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)明涉及一種對被處理基板進行蝕刻等的等離子體處理的等離 子體處理裝置。
背景技術(shù)：
在半導體器件或者液晶顯示裝置的制造工序中，為了在稱為半導 體晶片或者玻璃基板的被處理基板上進行蝕刻處理或者成膜處理等的 等離子體處理，使用等離子體蝕刻裝置或者等離子體CVD成膜裝置等 等離子體處理裝置。
作為等離子體處理裝置中發(fā)生等離子體的方法，已經(jīng)知道，對配 置有平行平板電極的腔室內(nèi)提供處理氣體，對該平行平板電極提供規(guī) 定的功率，通過電極間的電容耦合來發(fā)生等離子體的方法，或者通過 導入到腔室內(nèi)的微波導致的電場和配置在腔室外的磁場發(fā)生裝置導致 的磁場來加速電子，使該電子與處理氣體的中性分子碰撞，電離中性 分子，由此產(chǎn)生等離子體的方法。
在利用由微波導致的電場和由磁場發(fā)生裝置導致的磁場的磁控管 效果的后者的方法情況下，規(guī)定功率的微波通過導波管/同軸管，提供 給腔室內(nèi)配置的天線，來自該天線的微波發(fā)射到腔室內(nèi)的處理空間。
圖8是表示已有的一般微波導入裝置的大致構(gòu)成的說明圖。微波 導入裝置90大致包括微波振蕩器91，其具有輸出調(diào)整為規(guī)定功率的 微波的磁控管91a和對該磁控管91a供給規(guī)定頻率的陽極電流的微波 發(fā)生電源91b;將從微波振蕩器91輸出的微波向腔室內(nèi)的處理空間發(fā) 射的天線94;將從天線94向微波振蕩器91返回的反射微波進行吸收 的隔離器92;具有對天線94進行匹配的調(diào)諧器，使得反射微波的功率 變小，進行從導波管向同軸管的連接的匹配器93 (例如參照專利公報
5第2722070號和特開平8-306319號公報)。

發(fā)明內(nèi)容
但是，由于在使用磁控管91a的微波振蕩器91中，磁控管91a的 壽命為約半年那樣短，所以具有裝備成本和維修費用增加這樣的問題。 另外，磁控管91a的振蕩穩(wěn)定性約1%，可輸出穩(wěn)定性是3%左右，其 離散度大，所以發(fā)出穩(wěn)定的微波是困難的。
本發(fā)明是鑒于這些問題作出的，其目的在于，提供一種具有長壽 命的微波振蕩器的等離子體處理裝置。另外，本發(fā)明的目的在于，提 供一種具有能夠穩(wěn)定地供給微波的微波振蕩器的等離子體處理裝置。
作為解決這樣的問題的方法，本發(fā)明發(fā)明者們在先提出了使用半 導體放大元件來將微波放大到規(guī)定的輸出的等離子體處理裝置(專利 申請2002-288769號，下面稱為"在先申請")。圖7是表示具有使用該 在先申請的半導體放大元件的微波振蕩器的微波導入裝置的大致構(gòu)成 的說明圖。
微波導入裝置80具有振蕩規(guī)定功率的微波的微波振蕩器80a; 隔離器85，吸收從微波振蕩器80a輸出的微波中從天線87向微波振蕩 器80a返回的反射微波；天線87，將通過設(shè)置在腔室內(nèi)的隔離器85輸 出的微波向著腔室的處理空間振蕩；匹配器86，對天線87進行匹配， 以降低來自天線87的反射微波。
另外，微波振蕩器80a具有發(fā)生微波的微波發(fā)生器81;將從微 波發(fā)生器81輸出的微波分配成多個(在圖7中表示分配給4路的情況) 微波的分配器82;將從分配器82輸出的4路各微波分別放大到規(guī)定功 率的4個固態(tài)放大器(solid state amplifier) 83;合成各個固態(tài)放大器 83所放大的微波的合成器84。
微波發(fā)生器81具有發(fā)生規(guī)定頻率(例如2.45GHz)的微波的微 波發(fā)生源(生成器)81a;將由微波發(fā)生源81a所發(fā)生的微波功率衰減 到規(guī)定電平的可變衰減器81b。
