專利名稱：等離子體處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)半導(dǎo)體晶片作用由微波產(chǎn)生的等離子體而進(jìn)行處理的等離子體處理裝置。
背景技術(shù)：
近年來，伴隨著半導(dǎo)體制品的高密度化和高細(xì)微化，半導(dǎo)體制品的制作工序中，存在為了成膜、蝕刻、灰化(ashing)等處理而使用等離子體處理裝置的情況，尤其，在0.1～幾10mTorr左右的壓力較低的高真空狀態(tài)下也可穩(wěn)定產(chǎn)生等離子體，所以傾向于使用用微波產(chǎn)生高密度等離子體來處理晶片的等離子體處理裝置。
這種等離子體處理裝置在特開平3-191073號(hào)公報(bào)、特開平5-343334號(hào)公報(bào)和本申請(qǐng)人的特開平9-181052號(hào)公報(bào)等中公開。這里，參照?qǐng)D9簡要說明使用了微波的通常等離子體處理裝置。圖9是表示現(xiàn)有的普通等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖9中，該等離子體處理裝置2在可抽為真空的處理容器4內(nèi)設(shè)置載放半導(dǎo)體晶片W的載放臺(tái)6，在相對(duì)于該載放臺(tái)6的頂部上氣密地設(shè)置透過微波的例如由圓板狀的氮化鋁等構(gòu)成的微波透過窗8。具體的，從上述處理容器4的上端設(shè)置的例如鋁制環(huán)狀支撐框部件10向半徑方向內(nèi)部突出的支撐棚部12上經(jīng)O環(huán)等的密封部件14氣密地安裝該微波透過窗8。
并且，在該微波透過窗8的上面設(shè)置厚度為幾mm左右的圓板狀的平面天線部件16和根據(jù)需要縮短該平面天線部件16的半徑方向的微波波長用的例如由電介質(zhì)構(gòu)成的滯波材料18。對(duì)于該平面天線部件16和滯波材料18，使用導(dǎo)體設(shè)置密封蓋體19，使其覆蓋這些部件的上方，并堵塞處理容器4的上方。另外，在上述滯波材料18的上方設(shè)置形成內(nèi)部流過冷卻水的冷卻水流路20的頂部冷卻外殼22，使其冷卻密封蓋體19等。并且，在天線部件16中形成由多個(gè)大致圓形的或者槽狀貫通孔構(gòu)成的微波放射孔24。并且，將同軸導(dǎo)波管26的內(nèi)導(dǎo)體28連接到平面天線部件16的中心部。該同軸波導(dǎo)管26經(jīng)模式轉(zhuǎn)換器30與矩形導(dǎo)波管32連接，同時(shí)，該矩形導(dǎo)波管32依次與匹配電路34和微波產(chǎn)生源36連接。由此，將微波產(chǎn)生源36產(chǎn)生的例如2.45GHz的微波導(dǎo)入天線部件16。而且，微波呈放射狀向天線部件16的半徑方向傳播，同時(shí)從設(shè)置在天線部件16上的微波放射孔24中發(fā)射微波，使其透過微波透過窗8，將微波導(dǎo)入到下方的處理容器4內(nèi)，通過該微波在處理容器4內(nèi)產(chǎn)生等離子體，對(duì)半導(dǎo)體晶片W進(jìn)行蝕刻或成膜等的規(guī)定等離子體處理。
由于上述微波發(fā)生源36通常產(chǎn)生5KW左右大小的輸出，所以抑制反射波的上述匹配電路34本身大小相當(dāng)大，所以，將該匹配電路34本身配置在比等離子體處理裝置的框架還外側(cè)的床部等，并使用較長的矩形導(dǎo)波管32從該部位連接到模式轉(zhuǎn)換器30。
但是，該等離子體處理裝置2需要定期或不定期地維護(hù)，這時(shí)，拆下密封蓋體19和微波透過窗8等，就可使天線部件16、滯波材料18和容器內(nèi)的構(gòu)造物等得到檢查。
但是，如上這樣，為拆下覆蓋處理容器4的上方的密封蓋體19，必須通過松開該凸緣部32A的螺栓等(未圖示)來拆下與其連成一體的長尺狀且較大的矩形導(dǎo)波管32等，因而存在維修作業(yè)非常麻煩的問題。
另外，如上所述，還存在由于矩形波導(dǎo)管32本身的長度較長，在其中容易使微波產(chǎn)生多重反射，導(dǎo)致負(fù)載增大，由功率損耗引起功率效率降低的問題。
進(jìn)一步，由于匹配電路34和等離子體間的距離還偏離了幾個(gè)相位，所以與等離子體阻抗相比，其間的阻抗壓倒性地大。因此，等離子體阻抗不體現(xiàn)到匹配電路34，故通過匹配電路34適當(dāng)控制等離子體發(fā)火、穩(wěn)定等離子體十分困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明著眼于上述問題點(diǎn)，而提出了有效解決這些問題的方案。本發(fā)明的目的是提供了一種等離子體處理裝置，通過使匹配電路小型化而可使微波發(fā)生源等一體裝載在密封蓋部上。
