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)明涉及等離子體處理裝置，詳細(xì)的說是涉及使用等離子體對(duì) 半導(dǎo)體基板等被處理體進(jìn)行處理用的等離子體處理裝置。
背景技術(shù)：
作為等離子體處理裝置，公知的是通過徑向線縫隙天線(Radial Line Slot Antenna)向處理室內(nèi)導(dǎo)入微波使等離子體生成的RLSA方式 的等離子體處理裝置(例如W098 / 33362號(hào))。該RLSA方式的等離 子體處理裝置包括在內(nèi)部具備載置被處理體的載置臺(tái)的圓筒容器、和 由縫隙(Slot)板以及波導(dǎo)電介質(zhì)構(gòu)成的用于放射微波的天線部，在上 述圓筒容器的上端搭載有上述天線部，通過利用密封部件將接合部密 封構(gòu)成真空腔室。
在RLSA方式的等離子體處理裝置中為了進(jìn)行最適合的處理，需 要以能夠在真空腔室內(nèi)的等離子體形成空間中形成均勻質(zhì)地的等離子 體的方式，向真空腔室內(nèi)均勻地導(dǎo)入用于生成等離子體的處理氣體。 現(xiàn)有技術(shù)中，作為向真空腔室內(nèi)導(dǎo)入處理氣體的方法， 一般是例如在 上述專利文獻(xiàn)1中所述，設(shè)置有貫通真空腔室的側(cè)壁的氣體導(dǎo)入部， 在此連接有外部的處理氣體供給源以實(shí)現(xiàn)處理氣體的導(dǎo)入的方法。
但是，在真空腔室的側(cè)壁形成有一處氣體噴出口用以導(dǎo)入處理氣 體，在這種方式下，很難將處理氣體均勻地向真空腔室內(nèi)的等離子體 形成空間噴出，形成均勻的等離子體是很困難的。
而且，為了達(dá)到向真空腔室內(nèi)導(dǎo)入均勻的氣體的目的，在真空腔 室的側(cè)壁的多個(gè)地方設(shè)置氣體噴出孔用以供給氣體的方式，由于必須 在真空腔室的周圍配設(shè)氣體供給管，所以會(huì)出現(xiàn)需要充分的設(shè)置空間、 或者為了不妨礙基板的搬入搬出使得配管的設(shè)置變得復(fù)雜等設(shè)計(jì)上的 制約。并且，為了使以一定流量供給的處理氣體向真空腔室內(nèi)均勻地 噴出，必須考慮在處理氣體供給通路上的壓力的損失是相同的，對(duì)于外部配管的情況，要使從氣體供給源到各個(gè)氣體噴出口的氣體供給管 的長(zhǎng)度相同是很困難的，因此會(huì)產(chǎn)生壓力損失差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供能夠向真空腔室內(nèi)均勻地供給處理氣體，且 使外部配管簡(jiǎn)單化的等離子體處理裝置。
依據(jù)本發(fā)明，提供一種等離子體處理裝置，其包括能夠真空排 氣的處理容器；在上述處理容器內(nèi)載置被處理體的載置臺(tái)；配置于上 述處理容器的上部并將上述處理容器密閉的蓋部；和向上述處理容器 中導(dǎo)入用于激發(fā)等離子體的處理氣體的氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)，在該等離子體 處理裝置中，上述氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)包括供給上述處理氣體的處理氣體 供給源；向著上述處理容器內(nèi)部的空間開口的多個(gè)氣體噴出口；與上 述多個(gè)氣體噴出口相連接的共用的氣體連通路；和使氣體從上述處理 氣體供給源通過上述處理容器的壁內(nèi)向上述氣體連通路流通的氣體流 通機(jī)構(gòu)。
依據(jù)上述結(jié)構(gòu)的等離子體處理裝置，由于設(shè)置有與多個(gè)氣體噴出 口相連接的共用的氣體連通路，因此可以向多個(gè)氣體噴出口均勻地分 配處理氣體，能夠從各氣體噴出口均勻地進(jìn)行氣體的噴出。由此，能 夠在處理容器內(nèi)的等離子體處理空間形成均勻質(zhì)地的等離子體。而且， 根據(jù)處理內(nèi)容，能夠?qū)怏w噴出口設(shè)置在處理容器內(nèi)的任意的高度位 置，導(dǎo)入氣體。進(jìn)一步，由于設(shè)置有與外部的處理氣體供給源相連接、 通過處理容器的壁內(nèi)連接到氣體連通路的氣體通路，所以可以使等離 子體處理裝置中的外部配管簡(jiǎn)單化。
在上述本發(fā)明的等離子體處理裝置中，將由在所述處理容器的上 端形成的臺(tái)階部和在所述蓋部的下端形成的臺(tái)階部形成的間隙作為上 述氣體連通路使用。并且也可以將由在所述處理容器的上端形成的溝 槽和所述蓋部的下端面形成的間隙作為上述氣體連通路使用?；蛘撸?也可以將由上述處理容器的上端面和在上述蓋部的下端面形成的溝槽 形成的縫隙作為所述氣體連通路使用。