固態(tài)放大器83具有將輸入的微波進一步分配成多個微波的副分 配器83a (圖7表示分配成4個系統(tǒng)的情況)；半導體放大元件83b， 將從副分配器83a輸出的微波放大到規(guī)定的功率；副合成器83c，合成從各個半導體放大元件83b輸出的放大的微波。
根據(jù)這樣的微波導入裝置，由于半導體放大元件83b進行功率放
大，所以裝置壽命是半永久的，另外，能夠?qū)⑤敵龇€(wěn)定的微波向腔室 內(nèi)發(fā)射。
但是，在這樣的微波導入裝置80中，需要在固態(tài)放大器83內(nèi)進 行阻抗匹配，此外要進行分配器82和合成器84的阻抗匹配。在阻抗 不匹配的情況下，功率損失大。特別是，在等離子體處理裝置中，例 如，需要向天線87傳送2 3kW的微波，在微波導入裝置80中，這 樣大功率的微波需要由合成器84來合成。為此，特別是在合成器84 中，為了抑制微波的功率損失，要求更精密的阻抗匹配。
此外，由于從合成器84輸出的大功率微波傳送到隔離器85，所以 隔離器85也需要幾千瓦級的大型隔離器。因此，發(fā)生隔離器85的設(shè) 置位置的自由度少的問題，和隔離器85本身價格高昂的問題。此外， 由于合成后的微波通過1個同軸管向天線87傳送，所以從天線87輸 出的微波的輸出分布不能進行調(diào)整。
本發(fā)明解決所述在先申請的微波導入裝置所產(chǎn)生的這些問題，艮P， 傳送損失增大的問題、供給微波的裝置大型化的問題、以及發(fā)射的微 波的功率分布不能調(diào)整的問題。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種等離子體處理裝置，其特征在于，具有
容納被處理基板的腔室；
向所述腔室內(nèi)提供處理氣體的氣體供給裝置；
微波導入裝置，向所述腔室內(nèi)導入等離子體生成用的微波，
所述微波導入裝置具有
輸出多個規(guī)定輸出的微波的微波振蕩器；
天線部，具有分別傳送從所述微波振蕩器輸出的多個微波的多個 天線。
根據(jù)本發(fā)明，各個微波分別傳送到構(gòu)成天線部的多個天線，所以， 在直到天線部的傳送線路中不需要合成大功率的微波。因此，由于不 需要合成器，所以能夠完全避免由合成器導致的功率損失的發(fā)生。另 外，能夠減小傳送到各個天線部的各個微波的輸出，所以，不必使用 大功率用的隔離器。通過這樣，也能夠避免微波振蕩器的大型化。此外，也能夠?qū)?gòu)成天線部的多個天線分別提供不同功率的微波，由此 也能夠調(diào)整從天線部發(fā)射的微波的輸出分布。
優(yōu)選地，所述微波振蕩器具有發(fā)生低功率的微波的微波發(fā)生器; 將由所述微波發(fā)生器所發(fā)生的微波分配成多個微波的分配器；將從所
述分配器輸出的微波放大到規(guī)定的功率的多個放大器部，從所述多個 放大器部輸出的多個微波，分別向所述多個天線傳送。
在這種情況下，如果所述多個放大器部的每個具有將從所述分 配器輸出的各個微波衰減到規(guī)定電平的可變衰減器；將從所述可變衰 減器輸出的微波放大到規(guī)定功率的固態(tài)放大器；隔離器，分離從所述 固態(tài)放大器向所述天線輸出的微波中返回到固態(tài)天線的反射微波；調(diào) 整所述反射微波的功率的匹配器，通過調(diào)整各個可變衰減器的衰減率， 能夠?qū)Χ鄠€天線分別提供不同功率的微波。通過這樣，能夠調(diào)整腔室 內(nèi)發(fā)生的等離子體分布。
所述隔離器能夠具有熱變換所述反射微波的等效負載(dummy load);將從所述固態(tài)放大器輸出的微波向所述天線導入，將來自所述 天線的反射微波向所述等效負載導入的循環(huán)器。
這種情況下，由于從1臺固態(tài)放大器輸出的微波的功率不是非常 大，所以能夠使用小型的隔離器，因此，裝置成本也能夠抑制成廉價。