本發(fā)明的等離子體處理裝置，其特征在于，包括可抽為真空的處理容器；載放臺(tái)，設(shè)置在上述處理容器內(nèi)，載放被處理體；微波透過板，設(shè)置在上述處理容器的頂部的開口部；平面天線部件，用于經(jīng)上述微波透過板將微波供給上述處理容器內(nèi)；密封蓋體，接地，使其覆蓋上述平面天線部件的上方；波導(dǎo)管，將來自微波發(fā)生源的微波導(dǎo)入到上述平面天線部件；部件升降機(jī)構(gòu)，相對(duì)改變上述天線部件和上述密封蓋體間的上下方向上的距離；調(diào)諧棒，設(shè)置成可插入到上述波導(dǎo)管內(nèi)；調(diào)諧棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，移動(dòng)上述調(diào)諧棒能夠調(diào)整其插入量；匹配控制部，通過控制上述平面天線部件的升降量和上述調(diào)諧棒的插入量來進(jìn)行匹配調(diào)整。
由此，由于對(duì)上下運(yùn)動(dòng)的平面天線部件和導(dǎo)波管可相對(duì)調(diào)整插入量的調(diào)諧棒具有抑制微波反射波的匹配功能，所以借此可使微波的傳送系統(tǒng)的構(gòu)造本身大幅度小型化，從而，可在密封蓋體上一體裝載含有微波發(fā)生源的微波的傳送系統(tǒng)。
結(jié)果，在對(duì)等離子體處理裝置進(jìn)行維修時(shí)，可僅通過從處理容器側(cè)拆下密封蓋體，而不拆下導(dǎo)波管等，將其撤去，因此能夠迅速且容易地進(jìn)行維修作業(yè)。
另外，由于可縮短傳送微波的波導(dǎo)管的長度，所以借此可抑制反射波的發(fā)生和功率損耗，進(jìn)而，提高根據(jù)匹配電路的等離子體控制性。
在這種情況下，例如，在比上述調(diào)諧棒還在上流側(cè)的導(dǎo)波管上設(shè)置檢測上述微波的反射波狀態(tài)的反射波檢測部。
另外，例如上述被檢測的反射波的狀態(tài)為功率和相位。
另外，例如，在上述波導(dǎo)管的中間設(shè)置轉(zhuǎn)換上述微波的振動(dòng)模式用的模式轉(zhuǎn)換器。
另外，例如，在上述波導(dǎo)管內(nèi)設(shè)置用于升降上述天線部件的可動(dòng)軸。
另外，本發(fā)明的等離子體處理裝置，其特征在于，包括可抽為真空的處理容器；載放臺(tái)，設(shè)置在上述處理容器內(nèi)，載放被處理體；微波透過板，設(shè)置在上述處理容器的頂部的開口部；平面天線部件，設(shè)置在上述微波透過板的上方；密封蓋體，接地，使其覆蓋上述平面天線部件的上方；導(dǎo)波裝置，用于將來自微波發(fā)生源的微波導(dǎo)入到上述平面天線部件中；匹配電路，在上述微波發(fā)生源到上述平面天線部件之間形成，并在印刷布線基板上排列進(jìn)相部件、滯相部件和開關(guān)元件；匹配控制部，通過切換上述開關(guān)元件進(jìn)行匹配調(diào)整。
這樣，由于通過使用印刷布線基板，使匹配電路小型化，所以借此可使微波的傳送系統(tǒng)的構(gòu)造主體大幅度小型化，從而，可在密封蓋體上一體裝載含有微波發(fā)生源的微波的傳送系統(tǒng)。
結(jié)果，在對(duì)等離子體處理裝置進(jìn)行維修時(shí)，可僅通過從處理容器側(cè)拆下密封蓋體，而不拆下導(dǎo)波管等，將其撤去，因此能夠迅速且容易地進(jìn)行維修作業(yè)。
另外，由于可縮短傳送微波的波導(dǎo)管的長度，所以借此可抑制反射波的發(fā)生和功率損耗。
在這種情況下，例如，由微帶線(microstrip line)構(gòu)成上述進(jìn)相部件和上述滯相部件。
另外，例如，上述開關(guān)元件是PIN二極管。


圖1是表示本發(fā)明的等離子體處理裝置的第一實(shí)施例的構(gòu)成圖。
圖2是圖1所示的等離子體處理裝置的動(dòng)作說明圖。
圖3是表示升降平面天線部件時(shí)的反射系數(shù)和阻抗間的關(guān)系的史密斯圖。
圖4是表示調(diào)諧棒的變形例的部分放大圖。