像這樣，利用根據(jù)處理容器的上端和蓋部的下端的形狀(臺(tái)階部 或者溝槽)形成的間隙，可以以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)形成共用連通路，其加工也變得簡(jiǎn)便。
在上述本發(fā)明的等離子體處理裝置中，上述氣體流通機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 能夠?yàn)榘◤纳鲜鎏幚須怏w供給源開始延伸出的氣體供給管；設(shè)置 于上述處理容器內(nèi)的壁部并與上述氣體連通路相連接的多個(gè)氣體通 路；和用于從上述氣體供給管向上述多個(gè)氣體通路均勻地供給處理氣 體的氣體均勻供給機(jī)構(gòu)。這樣的情況下，上述氣體均勻供給機(jī)構(gòu)能夠 構(gòu)成為包括在上述多個(gè)氣體通路的端部分別設(shè)置的氣體導(dǎo)入口、和 從上述氣體供給管均勻地分支并分別與上述氣體導(dǎo)入口連接的多個(gè)氣 體導(dǎo)入管。并且，優(yōu)選上述多個(gè)氣體導(dǎo)入管都具有大致相同的長(zhǎng)度。
并且，優(yōu)選上述蓋部具備用于向上述處理容器內(nèi)導(dǎo)入微波的天線。 作為所述天線，能夠使用形成有多個(gè)縫隙孔的平面天線。
并且，優(yōu)選，上述處理容器包括圍繞上述載置臺(tái)的下部殼、和配 置在上述下部殼與上述蓋部之間的上部殼，在上述下部殼與上述上部 殼的邊界以及上述上部殼與上述蓋部的邊界分別形成有上述氣體連通 路，并分別形成有與上側(cè)的上述氣體連通路相連接的多個(gè)上側(cè)氣體噴 出口 、和與下側(cè)的氣體連通路相連接的多個(gè)下側(cè)氣體噴出口 。
并且，優(yōu)選，還包括設(shè)置于上述處理容器內(nèi)的上述載置臺(tái)的上方、 具有多個(gè)貫通孔的板，上述上側(cè)氣體噴出口和上述下側(cè)氣體噴出口形 成在介于它們之間存在有上述板的高度位置。
這樣，通過將板夾在中間在上下兩層設(shè)置氣體噴出口，并根據(jù)處 理氣體的種類在板的上下選擇氣體導(dǎo)入位置，能夠根據(jù)目標(biāo)處理適當(dāng) 地控制等離子體。


圖1是表示第一實(shí)施方式的等離子體處理裝置的大致結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖2是表示平面天線部件的平面圖。
圖3是將圖1的主要部分?jǐn)U大顯示的部分截面圖。
圖4是說明氣體供給配管的概要的模式圖。
圖5是說明腔室的底面一側(cè)的外部配管的底面圖。
圖6是表示環(huán)狀連通路的另一示例的截面圖。圖7是表示環(huán)狀連通路的另一示例的截面圖。
圖8是表示第二實(shí)施方式的等離子體處理裝置的大致構(gòu)成的截面圖。
圖9是將圖8的主要部分?jǐn)U大顯示的截面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖1為本發(fā)明第一實(shí)施方式的等離子體處理裝置00的大致截面 圖。該等離子體處理裝置100，由具有多個(gè)縫隙的平面天線，例如RLSA (Radial Line Slot Antenna;徑向線縫隙天線)向處理室內(nèi)導(dǎo)入微波， 生成等離子體，作為能夠生成高密度且低電子溫度的微波等離子體的 等離子體處理裝置而構(gòu)成。
上述等離子體處理裝置100具有密閉地構(gòu)成的、搬入晶片W、并 且被接地的大致呈圓筒狀的腔室1。并且該腔室1的形狀也可以是截面 為四角形的角筒狀。該腔室1的上方設(shè)置有可以開閉的并具有向處理 空間中導(dǎo)入微波的功能的蓋部30。 g卩，在腔室l的上部，形成有開口 部，以堵塞該開口部的方式氣密地設(shè)置有蓋部30。
蓋部30構(gòu)成有向腔室1內(nèi)導(dǎo)入微波的天線部，天線部從基座5側(cè) 開始依次具有透過板28、平面天線部件31和滯波件33。這些透過板 28、平面天線部件31和滯波件33例如由鋁或者不銹鋼等金屬材料構(gòu) 成，并被具有波導(dǎo)管功能的防護(hù)(V—》K)蓋體34覆蓋。防護(hù)蓋體 34隔著按壓環(huán)36被上板27支撐。按壓環(huán)36與防護(hù)蓋體34被截面視 圖為L(zhǎng)字形的環(huán)狀固定圓環(huán)35固定。蓋部30下端的上板27的內(nèi)周面 上，形成有多個(gè)用于向腔室l內(nèi)導(dǎo)入處理氣體的氣體噴出口 15。各氣 體噴出口 15通過氣體導(dǎo)入通路與氣體供給源16相連接。并且，關(guān)于 等離子體處理裝置100上的氣體導(dǎo)入通路將在之后詳述。
