CN101796615B - 顶板以及使用了该顶板的等离子体处理装置 - Google Patents

顶板以及使用了该顶板的等离子体处理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101796615B
CN101796615B CN2008801061096A CN200880106109A CN101796615B CN 101796615 B CN101796615 B CN 101796615B CN 2008801061096 A CN2008801061096 A CN 2008801061096A CN 200880106109 A CN200880106109 A CN 200880106109A CN 101796615 B CN101796615 B CN 101796615B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
top board
gas passage
communicated
squit hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008801061096A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101796615A (zh
Inventor
石桥清隆
大见忠弘
后藤哲也
桶作正广
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tohoku University NUC
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tohoku University NUC
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tohoku University NUC, Tokyo Electron Ltd filed Critical Tohoku University NUC
Publication of CN101796615A publication Critical patent/CN101796615A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101796615B publication Critical patent/CN101796615B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45565—Shower nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/04—Processes
    • Y10T83/0481—Puncturing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

公开的顶板设置在内部能够抽成真空的等离子体处理装置的处理容器的顶部的开口部处并被一体化，所述顶板包括：多个气体通路，沿顶板的平面方向形成；以及气体喷出孔，与多个气体通路连通并在顶板的面对处理容器内部的第一面上开口。

Description

顶板以及使用了该顶板的等离子体处理装置
技术领域
本发明涉及使通过微波或高频波生成的等离子体作用于半导体晶片等来进行处理时所使用的等离子体处理装置以及该等离子体处理装置所使用的顶板。
背景技术
近年来，伴随着半导体产品的高密度化和高细微化，在半导体产品的制造工序中有时为了进行成膜、蚀刻、灰化等处理而使用等离子体处理装置，特别是由于即使在0.1～10Pa左右的压力较低的高真空状态下也能够稳定地产生等离子体，因此出现了应用利用微波或高频波来产生高密度等离子体的等离子体处理装置的趋势。
在专利文献1～7等中公开了这样的等离子体处理装置。这里，参照图1来简要地说明例如利用微波的普通的等离子体处理装置。图1是表示利用微波的以往的普通等离子体处理装置的简要构成图。
在图1中，该等离子体处理装置2在能够抽成真空的处理容器4内设置有载放半导体晶片的载放台6，在与该载放台6相对的顶板部气密性地设置有能够透过微波的圆板状的由氮化铝或石英等形成的顶板8。并且，在处理容器4的侧壁上设置有作为用于向容器内导入预定气体的气体导入部的气体喷嘴10。
另外，在顶板8的上表面设置有厚度为数mm左右的圆板状的平面天线部件12、以及用于缩短该平面天线部件12的半径方向上的微波的波长的慢波材料14，该慢波材料14例如由电介质形成。并且，在平面天线部件12上形成有很多例如由长槽状的通孔构成的狭槽16。该狭槽16通常配置成同心圆状或蜗旋状。
另外，在平面天线部件12的中心部连接有同轴导波管18的中心导体18A，通过模式转换器22将由微波发生器20产生的、例如2.45GHz的微波转换为预定的振动模式后进行引导。并且，在使微波向平面天线部件12的半径方向呈放射状传播的同时从设置在平面天线部件12上的狭槽16发射微波，使该微波透过顶板8，将微波导入到下方的处理容器4内，通过该微波在处理容器4内的处理空间S中产生等离子体，对半导体晶片W进行蚀刻或成膜等预定的等离子体处理。
在这样的等离子体处理中，由于向处理空间S内均匀地供应气体对于提高等离子体处理的面内均匀性来说是非常重要的，因此提出了以下技术：代替气体喷嘴10而使用淋浴头来作为气体导入部，并且使顶板8具有该淋浴头功能(参照专利文献4等)。在该情况下，该顶板8为了使微波透过而无法通过金属来制作，因此通过比金属难以加工的石英或陶瓷材料来制作。例如，准备淋浴头主体和盖板，在该淋浴头主体的表面上设置气体分配槽和气体喷出孔，在该淋浴头主体与盖板这两者之间设置O形环等密封部件来进行气密性的组装，由此来制作顶板8。
专利文献1：日本专利文献特开平3-191073号公报；
专利文献2：日本专利文献特开平5-343334号公报；
专利文献3：日本专利文献特开平9-63793号公报；
专利文献4：日本专利文献特开2002-299240号公报；
专利文献5：日本专利文献特开平9-181052号公报；
专利文献6：日本专利文献特开2003-332326号公报；
专利文献7：日本专利文献特开2004-39972号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
在如上述那样具有淋浴头功能的顶板的情况下，由于使用O形环来作为密封部件，因而温度上升不会太大，因此对等离子体的电力供应量有限。
另外，根据工艺的不同，有时在电场强的部分会发生异常放电，由于该异常放电，O形环受到损伤并发生漏气的危险性增加。并且，还存在着无法避免在淋浴头主体与盖板之间产生间隙而导致从淋浴头主体到盖板侧的热传导变差、并进而导致淋浴头由于热应力而破损的危险性。
并且，如果如上述那样通过两个部件来构成顶板，则这些部件容易破损，因此有时会导致无法高压化地供应大量的气体，气体的供应量有限。在该情况下，也可以考虑增厚该顶板自身，但是如果增厚顶板，则不仅该顶板的热传导性会下降，而且透过该顶板的微波等会受到影响，电磁场分布会恶化，因此是不期望的。
本发明是着眼于上述问题并为了有效解决上述问题而完成的。本发明的目的在于提供一种以下的顶板以及使用了该顶板的等离子体处理装置：通过在不增加厚度的情况下一体地形成具有淋浴头功能的顶板，能够提高顶板自身的强度，增强对于温度上升的耐久性，并能够提高气体的供应压力来供应大量气体。
用于解决问题的手段
本发明的第一方式提供一种顶板，该顶板设置在内部能够抽成真空的等离子体处理装置的处理容器的顶部的开口部处并被一体化，所述顶板包括：多个气体通路，沿所述顶板的平面方向形成；以及气体喷出孔，与所述多个气体通路连通并在所述顶板的面对所述处理容器内部的第一面上开口。
本发明的第二方式提供一种顶板，该顶板在第一方式的顶板的基础上采用了以下方式，即，所述多个气体通路在一端处在所述顶板的侧面上开口来作为气体入口，并且所述多个气体通路向所述顶板的中心部延伸。
本发明的第三方式提供一种顶板，该顶板在第二方式的顶板的基础上采用了以下方式，即，所述多个气体通路包括：第一气体通路，朝向所述顶板的中心部形成为放射状；以及第二气体通路，与所述第一气体通路平行地排列。
本发明的第四方式提供一种顶板，该顶板在第一方式的顶板的基础上采用了以下方式，即，所述多个气体通路中的一个气体通路与所述多个气体通路中的至少一个其他的气体通路连通，并在所述一个气体通路的端部、位于所述顶板的周边部侧的端部处包括在所述顶板的所述第一面和与该第一面相对的第二面中的一个面上开口的气体入口。
本发明的第五方式提供一种顶板，该顶板在第四方式的顶板的基础上采用了以下方式，即，所述多个气体通路对所述顶板设置成放射状，所述一个气体通路在位于所述顶板的中心部侧的端部处与所述多个气体通路中的至少一个其他的气体通路连通。
本发明的第六方式提供一种顶板，该顶板在第四方式的顶板的基础上采用了以下方式，即，所述多个气体通路包括：第一组的气体通路，朝向所述顶板的中心部延伸；以及第二组的气体通路，与所述第一组的气体通路连通。