圖5是表示本發(fā)明的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是表示本發(fā)明的等離子體處理裝置的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖7是表示使用了印刷布線基板的匹配電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是使用微帶線形成進(jìn)相部件和滯相部件時(shí)的圖。
圖9是表示現(xiàn)有的通常等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的等離子體處理裝置的一實(shí)施例。
圖1是表示本發(fā)明的等離子體處理裝置的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖，圖2是圖1所示的等離子體處理裝置的動(dòng)作說明圖。
如圖所示，例如該等離子體處理裝置40的側(cè)壁和底部由鋁等導(dǎo)體構(gòu)成，整體具有成形為筒狀的處理容器42，該處理容器42在接地的同時(shí)，內(nèi)部構(gòu)成為密封的處理空間S。
在該處理容器42內(nèi)容納了上面裝載作為被處理體的例如半導(dǎo)體晶片W的載放臺(tái)44。該載放臺(tái)44通過例如氧化鋁膜處理后的鋁等成形為凸?fàn)?、平坦的大致圓柱狀，其下部通過同樣由鋁等形成為圓柱狀的支撐臺(tái)46支撐，同時(shí)，經(jīng)絕緣材料48在處理容器42內(nèi)的底部設(shè)置該支撐臺(tái)46。
在上述載放臺(tái)44的上面設(shè)置在其上保持晶片用的靜電卡盤或固緊機(jī)構(gòu)(未圖示)，該載放臺(tái)44通過饋電線50經(jīng)匹配盒52連接例如13.56MHz的偏壓用高頻電源54。另外，還存在不設(shè)置該偏壓用高頻電源54的情況。此外，在不設(shè)置偏壓用高頻電源54的情況下還設(shè)置偏壓用電極，可通過選擇接地或浮置(float)狀態(tài)來提高等離子體發(fā)火性能。
在支撐上述載放臺(tái)44的支撐臺(tái)46上設(shè)置流過冷卻等離子體處理時(shí)的晶片用的冷卻水等的冷卻密封罩(jacket)56，另外，也可根據(jù)需要在該載放臺(tái)44中設(shè)置加熱用加熱器。
在上述處理容器42的側(cè)壁上設(shè)置作為氣體供給裝置的向容器內(nèi)導(dǎo)入用于等離子體用氣體，例如氬氣；和處理氣體，例如沉淀(deposition)氣體的例如石英管制的氣體供給噴嘴58，并可從該噴嘴58中供給流量控制后的等離子體氣體和處理氣體。作為處理氣體的沉淀氣體，可使用SiH4，O2，N2氣體等。
另外，在容器側(cè)壁設(shè)置向其內(nèi)部搬入·搬出晶片時(shí)進(jìn)行開合的閥門60，同時(shí)設(shè)置冷卻該側(cè)壁的冷卻密封罩62。另外，在容器底部設(shè)置連接圖中沒有示出的真空泵的排氣口64，并根據(jù)需要處對(duì)理容器42內(nèi)抽真空直到達(dá)到規(guī)定的壓力。
并且，開口處理容器42的頂部而形成開口部，并沿該開口部的邊緣部經(jīng)O環(huán)等的密封部件68設(shè)置圓形環(huán)狀的支撐框部件66，并在該支撐框部件66上經(jīng)O環(huán)等的密封部件72氣密地設(shè)置作為電介質(zhì)的例如由AlN等陶瓷材料構(gòu)成的對(duì)微波具有透過性的厚度為20mm左右的微波透過板70。由此，處理容器42內(nèi)被氣密地保持。
并且，在該微波透過板70的上方，圓板狀的平面天線部件74以可離開上述支撐部件66的上端的裝載狀態(tài)支撐其周邊部。并且，在該天線部件74的上面設(shè)置圓板狀的介電常數(shù)比真空的介電常數(shù)還大的具有高介電常數(shù)特性的滯波材料76。并且，設(shè)置成形為例如蓋狀的密封蓋體78，使其覆蓋該天線部件74和滯波材料76的上方，并由上述支撐部件66的上端支撐其下端部。在該密封蓋體78上形成內(nèi)部流過冷卻水的冷卻水流路79，來冷卻該密封蓋體78和上述滯波材料76等。另外，接地該密封蓋體78。還有，相對(duì)所述處理容器42內(nèi)的上述載放臺(tái)44設(shè)置上述平面天線部件74。
該平面天線部件74在處理8英寸大小的晶片的情況下，例如是直徑為300～400mm、厚度為1～幾mm、例如5mm的導(dǎo)電性構(gòu)成的圓板，該圓板是例如由表面鍍銀的銅板或鋁板構(gòu)成，在該圓板上將例如由長溝的槽狀、或由圓形的貫通孔構(gòu)成的多個(gè)微波放射孔80形成為同心圓狀、或螺旋狀。
