[发明专利]电感耦合型等离子体发生源电极及基板处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及电感耦合型等离子体发生源电极及具备该电感耦合型等离子体发生源电极的基板处理装置。更具体而言，涉及如下的电感耦合型等离子体发生源电极及具备该电感耦合型等离子体发生源电极的基板处理装置：其通过向待处理基板的前面及后面施加朝向不同方向的射频信号，能够在全区域得到均匀的等离子体密度，并能够防止信号衰减。

背景技术

利用由高频能量产生的等离子体的工艺被称作“高频等离子体方法(RF Plasma Processes)”或“高频等离子体处理(RF Plasma Processing)”。在大规模集成电路等的半导体制造技术中，采用等离子体的蚀刻及蒸镀等的技术中使用该工艺，特别是在液晶显示装置(LCD：Liquid Crystal Display)那样的显示装置的制造中该工艺非常实用。此外，近年来，随着要求半导体元件的细微化及晶片的大口径化，该使用等离子体的工艺发挥更重要的作用。

在该工艺中使用高频是为了降低与集成等级的提高及半导体元件的微细化密切相关的工艺压力。另一方面，为了提高工艺速度及生产率，一般要求增加等离子体的密度即等离子体内的带电粒子的密度。但是，提高工艺速度和降低工艺压力是相互相反的关系。那是因为，虽然气体粒子的数量随着压力的降低而减少，但是这使等离子体密度减少。

因此，为了在降低工艺压力的情况下维持充分高的等离子体密度，认为提高等离子体发生效率是非常重要的，因此，在射频等离子体工艺中采用高频信号。

发明内容

技术问题

在这样的等离子体发生方法中，有电容耦合方式和电感耦合方式，其中，电感耦合型等离子体(ICP：Inductively Coupled Plasma)的发生方法能够在低压力下动作且能够生成高密度的等离子体，所以正在替代已有的电容耦合型等离子体(CCP：Capacitively Coupled Plasma)的发生方法。

电感耦合型等离子体(ICP)的发生方法是由供给高频电压的射频电源在放电气体内生成电磁场，由此激励气体来生成和维持气体等离子体的方式，具有能够在安装于腔内的晶片的上部产生等离子体来直接用于反应的优点。

图1～图6是表示现有的半导体制造用的一般的基板处理装置的结构的图。

图1是表示基板处理装置100的整体结构的图，图2是图1的基板处理装置100中只表示等离子体发生源(Source)电极120的结构的示意图。

此外，图3是表示由多个电极220构成的基板处理装置200的整体结构的图，图4是图3的基板处理装置200中只表示等离子体发生源电极220的结构的示意图。

此外，图5是表示由多个电极220a构成的另一基板处理装置200a的整体结构的图，图6是图5的基板处理装置200a中只表示等离子体发生源电极220a的结构的示意图。

首先，如图1及图2所示，使用等离子体的基板处理装置100具备：腔110，提供基板处理空间；等离子体发生源电极120，在腔110内产生电感耦合型等离子体(ICP)；射频(RF)天线130，连接在等离子体发生源电极120的一端，通过高频电流在等离子体发生源电极120产生电磁场；地线140，连接在等离子体发生源电极120的另一端；以及基座150，用于在腔内载放基板160。

此外，如图3及图4所示，在基板处理装置200上能够具备多个等离子体发生源电极220，此时，随着电极220的长度增大，会发生电力衰减。即，射频天线230使用由射频电源施加的高频电流产生电磁场，但是当电极220的长度变长时，由射频天线230产生的电磁场的强度随着远离射频天线230而减少。

如上所述，在基板处理装置中，通过电磁场生成等离子体，但是当电磁场的强度减少时，所生成的等离子体的密度也自然减少。因此，在图4中，在标注有标记A的区域，即远离射频天线230且靠近地线240的区域，存在有等离子体密度相对减少的问题。

为了解决该问题，开发了具备如图5所示方式配置的等离子体发生源电极的基板处理装置200a。

如图5及图6所示，在基板处理装置200a中，在多个等离子体发生源电极220a的两端设置的射频天线230a和地线240a的位置交替相反。即，若在特定的等离子体发生源电极220a的左侧端形成射频天线230a，在右侧端形成地线240a，则在相邻的等离子体发生源电极220a的左侧端形成地线240a，在右侧端形成射频天线230a。