本发明的第七方式提供一种顶板，该顶板在第四方式的顶板的基础上采用了以下方式，即，与所述多个气体通路连通的所述气体喷出孔被分组化为位于所述顶板的内周侧的第一分区的气体喷出孔、以及位于所述顶板的外周侧的第二分区的气体喷出孔，与所述第一分区的气体喷出孔连通的多个气体通路设置成放射状，并在位于所述顶板的中心部侧的端部处相互连通，与所述第二分区的气体喷出孔连通的多个气体通路包括朝向所述顶板的中心部延伸的第一组的气体通路、以及与该第一组的气体通路连通的第二组的气体通路。
本发明的第八方式提供一种顶板，该顶板在第四方式的顶板的基础上采用了以下方式，即，与所述多个气体通路连通的所述气体喷出孔被分组化为位于所述顶板的内周侧的第一分区的气体喷出孔、以及位于所述顶板的外周侧的第二分区的气体喷出孔，与所述第一分区的气体喷出孔连通的所述多个气体通路包括朝向所述顶板的中心部延伸的第一组的气体通路、以及与该第一组的多个气体通路连通的第二组的气体通路，与所述第二分区的气体喷出孔连通的所述多个气体通路包括朝向所述顶板的中心部延伸的第一组的气体通路、以及与该第一组的多个气体通路连通的第二组的气体通路。
本发明的第九方式提供一种顶板，该顶板在第一方式的顶板的基础上采用了以下方式，即，与所述多个气体通路连通的气体喷出孔被分组化为位于所述顶板的内周侧的第一分区的气体喷出孔、以及位于所述顶板的外周侧的第二分区的气体喷出孔，所述多个气体通路中的一部分气体通路与所述第一分区和所述第二分区中的一个分区的气体喷出孔连通，在一端处在所述顶板的侧面上开口来作为气体入口，并向所述顶板的中心部延伸，其他的气体通路包括与另一个分区的气体喷出孔连通并朝向所述顶板的中心部延伸的第一组的气体通路、以及与该第一组的多个气体通路连通的第二组的气体通路。
本发明的第十方式提供一种顶板，该顶板在第一方式的顶板的基础上采用了以下方式，即，所述多个气体通路包括配置成同心圆状的环状的气体通路、以及以横穿所述环状的气体通路的方式连通的气体通路。
本发明的第十一方式提供一种顶板，该顶板在第一方式的顶板的基础上采用了以下方式，即，所述多个气体通路形成为格子状。
本发明的第十二方式提供一种顶板，该顶板在第一至第十一中任一方式的顶板的基础上采用了以下方式，即，在所述气体喷出孔中安装有具有透气性的多孔质的电介质。
本发明的第十三方式提供一种顶板，该顶板在第一至第十一中任一方式的顶板的基础上采用了以下方式，即，在所述气体喷出孔中安装有具有细孔的陶瓷部件。
本发明的第十四方式提供一种顶板，该顶板在第一至第十三中任一方式的顶板的基础上采用了以下方式，即，冷媒通路在所述顶板上形成为放射状，冷却介质流经所述冷媒通路。
本发明的第十五方式提供一种等离子体处理装置，其包括：处理容器，其顶部开口，内部能够抽成真空；载放台，设置在所述处理容器内，被处理体被载放在所述载放台上；第一至第十四中任一方式的顶板，设置在所述处理容器的顶部的开口部处；电磁波导入部，经由所述顶板将用于产生等离子体的电磁波导入到所述处理容器内；以及气体供应部，向形成在所述顶板上的气体通路供应气体。
本发明的第十六方式提供一种等离子体处理装置，该等离子体处理装置在第十五方式的等离子体处理装置的基础上采用了以下方式，即，所述气体供应部设置在所述顶板的外周侧，并具有用于向所述气体通路导入气体的环状的气体导入口。
本发明的第十七方式提供一种等离子体处理装置，该等离子体处理装置在第十五方式的等离子体处理装置的基础上采用了以下方式，即，所述气体供应部具有在所述处理容器的侧壁内沿上下方向延伸并与所述气体通路的气体入口连通的气体供应通路。
本发明的第十八方式提供一种等离子体处理装置，该等离子体处理装置在第十五至第十七中任一方式的等离子体处理装置的基础上采用了以下方式，即，在所述处理容器内设置有气体导入部。
本发明的第十九方式提供一种制造方法，该制造方法用于制造顶板，所述顶板设置在内部能够抽成真空的等离子体处理装置的处理容器的顶部的开口部处，所述制造方法包括以下步骤：从所述顶板的侧面穿孔，在所述顶板内形成多个气体通路；以及从所述顶板的平面穿孔，形成应与所述气体通路连通的多个气体喷出孔。
本发明的第二十方式提供一种制造方法，该制造方法在第十九方式的制造方法的基础上采用了以下方式，即，还包括以下步骤：在所述气体喷出孔中安装具有透气性的多孔质的电介质。
本发明的第二十一方式提供一种制造方法，该制造方法用于制造顶板，所述顶板设置在内部能够抽成真空的等离子体处理装置的处理容器的顶部的开口部处，所述制造方法包括以下步骤：从所述顶板的半制成品的侧面穿孔，在所述半制成品内形成多个气体通路；从所述半制成品的平面穿孔，形成应与所述多个气体通路连通的多个气体喷出孔；以及烧固所述半制成品。
本发明的第二十二方式提供一种制造方法，该制造方法在第二十一方式的制造方法的基础上采用了以下方式，即，还包括以下步骤：以与所述顶板的半制成品的多个气体通路中的至少一个气体通路连通的方式形成在所述半制成品的上表面和下表面中的一个表面上开口的气体入口；以及密封形成在所述半制成品的侧面上的所述气体通路的开口。
本发明的第二十三方式提供一种制造方法，该制造方法在第二十一或二十二方式的制造方法的基础上采用了以下方式，即，还包括以下步骤：在所述多个气体喷出孔中安装具有透气性的多孔质的电介质。
本发明的第二十四方式提供一种制造方法，该制造方法在第二十一至第二十三中任一方式的制造方法的基础上采用了以下方式，即，还包括以下步骤：从所述顶板的半制成品的侧面穿孔，在所述半制成品内形成冷却介质流经的冷媒通路。
发明效果
根据本发明的实施方式的顶板以及使用了该顶板的等离子体处理装置，能够发挥如下的优良的效果。
本发明的实施方式的顶板包括：多个气体通路，沿顶板的平面方向形成；以及气体喷出孔，与气体通路连通并朝向顶板的面对处理容器内部的平面侧开口，并且所述顶板被一体化，因此能够提高顶板的强度，增强对于温度上升的耐久性，并能够提高气体的供应压力来供应大量气体。
附图说明
图1是表示使用了微波的以往的普通等离子体处理装置的简要的构成图；
图2是表示使用了本发明的顶板的第一实施例的等离子体处理装置的构成图；
图3A是表示第一实施例的顶板的附近的局部放大截面图；
图3B是表示第一实施例的顶板的变形例的端部的局部放大截面图；
图4是表示第一实施例的顶板的气体通路部分的水平方向的截面的横截面图；
图5是表示顶板的侧面图；
图6A是表示气体喷出孔的一部分的构造的截面图；
图6B是表示气体喷出孔的一部分的构造的其他截面图；
图6C是表示安装在气体喷出孔上的部件的一个例子的截面图；
图6D是图6C所示部件的俯视图；
图7是表示第一实施例的变形例1的顶板的气体通路的一部分的水平方向的截面的横截面图；
图8是表示第二实施例的顶板的附近的局部放大截面图；
图9是表示第二实施例的顶板的气体通路的一部分的水平方向的截面的横截面图；
图10是第二实施例的顶板的侧面图；
图11是表示第三实施例的顶板的附近的局部放大截面图；
图12是表示第二实施例的顶板的气体通路的一部分的水平方向的截面的横截面图；
图13是表示第四实施例的顶板的附近的局部放大截面图；
图14是表示第四实施例的变形例1的顶板的附近的局部放大截面图；
图15是表示第四实施例的变形例2的顶板的附近的局部放大截面图；
图16是表示第五实施例的顶板的附近的局部放大截面图；
图17A是表示气体通路的排列的一个变形例的图；
图17B是表示气体通路的排列的其他变形例的图；
图18A是表示图17A所示的顶板的其他变形例的图；
图18B是表示图17B所示的顶板的另一变形例的图。
标号说明：
32等离子体处理装置
34处理容器
36载放台
56电阻加热器(加热部)
74顶板
78电磁波导入部
80平面天线部件
84狭槽
102、102A、102B、102C、102D、102E、102F气体通路
103气体入口
104气体喷出孔
108多孔状的电介质
114气体导入口
116气体供应部
118气体导入路径
W半导体晶片(被处理体)
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的一个实施例的顶板和使用了该顶板的等离子体处理装置的一个实施例的方式。
<实施例一>
图2是表示使用了本发明的第一实施例的顶板的等离子体处理装置的构成图，图3A是表示第一实施例的顶板及其周边部的局部放大截面图，图4是表示第一实施例的顶板内的气体通路的水平方向的截面的横截面图，图5是表示顶板的侧面图，图6是表示气体喷出孔的一部分的构造的截面图。另外，如后所述，图3B是第一实施例的顶板的变形例。
如图所示，该等离子体处理装置32具有处理容器34，该处理容器34的侧壁和底部例如由铝合金等导体构成，整体形成为圆筒状。在处理容器34的内部构成了密闭的处理空间S，在该处理空间S中形成等离子体。另外，处理容器34在图示的例子中被接地。
在该处理容器34内容纳有载放台36，在该载放台36的上表面载放有作为被处理体的例如半导体晶片W。该载放台36例如由氧化铝等陶瓷形成为平坦的近似圆板状。载放台36由支柱38支撑，该支柱38例如由氧化铝等形成并从容器底部立起。