另外，在上述密封蓋體78的上部中心形成開口部86，在將導(dǎo)波管82連接到該開口部86的同時(shí)，將例如2.45GHz的微波發(fā)生源84連接到該導(dǎo)波管82的端部。由此，可將通過上述微波發(fā)生源84發(fā)生的微波經(jīng)導(dǎo)波管82傳送到上述平面天線部件74。另外，作為微波頻率，除此之外，還可使用8.35GHz、1.98GHz等。
具體的，將上述導(dǎo)波管82直接連接固定到上述密封蓋體78的中央開口部86，上述導(dǎo)波管82由向上方豎立的截面為圓形的同軸導(dǎo)波管82A和在該同軸導(dǎo)波管82A的上端部，經(jīng)進(jìn)行微波振動(dòng)模式轉(zhuǎn)換的模式轉(zhuǎn)換器88連接固定到水平方向的截面為矩形的矩形導(dǎo)波管82B構(gòu)成。
并且，在上述天線部件74上設(shè)置使其與上述密封蓋體78間相對(duì)改變上下方向距離的部件升降機(jī)構(gòu)85。具體的，在上述同軸導(dǎo)波管82A內(nèi)設(shè)置沿其中心延伸的棒狀內(nèi)導(dǎo)體90，其下端部連接固定在上述平面天線部件74的中心部，并可使其保持。該內(nèi)導(dǎo)體90為可動(dòng)軸，并構(gòu)成了上述部件升降機(jī)構(gòu)85的一部分。另外，在該內(nèi)導(dǎo)體90的上部形成螺絲92，將該螺絲92螺合到設(shè)置在上述模式轉(zhuǎn)換器88的頂壁上的具有螺栓支持器功能的脊(ridge)94上。并且，該螺絲92的上端部貫通上述模式轉(zhuǎn)換器88的頂壁，其上端部通過保持夾具98，連接固定在模式轉(zhuǎn)換器88上的螺絲驅(qū)動(dòng)電機(jī)96的軸上，因此，通過由該螺絲驅(qū)動(dòng)電機(jī)96使上述螺絲92旋轉(zhuǎn)，而可一體升降上述平面天線部件74和配置在上面的滯波材料76(參照?qǐng)D2)。
另一方面，在上述矩形導(dǎo)波管82B的側(cè)壁上形成針孔100，并在該針孔100中設(shè)置可插入(可進(jìn)出)到矩形導(dǎo)波管82B內(nèi)的與作為調(diào)諧棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)器102相連的調(diào)諧棒104。另外，上述調(diào)節(jié)器102還經(jīng)保持夾具106安裝固定到上述矩形波導(dǎo)管82B上。上述調(diào)諧棒104例如由金屬導(dǎo)體、PZT(鋯鈦酸鉛)、氧化鋁、陶瓷等構(gòu)成，由于其插入量具有阻抗的功能，頂端空間部分具有電抗的功能，所以通過改變相對(duì)上述矩形波導(dǎo)管82B的該插入量，就可控制阻抗。有必要的情況下，將該調(diào)諧棒104接地。
另外，在比該調(diào)諧棒104的安裝位置還位于上流側(cè)的矩形波導(dǎo)管82B上設(shè)置檢測微波的反射波狀態(tài)用的反射波檢測部108。該反射波檢測部108具有在矩形波導(dǎo)管82B內(nèi)沿微波的傳送方向僅以長度相當(dāng)于1/4波長(λ)的距離L1間隔配置的一對(duì)檢測探針110，并通過將該檢測信號(hào)輸入到檢測主體112中，在此測量反射波的功率和相位。
并且，該檢測主體112的輸出輸入到例如由微機(jī)算計(jì)構(gòu)成的匹配控制部114中，該匹配控制部114將用于匹配調(diào)整的驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別輸出到上述螺絲驅(qū)動(dòng)電機(jī)96和上述調(diào)節(jié)器102中。
下面，說明使用如上結(jié)構(gòu)的等離子體處理裝置所進(jìn)行的處理方法。
首先，經(jīng)閥門60通過搬送臂(未圖示)將半導(dǎo)體晶片W放到處理容器42內(nèi)，并通過上下移動(dòng)升降桿(未圖示)將晶片W載放在載放臺(tái)44上面的載放面上。
并且，將處理容器42內(nèi)維持為規(guī)定的處理壓力，并由氣體供給噴嘴58分別流量控制并供給例如氬氣、例如SiH4、O2、N2等的沉淀氣體。同時(shí)，將來自微波發(fā)生源84的微波依次經(jīng)矩形波導(dǎo)管82B、模式轉(zhuǎn)換器88和同軸波導(dǎo)管82A供給平面天線部件74，并通過滯波材料76將波長短的微波導(dǎo)入到處理空間S內(nèi)，由此，產(chǎn)生等離子體，并進(jìn)行規(guī)定的等離子體處理，例如由等離子體CVD的成膜處理。
