具体实施方式

在一个实施方式中，公开的等离子体处理装置为等离子体处理装置，其具备腔室、气体供给部、高频天线以及多个保持部。腔室在内部具有空间，利用在空间内生成的等离子体对被搬入空间内的被处理体进行处理。气体供给部向腔室的空间内供给处理气体。高频天线具有相邻的多个线路，通过由在各个线路中流动的电流在腔室的空间内形成的感应电场来在空间内生成等离子体。各个保持部保持高频天线的线路。另外，保持部以与相邻的其它保持部之间形成规定距离以上的间隙的方式配置于高频天线所具有的各个线路。

另外，在公开的等离子体处理装置的一个实施方式中，各个保持部也可以保持高频天线中的、在从高频天线的外形的中心离开的方向上相邻的各个线路，分别保持在从高频天线的外形的中心离开的方向上相邻的两个线路的两个保持部也可以在与从高频天线的外形的中心离开的方向交叉的方向上的不同的位置处保持各个线路。

另外，在公开的等离子体处理装置的一个实施方式中，高频天线也可以为线路卷绕成大致圆形状的螺旋状的平面线圈。

另外，在公开的等离子体处理装置的一个实施方式中，各个保持部也可以保持外形为大致圆形状的高频天线中的、在高频天线的径向上相邻的各个线路，分别保持在高频天线的径向上相邻的两个线路的两个所述保持部也可以在大致圆形状的高频天线的周向上的不同的位置处保持各个线路。

另外，在一个实施方式中，公开的等离子体处理装置也可以具备：多个支承部，所述多个支承部支承各个保持部；电介质板，其构成腔室的上部；以及屏蔽构件，其以将配置于电介质板的上方的高频天线覆盖的方式设置。另外，针对各个保持部各设置有一个支承部，各个支承部将保持部支承于电介质板和屏蔽构件中的至少任一方。

另外，在一个实施方式中，公开的等离子体处理装置也可以具备：多个支承部，所述多个支承部支承各个保持部；电介质板，其构成腔室的上部；以及屏蔽构件，其以将配置于电介质板的上方的高频天线覆盖的方式设置。针对规定个数的保持部各设置有一个支承部，各个支承部将规定数量的保持部支承于电介质板和屏蔽构件中的至少任一方。

另外，在公开的等离子体处理装置的一个实施方式中，各个支承部也可以具有：第一支承部，其将保持部支承于电介质板；以及第二支承部，其从第一支承部起沿电介质板的面方向延伸。另外，第一支承部的下端也可以与电介质板的上表面接触，第二支承部也可以固定于屏蔽构件。

另外，在一个实施方式中，公开的等离子体处理装置也可以具备：电介质板，其构成腔室的上部；以及屏蔽构件，其以将配置于电介质板的上方的高频天线覆盖的方式设置。另外，各个保持部也可以具有：第一保持部，其固定于屏蔽构件，从线路的上方保持线路；以及第二保持部，其固定于电介质板，从线路的下方保持线路。

另外，在公开的等离子体处理装置的一个实施方式中，相邻的两个保持部之间的间隙也可以比在高频天线中相邻的线路之间的距离长。

下面，基于附图来详细地说明公开的等离子体处理装置的实施例。此外，公开的等离子体处理装置不限定于以下的各实施例。另外，各实施例能够在内容不矛盾的范围内恰当地进行组合。

【实施例1】

[等离子体处理装置10的结构]

图1是表示等离子体处理装置10的概要的一例的截面图。等离子体处理装置10具备由铝等导电体形成的腔室11。在腔室11的侧面设置有用于搬入和搬出作为被处理体的一例的半导体晶圆W的开口110，并且能够通过闸阀111进行开闭。腔室11接地。