所述固態(tài)放大器具有將輸入的微波分配成多個微波的副分配器; 將從所述副分配器輸出的多個微波分別放大到規(guī)定功率的多個半導體 放大元件；將通過所述多個半導體放大元件進行功率放大的微波進行 合成的合成器。作為該半導體放大元件，優(yōu)選使用功率MOSFET或者 GaAsFET或者GeSi晶體管等。
由于通過不使用磁控管的半導體放大元件來功率放大低功率的微 波，所以能夠?qū)⒎糯笃鞑康膲勖纬蔀榘胗谰玫摹Ｍㄟ^這樣，可將設(shè) 備成本和維護費用抑制成低成本。另外，由于半導體放大元件其輸出 穩(wěn)定性優(yōu)異，所以能夠?qū)⒕哂蟹€(wěn)定特性的微波向腔室內(nèi)發(fā)射。通過這 樣，能夠良好地保持等離子體的發(fā)生狀態(tài)，提高基板的處理品質(zhì)。此 外，這種情況下，放大器部的輸出調(diào)整范圍寬到0。％ 100。％，容易進 行調(diào)整。
作為所述天線部，能夠使用由下列部件構(gòu)成的天線部在中心設(shè)置的圓形天線；包圍該圓形天線的外側(cè)的多個大致扇形天線；分離這 些圓形天線和大致扇形天線的分離板。各個天線能夠具有滯波板、冷 卻板、開槽板。而且，而且，優(yōu)選地，分離板是金屬部件而且接地。
在這種情況下，優(yōu)選地，在圓形天線的開槽板上，在距離圓形天 線的外周僅入g/4的內(nèi)側(cè)圓周上設(shè)置規(guī)定長度的第一開槽，在從該第一 開槽每隔入g/2的內(nèi)側(cè)同心圓上設(shè)置規(guī)定長度的第二開槽。另外，優(yōu)選 地，在大致扇形天線的開槽板上，分別在距離大致扇形天線彼此的邊
界僅A g/4的內(nèi)側(cè)設(shè)置規(guī)定長度的第三開槽，在從該第三開槽每隔入g/2
的內(nèi)側(cè)設(shè)置規(guī)定長度的第四開槽。通過這樣，能夠更有效地向腔室內(nèi) 發(fā)射微波。


圖1是表示本發(fā)明一實施方式的等離子體蝕刻裝置的大致構(gòu)成的 截面圖。
圖2是表示圖1的等離子體蝕刻裝置中所設(shè)置的微波導入裝置的
構(gòu)成的說明圖。
圖3是平面表示天線構(gòu)造的說明圖。
圖4是表示圓盤形天線的構(gòu)造的大致截面圖。
圖5是表示阻抗匹配中所使用的等價電路的一個例子的圖。
圖6是表示等離子體點火時和處理時的阻抗變化的說明圖(史密
斯圓圖)。
圖7是表示具有使用半導體放大元件的微波振蕩器的微波導入裝 置的大致構(gòu)成的說明圖。
圖8是表示已有的微波導入裝置的構(gòu)成的說明圖。
具體實施例方式
下面，關(guān)于本發(fā)明的實施方式參照附圖來進行詳細說明。圖1是 表示作為等離子體處理裝置的一個例子的等離子體蝕刻裝置1的大致 構(gòu)成的截面圖。圖2是表示等離子體蝕刻裝置1中所設(shè)置的微波導入 裝置50的更詳細構(gòu)成的說明圖。而且，等離子體蝕刻裝置1的被處理 基板是半導體晶片W。等離子體蝕刻裝置1具有收容晶片W的腔室11;設(shè)置在腔室 11上的氣體導入口 26;通過該氣體導入口 26，向腔室11內(nèi)部提供等 離子體產(chǎn)生用的處理氣體(例如氯氣(Cl2))的氣體提供裝置27;設(shè)
置在腔室11上的排氣口 24;通過該排氣口 24對腔室11內(nèi)部進行排氣 的排氣裝置25;在腔室11內(nèi)保持晶片W的基板保持臺23;在腔室11 內(nèi)部的處理空間20內(nèi)產(chǎn)生磁場的空心線圈21;向腔室11內(nèi)提供微波 的微波導入裝置50。
微波導入裝置50具有輸出多個(在圖1和圖2中表示4路的情 況)規(guī)定輸出的微波的微波振蕩器30;由從微波振蕩器30輸出的各個 微波分別供電的天線13a、 13b、 13c、 13d (在圖1中沒有圖示13d) 所構(gòu)成的天線部13。
微波振蕩器30具有發(fā)生低功率微波的微波發(fā)生器31;將從微波