這里，對(duì)于微波傳送來說，在矩形波導(dǎo)管82B內(nèi)以TE模式傳送由微波發(fā)生源84產(chǎn)生的微波，并且該TE模式的微波通過模式轉(zhuǎn)換器88轉(zhuǎn)換為TEM模式后，以該狀態(tài)在同軸波導(dǎo)管82A內(nèi)向天線部件74進(jìn)行傳送。
這里，雖然因處理空間S的等離子體狀態(tài)和壓力狀態(tài)等各種原因波導(dǎo)管82內(nèi)產(chǎn)生了微波的反射波，但是通過反射波檢測部108檢測出該反射波的功率和相位，為使該反射波抵消，上述匹配控制部114使調(diào)諧棒104上下運(yùn)動(dòng)而改變其插入量，或升降平面天線部件74，以改變其與密封蓋體78間的距離L2的方式動(dòng)作，從而發(fā)揮所謂的匹配的功能。
即，如圖2所示，通過改變同軸棒104相對(duì)矩形波導(dǎo)管82B的插入量，而改變包含L分量和C分量的阻抗，另外，通過調(diào)整平面天線部件74和其上方的密封蓋體78間的距離L2，而改變阻抗，結(jié)果，可調(diào)整該波導(dǎo)管82內(nèi)的阻抗，而使得反射波彼此抵消。這種使反射波彼此抵消的阻抗調(diào)整通過匹配控制部114在等離子體處理過程中會(huì)繼續(xù)進(jìn)行。
這里，用圖3所示的史密斯圖說明阻抗調(diào)整的狀況。首先，可通過調(diào)整矩形波導(dǎo)管82B上的調(diào)諧棒104，由檢測主體112看到的合成阻抗是運(yùn)動(dòng)在史密斯圖上的曲線b的軌跡上，并最終移動(dòng)到中心O的位置上，而進(jìn)行匹配。因此，通過升降平面天線部件74，可決定能成為曲線a軌跡的距離L2。理想的，如曲線a所示，由檢測主體112看到的合成阻抗在標(biāo)準(zhǔn)阻抗的實(shí)數(shù)部一定的圓上移動(dòng)。
雖然這時(shí)平面天線部件74的距離L2的最大沖程量也是由微波的波長決定，但是，是由滯波材料76決定的短波長λ1的1/2左右，例如60mm左右。
這樣，由于通過升降的平面天線部件74和上下運(yùn)動(dòng)的調(diào)諧棒104而具有匹配功能，所以不需要現(xiàn)有裝置中必需的大型匹配電路34(參照?qǐng)D9)，且可縮短波導(dǎo)管本身，由此使微波的傳送系統(tǒng)大大小型化，并可使其重量減輕。
另外，通過這樣的微波傳送系統(tǒng)的小型化和輕量化，可將波導(dǎo)管82(包含82A和82B)、模式轉(zhuǎn)換器88和微波發(fā)生源84一體地安裝配置在密封蓋體78側(cè)，結(jié)果，維修裝置時(shí)，由于僅需將該密封蓋體78從處理容器42側(cè)拆下就可進(jìn)行維修作業(yè)，所以可以實(shí)現(xiàn)維修作業(yè)的迅速化。
另外，由于縮短了產(chǎn)生多重反射波的波導(dǎo)管整體的長度，所以由此可以抑制微波損耗。
另外，在上述實(shí)施例中，僅可調(diào)整調(diào)諧棒104插入到矩形波導(dǎo)管82B內(nèi)的插入量，但并不限于此，還可以是能夠在矩形波導(dǎo)管82B的長度方向上移動(dòng)調(diào)整的結(jié)構(gòu)。圖4是表示這種調(diào)諧棒的變形例的部分放大圖。具體是，這里，將針孔100做成沿矩形波導(dǎo)管82B的長度方向具有某一長度的長孔，并且，保持直接使該調(diào)諧棒104上下運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)器102，使其能夠通過另一第二調(diào)節(jié)器120在矩形波導(dǎo)管82B的長度方向上移動(dòng)。并且，將該第二調(diào)節(jié)器120通過保持夾具106支撐固定到矩形波導(dǎo)管82B側(cè)。另外，借助防止微波泄漏的護(hù)罩121覆蓋上述結(jié)構(gòu)部分。
由此，不僅可以調(diào)整調(diào)諧棒104插入到矩形波導(dǎo)管82B內(nèi)的插入量，還可以調(diào)整相對(duì)于矩形波導(dǎo)管82B的長度方向的位置，所以就可借此適宜地進(jìn)行匹配調(diào)整。