在腔室11的底面侧的大致中央设置有由铝等导电体构成且用于载置作为处理对象的半导体晶圆W的大致圆板形状的基座21。基座21也作为用于引入等离子体中的离子(偏压用)的电极发挥功能。基座21被由绝缘体构成的大致圆筒形状的基座支承部22支承。在本实施例中，将被基座支承部22支承的基座21的中心轴定义为Z轴。

另外，基座21经由供电棒32及匹配电路31而与偏压用的高频电源30连接。从高频电源30向基座21供给例如13MHz的频率的高频电力。利用后述的控制装置100来控制从高频电源30向基座21供给的高频电力的频率和电力。

在基座21的上表面设置有用于通过静电吸附力来保持半导体晶圆W的静电卡盘23。在静电卡盘23的外周侧，以包围半导体晶圆W的周围的方式设置有聚焦环24。大致圆板状的半导体晶圆W以中心轴与Z轴一致的方式被载置在静电卡盘23上。

在基座21的内部形成有用于使例如冷却水(C.W.)等制冷剂流通来进行半导体晶圆W的温度控制的流路212。流路212经由配管213而与未图示的冷却装置连接，经由配管213从该冷却装置向流路212内供给被调节了温度的制冷剂。利用后述的控制装置100来控制冷却装置中的制冷剂的温度。

另外，在基座21的内部设置有用于向静电卡盘23的上表面与晶圆W的下表面之间供给例如He气体等传热气体的气体供给路径214。气体供给路径214贯通静电卡盘23，气体供给路径214的上端在静电卡盘23的上表面开口。

另外，在基座21设置有用于与未图示的搬送臂之间交接晶圆W的升降销，该升降销设置为将基座21沿上下方向贯通，且能够相对于静电卡盘23的上表面突出或退回。利用后述的控制装置100控制升降销的在上下方向上的移动。

另外，在基座支承部22的外侧壁与腔室11的内侧壁之间设置有环状的隔板12，在该隔板12形成有大量贯通孔。另外，在腔室11的底面形成有排气口13，排气口13经由排气管14而与排气装置15连接。利用后述的控制装置100来控制排气装置15。

腔室11的侧壁与配管41的一端连接。配管41的另一端经由阀42及MFC(Mass FlowController：质量流量控制器)43而与气体供给源44连接。气体供给源44例如供给CF₄气体、氯气体等处理气体。利用MFC 43调节从气体供给源44供给的处理气体的流量，并且经由阀42和配管41将该处理气体供给到腔室11内。利用后述的控制装置100分别控制由MFC 43进行的流量调整以及由阀42进行的处理气体向腔室11的供给和停止供给。气体供给源44为气体供给部的一例。

在腔室11的上部设置有构成腔室11的上部的电介质窗53，该电介质窗53例如由石英等电介质形成为大致圆板状。电介质窗53为电介质板的一例。电介质窗53的上方侧的空间被由铝等导电体形成为大致圆筒状的屏蔽箱51覆盖。屏蔽箱51经由腔室11接地。屏蔽箱51为屏蔽构件的一例。

在腔室11的上方且由电介质窗53和屏蔽箱51围成的空间内收容有天线54。天线54由铜等导电体构成。在本实施例中，天线54为平面线圈，是一个导电体在与Z轴交叉的平面(例如水平面)内卷绕成大致圆形状的螺旋状的、两圈以上的平面线圈。天线54具有在从天线54的外形的中心(即图1所示的Z轴)离开的方向上相邻的多个线路540。天线54为高频天线的一例。

天线54被多个保持部55保持，各个保持部55经由支承部56固定于屏蔽箱51。在本实施例中，针对一个保持部55设置一个支承部56。各个保持部55和支承部56例如由聚四氟乙烯等绝缘体形成。