發(fā)生器31輸出的微波分配成多個微波的分配器32(圖2中表示分配成 4個的情況)；將從分配器32輸出的各個微波放大到規(guī)定功率的多個放 大器部33 (圖2中表示了4個放大器部33)。從這4個放大器部33輸 出的各個微波分別向在天線13a 13d中分別設(shè)置的供電點60a、 60b、 60c、 60d傳送(參照圖3)。
微波發(fā)生器31發(fā)生規(guī)定頻率(例如2.45GHz)的微波。分配器32 一邊進行輸入側(cè)和輸出側(cè)的阻抗匹配一邊進行微波的分配，使得盡可 能不引起微波的損失。
如圖2所述，各個放大器部33具有將從分配器32輸出的微波 衰減到規(guī)定電平的可變衰減器41;將從可變衰減器41輸出的微波放大 到規(guī)定功率的固態(tài)放大器42;隔離器43，將從固態(tài)放大器42向各個 天線13a 13d輸出的微波中返回到固態(tài)放大器42的反射微波進行分 離；調(diào)整反射微波的功率的匹配器44。
可變衰減器41調(diào)整向固態(tài)放大器42輸入的微波的功率電平。因 此，通過調(diào)整可變衰減器41的衰減電平，能夠調(diào)整從固態(tài)放大器42 輸出的微波的功率。
在4個放大器部33的每個上，分別安裝可變衰減器41。為此，通 過個別改變這些可變衰減器41的衰減率，能夠使從4個放大器部33 輸出的微波的功率互相不同。即，在微波振蕩器30中，能夠?qū)μ炀€13a 13d分別提供不同功率的微波。通過這樣，除了能夠在腔室ll內(nèi)發(fā)生 均勻的等離子體，還能夠發(fā)生各種分布的等離子體。
固態(tài)放大器42具有將輸入的微波進一步分配成多個微波的副分
配器42a (圖2表示了分配成4個系統(tǒng)的情況)；將從副分配器42a輸 出的微波放大到規(guī)定功率的半導體放大元件42b;將從各個半導體放大 元件42b輸出的放大的微波進行合成的合成器42c。
副分配器42a具有與分配器32相同的構(gòu)成。作為半導體放大元件 42b，例如使用功率MOSFET。從一個半導體放大元件42b輸出的微波 的最大功率，例如是100W 150W。與此相對，必需提供給天線部13 的微波的全部功率一般是1000 3000W。因此，能夠調(diào)整各個放大器 部33的可變衰減器41的衰減率，使得平均250W 750W的微波傳送 到天線13a 13d。
合成器42c —邊進行阻抗匹配， 一邊合成從各個半導體放大元件 42b輸出的微波。此時，作為匹配電路，能夠使用威爾金森型、分支線
型、分類平衡型等電路。
從固態(tài)放大器42輸出的微波，通過隔離器43和匹配器44，送到 構(gòu)成天線部13的各個天線13a 13d中。此時，來自天線13a 13d的 一部分微波返回到固態(tài)放大器42 (反射)。隔離器43具有循環(huán)器43a 和等效負載(同軸終端器)43b，循環(huán)器43a將從天線13a 13d向固 態(tài)放大器42逆行的反射微波導向等效負載43b。等效負載43b將由循 環(huán)器43a引導的反射微波進行熱變換。
如使用圖7所說明的那樣，在通過固態(tài)放大器83放大到規(guī)定功率 的微波從被合成通向隔離器84的情況下，隔離器84需要承受幾千瓦 的功率，隔離器84本身變得大型且高價。但是，在本實施方式的微波 振蕩器30中，通過固態(tài)放大器42放大到規(guī)定功率的微波沒有被合成 而是原樣通過隔離器43，另外，由于從各個固態(tài)放大器42輸出的各個 微波的功率不是非常大，所以作為隔離器43能夠使用小型的隔離器， 裝置成本也能夠抑制得便宜。
匹配器44具有對天線13a 13d進行匹配的調(diào)諧器，使得導向等 效負載43b的反射微波變少。從匹配器44向設(shè)置在天線13a 13d上 的供電點60a 60d，通過同軸外管導體16a和同軸內(nèi)管導體16b (參照圖1)傳送微波。同軸內(nèi)管導體16b具有在天線13a 13d的端部的 用于抑制/降低微波的反射的錐形部22。