另外，在上述實(shí)施例中，是通過升降平面天線部件74，改變其與密封蓋體78間的距離L2，也可通過升降密封蓋體78側(cè)來代替上述方法。圖5是表示這種本發(fā)明裝置的第二實(shí)施例的構(gòu)成圖。另外，對(duì)于與圖1中所說明的部分相同的結(jié)構(gòu)部分賦予同一附圖標(biāo)記，并省略其說明。
如圖所示，在該第二實(shí)施例中，平面天線部件74固定在處理容器42的上部的支撐部件66側(cè)，另外，借助脊94將同軸波導(dǎo)管82A內(nèi)的內(nèi)導(dǎo)體90的上端部固定在模式轉(zhuǎn)換器88側(cè)，并不對(duì)其設(shè)置螺絲驅(qū)動(dòng)電機(jī)96(參照?qǐng)D1)。而且，將內(nèi)導(dǎo)體90的下端部連接到平面天線部件74的中心。
并且，將密封蓋體78的下端部以可在上下方向上滑動(dòng)的方式嵌入到該支撐部件66的上部，而不是被固定在上述支撐部件66的上部。并且，在上述密封蓋體78的側(cè)面設(shè)置在其圓周方向上大致等間隔分隔的多個(gè)例如三個(gè)機(jī)架124(圖示例子中僅記為兩個(gè))，在各機(jī)架124上通過固定在支撐部件66或處理容器42側(cè)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)126嚙合(正反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)螺絲128，并可通過正反旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)螺絲128，一體地升降移動(dòng)上述密封蓋體78和其上部構(gòu)造物。由此，可任意調(diào)整該密封蓋體78和平面天線部件74間的距離L2。
該第二實(shí)施例首先不僅可發(fā)揮與參照?qǐng)D1說明的裝置例相同的作用效果，而且對(duì)于該實(shí)施例，固定天線部件74的結(jié)果不改變該天線部件74與處理空間S間的距離，所以具有不改變處理容器42內(nèi)的等離子體發(fā)生空間的位置的優(yōu)點(diǎn)。
另外，在上述實(shí)施例中，設(shè)置調(diào)諧棒104，通過能夠相對(duì)地使平面天線部件74對(duì)于密封蓋體78升降移動(dòng)，而具有匹配功能，但是也可以使用印刷布線基板構(gòu)成小型的匹配電路來代替。
圖6是表示這種本發(fā)明的等離子體處理裝置的第三實(shí)施例的構(gòu)成圖，圖7是表示使用了印刷布線基板的匹配電路的構(gòu)成圖。另外，對(duì)于與用圖1說明的部分相同的構(gòu)成部分賦予同一附圖標(biāo)記并省略其說明。
如圖6所示，這里僅使用同軸導(dǎo)波管82A來作為波導(dǎo)管82，在豎立于密封蓋體78的中央部設(shè)置同軸導(dǎo)波管的同時(shí)，在其上端設(shè)置為第三實(shí)施例的特征的小型匹配電路130。進(jìn)一步，該匹配電路130通過同軸線140連接到微波發(fā)生源84。
具體的，如圖7所示，該匹配電路130由印刷布線基板132形成基底。在該印刷布線基板132上并聯(lián)連接多個(gè)、圖示為六個(gè)作為進(jìn)相部件的電容與開關(guān)元件的串聯(lián)連接，并在上述并聯(lián)連接中間插入作為滯相部件的一個(gè)線圈134。上述電容和開關(guān)元件的串聯(lián)連接由六個(gè)電容C1～C6和分別串聯(lián)連接的開關(guān)元件SW1～SW6構(gòu)成，在電容C3和電容C4的中間插入上述線圈134。并且，將電容C1的一端連接上側(cè)的同軸線140，將電容C6的一端連接下側(cè)的內(nèi)導(dǎo)體90。
這里，上述各電容C1～C6的電容值彼此不同，并分別進(jìn)行不同的加權(quán)。例如，若將上述各符號(hào)作為電容值，則如下所示，根據(jù)2的冪加權(quán)各電容值。
C2＝21×C1C3＝22×C1C4＝23×C1C5＝24×C1
C6＝25×C1并且，可通過適當(dāng)組合上述開關(guān)SW1～SW6進(jìn)行切換，在很寬的范圍內(nèi)改變作為整體的合成電容值。在印刷布線基板132上通過圖案蝕刻等容易形成各個(gè)電容C1～C6。