在腔室1的底壁la的大致中央部，形成有圓形的開口部10，在底 壁la上，設(shè)置有與該開口部10連通的、向下方突出并用于對(duì)腔室1 的內(nèi)部均勻排氣的排氣室11。
在腔室1的內(nèi)部設(shè)置有用于水平支撐作為被處理體的晶片W的基 座(載置臺(tái))5，該基座由石英或者陶瓷(ALN， AL203等)等材質(zhì)構(gòu)成并由排氣室11的底部支承。該基座5由從排氣室11的底部中央向 上方延長(zhǎng)的圓筒狀支承部件4支承，該支承部件4由排氣室11所支承。這些支承部件4以及基座5由熱傳導(dǎo)性良好的ALN等的陶瓷材料構(gòu)成。 在基座5的外緣部，設(shè)置有由石英等構(gòu)成的用于引導(dǎo)晶片W的導(dǎo)向環(huán) 8。另外，基座5中，埋設(shè)有電阻加熱型的加熱器(圖中未注明)，通 過由加熱電源6進(jìn)行供電，對(duì)基座5進(jìn)行加熱，從而通過該熱對(duì)作為 被處理體的晶片W進(jìn)行加熱?；?的溫度可以通過圖中未注出的熱 電偶進(jìn)行測(cè)量，在從例如室溫至100(TC范圍內(nèi)可調(diào)控溫度。并且，也 可使基座5具有靜電卡盤的功能，構(gòu)成為可以對(duì)晶片W進(jìn)行電氣裝卸 的結(jié)構(gòu)。另外，在基座5上，設(shè)置有用于支承晶片W并使之升降的晶片支 承銷(匕。y)(圖中未注明)，該晶片支承銷可以相對(duì)于基座5的表面 突出沒入。在基座5外周側(cè)，成環(huán)狀設(shè)置有用于對(duì)腔室1內(nèi)均勻排氣 的導(dǎo)流板(baffle plate) 7，該導(dǎo)流板7被多個(gè)支柱7a支承。并且，在 腔室1的內(nèi)周，設(shè)置有由石英構(gòu)成的圓筒狀襯筒(liner)(圖中未注明)， 防止由腔室構(gòu)成材料引起的金屬污染，維持清潔的環(huán)境。在上述排氣室11的側(cè)面連接有排氣管23，該排氣管23與包括有 高速真空泵的排氣裝置24相連。并且，通過使該排氣裝置24動(dòng)作， 可以將腔室1內(nèi)的氣體通過排氣管23向排氣室11的空間lla內(nèi)均勻地 排出。由此，能夠?qū)⑶皇?內(nèi)高速減壓至規(guī)定真空度、例如0.133Pa。在腔室1的壁內(nèi)形成有由腔室1的下部開始向上的氣體通路12， 該氣體通路12構(gòu)成用于將處理氣體向腔室1內(nèi)導(dǎo)入的氣體導(dǎo)入通路的 一部分。另外，腔室1上設(shè)置有將晶片W搬入搬出用的搬入搬出口和可以 打開閉合該搬入搬出口的閘閥(圖中均未注明)。腔室1的上端部與蓋部30的上板(upper plate) 27的下端抵接。 在腔室1的上端與上板27的下端的接合部上，配置有例如O形環(huán)等的 密封部件9a、 9b，保證接合部的氣密狀態(tài)。另外，在腔室1的上端， 形成有臺(tái)階部(段部)18，在蓋部30的上板27的下端按照能夠與腔 室1的臺(tái)階部18共同形成環(huán)狀連通路13的方式設(shè)置有臺(tái)階部19 (參 照?qǐng)D3)。透過板28由例如石英、A1203、 ALN、藍(lán)寶石，SiN等陶瓷類的電 介質(zhì)構(gòu)成，作為使微波透過并將其向腔室1內(nèi)的處理空間中導(dǎo)入的微 波導(dǎo)入窗發(fā)揮功用。透過板28的下面(基座5 —側(cè))不限定為平坦?fàn)睿?為了使微波均一化，使等離子體穩(wěn)定化，也可以形成有凹部或者溝槽。 該透過板28利用呈環(huán)狀配備在蓋部30的外周下部的上板27的內(nèi)周面 的突出部27a，通過密封部件29按照氣密狀態(tài)進(jìn)行支承。因此，腔室 1內(nèi)保持為氣密狀態(tài)。平面天線部件31形成為圓板狀，在透過板28的上方位置，按照 與防護(hù)蓋體34的內(nèi)周面相互卡止的狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置。該平面天線部件31 的結(jié)構(gòu)為，由例如表面鍍金或鍍銀的銅板或鋁板構(gòu)成，按規(guī)定圖案貫 通有多個(gè)用于放射微波的縫隙(7口、乂卜)孔32?？p隙孔32形成為例如如圖2所示的長(zhǎng)溝槽狀，典型的是，相鄰的 縫隙孔32之間配置為"T"字形，這些多個(gè)縫隙孔32配置成同心圓狀。 