在处理容器34的侧壁上设置有开口(未图示)和闸阀(未图示)，当向处理容器34的内部搬入晶片W或从处理容器34的内部搬出晶片W时晶片穿过所述开口，所述闸阀被安装成相对于所述开口能够开闭。另外，在容器底部设置有排气口40，在该排气口40上连接有排气路径46，在该排气路径46上依次安装有压力控制阀42和真空泵44。通过该构成方式，能够根据需要来排出处理容器34内的气体并将处理容器34内维持为预定的压力。
另外，在载放台36的下方设置有多个、例如三个升降销48(在图2中仅表示了两个)，所述升降销48在搬入搬出晶片W时使晶片W升降。该升降销48通过升降杆52而被升降，所述升降杆52通过形成在处理容器34的底部的通孔而延伸。另外，升降杆52经由能够伸缩的伸缩管50被气密性地安装在处理容器34的底部。另外，在载放台36上形成有用于使升降销48插穿的销插穿孔54。载放台36的整体由耐热材料、例如氧化铝等陶瓷形成。在载放台36的内部例如埋入有薄板状的电阻加热器56以便对载放在载放台36上的晶片W进行加热。该电阻加热器56经由通过支柱38内部的布线58与加热器电源60连接。
另外，在该载放台36的上表面侧设置有薄的静电吸盘64，该静电吸盘64在内部具有例如布置成网状的导线62，详细地说该载放台36能够通过静电吸附力来吸附载放在该静电吸盘64上的晶片。并且，该静电吸盘64的导线62为了发挥静电吸附力而经由布线66与直流电源68连接。另外，在该布线66上连接有偏压用高频电源70以便根据需要向静电吸盘64的导线62施加例如13.56MHz的偏压用高频电力。另外，根据处理的不同，有时不需要使用该偏压用高频电源70。
并且，处理容器34向上方开口，与该开口相对地设置有顶板74。该顶板74作为母材而具有例如由石英或Al2O3等陶瓷材料形成的顶板74，该顶板74经由沿周向设置在开口端面上的、由O形环等形成的密封部件76而气密性地安装在圆形的开口上。考虑到耐压性，该顶板74例如优选具有20mm左右的厚度。另外，顶板74具有用于导入气体的淋浴头功能。后面将详细地说明顶板74的结构。
并且，在顶板74的上表面侧设置有电磁波导入部78，该电磁波导入部78为了在处理容器34内生成等离子体而经由顶板74将等离子体生成用电磁波导入到处理容器34的处理空间S中。作为该电磁波，在这里使用微波。具体地说，该电磁波导入部78包括配置在顶板74的上表面的圆板状的平面天线部件80、以及配置在该平面天线部件80上的慢波材料82。该慢波材料82例如由氮化铝等陶瓷材料形成，为了缩短微波的波长而具有高介电常数特性。
当在处理容器34内处理直径约为300mm的晶片时，平面天线部件80由例如直径大约为400～500mm、厚度大约为1～数mm的导电性材料形成，例如由表面镀银的铜板或铝板形成。在平面天线部件80上例如形成有由长槽状的通孔构成的多个狭槽84。对该狭槽84的配置方式没有特殊的限定，例如可以为同心圆状、漩涡状、或放射状。另外，也可以使狭槽84在平面天线部件80的整个面上均匀地分布。该平面天线部件80具有所谓的RLSA(Radial Line Slot Antenna，圆极化径向缝隙天线)的构造，由此在处理容器34内生成高密度、低电子温度的等离子体。
在慢波材料82的上表面侧以覆盖天线部件80和慢波材料82的方式设置有阻隔微波的屏蔽罩86。该屏蔽罩86的周边部分向下方延伸而形成为侧壁。该屏蔽罩86的侧壁下端部载放在顶板74的上表面和处理容器34的上端部上。为了维持处理容器34的气密性，在屏蔽罩86与顶板74之间设置有在周向上呈环状延伸的密封部件88，在屏蔽罩86与处理容器34之间，在屏蔽部件88的外侧设置有呈同心圆状延伸的密封部件90。密封部件88、90例如可以是O形环等。
另外，在该屏蔽罩86的上部的中心连接有同轴导波管92的外管92A。同轴导波管92的内侧的内部导体92B通过慢波材料82的中心部的通孔与平面天线部件80的中心部连接。该同轴导波管92经由模式转换器94与矩形导波管96连接。矩形导波管96在中途具有匹配电路98并连接至例如2.45GHz的微波发生器100。通过该构成方式，微波向平面天线部件80传播。即，微波发生器100和平面天线部件80通过矩形导波管96和同轴导波管92连接，来自微波发生器100的微波向平面天线部件80传播。这里，频率不限于2.45GHz，也可以是其他的频率、例如8.35GHz。
接下来，详细地说明顶板74。该顶板74如上所述由石英或Al2O3等陶瓷材料的电介质形成，如图3至图6所示那样一体地成形为圆板状。该顶板74具有沿该顶板74的平面方向形成的多个气体通路102、以及与该气体通路102连通并朝向顶板74的面对处理容器34内部的平面开口的多个气体喷出孔104。
具体地说，在该第一实施例中，各气体通路102的一端在顶板74的侧面开口并向顶板74的中心部侧延伸。因此，气体通路102如图4所示作为整体而配置为放射状。另外，气体通路102沿顶板74的周向等角度间隔地配置。各气体通路102相互之间不连通而是独立。并且，各气体通路102的顶板74的侧面上的开口作为向气体通路102内导入气体的气体入口103(参照图5)而发挥功能。如图4所示，根据长度的不同，有三种气体通路102。即，长的气体通路102A、短的气体通路102C、以及中间长度的气体通路102B。这些气体通路102沿顶板74的周向按照气体通路102A、气体通路102C、气体通路102B、气体通路102C、气体通路102A、气体通路102C、气体通路102B、气体通路102C、气体通路102A的顺序排列。这里，长的气体通路102A延伸至顶板74的中心附近，能够从这里向处理容器34内供应气体。
并且，在顶板74上，气体喷出孔104沿各气体通路102的长度方向以预定的间隔各形成有多个。详细地说，如图4所示沿长的气体通路102A形成有四个气体喷出孔104，沿中间长度的气体通路102B形成有三个气体喷出孔104，沿短的气体通路102C形成有两个气体喷出孔104。因此，气体喷出孔104在作为顶板74的下表面的气体喷射面上近似均匀地排列。并且，气体喷出孔104经由连接通路106(参照图6)与对应的气体通路102连通。另外，在各气体喷出孔104中安装有具有透气性的多孔质的电介质108，由此能够允许气体流入到处理容器34内并抑制由于微波导致的异常放电的发生。另外，图6B表示了气体喷出孔104和未安装在气体喷出孔104中的多孔状的电介质108。
这里，对各部分的尺寸进行说明。气体喷出孔104的直径D1(参照图6B)优选为在顶板74中传播的电磁波(微波)的波长λ0的1/2以下，例如在这里为约1～约35mm左右的范围内。如果直径D1比波长λ0的1/2大，则该气体喷出孔104的部分的介电常数会大幅地变化，结果会导致该部分的电场密度与其他部分不同，等离子体密度产生大的差异，因此不为优选。
另外，多孔状的电介质108中所包含的气泡的直径优选为0.1mm以下。当该气泡的直径比0.1mm大时，由于微波导致发生等离子体异常放电的概率增大。另外，这里在多孔状的电介质108中无数的气泡相连，由此确保了透气性。
并且，使各气体通路102的直径D2在不会阻碍气体流动的范围内尽可能地小，设定为至少比气体喷出孔104的直径D1小，使得不会对微波或电场的分布造成不良影响。另外，也可以代替多孔状的电介质108而使用具有如图6C、图6D所示的细孔的陶瓷部件109。图6C是陶瓷部件109的截面图，图6D是陶瓷部件109的俯视图。在该陶瓷部件109的内部，作为细孔设置有直径为0.05mm左右的气体放出孔109A，虽然在图示的例子中示出了三个气体放出孔109A的例子，但是对该个数没有特殊的限定。更加优选的是尽可能地增多个数，增加气体放出量，另外减缓气体放出速度。
<顶板的制造方法>
这里，说明顶板74的制造方法。首先，在通过石英来形成顶板74的情况下，准备作为母材的圆板状的石英板，使用钻孔机或激光等来执行从该石英板的侧面形成(穿孔)如图4所示的呈放射状的各气体通路102(102A～102C)的工序。
然后，同样使用钻孔机或激光等来执行在该石英板的表面上如图6所示那样依次形成(穿孔)连接通路106和气体喷出孔104的工序。另外，也可以在形成了该连接通路106和气体喷出孔104之后形成气体通路102。
然后，在气体喷出孔104上安装预先烧结而完成的多孔状的电介质108。该多孔状的电介质108例如在高温下安装在气体喷出孔104中。由此，完成了顶板74。
另外，在通过氧化铝等陶瓷材料来形成顶板74的情况下，首先使用钻孔机或激光等来执行从作为顶板的母材的圆板状的半制成品的侧面形成(穿孔)如图4所示的呈放射状的气体通路102(102A～102C)的工序。这里，作为上述半制成品，可以使用通过以下方法获得的脱脂体或预烧结体：通过在400℃左右烧固以下成型体而获得的脱脂体，所述成型体是对在Al2O3原料粉末中混合了粘合剂并进行了喷雾干燥后形成的制粒粉末进行冲压加工而获得的呈圆板状的成型体(也称为“坯体”)；或者是通过在1000℃左右预烧结上述坯体而获得的预烧结体。
然后，同样使用钻孔机或激光等来执行在上述半制成品的表面上如图6所示那样依次形成(穿孔)连接通路106和气体喷出孔104的工序。另外，也可以在形成了该连接通路106或气体喷出孔104之后形成气体通路102。
