接該處理容器。
- 如申請專利範圍第1~3項中任一項之電漿處理裝置，其中，該外部導體連接於接地電位。
- 如申請專利範圍第1~3項中任一項之電漿處理裝置，其中，該微波供給部具有設於該處理容器之周圍或附近的天線。
- 如申請專利範圍第1~3項中任一項之電漿處理裝置，其中，該微波供給部具有介電體所構成的窗，用以將該微波導入之該處理容器內。
- 如申請專利範圍第1~3項中任一項之電漿處理裝置，其中，於該處理容器的周圍或附近設置磁場形成機構，用以在該處理容器內部形成既定之磁場。
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