圖3是平面地表示天線部13的構(gòu)造的說明圖。圓盤狀的天線部13 由下列部分構(gòu)成設(shè)置在中心的圓形天線13a;包圍天線13a的外周的 3個大致扇形的天線13b 13d;分離各個天線13a 13d的分離板19。 換句話說，天線部13具有通過分離板19將現(xiàn)有的圓盤形天線分割為4 個天線13a 13d的構(gòu)造。而且，供電點60a 60d (同軸外管導體16a 和同軸內(nèi)管導體16b的安裝部)在各個天線13a 13d中每個位置設(shè)置 一個。
如圖1所示那樣，天線13a具有形成有為了向規(guī)定位置發(fā)射微 波的槽(圖l未示出)的由金屬構(gòu)成的開槽板14a;由氮化鋁(A1N) 等構(gòu)成的滯波板17a。同樣的，天線13b 13d也分別具有形成有槽(圖 l未圖示)的開槽板14b、滯波板17b。而且，滯波板17a、 17b分別具 有冷卻板的功能。另外，天線部13具有防止開槽板14a、 14b和在處 理空間20中發(fā)生的等離子體直接接觸的微波透過絕緣板15。
分離板19是金屬部件，而且，優(yōu)選地，把它接地。通過供電點60a 60d供給至天線13a 13d的微波由分離板19其相位旋轉(zhuǎn)180度全反射。 即，在天線13a 13d間的微波不移動。各個天線13a 13d分別獨立 地向處理空間20中發(fā)射微波。通過由分離板19導致的微波的反射， 在滯波板17a、 17b上產(chǎn)生駐波。因此，在與該駐波的波腹部分對應(yīng)的 開槽板14a、 14b的位置，如果形成與駐波的前進方向垂直的細長的開 槽，就能夠從這些開槽有效地將微波發(fā)射到處理空間20中。
在圖3中， 一起描述了在天線13a的開槽板14a上設(shè)置的開槽61a、 61b和在天線13b 13d的開槽板14b上設(shè)置的開槽61c、 61d的位置。 而且，在圖3中，開槽61a 61d方便地由實線表示，但開槽61a 61d
實際是具有規(guī)定的寬度的孔部。
如圖3所示那樣，在圓形天線13a上，在將微波的波長設(shè)為入p 將滯波板17a、 17b的介電常數(shù)設(shè)為er，將入g定義為入！/e r1/2時，在 距天線13a的外周僅大致人g/4的內(nèi)側(cè)同心圓上設(shè)置規(guī)定長度的開槽 61a。優(yōu)選地，在距該開槽61a大致(每隔)人g/2的內(nèi)側(cè)同心圓上設(shè) 置規(guī)定長度的開槽61b。另外，在大致扇形的天線13b 13d上，在距天線13b 13d彼此的邊界大致A g/4的內(nèi)側(cè)設(shè)置規(guī)定長度的開槽61c， 優(yōu)選地，在距該開槽61c大致每隔入g/2的內(nèi)側(cè)設(shè)置規(guī)定長度的開槽 61d。開槽61a 61d的位置與所述駐波的波腹位置基本一致。
從在開槽板14a、 14b上形成的開槽61a 61d所發(fā)射的微波通過 微波透過絕緣板15，到達處理空間20，在處理空間20內(nèi)形成微波電 場。與此同時，如使空心線圈21工作在處理空間中發(fā)生磁場，通過磁 控管效果，能夠有效地發(fā)生等離子體。但是，該空心線圈21不是必需 的。即使僅有從天線部13發(fā)射的微波，也能夠發(fā)生等離子體。
如根據(jù)本實施方式的等離子體蝕刻裝置1，由于能夠通過微波導入 裝置50對處理空間20提供功率穩(wěn)定的微波，所以能夠在處理空間20 內(nèi)發(fā)生穩(wěn)定的等離子體，由此提高晶片W的處理品質(zhì)。另外，發(fā)射的 微波功率具有分布，由此能夠發(fā)生具有分布的等離子體。例如，能夠 以中心部和外周部不同的等離子體密度來進行處理。