然后，在气体喷出孔104中安装烧结前的多孔状的电介质108，该电介质108的烧结收缩率比顶板74的由坯体、脱脂体、或预烧结体形成的半制成品稍小。
这样，如果完成了烧结前的多孔状的电介质108的安装，则将该半制成品整体例如在1450℃左右的高温下完全烧结。由此，完成了顶板74。
然后，返回到图2或图3，将如上形成的顶板74经由密封部件76气密性地安装在安装台阶部110上，该安装台阶部110设置在处理容器34的顶部侧的开口附近。在该情况下，为了使顶板74容易安装或拆除，将处理容器34的顶部侧的侧壁的内径形成得比顶板74的直径稍大，该侧壁与顶板74之间的间隙112作为气体导入口114而发挥功能。因此，该气体导入口114沿顶板74的周向形成为环状。
另外，在顶板74的直径形成为与处理容器34的顶部侧的侧壁的内径大致相同的大小而不存在间隙112的情况下，也可以如图3B所示那样代替间隙112(气体导入口114)而沿顶部侧的侧壁的内周部将气体导入槽113设置成环状，由此能够提高将顶板74组装到处理容器34上时的定位精度。与该气体导入槽113相关的构造对于此后说明的所有实施例均适用。
并且，在气体导入口114上连接有用于向该气体导入口114供应气体的气体供应部116。具体地说，该气体供应部116在处理容器34的侧壁上具有沿其高度方向形成的气体导入路径118，该气体导入路径118的顶端与气体导入口114连通。为了使得不会从该气体导入口114向外部泄漏气体，在其上方设置有上述密封部件88、90。并且，在该气体导入路径118中设置有如质量流量控制器那样的未图示的流量控制器，作为所需要的气体、这里例如为等离子体激励用气体，可以在进行流量控制的同时供应稀有气体、例如Ar气体。
另外，在处理空间S内设置有其他的气体导入部120。具体地说，该气体导入部120具有将由石英或铝合金等形成的管122例如组成格子状并在其下表面侧设置多个气体喷出孔124的、所谓的淋浴头构造。并且，在该气体导入部120上也连接有在中途设置有未图示的流量控制器的气体导入路径126，形成为能够在对所需要的气体(处理气体)、例如当进行成膜处理时为成膜气体进行流量控制的同时供应该气体。另外，该气体导入部120也可以根据处理内容而设置在需要的部位。
另外，该处理容器34可以通过比气体导入部120稍靠下方的部分的分割线128(参照图2)而分割为上下两个部件。并且，在该处理容器34的侧壁的外表面的一部分上设置有横跨分割线128的合叶130。由此，能够以合叶130为旋转中心而打开处理容器34的上方的部分以进行维修保养等。因此，在分割线128的部分上，为了保持处理容器34内的密封性而安装有O形环等大口径的密封部件132，并且在气体供应部116的气体导入路径118的分割部分上也以包围该气体导入路径118的周围的方式安装有O形环等小口径的密封部件134。
另外，如上构成的等离子体处理装置32的整体的动作由控制部136控制，该控制部136例如由计算机等构成，执行该动作的计算机的程序存储在软盘、CD(Compact Disc，光盘)、闪存、硬盘等存储介质138中。具体地说，根据来自该控制部136的指令来执行各气体的供应和流量控制、微波或高频波的供应和电力控制、处理温度和处理压力的控制等。
接下来，说明使用如上构成的等离子体处理装置32执行的例如成膜方法。
首先，经由未图示的闸阀将半导体晶片W通过搬运臂(未图示)搬入到处理容器34内，通过使升降销48上下移动将晶片载放在载放台36的上表面的载放面上，然后通过静电吸盘64静电吸附该晶片。该晶片W通过电阻加热器56被维持为预定的处理温度，从设置在处理容器34内的气体导入部120的各气体喷出孔124向处理空间S中喷出成膜气体并同时对其进行流量控制，并且通过设置在顶板74上的各气体喷出孔104经由具有透气性的多孔状的电介质108向处理空间S喷出Ar气体并同时对其进行流量控制。与此同时，对压力控制阀42进行控制以将处理容器34的内部维持为预定的处理压力。
另外，通过在执行上述操作的同时驱动电磁波导入部78的微波发生器100，将由该微波发生器100产生的微波经由矩形导波管96和同轴导波管92供应给平面天线部件80，并将通过慢波材料82缩短了波长的微波导入到处理空间S中，由此在处理空间S中产生等离子体，使用等离子体来进行成膜处理。
这样，一旦从平面天线部件80向处理容器34内导入了微波，则Ar气体通过该微波电离并被等离子体化、活性化，与此相伴成膜气体也被活性化，通过此时产生的活性种在晶片的表面上形成薄膜。并且，上述各气体在载放台36的周边部分近似均匀地扩散并同时流向下方，并且经由排气口40从排气路径46排出。
这里，对向也作为淋浴头而发挥功能的顶板74的气体的供应进行详细的说明。首先，在被进行流量控制的同时流经气体供应部116的气体导入路径118的内部的Ar气体流入到沿顶板74的外周面开口的气体导入口114内，并沿顶板74的周向流经形成为环状的气体导入口114。并且，该Ar气体在沿气体导入口114流动的同时通过设置在顶板74的侧壁上的气体入口103流入到各气体通路102A～102C内，经由与该各气体通路102A～102C连通设置的连接通路106(参照图6)到达气体喷出孔104，并通过安装在该气体喷出孔104中的多孔状的电介质108被喷出到处理空间S中。
在该情况下，具有该淋浴头功能的顶板74如上所述在不使用O型环等密封部件的情况下由石英或陶瓷材料一体地形成，因此能够在不增加整体的厚度的情况下提高整体的强度。因此，能够提高顶板74自身对于温度上升的耐久性，因此不仅能够增加供应的微波的电力，而且能够在没有破损隐患的情况下提高Ar气体的供应压力。因此，能够与提高了供应压力的程度相应地供应大量的气体，并相应地提高制造效率(through-put)。
另外，由于在顶板74内未设置密封部件，因此即使在气体通路102A～102C内等发生了会导致O型环破损的异常放电，也能够防止气体泄漏的发生。
<第一实施例的变形例>
接下来，对本发明的第一实施例的顶板的变形例进行说明。图7是表示第一实施例的变形例的顶板的气体通路的一部分的水平方向的截面的横截面图。这里，由于顶板对称地形成，因此表示了大致一半的截面，并对与先前的实施例相同的构成部分标注相同的参考标号。另外，该第一实施例的变形例的截面与图3所示的第一实施例的截面图相同。
在该第一实施例的变形例的顶板74中包括朝向顶板74的中心形成为放射状的气体通路102、以及与形成为放射状的气体通路102平行地排列的气体通路102。
具体地说，长的气体通路102A沿半径方向延伸至顶板74的中心附近并作为整体配置成放射状，在一个长的气体通路102A的两侧，短的气体通路102C与该长的气体通路102A平行地配置，在与该长的气体通路102A最接近的其他的长的气体通路102A的两侧，中间长度的气体通路102B与该其他的长的气体通路102A平行地配置。结果，气体通路102按照气体通路102A、气体通路102B、气体通路102C、气体通路102A、气体通路102C、气体通路102B、气体通路102A的顺序沿顶板74的周向排列。在该情况下，各气体通路102A～102C相互之间独立而不连通。并且，与各气体通路102A～102C相对应地分别设置有4～2个气体喷出孔104，在气体喷出孔104中安装有多孔电介质108。
该变形例的顶板74也能够发挥与图3和图4所示的上述第一实施例的顶板74相同的作用效果。另外，上述第一实施例和第一实施例的变形例中的各气体通路102的数量、长度、以及设置在各气体通路102上的气体喷出孔104的数量仅是表示了一个示例，不言而喻不限于上述数量。
<第二实施例>
接下来，对本发明的第二实施例的顶板进行说明。图8是表示第二实施例的顶板的附近的局部放大截面图，图9是表示第二实施例的顶板的气体通路的一部分的水平方向的截面的横截面图，图10是表示第二实施例的顶板的侧面图。
由于顶板对称地形成，因此在图9中表示了大致一半的截面。另外，对与上述实施例相同的构成部分标注相同的参考标号。
在该第二实施例的情况下，如图9所示，形成在顶板74上的各气体通路102D全部延伸至顶板74的中心部分并在该中心部分相互连通。因此，各气体通路102D从顶板74的中心部分设置成放射状。
并且，在该顶板74上，气体喷出孔104以与各气体通路102D连通的方式以预定的间隔形成，在气体喷出孔104中安装有多孔电介质108。在该情况下，不是在各气体通路102D上配置相同数量的气体喷出孔104，而是按照在顶板74的面内近似均匀分布的方式适当地改变每一个气体通路102D的气体喷出孔104的设置数量。这里，在顶板74的中心部分也设置有安装了多孔状电介质108的气体喷出孔104。
如图10所示，各气体通路102D的沿顶板74的外周面开口的开口通过密封材料140被密封并被堵塞。另外，在顶板74的外周面的附近形成有与气体通路102D中的至少一个气体通路102D连通并在顶板74的下表面开口的气体入口142。该气体入口142在气体供应部116(参照图2)的气体导入路径118的上端与其对齐连接，由此与气体导入路径118连通。另外，也可以形成多个气体入口142并使气体导入路径118与多个气体通路102D连通。并且，在该气体导入路径118和气体入口142的连接部上以包围气体导入路径118和气体入口142的周围的方式设置有例如由O形环等构成的密封部件144(图8)，由此防止了被供应的气体泄漏。