縫隙孔32的長(zhǎng)度、配列間隔根據(jù)微波波長(zhǎng)(Xg)確定，例如縫隙孔32 的間隔可以配置成Xg/4、 Xg/2或者是Xg。另外，在圖2中，形成為同 心圓狀的鄰接的縫隙孔32之間的間隔表示為Ar。另外，縫隙孔32也 可以是圓形，圓弧形等其他的形狀。進(jìn)一步的，縫隙孔32的配置形態(tài) 并沒有特別的限定，例如除了同心圓狀以外也能夠配置為螺旋狀或放 射狀。滯波件33具有比真空介電常數(shù)高的介電常數(shù)，以覆蓋平面天線部 件31的上面的方式進(jìn)行設(shè)置。該滯波件33由例如石英、陶瓷、聚四 氟乙烯等氟類樹脂或聚酰亞胺類樹脂構(gòu)成，因?yàn)樵谡婵罩形⒉ǖ牟ㄩL(zhǎng) 會(huì)變長(zhǎng)，所以具有縮短微波波長(zhǎng)調(diào)整等離子體的功能。另外，在平面 天線部件31與透過板28之間，以及在滯波件33和平面天線31之間， 既可以分別貼緊也可以分離。在防護(hù)蓋體34中，形成有冷卻水流路34a，通過使其中流通冷卻 水，對(duì)防護(hù)蓋體34、滯波件33、平面天線部件31以及透過板28進(jìn)行 冷卻。并且，平面天線部件31以及防護(hù)蓋體34經(jīng)由腔室1被接地。在防護(hù)蓋體34的上壁的中央，形成有開口部34b，該開口部34b 上連接有波導(dǎo)管37。在該波導(dǎo)管37的端部，通過匹配電路38連接有 微波發(fā)生裝置39。由此，在微波發(fā)生裝置39產(chǎn)生的例如頻率為2.45GHz的微波可以經(jīng)由波導(dǎo)管37被傳送至上述平面天線部件31。微波的頻率也能夠使用8.35GHz， 1.98GHz等。波導(dǎo)管37包括有從上述防護(hù)蓋體34的開口部34b向上方延伸的 截面形狀為圓形的同軸波導(dǎo)管37a和在該同軸波導(dǎo)管37a上端部經(jīng)由 模式轉(zhuǎn)換器40相接的向水平方向延伸的矩形波導(dǎo)管37b。矩形波導(dǎo)管 37b與同軸波導(dǎo)管37a之間的模式轉(zhuǎn)換器40具有將在矩形波導(dǎo)管37b 中以TE模式傳播的微波轉(zhuǎn)換為TEM模式的功能。在同軸波導(dǎo)管37a 的中心延伸有內(nèi)導(dǎo)體41，內(nèi)導(dǎo)體41在其下端部與平面天線部件31的 中心連接固定。由此，微波經(jīng)由同軸波導(dǎo)管37a的內(nèi)導(dǎo)體41，向平面 天線部件31以放射狀均勻高效地沿徑向向外傳播。圖3表示的是在本實(shí)施方式的等離子體處理裝置100中向腔室1 內(nèi)導(dǎo)入處理氣體的氣體導(dǎo)入通路的結(jié)構(gòu)的擴(kuò)大示意圖。如上所述，在 蓋部30的上板27的內(nèi)周的多個(gè)地方(例如32處)均勻的設(shè)置有向腔 室l內(nèi)導(dǎo)入氣體用的氣體噴出口 15。各氣體噴出口 15與橫向形成的氣 體導(dǎo)入路14相連通。各氣體導(dǎo)入路14在腔室1的上端和蓋部30的上板27的下端的接 觸面部與通過臺(tái)階部18和臺(tái)階部19形成的作為間隙的環(huán)狀連通路13 相連接。該環(huán)狀連通路13以包圍處理空間的方式在大致水平方向上連 通成環(huán)狀。環(huán)狀連通路13具有向32根氣體導(dǎo)入路14平均分配并供給 氣體的氣體分配單元的功能，按照將處理氣體向特定的氣體噴出口 15 無偏向的平均供給的方式發(fā)揮作用。在環(huán)狀連通路13上，腔室1的壁內(nèi)的任意處(例如均等的4處) 形成有導(dǎo)入孔73。并且，各導(dǎo)入孔73經(jīng)由在垂直方向上形成的氣體通 路12 (例如2個(gè))、氣體導(dǎo)入口72、氣體供給管67 (或者氣體供給管 69)與氣體供給源16相連接。由此，與氣體供給源16所連接的腔室 壁內(nèi)的氣體流路，即經(jīng)由各氣體通路12、環(huán)狀連通路13、各氣體導(dǎo)入 路14，形成了至各氣體噴出口 15的氣體導(dǎo)入通路，由此，在極力減少 外部配管的同時(shí)，能夠使得至各氣體噴出口 15的流路長(zhǎng)度大約相等， 所以不會(huì)產(chǎn)生電導(dǎo)差，能夠使來自各氣體吐出口 15的處理氣體的吐出 量大致均等。圖4以及圖5表示的是用于給等離子體處理裝置100供給處理氣體的外部配管的配置狀態(tài)的模式示意圖。如圖4所示，氣體供給源16具備多個(gè)氣體源，例如Ar氣體源61， 02氣體源62以及！^2氣體源63。 