但是，天線部13的整體外徑、各個天線13a 13d的各自形狀和 各個開槽的形成位置，能夠采用設(shè)計一般的圓盤形天線時的方法。在 下面，關(guān)于圓盤形天線的設(shè)計方法進行簡單說明。
圖4是圓盤形天線70的大致截面圖。圓盤形天線70由開槽板71、 滯波板72、冷卻板73、同軸管74構(gòu)成。冷卻板73覆蓋滯波板72的 外周，將到達滯波板72的周緣的微波向內(nèi)側(cè)反射。
滯波板72具有內(nèi)徑2Xr、外徑2XR、厚度為h的平環(huán)狀形狀。 在將微波的波長設(shè)為Ap將滯波板72的介電常數(shù)設(shè)為er時，定義為 入g二入^e,2，優(yōu)選地，滯波板72的寬度L (二R—r)是入g的大致 整數(shù)倍。這種情況下，滯波板72的周緣是駐波的節(jié)，距滯波板72的 周緣僅Ag/4的內(nèi)側(cè)同心圓上，和距該圓每入g/2的內(nèi)側(cè)同心圓上與駐 波的波腹位置對應(yīng)。開槽板71的開槽形成位置優(yōu)選地與該駐波的波腹 位置匹配。通過這樣，即使同軸管74和滯波板72的特性阻抗不一致， 也能夠抑制從天線70向匹配器返回的反射微波的功率的減小。
滯波板72的厚度h能夠通過下面求出。例如，在使用WX-39D作 為同軸管74的情況下，滯波板72的內(nèi)徑是2r=38.8mm。同軸管74 的特性阻抗通常是50Q，另一方面，平行板線路的特性阻抗Zo由下面 的公式(1)給出。因此，滯波板72的厚度h能夠如下面的公式(2)求出。而且，e是氮化鋁的平均介電常數(shù)，U是氮化鋁的透磁率。這
里，由于氮化鋁是介電材料(絕緣材料)，所以比透磁率(Pr)是l。
<formula>formula see original document page 14</formula>下面，說明天線70的阻抗匹配方法。在圖5所示的電路中，如果 將電源電壓設(shè)為Vg，將線路的特性阻抗設(shè)為Zo，將負載阻抗設(shè)為Ze， 負載點的電壓Vo由下面的公式(3)表示，反射系數(shù)r由下面的公式 (4)給出。
<formula>formula see original document page 14</formula>在所傳送的微波能量由負載有效消耗中，需要Ze二Zo。 g口，需要 將負載和匹配器的合成阻抗與傳送線路的特性阻抗一致。但為了點火 等離子體，根據(jù)Paschen規(guī)則，點火電壓Vs由作為壓力P和間隔(放 電距離)L的關(guān)系式的下面公式(5)表示。
<formula>formula see original document page 14</formula>
根據(jù)公式(5)，如果決定了間隔L就意味著決定點火電壓。另外， 根據(jù)公式(3)，如果Ze〉Zo，則能夠提高負載點的電壓Vo。
因此，例如，為了縮短處理時間，象圖6的史密斯圓圖所示那樣， 為了在等離子體點火時產(chǎn)生適當?shù)母袘?yīng)反射，將阻抗從點A通過感應(yīng) 區(qū)域向中心點O移動，在等離子體點火后的處理時由中心點O (阻抗 匹配位置)來保持。以上說明了本發(fā)明的實施方式，但本發(fā)明不限于這樣的實施方式。 例如，微波振蕩器30的電路構(gòu)成或者固態(tài)放大器42的電路構(gòu)成可不
限于圖2所示的構(gòu)成，能夠具有各種變形。
例如，對從天線部13發(fā)射的微波不需要設(shè)置不一樣分布的情況下， 能夠形成這樣的構(gòu)成，即將天線13a 13d的微波發(fā)射面積形成相等， 在各個放大器部33不設(shè)置可變衰減器41，在微波發(fā)生器31和分配器 32間設(shè)置可變衰減器。通過這樣，能夠減少可變衰減器的部件數(shù)量。