在该情况下，气体不会流入到顶板74的外周面与处理容器34的上端部的内壁之间的间隙112中，因此不需要在第一实施例中设置在该间隙112的上方的密封部件88、90(参照图2)。
另外，在第二实施例的情况下，通过气体入口142流入到多个气体通路102D中的一个气体通路102D的内部的Ar气体流入至顶板74的中心部分并从该中心部分呈放射状流入到其他的气体通路102D的内部。
在该情况下，也能够发挥与上述第一实施例相同的作用效果。并且，在该情况下，不需要在第一实施例中使用的、设置在屏蔽罩86的周边部分的两个大口径的密封部件88、90，因此能够相应地降低成本。
另外，设置在气体导入路径118与气体入口142的连接部分处的密封部件144非常小，另外能够仅通过使顶板74从该密封部件144的上方放下而设置来组装密封部件144，因此能够容易地进行密封部件144的定位，相应地也能够容易地完成维修保养时的组装作业。
另外，各气体通路102D的端部的密封材料140既可以在顶板74的制造过程中(顶板74为半制成品时)安装、烧结，也可以在制造出顶板74后安装。另外，也可以将气体入口142形成为在顶板74的上表面开口并从顶部侧连接气体导入路径118。
<第三实施例>
接下来，对本发明的第三实施例进行说明。图11是表示第三实施例的顶板的附近的局部放大截面图，图12是表示第二实施例的顶板的气体通路的一部分的水平方向的截面的横截面图。另外，在图12中，由于顶板对称地形成，因此表示了大致一半的截面。另外，对与上述实施例相同的构成部分标注相同的参考标号。
在该第三实施例的情况下，如图12所示，顶板74具有与图4所示的第一实施例同样地配置的气体通路102A～102C、以及以横穿一个以上的气体通路102A～102C的方式连通的气体通路102E。在图示的例子中，所有的气体通路102A～102C、102E连通。
并且，在顶板74上以经由连接通路106(图11)与气体通路102A～102C连通的方式形成有气体喷出孔104，在气体喷出孔104中安装有多孔状的电介质108。另外，可以对气体通路102E也配置安装了多孔状电介质108的气体喷出孔104。并且，如图10所示，气体通路102A～102C、102E的在顶板74的外周面开口的开口通过密封材料140被密封、堵塞。
另外，在顶板74的外周面的附近如图11所示形成有与气体通路102A～102C、102E中的至少一个气体通路连通并在顶板74的下表面开口的气体入口142。该气体入口142在气体导入路径118的上端与其对齐连接，由此与气体导入路径118连通。通过该结构，在本实施例的顶板74中，气体通过气体入口142而不是气体通路102A～102C、102E的在顶板74的外周面开口的开口向气体通路102A～102C、102E流动。另外，在气体入口142和气体导入路径118的连接部处设置有O形环等密封部件144，由此防止了气体泄漏。
在该情况下，被从气体导入路径118导入到气体通路102A～102C、102E中的一个气体通路的Ar气体流向其他所有的气体通路102A～102C、102E，因此能够发挥与上述第二实施例相同的作用效果。另外，在第三实施例中，气体入口142也可以在顶板74的上表面开口。另外，第三实施例的顶板74也可以代替图4所示的第一实施例的气体通路102A～102C而具有图7所示的第一实施例的变形例的气体通路102A～102C、以及与它们连通的气体通路102E。
<第四实施例>
接下来，说明本发明的第四实施例的顶板。图13是表示第四实施例的顶板的附近的局部放大截面图。对与先前的实施例相同的构成部分标注相同的参考标号。
在此前的各实施例中，顶板74构成为从各气体喷出孔104喷出被统一控制的气体，但是在第四实施例中顶板74构成为气体喷出孔104被分区(zone)化为多组并按照每一分区来控制气体流量。具体地说，如图13所示，气体喷出孔104被分组化(分区化)为位于顶板74的内周侧的第一分区150和位于第一分区150外侧的第二分区152并形成为同心圆状。这里，内周侧的第一分区150的气体喷出孔104与气体通路102D连通，该气体通路102D如在图8和图9所示的第二实施例中说明的那样排列成放射状并形成为整体在中央部连通。
另外，在顶板74的外周面的附近，如图13的右端侧所示形成有与气体通路102D中的至少一个气体通路连通并在顶板74的下表面开口的气体入口154。该气体入口154在气体导入路径156的上端与其对齐连接，由此与气体导入路径156连通。并且，在气体入口154与气体导入路径156的连接部处安装有O形环等密封部件158以防止气体泄漏。气体导入路径156构成上述气体供应部116(参照图2)的一部分。
与此相对，外周侧的第二分区152的气体喷出孔104如在图11和图12所示的第三实施例中说明的那样与朝向顶板74的中心部延伸的第一组的气体通路102A～102C、以及与该第一组的气体通路102A～102C连通的第二组的气体通路102E连通。即，如上所述，第一组的气体通路102A～102C成为通过形成为横穿该第一组的气体通路102A～102C的第二组的气体通路102E而相互连通的状态。并且，第一分区的气体通路102D与第二分区的气体通路102A～102C和102E在顶板74的厚度方向上位于不同的高度。具体地说，第一分区的气体通路102D位于比第二分区的气体通路102A～102C和102E高的位置。这是因为：如果与气体通路102D连通的连接通路106位于顶板74的外周侧，则该连接通路106可能会与下侧的气体通路102A～102C和102E发生干涉，因此优选将与上侧的气体通路102D连通的连接通路106设置在顶板74的内周侧。
该第四实施例的顶板74也能够发挥与先前的第二和第三实施例的顶板74相同的作用和效果。并且，这里由于将气体喷出孔104分组化为第一分区150和第二分区152并形成为同心圆状，因此能够针对分区150、152中的每一分区来独立地在控制流量的同时喷出Ar气体。
<第四实施例的变形例1>
接下来，说明本发明的第四实施例的变形例1的顶板。图14是表示第四实施例的变形例1的顶板的附近的局部放大截面图。对与先前的实施例相同的构成部分标注相同的参考标号。
在先前的第四实施例中，第二实施例的气体通路102D与第一分区150的气体喷出孔104连通，第三实施例的气体通路102A～102C和102E与第二分区152的气体喷出孔104连通，但是也可以代替地如图14所示那样使第三实施例的气体通路102A～102C和102E与第一分区150的气体喷出孔104连通。在该情况下，也能够发挥与先前的第四实施例相同的作用和效果。
<第四实施例的变形例2>
接下来，对本发明的第四实施例的变形例2的顶板进行说明。图15是表示第四实施例的变形例2的顶板的附近的局部放大截面图。对与先前的实施例相同的构成部分标注相同的参考标号。
在先前的第四实施例中，对第一分区150的气体喷出孔104应用了第二实施例的气体通路102D并使第三实施例的气体通路102A～102C和102E与第二分区152的气体喷出孔104连通，但是也可以代替地如图15所示那样使图3和图4所示的第一实施例的气体通路102A～102C与第一分区150的气体喷出孔104连通，或者还可以使图7所示的第一实施例的变形例1的气体通路102A～102C与第一分区150的气体喷出孔104连通。在该情况下，也能够发挥与先前的第四实施例相同的作用和效果。
另外，在第四实施例的变形例2中，也可以与上述相反地使第三实施例的气体通路102A～102C和102E与第一分区152的气体喷出孔104连通，并使第一实施例或第一实施例的变形例1的气体通路102A～102C与第二分区152的气体喷出孔104连通。
<与冷却部的并存>
接下来，对本发明的第五实施例的顶板进行说明。图16是表示第五实施例的顶板的附近的局部放大截面图。对与先前的实施例相同的构成部分标注相同的参考标号。
在该第五实施例中，在顶板74上设置有冷却部159。具体地说，在顶板74内设置有用于使冷却介质流过以冷却顶板74的冷媒通路160。参照图16可知，作为气体通路102，设置有如图11和图12所示的第三实施例的气体通路102A～102C和102E，在该气体通路102A～102C和102E的上方设置有冷媒通路160。
该冷媒通路160与如图8和图9所示的第二实施例的气体通路102D同样地设置成放射状，并且该冷媒通路160在顶板74的中央部全部相互连通。并且，在该顶板74的中央部和平面天线部件80的中央部分别设置有从冷媒通路160向上方贯穿的气体孔162、164。由此，能够将流过冷媒通路160内部的冷却介质从慢波材料82的中央部的孔向上方的同轴导波管92侧排出。
另外，各冷媒通路160的在顶板74的外周面上的开口敞开并与气体导入口114连通。并且，在该气体导入口114上连接有沿处理容器34的侧壁从其下方延伸的冷媒导入路径166。由此，能够向冷媒通路160供应冷媒。这里，冷媒可以是清洁的冷却空气、氮气等。在该情况下，即使该冷媒气体向大气侧发生了泄漏，也不会产生太大的问题，因此不需要在形成间隙112的气体导入口114的上方设置密封部件88、90(参照图2)。