從Ar氣體源61延長(zhǎng)出氣體供給管67，該氣體供給管67通過氣體 均勻供給機(jī)構(gòu)70與腔室1的底部相連接。同樣的，從02氣體源62延 長(zhǎng)出氣體供給管68a，從N2氣體源63延長(zhǎng)出氣體供給管68b，這些 氣體供給管68a以及氣體供給管68b合流形成氣體供給管69，該氣體 供給管69通過氣體均勻供給機(jī)構(gòu)71與腔室1的底部相連接。在氣體 供給線67、 68a、 68b上都設(shè)置有前后的閥64、 66以及夾在其中的質(zhì) 量流量控制器(MFC) 65。如圖5所示，氣體均勻供給機(jī)構(gòu)70，在沿腔室1下方的排氣室11 的外側(cè)，具有從氣體供給管67的分支部67a均等地分出的平面呈L字 型的氣體導(dǎo)入管70a、 70b，這些氣體導(dǎo)入管70a、 70b與在腔室1下部 設(shè)置的氣體導(dǎo)入口 72a、 72b相連接，通過這些氣體導(dǎo)入口 72a、 72b 分別與腔室1的壁內(nèi)部相互成對(duì)角位置而形成的2根氣體通路12相連氣體均勻供給機(jī)構(gòu)71沿腔室1下方的排氣室11的外側(cè)，具有從 氣體供給管69的分支部69a分出的平面呈L字型的氣體導(dǎo)入管71a和 71b，這些氣體導(dǎo)入管71a和71b與腔室1下部設(shè)置的氣體導(dǎo)入口 72c、 72d相連接，通過這些氣體導(dǎo)入口 72a、 72b分別與腔室1的壁內(nèi)部相 互成對(duì)角位置而形成的2根氣體通路12相連接。上述導(dǎo)入管70b和導(dǎo)入管71b設(shè)置在同一側(cè)，導(dǎo)入管70a和導(dǎo)入 管71a夾著排氣室11而相對(duì)設(shè)置，導(dǎo)入管70a、 70b、 71a、 71b以從3 個(gè)方向?qū)⑴艢馐?1包圍的方式設(shè)置。由此，在腔室1的下方，通過采用分支為L(zhǎng)字型的導(dǎo)入管70a， 70b 以及導(dǎo)入管71a， 71b將氣體通路分支，從氣體供給源16至各氣體導(dǎo) 入口 72a 72b的流路長(zhǎng)可以設(shè)置為大致相等。如上所述，本實(shí)施方式中，構(gòu)成為，來自氣體供給源16的氣體， 一旦從4處氣體導(dǎo)入口 72a 72d以及4根氣體通路12導(dǎo)入共用的環(huán) 狀連通路13使其合流、擴(kuò)散之后，因?yàn)榭梢酝ㄟ^各氣體導(dǎo)入路14從 32處氣體噴出口 15均勻?qū)肭皇?內(nèi)，所以可以向腔室1內(nèi)均勻地供 給處理氣體。因此，可以在腔室1內(nèi)的等離子體處理空間激發(fā)均勻的ii等離子體，實(shí)現(xiàn)對(duì)晶片w處理的均一化。并且，只要?dú)怏w導(dǎo)入口 72a、 72b、 72c、 72d以及氣體通路12能 夠向腔室1內(nèi)均勻地供給氣體，設(shè)置在任何位置都可以。另外，只要 氣體導(dǎo)入管70a， 70b， 71a， 71b的通路長(zhǎng)以及電導(dǎo)大致相同，也可不 局限于上述結(jié)構(gòu)。另外，因?yàn)樵谏习?7的內(nèi)部設(shè)置有通向各氣體噴出口 15的氣體 導(dǎo)入路14，所以通過改變上板27的高度，能夠?qū)怏w噴出口15設(shè)定 在腔室1內(nèi)任意的高度的位置，能夠?qū)μ幚砜臻g內(nèi)均勻地供給處理氣 體，形成均勻的等離子體，具有這樣的優(yōu)點(diǎn)。例如，根據(jù)處理的內(nèi)容，在等離子體生成部的近前設(shè)置氣體噴出 口 15，導(dǎo)入氣體，或者相反的，在等離子生成部的近前位置，在氣體 的離解過度，有可能對(duì)氣體噴出口 15的內(nèi)部造成破壞的情況下，能夠 容易地進(jìn)行將氣體噴出口 15配置到更下方等的變更。另外，因?yàn)樵谇皇?下部設(shè)置的氣體導(dǎo)入口 72上連接的作為外部 配管的L字型的氣體導(dǎo)入管70a、 70b以及氣體導(dǎo)入管71a、 71b能夠 集中在腔室1的下方，所以不需要復(fù)雜的配管，能夠減少配管所必須 的空間，能夠?qū)崿F(xiàn)空間的節(jié)省化。另外，在圖3中，在腔室1的上端的臺(tái)階部18和上板27的下端 的臺(tái)階部19之間形成有環(huán)狀連通路13，而如圖6所示，在腔室1的 上端面設(shè)置有環(huán)狀溝槽，在與平坦的上板27的下端面之間能夠形成環(huán) 狀連通路13a。這種情況下，各氣體導(dǎo)入路14以及各氣體噴出口 15不 是在上板27中而是能夠形成在腔室1的上端面上。