另外，在將相互不同功率的微波傳送到天線13a 13d的情況下， 能夠使用具有安裝不同個數(shù)的半導體放大元件的固態(tài)放大器的放大器 部。例如，為了用天線13a傳送600W的微波，使用包括具有4個半 導體放大元件的固態(tài)放大器的放大器部，另一方面，為了用天線13b 13d來傳送300W的微波，能夠使用具有包括2個半導體放大元件42 的固態(tài)放大器的固態(tài)放大器部。
天線部13不限于由4個天線13a 13d所構(gòu)成的方式，也可以是 由更多個天線或者更少個天線構(gòu)成。另外，天線的形狀不限于圖3所 示的圓形和大致扇形。在由更多個天線構(gòu)成天線部的情況下，需要增 加放大器部的數(shù)量，但由于進一步減小了分別從放大器部輸出的微波 的功率，所以能夠進一步將放大器部小型化。
在上述說明中，作為等離子體處理采用蝕刻處理，但本發(fā)明也能 夠用于等離子體CVD處理(成膜處理或氮氧化膜的膜改質(zhì)等)或者拋 光處理(ashing)等其它等離子體處理。在這種情況下，也可以根據(jù)處 理目的向腔室ll內(nèi)提供合適的處理氣體。另外，被處理基板不限于半 導體晶片W，也可以是LCD基板、玻璃基板、陶瓷基板等。
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理裝置，其特征在于，具有容納被處理基板的腔室；向所述腔室內(nèi)提供處理氣體的氣體供給裝置；微波導入裝置，向所述腔室內(nèi)導入等離子體生成用的微波，所述微波導入裝置具有輸出多個規(guī)定輸出的微波的微波振蕩器；天線部，具有分別傳送從所述微波振蕩器輸出的多個微波的多個天線，所述微波振蕩器具有發(fā)生低功率的微波的微波發(fā)生器；將由所述微波發(fā)生器所發(fā)生的微波分配成多個微波的分配器；將由所述分配器分配的各微波放大到規(guī)定的功率的多個放大器部，從所述多個放大器部輸出的多個微波，分別向所述多個天線傳送，所述多個放大器部的每個具有分離反射微波的隔離器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 所述多個放大器部的每個還具有將從所述分配器輸出的各微波衰減到規(guī)定電平的可變衰減器；將從所述可變衰減器輸出的微波放大到規(guī)定功率的固態(tài)放大器；調(diào)整所述反射微波的功率的匹配器，所述反射微波是從所述固態(tài)放大器向所述天線輸出的微波中返回 到固態(tài)放大器的微波。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 所述隔離器具有 熱變換所述反射微波的等效負載；將從所述固態(tài)放大器輸出的微波向所述天線導入，將來自所述天 線的反射微波向所述等效負載導入的循環(huán)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 所述固態(tài)放大器具有將輸入的微波分配成多個微波的副分配器；將從所述副分配器輸出的多個微波分別放大到規(guī)定功率的多個半 導體放大元件；將通過所述多個半導體放大元件進行功率放大后的微波進行合成 的合成器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 所述半導體放大元件由功率MOSFET或者GaAsFET或者GeSi晶體管構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到3、 5中的任何一項所述的等離子體處理裝 置，其特征在于，所述多個天線的每個具有滯波板；開槽板。