天线54的一端与高频电源61连接，另一端接地。高频电源61向天线54供给等离子体生成用的高频电力、例如27MHz的频率的高频电力。天线54利用从高频电源61供给的高频电力产生高频磁场。而且，通过由天线54产生的高频磁场，在腔室11内产生高频的感应电场。利用在腔室11内产生的感应电场激励被供给到腔室11内的处理气体，来在腔室11内生成处理气体的等离子体。而且，通过等离子体中包含的离子、活性种对静电卡盘23上的半导体晶圆W实施蚀刻等规定的处理。本实施例中的等离子体处理装置10为ICP等离子体处理装置。

另外，等离子体处理装置10具有控制等离子体处理装置10的各部的控制装置100。控制装置100具有ROM(Read Only Memory：只读存储器)或RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等存储器以及CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等处理器。在控制装置100内的存储器中保存有制程等数据、程序等。控制装置100内的处理器读取并执行控制装置100内的存储器中保存的程序，并且基于控制装置100内的存储器中保存的制程等数据来控制等离子体处理装置10的各部。

[保持部55的配置]

图2是表示实施例1中的保持部55的配置的一例的图。图3和图4是表示实施例1中的保持部55的配置的一例的放大图。图2和图4是从沿Z轴的方向观察天线54的情况下的图，图3是从与Z轴交叉的方向观察天线54的情况下的图。

在本实施例中，天线54例如图2所示那样卷绕成大致圆形状的螺旋状。在本实施例中，天线54的中心与Z轴一致。天线54被多个保持部55(在图2的例子中为13个保持部55)保持，各个保持部55通过支承部56固定于屏蔽箱51。

在图2中，将从具有大致圆形状的外形的天线54的中心离开的方向(在图2的例子中为径向)定义为A方向、将与从天线54的中心离开的方向交叉的方向(在图2的例子中为周向)定义为B方向。在本实施例中，天线54以Z轴为中心卷绕成大致圆形状的螺旋状且为两圈以上。因此，天线54具有在A方向上相邻的多个线路540。

例如图2所示，各个保持部55保持在A方向上相邻的各个线路540。另外，例如图2至图4所示，分别保持在A方向上相邻的两个线路540的两个保持部55在B方向上的不同的位置处保持各个线路540。

另外，例如图4所示，当将在A方向上相邻的两个线路540的间隔设为d1时，分别保持在A方向上相邻的两个线路540的两个保持部55的距离d2比间隔d1长。因此，在分别保持在A方向上相邻的两个线路540的两个保持部55之间不易产生放电。此外，在多个保持部55的对中，距离d2可以相同，也可以不同。

另外，例如图4所示，保持在A方向上相邻的两个线路540中的一个线路540的保持部55与另一个线路540之间的间隔d3比间隔d1的1/2长。因此，在保持一个线路540的保持部55与另一个线路540之间不易产生放电。

此外，分别保持在A方向上相邻的两个线路540的两个保持部55在B方向上的不同的位置处保持各个线路540即可。因此，关于三个以上的保持部55中的、分别保持在A方向上不相邻的线路540的两个保持部55，例如可以如图5所示那样在B方向上的相同位置处保持各个线路540。图5是表示实施例1中的保持部55的配置的其它例的放大图。

另外，在本实施例中，例如图2所示，各个保持部55配置在天线54的除了从该天线54的两端起的规定长度L1的范围以外的部分。在天线54的两端及两端附近，存在天线54产生的电压变高的情况。因此，当在天线54的两端附近配置保持部55时，容易经由保持部55产生放电。为了避免该情况，在本实施例中，在天线54的除了从该天线54的两端起的规定长度L1的范围以外的部分配置保持部55。由此，能够抑制经由保持部55产生放电。规定长度L1为天线54的全长的例如5％的长度。

[耐压试验]

接着，对本实施例的保持部55进行耐压试验。图6是表示耐压试验中的试验环境的图。在耐压试验中，例如图6所示，多个保持部55分别保持模拟相邻的两个线路540的两个线路542，各个保持部55经由支承部56固定于台座。两个线路542的间隔设定为与在天线54中相邻的两个线路540的间隔相同的间隔。而且，增大施加于两个线路542之间的负的直流电压，测定直到在线路542间产生放电为止的直流电压的大小。