在该第五实施例的情况下，从冷媒导入路径166供应的冷媒在气体导入口114的内部沿其周向流动的同时流入到各冷媒通路160内，然后在冷却顶板74自身的同时流至顶板74的中心部，从该中心部通过气体孔162、164流向同轴导波管92侧并被排放到大气中。这样，能够通过流经冷媒通路160的上述冷媒来冷却顶板74，从而能够抑制顶板74的温度上升。
这里，上述放射状的冷媒通路160和气体孔162与气体通路102一样在形成该气体通路102时使用钻孔机或激光来形成(穿孔)即可。另外，也可以在第二实施例～第四实施例(包括变形例)的所有实施例中设置冷却部159。
另外，除了以上说明的各实施例以外，也可以如图17A和图17B所示那样来构成各气体通路102。
图17A和图17B是表示气体通路的排列的变形例的图。图17A表示了形成为格子状的气体通路102，由于为格子状的结构，因此各气体通路102相互连通。在该情况下，当使用气体导入口114时，可以使各气体通路102的两端敞开。另外，也可以密封该开口。在该情况下，对各气体通路102中的一个如图8所示的第二实施例那样形成气体入口142(参照图8)。另外，在图17A中对一部分的气体通路102代表性地表示了安装有多孔状的电介质108的气体喷出孔104。
图17B表示了配置成同心圆状的气体通路102，这里，以与各环状的气体通路102连通的方式形成了直线状的气体通路102F。
在该情况下，当使用气体导入口114时，也可以使气体通路102F的端部的开口103敞开。这样一来，Ar等等离子体激励用气体从气体导入口114通过开口113流向气体通路102和102F。另外，也可以密封该开口103。在该情况下，对气体通路102F如图8所示的第二实施例那样形成气体入口142(参照图8)。另外，在图17B中对一部分的气体通路102代表性地表示了安装有多孔状的电介质108的气体喷出孔104。
另外，在图18A和图18B中分别表示了图17A和图17B所示的顶板的其他变形例。如图18所示，也可以将气体喷出孔104分组化为多个分区。这里，气体喷出孔104被分组化为位于内周侧的第一分区和位于其外侧的第二分区。在该情况下，在分区之间气体通路被分割开，另外每一分区的气体入口相互之间通过未图示的密封部件等被分离。
另外，图17B、图18A、图18B所示的格子状、环状的气体通路102无法通过钻孔机或激光来形成，可以通过以下方法来制作顶板74：准备两个圆板，在其中一个圆板的表面上与气体通路102相对应地形成凹部状的槽并形成气体喷出口104，然后通过粘接或熔接等来接合两个圆板。
另外，可以组合图17A或图17B所示的构造和先前说明的第一实施例～第五实施例中的一个实施例。
另外，考虑到热膨胀率，优选的是以上说明的顶板74的构成材料与多孔状的电介质108的主要构成材料为相同的材料。例如，当顶板74使用石英玻璃时，多孔状的电介质108使用多孔石英，当顶板74使用陶瓷材料时，多孔状的电介质108使用多孔陶瓷。
陶瓷材料可以是氧化铝、硅石、磷酸钙、SIC、氧化锆等。另外，多孔陶瓷可以使用例如日本专利文献特开2002-343788号公报、日本专利文献特开2003-95764号公报、日本专利文献特开2004-59344号公报等所公开的多孔陶瓷。
另外，在上述实施例中，作为电磁波，以微波为例而进行了说明，但是不限于此，例如可以使用高频波。在该情况下，在顶板74上设置感应线圈部并在该感应线圈部上连接例如产生13.56MHz等高频波的高频波发生器即可。
另外，这里作为等离子体处理而以成膜处理为例进行了说明，但是不限于此，对于蚀刻处理、灰化处理等其他的等离子体处理也可以应用本发明。
另外，这里作为被处理体而以半导体晶片为例进行了说明，但是不限于此，对于玻璃基板、LCD基板、陶瓷基板等也可以应用本发明。
本国际申请要求基于2007年9月6日提交的日本专利申请2007-232099号的优先权，其全部内容在此被引用。

Claims (22)

1.一种顶板，设置在内部能够抽成真空的等离子体处理装置的处理容器的顶部的开口部处，并由一个母材形成而被一体化，所述顶板包括：
多个气体通路，沿所述顶板的平面方向形成，并且在所述顶板的侧面形成开口来作为所述多个气体通路的一端；以及
气体喷出孔，与所述多个气体通路连通并在所述顶板的面对所述处理容器内部的第一面上开口。
2.如权利要求1所述的顶板，其中，
作为所述多个气体通路的一端而形成在所述顶板的侧面上的开口作为气体入口，并且所述多个气体通路向所述顶板的中心部延伸。
3.如权利要求2所述的顶板，其中，
所述多个气体通路包括：
第一气体通路，朝向所述顶板的中心部形成为放射状；以及
第二气体通路，与所述第一气体通路平行地排列。
4.如权利要求1所述的顶板，其中，
所述开口被密封材料密封，
所述多个气体通路中的一个气体通路与所述多个气体通路中的至少一个其他的气体通路连通，并在所述一个气体通路的端部、位于所述顶板的周边部侧的端部处包括在所述顶板的所述第一面和与该第一面相对的第二面中的一个面上开口的气体入口。
5.如权利要求4所述的顶板，其中，
所述多个气体通路对所述顶板设置成放射状，
所述一个气体通路在位于所述顶板的中心部侧的端部处与所述多个气体通路中的至少一个其他的气体通路连通。
6.如权利要求4所述的顶板，其中，
所述多个气体通路包括：
第一组的气体通路，朝向所述顶板的中心部延伸；以及
第二组的气体通路，与所述第一组的气体通路连通。
7.如权利要求4所述的顶板，其中，
与所述多个气体通路连通的所述气体喷出孔被分组化为位于所述顶板的内周侧的第一分区的气体喷出孔、以及位于所述顶板的外周侧的第二分区的气体喷出孔，
与所述第一分区的气体喷出孔连通的多个气体通路设置成放射状，并在位于所述顶板的中心部侧的端部处相互连通，
与所述第二分区的气体喷出孔连通的多个气体通路包括朝向所述顶板的中心部延伸的第一组的气体通路、以及与该第一组的气体通路连通的第二组的气体通路。
8.如权利要求4所述的顶板，其中，
与所述多个气体通路连通的所述气体喷出孔被分组化为位于所述顶板的内周侧的第一分区的气体喷出孔、以及位于所述顶板的外周侧的第二分区的气体喷出孔，
与所述第一分区的气体喷出孔连通的所述多个气体通路包括朝向所述顶板的中心部延伸的第一组的气体通路、以及与该第一组的多个气体通路连通的第二组的气体通路，
与所述第二分区的气体喷出孔连通的所述多个气体通路包括朝向所述顶板的中心部延伸的第一组的气体通路、以及与该第一组的多个气体通路连通的第二组的气体通路。
9.如权利要求1所述的顶板，其中，
与所述多个气体通路连通的气体喷出孔被分组化为位于所述顶板的内周侧的第一分区的气体喷出孔、以及位于所述顶板的外周侧的第二分区的气体喷出孔，
所述多个气体通路中的一部分气体通路与所述第一分区和所述第二分区中的一个分区的气体喷出孔连通，在一端处在所述顶板的侧面上开口来作为气体入口，并向所述顶板的中心部延伸，
其他的气体通路包括与另一个分区的气体喷出孔连通并朝向所述顶板的中心部延伸的第一组的气体通路、以及与该第一组的多个气体通路连通的第二组的气体通路。
10.如权利要求1所述的顶板，其中，
在所述气体喷出孔中安装有具有透气性的多孔质的电介质。
11.如权利要求1所述的顶板，其中，
在所述气体喷出孔中安装有具有细孔的陶瓷部件。
12.如权利要求1所述的顶板，其中，
冷媒通路在所述顶板上形成为放射状，冷却介质流经所述冷媒通路。
13.一种等离子体处理装置，包括：
处理容器，其顶部开口，内部能够抽成真空；
载放台，设置在所述处理容器内，被处理体被载放在所述载放台上；
权利要求1所述的顶板，设置在所述处理容器的顶部的开口部处；
电磁波导入部，经由所述顶板将用于产生等离子体的电磁波导入到所述处理容器内；以及
气体供应部，向形成在所述顶板上的气体通路供应气体。
14.如权利要求13所述的等离子体处理装置，其中，
所述气体供应部设置在所述顶板的外周侧，并具有用于向所述气体通路导入气体的环状的气体导入口。
15.如权利要求13所述的等离子体处理装置，其中，
所述气体供应部具有在所述处理容器的侧壁内沿上下方向延伸并与所述气体通路的气体入口连通的气体供应通路。
16.如权利要求13所述的等离子体处理装置，其中，
在所述处理容器内设置有气体导入部。
17.一种制造方法，用于制造顶板，所述顶板设置在内部能够抽成真空的等离子体处理装置的处理容器的顶部的开口部处，所述制造方法包括以下步骤：
从所述顶板的侧面穿孔，在所述顶板内形成多个气体通路；以及
从所述顶板的平面穿孔，形成应与所述气体通路连通的多个气体喷出孔。
18.如权利要求17所述的制造方法，其中，
还包括以下步骤：在所述气体喷出孔中安装具有透气性的多孔质的电介质。
19.一种制造方法，用于制造顶板，所述顶板设置在内部能够抽成真空的等离子体处理装置的处理容器的顶部的开口部处，所述制造方法包括以下步骤：
从所述顶板的半制成品的侧面穿孔，在所述半制成品内形成多个气体通路；