此外，作為上述開關(guān)元件SW1～SW6，例如在印刷布線基板132上通過配置PIN二極管可以容易形成。另外，代替該P(yáng)IN二極管，也可使用機(jī)械的超小型繼電器(relay)。而且，通過來自匹配控制部114的指令就可對(duì)該各個(gè)開關(guān)元件SW1～SW6進(jìn)行適當(dāng)切換。
另外，形成串聯(lián)連接的電容并不限于六個(gè)，若在構(gòu)成上進(jìn)一步增加，則可將電抗的分解能力提高。另外，反射波檢測部108和匹配控制部114可以使用集成化了這些功能的IC芯片，并將其裝載在印刷布線基板132上，或者也可以將執(zhí)行這些功能的電路組裝到印刷布線基板132內(nèi)。
根據(jù)該第三實(shí)施例，通過由來自微波控制部114的指令適當(dāng)選擇各開關(guān)元件SW1～SW6的開合，可使該匹配電路130的阻抗適當(dāng)改變，而抵消微波的反射波。
另外，也可在PCB(Printed Circuit Board)上實(shí)現(xiàn)上述構(gòu)成。在上述第三實(shí)施例中，若電容、線圈等使用微帶線并利用圖8(A)所示的開路短截線和圖8(B)所示的短路短截線，則可以將其作為進(jìn)相部件和滯相部件使用。這里，在圖8(A)中，短截線150的長度L在L＜1/4波長的范圍內(nèi)時(shí)，具有電容(進(jìn)相部件)功能，短截線150的長度L在1/4波長＜L＜1/2波長的范圍內(nèi)時(shí)，具有電感(滯相部件)功能。
另外，在圖8(B)中，與圖8(A)相反，當(dāng)短截線152的長度L在L＜1/4波長的范圍內(nèi)時(shí)，具有電感(滯相部件)功能，短截線152的長度L在1/4波長＜L＜1/2波長的范圍內(nèi)時(shí)，具有電容(進(jìn)相部件)功能。
通過任意改變這些短截線的長度L，而可在PCB上制作各種進(jìn)相部件和滯相部件。
因此，在這種情況下，無需現(xiàn)有裝置的大型匹配電路，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化和輕量化，并可發(fā)揮與先前所說明的實(shí)施例相同的作用效果。
另外，在本實(shí)施例中，雖然以對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行成膜處理的情況為例進(jìn)行了說明，但是并不限于此，還可適用于等離子體蝕刻處理、等離子體灰化處理等的其他等離子體處理。另外，作為被處理體并不限于半導(dǎo)體晶片，還可適用于玻璃基板、LCD基板等。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明的等離子體處理裝置，可發(fā)揮如下優(yōu)良的作用效果。
根據(jù)本發(fā)明的等離子體處理裝置，由于對(duì)上下運(yùn)動(dòng)的平面天線部件和導(dǎo)波管可相對(duì)地調(diào)整插入量的調(diào)諧棒具有抑制微波反射波的匹配功能，所以可借此使微波的傳送系統(tǒng)的構(gòu)造本身大幅度小型化，從而，在密封蓋體上可一體裝載含有微波發(fā)生源的微波傳送系統(tǒng)。
結(jié)果，在對(duì)等離子體處理裝置進(jìn)行維修時(shí)，可僅通過從處理容器側(cè)拆下密封蓋體，而不拆下導(dǎo)波管等，將其撤去，因此能夠迅速且容易地進(jìn)行維修作業(yè)。
另外，由于可縮短傳送微波的波導(dǎo)管的長度，故借此可以抑制反射波的發(fā)生和功率損耗。
另外，根據(jù)本發(fā)明的等離子體處理裝置，由于通過使用印刷布線基板，使匹配電路得到小型化，因此能夠借此使微波的傳送系統(tǒng)的構(gòu)造主體大幅度小型化。從而在密封蓋體上一體裝載含有微波發(fā)生源的微波傳送系統(tǒng)。
結(jié)果，在對(duì)等離子體處理裝置進(jìn)行維修時(shí)，可僅通過從處理容器側(cè)拆下密封蓋體，而不拆下導(dǎo)波管等，將其撤去，因此能夠迅速且容易地進(jìn)行維修作業(yè)。
另外，由于可縮短傳送微波的波導(dǎo)管的長度，故借此可以抑制反射波的發(fā)生和功率損耗。