在耐压试验中，作为比较例，对例如图7所示的保持部55’也进行耐压试验。图7是表示比较例中的保持部55’的一例的图。在比较例的保持部55’中，一个保持部55’保持两个线路542。因此，在两个线路542之间存在有构成保持部55’的绝缘体。

图8是表示耐压试验的结果的图。例如图8所示，发现实施例1的保持部55中的耐电压提高至比较例的保持部55’的耐电压约1.7倍。

在此，在比较例中，经由保持部55’的表面的线路542间的距离为与线路542间的距离d1相同的距离，因此例如按由图7的虚线箭头所示的路径产生沿面放电。另一方面，在本实施例中，例如图4和图5所示，相邻的两个保持部55相距间隔d2，保持一个线路542的保持部55与另一个线路542相距间隔d3。因此，耐压试验中的沿面放电的路径成为例如图6的虚线箭头所示的路径，比两个线路542的间隔d1长。因此，本实施例的保持部55成为较比较例而言不易产生沿面放电的构造。

像这样，根据本实施例的等离子体处理装置10，能够抑制保持部55产生放电。因此，能够抑制保持部55、天线54的劣化。

【实施例2】

在上述的实施例1中，各个保持部55经由针对一个保持部55设置有一个的支承部56固定于屏蔽箱51。与此相对地，在本实施例2中，多个保持部55经由一个支承部56固定于屏蔽箱51。

[支承部56的构造]

图9是表示实施例2中的支承部56的一例的图。例如图9所示，本实施例中的支承部56具有固定部560、连结部561以及多个独立支承部562。固定部560、连结部561以及各个独立支承部562例如由聚四氟乙烯等的绝缘体形成。

针对一个保持部55设置有一个独立支承部562，独立支承部562将保持部55固定于连结部561。在连结部561固定多个独立支承部562。在本实施例中，固定于连结部561的独立支承部562为三个或者四个。但是，固定于连结部561的独立支承部562可以为两个，也可以为五个以上。针对一个连结部561设置有一个固定部560，固定部560将连结部561固定于屏蔽箱51。

图10是表示多个保持部55与连结部561的位置关系的一例的图。例如在沿Z轴的方向观察的情况下，连结部561具有矩形的形状。另外，例如图10的虚线所示，连结部561按沿着保持部55的排列方向的方向进行配置，所述保持部55固定于在连结部561固定的多个独立支承部562。此外，在多个保持部55锯齿状地配置的情况下，连结部561例如可以如图11的虚线所示那样形成为沿着保持部55的排列方向的形状。图11是表示多个保持部55与连结部561的位置关系的其它例的图。

像这样，在本实施例中，多个保持部55经由一个支承部56固定于屏蔽箱51。由此，能够减少将保持部55固定于屏蔽箱51时的螺钉等固定构件，并且能够减少将保持部55固定于屏蔽箱51的操作。

【实施例3】

图12是示实施例3中的支承部56的一例的图。在上述的实施例2中，连结部561通过固定部560固定于屏蔽箱51。与此相对地，在本实施例3中，例如图12所示，连结部561固定于屏蔽箱51。

由此，能够增大天线54与连结部561之间的距离，因此能够进一步抑制在独立支承部562和连结部561的表面产生的沿面放电。另外，连结部561固定于屏蔽箱51，因此能够增加在将连结部561固定于屏蔽箱51时配置螺钉等紧固构件的位置的自由度。

【实施例4】

图13是表示实施例4中的支承部56的一例的图。在上述的实施例1中，各个支承部56固定于屏蔽箱51。与此相对地，在本实施例4中，例如图13所示，各个支承部56固定于电介质窗53。