从所述半制成品的平面穿孔，形成应与所述多个气体通路连通的多个气体喷出孔；以及
烧固所述半制成品。
20.如权利要求19所述的制造方法，其中，
还包括以下步骤：
以与所述顶板的半制成品的多个气体通路中的至少一个气体通路连通的方式形成在所述半制成品的上表面和下表面中的一个表面上开口的气体入口；以及
密封形成在所述半制成品的侧面上的所述气体通路的开口。
21.如权利要求19所述的制造方法，其中，
还包括以下步骤：在所述多个气体喷出孔中安装具有透气性的多孔质的电介质。
22.如权利要求19所述的制造方法，其中，
还包括以下步骤：从所述顶板的半制成品的侧面穿孔，在所述半制成品内形成冷却介质流经的冷媒通路。
CN2008801061096A 2007-09-06 2008-08-21 顶板以及使用了该顶板的等离子体处理装置 Expired - Fee Related CN101796615B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007-232099 2007-09-06
JP2007232099A JP5058727B2 (ja) 2007-09-06 2007-09-06 天板構造及びこれを用いたプラズマ処理装置
PCT/JP2008/064915 WO2009031413A1 (ja) 2007-09-06 2008-08-21 天板及びこれを用いたプラズマ処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101796615A CN101796615A (zh) 2010-08-04
CN101796615B true CN101796615B (zh) 2012-03-21

Family

ID=40428733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801061096A Expired - Fee Related CN101796615B (zh) 2007-09-06 2008-08-21 顶板以及使用了该顶板的等离子体处理装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20100288439A1 (zh)
JP (1) JP5058727B2 (zh)
KR (1) KR101156038B1 (zh)
CN (1) CN101796615B (zh)
TW (1) TWI391998B (zh)
WO (1) WO2009031413A1 (zh)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020071422A (ko) * 2001-03-05 2002-09-12 이해룡 고구마 줄기를 주재로한 생녹즙의 제조방법
US20080254220A1 (en) * 2006-01-20 2008-10-16 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
JP2008047869A (ja) * 2006-06-13 2008-02-28 Hokuriku Seikei Kogyo Kk シャワープレート及びその製造方法、並びにそのシャワープレートを用いたプラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び電子装置の製造方法
JP5010234B2 (ja) 2006-10-23 2012-08-29 北陸成型工業株式会社 ガス放出孔部材を一体焼結したシャワープレートおよびその製造方法
US20080241377A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-02 Tokyo Electron Limited Vapor deposition system and method of operating
US9157152B2 (en) * 2007-03-29 2015-10-13 Tokyo Electron Limited Vapor deposition system
US8673080B2 (en) 2007-10-16 2014-03-18 Novellus Systems, Inc. Temperature controlled showerhead
US20090226614A1 (en) * 2008-03-04 2009-09-10 Tokyo Electron Limited Porous gas heating device for a vapor deposition system
US8291856B2 (en) * 2008-03-07 2012-10-23 Tokyo Electron Limited Gas heating device for a vapor deposition system
JP5520455B2 (ja) * 2008-06-11 2014-06-11 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
SG10201602599XA (en) 2011-03-04 2016-05-30 Novellus Systems Inc Hybrid ceramic showerhead
US9245717B2 (en) * 2011-05-31 2016-01-26 Lam Research Corporation Gas distribution system for ceramic showerhead of plasma etch reactor
US20130189838A1 (en) * 2012-01-20 2013-07-25 Makoto Honda Semiconductor manufacturing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
KR20140059669A (ko) * 2012-11-08 2014-05-16 박형상 샤워헤드 및 이를 포함하는 박막 증착 장치
JP6210792B2 (ja) * 2013-08-13 2017-10-11 株式会社ディスコ プラズマエッチング装置
US10741365B2 (en) * 2014-05-05 2020-08-11 Lam Research Corporation Low volume showerhead with porous baffle
US10249511B2 (en) * 2014-06-27 2019-04-02 Lam Research Corporation Ceramic showerhead including central gas injector for tunable convective-diffusive gas flow in semiconductor substrate processing apparatus
JP6501493B2 (ja) * 2014-11-05 2019-04-17 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
DE102015004430B4 (de) * 2015-04-02 2017-01-05 Centrotherm Photovoltaics Ag Vorrichtung und Verfahren zur Plasmabehandlung von Wafern
KR102055370B1 (ko) * 2015-04-16 2019-12-16 주식회사 원익아이피에스 기판처리장치
US10378107B2 (en) 2015-05-22 2019-08-13 Lam Research Corporation Low volume showerhead with faceplate holes for improved flow uniformity
US10023959B2 (en) 2015-05-26 2018-07-17 Lam Research Corporation Anti-transient showerhead
KR102071501B1 (ko) * 2015-07-07 2020-01-30 주식회사 원익아이피에스 기판 처리 장치
WO2017127163A1 (en) * 2016-01-22 2017-07-27 Applied Materials, Inc. Ceramic showerhead with embedded conductive layers
JP6615069B2 (ja) * 2016-08-29 2019-12-04 東京エレクトロン株式会社 懸垂型インジェクタの支持構造及びこれを用いた基板処理装置