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括可抽為真空的處理容器；載放臺(tái)，設(shè)置在所述處理容器內(nèi)，載放被處理體；微波透過板，設(shè)置在所述處理容器的頂部的開口部；平面天線部件，用于經(jīng)所述微波透過板將微波供給所述處理容器內(nèi)；密封蓋體，接地，使其覆蓋所述平面天線部件的上方；波導(dǎo)管，將來自微波發(fā)生源的微波導(dǎo)入到所述平面天線部件；部件升降機(jī)構(gòu)，相對(duì)改變所述天線部件和所述密封蓋體間的上下方向上的距離；調(diào)諧棒，設(shè)置成可插入到所述波導(dǎo)管內(nèi)；調(diào)諧棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，移動(dòng)所述調(diào)諧棒能夠調(diào)整其插入量；匹配控制部，通過控制所述平面天線部件的升降量和所述調(diào)諧棒的插入量來進(jìn)行匹配調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，在比所述調(diào)諧棒還位于上流側(cè)的導(dǎo)波管上設(shè)置檢測所述微波的反射波的狀態(tài)的反射波檢測部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述被檢測的反射波的狀態(tài)是功率和相位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，在所述波導(dǎo)管的中間設(shè)置用于轉(zhuǎn)換所述微波的振動(dòng)模式的模式轉(zhuǎn)換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，在所述波導(dǎo)管內(nèi)設(shè)置用于升降所述天線部件的可動(dòng)軸。
6.一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括可抽為真空的處理容器；載放臺(tái)，設(shè)置在所述處理容器內(nèi)，載放被處理體；微波透過板，設(shè)置在所述處理容器的頂部的開口部；平面天線部件，設(shè)置在所述微波透過板的上方；密封蓋體，接地，使其覆蓋所述平面天線部件的上方；導(dǎo)波裝置，用于將來自微波發(fā)生源的微波導(dǎo)入到所述平面天線部件中；匹配電路，在所述微波發(fā)生源到所述平面天線部件之間形成，并在印刷布線基板上排列進(jìn)相部件、滯相部件和開關(guān)元件；匹配控制部，通過切換所述開關(guān)元件進(jìn)行匹配調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子體處理裝置，其特征在于，由微帶線構(gòu)成所述進(jìn)相部件和所述滯相部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述開關(guān)元件是PIN二極管。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種等離子體處理裝置，可通過使匹配電路小型化而在密封蓋部上一體化裝載微波發(fā)生源等。等離子體處理裝置，其特征在于，包括可抽為真空的處理容器(42)；載放臺(tái)(44)，設(shè)置在上述處理容器內(nèi)，載放被處理體；微波透過板(70)，設(shè)置在上述處理容器的頂部的開口部；平面天線部件(74)，用于經(jīng)上述微波透過板將微波供給上述處理容器內(nèi)；密封蓋體(78)，接地，使其覆蓋上述平面天線部件的上方；波導(dǎo)管(82)，將來自微波發(fā)生源的微波導(dǎo)入到上述平面天線部件；部件升降機(jī)構(gòu)(85)，相對(duì)改變上述天線部件和上述密封蓋體間的上下方向上的距離；調(diào)諧棒(104)，設(shè)置成可插入到上述波導(dǎo)管內(nèi)；調(diào)諧棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(102)，移動(dòng)上述調(diào)諧棒能夠調(diào)整其插入量；匹配控制部(114)，通過控制上述平面天線部件的升降量和上述調(diào)諧棒的插入量來進(jìn)行匹配調(diào)整。
文檔編號(hào)H01L21/205GK1602543SQ0282469
公開日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2002年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月14日
發(fā)明者河西繁, 山本伸彥, 足立光, 長田勇輝 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社