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， 所述天線部具有在中心設(shè)置的圓形天線；包圍所述圓形天線的外側(cè)的多個大致扇形天線； 分離所述圓形天線和所述多個大致扇形天線的分離板。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 所述分離板是金屬部件而且接地。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或者8所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 在將所述微波的波長設(shè)定為A p將所述滯波板的比介電常數(shù)設(shè)定為e r，將入g定義為入,/ e r1/2的情況下，在圓形天線的開槽板上，在距離所述圓形天線的外周僅入g/4的內(nèi)側(cè)的圓周上設(shè)置規(guī)定長度的第一開槽，在從該第一開槽每隔A g/2的內(nèi) 側(cè)同心圓上設(shè)置規(guī)定長度的第二開槽，在所述多個大致扇形天線的開槽板上，分別在距離該大致扇形天 線彼此的邊界僅X g/4的內(nèi)側(cè)設(shè)置規(guī)定長度的第三開槽，在從偏離該第 三開槽每隔的內(nèi)側(cè)設(shè)置規(guī)定長度的第四開槽。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1到3、 5、 7、 8中的任何一個所述的等離子體 處理裝置，其特征在于，在所述腔室內(nèi)還設(shè)置發(fā)生磁場的磁場發(fā)生裝置， 通過由導入到所述腔室內(nèi)的微波而發(fā)生的電場和由所述磁場發(fā)生 裝置而發(fā)生的磁場產(chǎn)生磁控管效果。
11. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述多個天線的每個具有滯波板； 開槽板。
12. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 在所述腔室內(nèi)還設(shè)置發(fā)生磁場的磁場發(fā)生裝置， 通過由導入到所述腔室內(nèi)的微波而發(fā)生的電場和由所述磁場發(fā)生裝置而發(fā)生的磁場產(chǎn)生磁控管效果。
13. 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， 在所述腔室內(nèi)還設(shè)置發(fā)生磁場的磁場發(fā)生裝置， 通過由導入到所述腔室內(nèi)的微波而發(fā)生的電場和由所述磁場發(fā)生裝置而發(fā)生的磁場產(chǎn)生磁控管效果。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 在所述腔室內(nèi)還設(shè)置發(fā)生磁場的磁場發(fā)生裝置， 通過由導入到所述腔室內(nèi)的微波而發(fā)生的電場和由所述磁場發(fā)生裝置而發(fā)生的磁場產(chǎn)生磁控管效果。
全文摘要
本發(fā)明的等離子體處理裝置具有容納被處理基板的腔室；向所述腔室內(nèi)提供處理氣體的氣體供給裝置；微波導入裝置，向所述腔室內(nèi)導入等離子體生成用的微波，所述微波導入裝置具有輸出多個規(guī)定輸出的微波的微波振蕩器；天線部，具有分別傳送從所述微波振蕩器輸出的多個微波的多個天線，所述微波振蕩器具有發(fā)生低功率的微波的微波發(fā)生器；將由所述微波發(fā)生器所發(fā)生的微波分配成多個微波的分配器；將由所述分配器分配的各微波放大到規(guī)定的功率的多個放大器部，從所述多個放大器部輸出的多個微波，分別向所述多個天線傳送，所述多個放大器部的每個具有分離反射微波的隔離器。
文檔編號H05H1/46GK101320679SQ20081013767
公開日2008年12月10日 申請日期2003年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月7日
發(fā)明者河西繁, 荻野貴史, 長田勇輝 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社