在本实施例中，各个支承部56由于天线54和保持部55的重量而向电介质窗53的方向被按压。因此，在将各个支承部56固定于电介质窗53时，不需要用于不使支承部56从电介质窗53离开那么大的紧固力。因此，也能够通过将支承部56插入到形成于电介质窗53的上表面的定位用的凹部中等简易的固定方法来将各个支承部56固定于电介质窗53。

【实施例5】

图14是表示实施例5中的支承部56的一例的图。在上述的实施例4中，各个支承部56固定于电介质窗53。与此相对地，在本实施例5中，例如图14所示，多个保持部55经由一个支承部56固定于电介质窗53。

像这样，在本实施例中，多个保持部55经由一个固定部560固定于电介质窗53。由此，能够减少形成于电介质窗53的上表面的、用于将保持部55固定于电介质窗53的凹陷、螺孔等。由此，能够抑制电介质窗53的强度下降、电介质窗53的加工成本上升。

【实施例6】

图15是表示实施例6中的支承部56的一例的图。在上述的实施例5中，连结部561通过固定部560固定于电介质窗53。与此相对地，在本实施例6中，例如图15所示，连结部561固定于电介质窗53。

由此，能够增大天线54与连结部561之间的距离，因此能够进一步抑制在独立支承部562和连结部561的表面中产生的沿面放电。另外，能够增加为了将连结部561固定于电介质窗53而形成凹陷、螺孔等的位置的自由度。

【实施例7】

图16是表示实施例7中的支承部56的一例的图。在前述的实施例6中，连结部561固定于电介质窗53。与此相对地，在本实施例7中，例如图16所示，将保持最外周的线路540的保持部55固定于连结部561的独立支承部562经由固定部560固定于屏蔽箱51的内侧面。连结部561和独立支承部562将各个保持部55支承于电介质窗53。固定部560沿电介质窗53的面方向延伸。连结部561和独立支承部562为第一支承部的一例，固定部560为第二支承部的一例。

另外，在本实施例中，连结部561的下端与电介质窗53的上表面接触，但连结部561不固定于电介质窗53。连结部561的下表面与电介质窗53的上表面接触，由此规定各个线路540的在上下方向上的位置。另外，独立支承部562经由固定部560固定于屏蔽箱51的内侧面，由此规定各个线路540的在横向上的位置。因此，无需在电介质窗53的上表面设置用于连结部561的在横向上的定位的凹陷、突起等。因此，能够抑制电介质窗53的强度下降、电介质窗53的加工成本上升。

此外，固定部560可以将保持最外周的线路540的保持部55固定于屏蔽箱51的内侧面，也可以将连结部561固定于屏蔽箱51的内侧面。

【实施例8】

图17是表示实施例8中的支承部56的一例的图。在上述的实施例1至6中，天线54的线路540固定于上方的屏蔽箱51或下方的电介质窗53。与此相对地，在本实施例8中，例如图17所示，在A方向、即天线54的径向上相邻的线路540通过连结部561连结。而且，最外周的保持部55通过固定部560固定于屏蔽箱51的内侧面。此外，各个保持部55的下端可以与电介质窗53的上表面接触。

在本实施例中也是，在A方向上相邻的保持部55间的沿面距离L2比在A方向上相邻的线路540间的距离d1长。因此，相比于比较例(参照图7)的保持部55’能够提高耐电压，抑制沿面放电。

此外，在图17的例子中，在A方向上相邻的保持部55配置于B方向(与图17的纸面垂直的方向)上的相同的位置，但例如图4、图5所示，如果配置在B方向上的不同的位置，则能够进一步延长沿面距离L2，能够进一步抑制沿面放电。

【实施例9】

图18是表示实施例9中的保持部55的一例的图。图18的(a)表示由保持部55保持线路540的状态，图18的(b)表示保持部55分离的状态。

例如图18的(b)所示，本实施例9中的保持部55具有上侧保持部550和下侧保持部551。在上侧保持部550的下端形成有具有沿着线路540的外周的形状的凹部552。上侧保持部550的上端固定于屏蔽箱51。在下侧保持部551的上端形成有具有沿着线路540的外周的形状的凹部553。下侧保持部551的下端固定于电介质窗53。上侧保持部550为第一保持部的一例，下侧保持部551为第二保持部的一例。