另外，如圖7所示，在上板27的下端面設(shè)置環(huán)形的溝槽，也能夠 在與平坦的腔室1的上端面之間形成環(huán)狀連通路13b。再者，圖中雖未 注明，但在腔室l的上面與上板27的下面的兩處設(shè)置環(huán)狀溝槽，以使 相對(duì)的兩個(gè)溝槽一致的方式將兩部件接合，由此，也能夠形成環(huán)狀連 通路。如上所述構(gòu)成的等離子體處理裝置100中，可以對(duì)作為被處理體 的晶片W進(jìn)行如下所述的等離子體處理。首先，將晶片W搬入腔室1內(nèi)，放置在基座5上。然后，從氣體 供給源16例如以規(guī)定的流量供給作為等離子體氣體的Ar氣以及作為氧化氣體的02氣，并經(jīng)由氣體供給管67、 69，導(dǎo)入管70a、 70b以及 71a、 71b，各氣體導(dǎo)入口72，各氣體通路12，以及環(huán)狀連通路13、設(shè) 置在32處的各氣體導(dǎo)入路14以及各氣體噴出口 15向腔室l內(nèi)導(dǎo)入。 并且，這種情況下的處理?xiàng)l件如下所示Ar氣流量1000mL/min (sccm)02氣流量10ml7min (scmm)壓力133Pa (1Torr)。處理溫度500°C接下來，將來自微波發(fā)生裝置39的微波經(jīng)過匹配電路38導(dǎo)向波 導(dǎo)管37，順序通過矩形波導(dǎo)管37b、模式轉(zhuǎn)換器40、以及同軸波導(dǎo)管 37a，經(jīng)由內(nèi)導(dǎo)體41向平面天線部件31供給，從平面天線部件31的 縫隙通過透過板28向腔室1內(nèi)放射。微波在矩形波導(dǎo)管37b內(nèi)以TE模式傳播，該TE模式的微波由模 式轉(zhuǎn)換器40轉(zhuǎn)換為TEM模式，在同軸波導(dǎo)管37a內(nèi)向平面天線部件 31傳播。利用從平面天線部件31經(jīng)過透過板28向腔室1內(nèi)放射的微 波，在腔室1內(nèi)形成電磁場(chǎng)，處理氣體等離子化，由該等離子體對(duì)晶 片W進(jìn)行規(guī)定的處理，由例示的Ar氣+02氣進(jìn)行氧化處理。該等離子體來說，由于微波從平面天線部件31的多個(gè)縫隙孔32 放射出，所以能夠生成大約1Xl(T 5X10 cmS的高密度且2eV以下 的低電子溫度的等離子體，特別是在晶片W附近，能夠形成大約1.5eV 以下的低電子溫度的等離子體。因此，通過使該等離子體作用于晶片 W，可以進(jìn)行抑制等離子體破壞的處理。接下來，對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖8為第二實(shí)施方式的等離子體處理裝置101的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)截面示 意圖，圖9表示的是其主要部分的截面圖。另外，在涉及第二實(shí)施方 式的圖8、圖9的等離子體處理裝置101中，與涉及第一實(shí)施方式的圖 1的等離子體處理裝置100相同的結(jié)構(gòu)，標(biāo)以同樣的符號(hào)在此不作贅 述。等離子體處理裝置101由腔室l，與蓋部30構(gòu)成，腔室1為具有下 部腔室2以及配置在其上部的上部腔室3的結(jié)構(gòu)。上部腔室3由第一 側(cè)壁部件3a以及第二側(cè)壁部件3b構(gòu)成。另外，在腔室l，內(nèi)的等離子體處理空間配置有形成著多個(gè)貫穿孔81的噴淋板80。該噴淋板80通 過圖中未標(biāo)明的卡止單元固定在上部腔室3的第2側(cè)壁部件3b的壁上。 并且，噴淋板80也可以固定在第一側(cè)壁部件3a或者下部腔室2的壁 上。由噴淋板80將等離子體處理空間分為上部空間S,和下部空間S2 兩部分，這些上部空間S,和下部空間S2通過貫穿孔81相連通。在面臨(臨&)下部空間S2的下部腔室2的壁的內(nèi)周，與第一實(shí) 施方式相同地形成有多個(gè)(比如32個(gè))氣體噴出口 15，各氣體噴出口 15通過各自的氣體導(dǎo)入路14與在大致水平方向上形成的環(huán)狀連通路 13、在下部腔室2內(nèi)部沿大致垂直方向形成的多個(gè)(比如4個(gè))氣體 通路12相連通。氣體通路12與氣體供給源16相連，例如可以從02 氣體源(圖中略去)向腔室l'內(nèi)供給作為反應(yīng)氣體的02氣。另一方面，在面臨上部空間Si的上部腔室3的第一側(cè)壁部件3a 的內(nèi)周面也形成有多個(gè)氣體噴出口 90，例如32個(gè)，各氣體噴出口 90 分別通過各氣體導(dǎo)入路91與在大致水平方向上形成的環(huán)狀連通路92 相連接，進(jìn)一步與在第二側(cè)壁部件3b內(nèi)形成的多個(gè)(例如4個(gè))氣體 通路93相連通。