US11694911B2 (en) * 2016-12-20 2023-07-04 Lam Research Corporation Systems and methods for metastable activated radical selective strip and etch using dual plenum showerhead
KR20190005029A (ko) * 2017-07-05 2019-01-15 삼성전자주식회사 플라즈마 처리 장치
CN114256091A (zh) * 2020-09-24 2022-03-29 株式会社斯库林集团 基板处理装置及隔热构件

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000195800A (ja) * 1998-12-24 2000-07-14 Rohm Co Ltd 表面処理装置
JP2000228366A (ja) * 1999-02-08 2000-08-15 Furontekku:Kk 反応ガス使用処理装置
JP2003068725A (ja) * 2001-08-23 2003-03-07 Tokyo Electron Ltd 加熱処理装置
JP2004100001A (ja) * 2002-09-11 2004-04-02 Air Water Inc 成膜装置
CN1533596A (zh) * 2002-07-05 2004-09-29 ���������ƴ���ʽ���� 等离子体处理装置
JP2005167227A (ja) * 2003-11-11 2005-06-23 Ibiden Co Ltd ガス噴出ヘッド、その製法、半導体製造装置及び耐食性材料

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03117331U (zh) * 1990-03-12 1991-12-04
JPH05144753A (ja) * 1991-11-21 1993-06-11 Nissin Electric Co Ltd 薄膜気相成長装置
KR100290813B1 (ko) * 1995-08-17 2001-06-01 히가시 데쓰로 플라스마 처리장치
US6089182A (en) * 1995-08-17 2000-07-18 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
JP3153768B2 (ja) * 1995-08-17 2001-04-09 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US6245192B1 (en) * 1999-06-30 2001-06-12 Lam Research Corporation Gas distribution apparatus for semiconductor processing
JP2003234336A (ja) * 2002-02-07 2003-08-22 Sharp Corp プラズマプロセス装置およびその装置内のダスト除去方法
CN101068950A (zh) * 2003-05-30 2007-11-07 阿维扎技术公司 气体分配系统
US20060021703A1 (en) * 2004-07-29 2006-02-02 Applied Materials, Inc. Dual gas faceplate for a showerhead in a semiconductor wafer processing system
JP4624856B2 (ja) * 2005-05-30 2011-02-02 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5010234B2 (ja) * 2006-10-23 2012-08-29 北陸成型工業株式会社 ガス放出孔部材を一体焼結したシャワープレートおよびその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000195800A (ja) * 1998-12-24 2000-07-14 Rohm Co Ltd 表面処理装置
JP2000228366A (ja) * 1999-02-08 2000-08-15 Furontekku:Kk 反応ガス使用処理装置
JP2003068725A (ja) * 2001-08-23 2003-03-07 Tokyo Electron Ltd 加熱処理装置
CN1533596A (zh) * 2002-07-05 2004-09-29 ���������ƴ���ʽ���� 等离子体处理装置
JP2004100001A (ja) * 2002-09-11 2004-04-02 Air Water Inc 成膜装置
JP2005167227A (ja) * 2003-11-11 2005-06-23 Ibiden Co Ltd ガス噴出ヘッド、その製法、半導体製造装置及び耐食性材料

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100028106A (ko) 2010-03-11
WO2009031413A1 (ja) 2009-03-12
KR101156038B1 (ko) 2012-06-21
JP5058727B2 (ja) 2012-10-24
US20100288439A1 (en) 2010-11-18
TWI391998B (zh) 2013-04-01
TW200931501A (en) 2009-07-16
JP2009064988A (ja) 2009-03-26
CN101796615A (zh) 2010-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101796615B (zh) 顶板以及使用了该顶板的等离子体处理装置
US20230268160A1 (en) Antenna unit for inductively coupled plasma, inductively coupled plasma processing apparatus and method therefor
JP5308664B2 (ja) プラズマ処理装置
US9252001B2 (en) Plasma processing apparatus, plasma processing method and storage medium
KR100385532B1 (ko) 플라즈마 처리방법 및 그 장치
TWI390605B (zh) Processing device
CN101347051B (zh) 等离子体处理装置和等离子体处理方法
CN102263025B (zh) 等离子体处理装置及其处理气体供给机构
CN105097405A (zh) 等离子体处理装置和应用于等离子体处理装置的排气构造
US7776178B2 (en) Suspension for showerhead in process chamber
CN102142357A (zh) 等离子处理装置
JP6936884B2 (ja) 改良されたフロー均一性／ガスコンダクタンスを備えた可変処理容積に対処するための対称チャンバ本体設計アーキテクチャ
US20080236497A1 (en) Method and system for improving deposition uniformity in a vapor deposition system
KR20210072114A (ko) He 홀 라이트-업 (light-up)/아크 (arcing) 를 방지하는 특징들을 갖는 고전력 정전 척
JP2007221116A (ja) プラズマ処理装置
CN101371341A (zh) 等离子处理装置
TW200402104A (en) Inductor-coupled plasma processing device
TW201340789A (zh) 感應耦合電漿用天線單元及感應耦合電漿處理裝置
WO2020116250A1 (ja) プラズマ処理装置
KR20210013771A (ko) 고밀도 플라즈마 강화 화학 기상 증착 챔버
JPH11339997A (ja) プラズマ処理装置
TWI813110B (zh) 法拉第屏蔽罩與處理基板的設備
CN102573263B (zh) 等离子体处理装置及其处理气体供给结构
CN102157327B (zh) 基板处理装置的气体供给结构
KR20090115309A (ko) 히터 장치 및 기판 처리 장치 그리고 이를 이용한 기판처리 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120321

Termination date: 20140821

EXPY Termination of patent right or utility model