例如图18的(a)所示，上侧保持部550和下侧保持部551线路540夹在凹部552与凹部553之间，由此将线路540保持于屏蔽箱51和电介质窗53。即，上侧保持部550从线路540的上方保持线路540，下侧保持部551从线路540的下方保持线路540。

此外，在本实施例中也是，优选各个保持部55例如图4、图5所示那样配置在B方向(与图18的纸面垂直的方向)上的不同的位置。另外，图18所示的保持部55以从天线54的上方和下方夹着天线54的方式保持天线54，但作为其它例，也可以将天线54的线路540插入到形成有贯通孔的保持部55的贯通孔中，将插入了线路540的保持部55的下端载置于电介质窗53，并且将该保持部55的上端固定于屏蔽箱51。在该情况下，保持部55的下端也可以固定于电介质窗53。

[其它]

此外，本发明并不限定于上述的实施例，在其主旨的范围内能够进行各种变形。

例如，在上述的各实施例中，以通过施加于天线54的高频电力在腔室11内产生高频磁场的ICP方式的等离子体处理装置10为例进行了说明，但公开的技术不限于此。例如，在具有平面型螺旋谐振器的等离子体处理装置10中，作为保持平面型螺旋谐振器的技术能够应用上述的各实施例的技术。

另外，在具有平面型螺旋谐振器以及在平面型螺旋谐振器的附近与平面型螺旋谐振器电感耦合的吸收线圈的等离子体处理装置10中，作为保持平面型螺旋谐振器和吸收线圈的技术也能够应用上述的各实施例的技术。

另外，在上述的实施例1和4中，设是保持部55与支承部56为相分别的构件进行了说明，但保持部55与支承部56也可以由一个一体的绝缘体构成。

另外，上述的各实施例的天线54为一根导电体卷绕成大致圆形状的螺旋状的两圈以上的平面线圈，但公开的技术不限于此。例如图19所示，天线54也可以为包括沿半径不同的多个圆各自的圆周配置的环状的线路540的平面天线。

或者，例如图20所示，天线54也可以为包括沿半径不同的多个圆各自的圆周的至少一部分配置的多个线路540的平面天线。在例如图20所示的天线54中，优选各个线路540被两个以上的保持部55保持。

另外，上述的各实施例的天线54为平面线圈，但公开的技术不限于此，例如也可以为电磁线圈等。另外，天线54也可以为电磁线圈中的例如图21所示那样随着去向X轴方向而外形变小的回转型线圈。

在将例如图21所示的旋回型线圈用作天线54的情况下，保持部55例如图22所示那样配置于天线54的线路540。图22的(a)表示从沿着A方向的方向观察天线54的情况下的保持部55的配置的一例，图22的(b)表示从沿着B方向的方向观察天线54的情况下的保持部55的配置的一例。

另外，在例如将使图21所示的旋回型线圈反转后的线圈用作天线54的情况下，保持部55例如图23所示那样配置于天线54的线路540。图23的(a)表示从沿着A方向的方向观察天线54的情况下的保持部55的配置的一例，图23的(b)表示从沿着B方向的方向观察天线54的情况下的保持部55的配置的一例。

另外，在从沿着Z轴的方向观察的情况下，上述的各实施例的天线54的外形为大致圆形状，但公开的技术不限于此。例如，在从沿着Z轴的方向观察的情况下，天线54的外形可以为矩形状，也可以为多边形状。但是，为了在腔室11内形成更均匀的高频的磁场，优选的是，在从沿着Z轴的方向观察的情况下，天线54的外形呈以Z轴为中心的点对称的形状。