各氣體通路93通過氣體導(dǎo)入口 94與氣體供給源16 相連，例如可以從Ar氣體源(圖中略去)向腔室r內(nèi)供給作為等離子 體氣體的Ar氣。上部腔室3的第二側(cè)壁部件3b的下面形成有臺(tái)階部95，與下部腔 室2的上面的臺(tái)階部18共同形成環(huán)狀連通路13。另外，第2側(cè)壁部件 3b的上面也形成有臺(tái)階部96，在與第一側(cè)壁部件3a的下面的臺(tái)階部 19之間形成有環(huán)狀連通路92。下部腔室2的上端與上部腔室3的第二側(cè)壁部件3b的下端的接合 部配置有例如0形環(huán)等的密封部件9a、 9b，保證接合部的密閉狀態(tài)。 同樣，在第二側(cè)壁部件3b的上端和第一側(cè)壁部件3a的下端的接觸面 也配置有例如0形環(huán)等密封部件9c、 9d，保證接合部的密閉狀態(tài)。再者，在第一側(cè)壁部件3a的上端和蓋部30的上板27的下端的接 觸面上，也配置有例如O形環(huán)等密封部件9e、 9f，保證接合部的密閉 狀態(tài)。另外，在第二側(cè)壁部件3b內(nèi)周面的下端部，向下方呈裙?fàn)?skirt 狀)垂下的突出部97形成為環(huán)狀。該突出部97以覆蓋第二側(cè)壁部件3b和下部腔室2的邊界(接觸面部)的方式進(jìn)行設(shè)置，起到防止等離 子體直接作用于采用當(dāng)暴露在等離子體中就容易劣化的例如氟類橡膠材料(例如亇厶，:7、乂 (Chemraz)(商品名；^!i一y、 ，Y—K 了y K 力y^二一公司制造)和/《< 卜y (Viton)(商品名；，、二求 y 夕"々 工，7卜^一公司制造))等構(gòu)成的O形環(huán)等密閉部件9b 上而產(chǎn)生的等離子體破壞的作用。作為本實(shí)施方式的等離子體處理裝置101，在配置有噴淋板80的 腔室r中，通過分別設(shè)置將第1處理氣體導(dǎo)入上部空間S,的氣體噴出 口90，和將第2處理氣體導(dǎo)入下部空間S2的氣體噴出口 15，可以向上 部空間Si導(dǎo)入用于激發(fā)等離子體的Ar氣體，另一方面向下部空間S2 導(dǎo)入與氧化反應(yīng)有關(guān)的02氣等反應(yīng)類氣體。由此，可以將向下部空間 S2導(dǎo)入的反應(yīng)類氣體的離解控制在最小限度，對(duì)等離子體實(shí)施最適當(dāng) 的控制進(jìn)行氧化處理等。并且，本發(fā)明并不局限于上述的實(shí)施方式，可以有多種變形。例 如，在上述的實(shí)施方式中，雖然以RLSA方式的等離子體處理裝置100 舉例，但是也適用于釆用遠(yuǎn)程等離子體方式，ICP方式，ECR方式， 表面反射波方式，磁控管方式等的等離子體處理裝置。進(jìn)一步，在上述的實(shí)施方式中，雖然舉例具有用于處理圓盤狀的 半導(dǎo)體晶片的圓筒狀腔室1的等離子體處理裝置100， 101，但是并不 局限于此，例如具有處理四角形的水平截面為矩形的FPD用玻璃基板 的腔室的等離子體處理裝置也可以適用本發(fā)明的分割結(jié)構(gòu)。另外，由氣體供給源16供給的氣體的種類也并不局限于上述，除 了Kr、 He等稀有氣體、N20、 NO、 N02、 002等氧化氣體、NH3等氮化氣體以外，也可以按規(guī)定的流量供給氧化膜堆積用的SiH4和02、氮化膜堆積用的SiH4和N2， Low-k膜(低介電常數(shù)膜)堆積用的TMA (三甲胺)和02等成膜氣體，例如構(gòu)成可以將C4F8、 C5F6、 BC13、 HBr、HCL等蝕刻氣體等的處理氣體以規(guī)定的流量供給的結(jié)構(gòu)。利用這些處 理氣體可以進(jìn)行期望的氧化處理、氮化處理、氧氮化處理、成膜處理、 和蝕刻處理等。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠適用于全部向處理容器內(nèi)導(dǎo)入處理氣體對(duì)被處理體實(shí)施等離子體處理的等離子體處理裝置,
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理裝置，其包括能夠真空排氣的處理容器；在所述處理容器內(nèi)載置被處理體的載置臺(tái)；配置于所述處理容器的上部并將所述處理容器密閉的蓋部；和向所述處理容器中導(dǎo)入用于激發(fā)等離子體的處理氣體的氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)，該等離子體處理裝置的特征在于所述氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)包括供給所述處理氣體的處理氣體供給源；向著所述處理容器內(nèi)部的空間開口的多個(gè)氣體噴出口；與所述多個(gè)氣體噴出口相連接的共用的氣體連通路；和使氣體從所述處理氣體供給源通過所述處理容器的壁內(nèi)向所述氣體連通路流通的氣體流通機(jī)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述氣體連通路是由在所述處理容器的上端形成的臺(tái)階部和在所 述蓋部的下端形成的臺(tái)階部形成的間隙。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述氣體連通路是由在所述處理容器的上端形成的溝槽和所述蓋 部的下端面形成的間隙。
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 所述氣體連通路是由所述處理容器的上端面和在所述蓋部的下端形成的溝槽形成的間隙。
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 所述氣體流通機(jī)構(gòu)包括從所述處理氣體供給源開始延伸出的氣體供給管；設(shè)置于所述處理容器內(nèi)的壁部并與所述氣體連通路相連接 的多個(gè)氣體通路；和用于從所述氣體供給管向所述多個(gè)氣體通路均勻 地供給處理氣體的氣體均勻供給機(jī)構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述氣體均勻供給機(jī)構(gòu)包括在所述多個(gè)氣體通路的端部分別設(shè)置的氣體導(dǎo)入口、和從所述氣體供給管均勻地分支并分別與所述氣體 導(dǎo)入口連接的多個(gè)氣體導(dǎo)入管D
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 所述多個(gè)氣體導(dǎo)入管具有幾乎相同的長(zhǎng)度。
8. 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 所述蓋部包括用于向所述處理容器內(nèi)導(dǎo)入微波的天線。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述天線是形成有多個(gè)縫隙孔的平面天線。
10. 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 所述處理容器包括圍繞所述載置臺(tái)的下部殼、和配置在所述下部殼與所述蓋部之間的上部殼，在所述下部殼與所述上部殼的邊界以及所述上部殼與所述蓋部的 邊界分別形成有所述氣體連通路，并分別形成有與上側(cè)的所述氣體連 通路相連接的多個(gè)上側(cè)氣體噴出口、和與下側(cè)的氣體連通路相連接的 多個(gè)下側(cè)氣體噴出口。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的等離子體處理裝置，其特征在于 還包括設(shè)置于所述處理容器內(nèi)的所述載置臺(tái)的上方、具有多個(gè)貫通孔的板，所述上側(cè)氣體噴出口和所述下側(cè)氣體噴出口形成在介于它們之間 存在有所述板的高度位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種等離子體處理裝置，其在腔室(1)的內(nèi)周側(cè)的多處均等地形成的氣體噴出口(15)，通過氣體導(dǎo)入路(14)與在下部腔室(2)的上端和蓋部(30)的上板(27)的下端的接觸面部，由臺(tái)階部(18)和臺(tái)階部(19)形成的間隙的環(huán)狀連通路(13)相連接。環(huán)狀連通路(13)具有作為向各導(dǎo)入路(14)均等分配氣體并供給氣體的氣體分配單元的功能，在下部腔室(2)的壁內(nèi)的任意處通過沿垂直方向形成的氣體通路(12)、氣體導(dǎo)入口(72)與氣體供給源(16)相連接。
文檔編號(hào)H01L21/31GK101322225SQ20078000046
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2007年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月6日
發(fā)明者山下潤(rùn) 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社