CN112652512A

CN112652512A - 等离子体处理装置

Info

Publication number: CN112652512A
Application number: CN202011046672.8A
Authority: CN
Inventors: 池田太郎; 江原宽贵
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2020-09-29
Publication date: 2021-04-13
Also published as: JP2021064508A; KR102384627B1; US20210110999A1; KR20210043450A

Abstract

本发明提供一种等离子体处理装置，其包括：处理容器；以及多个气体喷嘴，其从构成上述处理容器的顶壁和/或侧壁伸出，具有对上述处理容器内供给气体的气体供给孔，多个上述气体喷嘴具有扩径部，该扩径部在多个上述气体喷嘴的气体供给孔的前端从上述气体供给孔的细孔扩大，在处理空间开口。本发明能够在气体喷嘴防止异常放电。

Description

等离子体处理装置

技术领域

本发明涉及一种等离子体处理装置。

背景技术

在等离子体处理装置中，存在在设置于顶壁的电磁波的辐射口的附近电磁波能量集中，电子温度变高的倾向。此时，若电磁波的辐射口的附近设有气体释放口，则气体可能过度分解。因此，专利文献1提出了一种技术，从喷淋板导入气体，并且由从喷淋板的下表面向铅垂下方伸出的气体喷嘴的喷射口将气体导入到比微波的辐射口靠下方的位置。但是，微波传递到气体喷嘴，在气体喷嘴的喷射口发生异常放电，可能对基片处理造成影响。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-183297号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明提供能够在气体喷嘴防止异常放电的等离子体处理装置。

用于解决技术问题的技术方案

依照本发明的一个方式，提供一种等离子体处理装置，其包括：处理容器；以及多个气体喷嘴，其从构成上述处理容器的顶壁和/或侧壁伸出，具有对上述处理容器内供给气体的气体供给孔，多个上述气体喷嘴具有扩径部，该扩径部在多个上述气体喷嘴的气体供给孔的前端从上述气体供给孔的细孔扩大，在处理空间开口。

发明效果

依照本发明的一个方面，能够在气体喷嘴防止异常放电。

附图说明

图1是表示一实施方式的等离子体处理装置的一例的截面示意图。

图2是表示图1所示的控制部的结构的说明图。

图3是表示图1所示的微波导入模块的结构的说明图。

图4是表示图3所示的微波导入机构的截面图。

图5是表示图4所示的微波导入机构的天线部的立体图。

图6是表示图4所示的微波导入机构的平面天线的平面图。

图7是图1所示的处理容器的顶壁的底面图。

图8是表示一实施方式的气体喷嘴的结构的一例的图。

图9是表示一实施方式的变形例1的气体喷嘴的结构的一例的图。

图10是表示一实施方式的变形例2～6的气体喷嘴的结构的一例的图。

附图标记说明

1……等离子体处理装置

2……处理容器

3……气体供给机构

4……排气装置

5……微波导入模块

8……控制部

11……顶壁

16……气体喷嘴

16a……气体供给孔

17……气体导入管

17a……气体供给孔

21……载置台

W……基片。

具体实施方式

以下，参照附图，对用于实施本发明的方式进行说明。在各附图中，对相同结构部分标注相同附图标记，有时省略重复的说明。

首先，参照图1和图2，说明一个实施方式的等离子体处理装置1的概要结构。图1是表示一实施方式的等离子体处理装置1的一例的截面示意图。图2是表示图1所示的控制部8的结构的一例的说明图。本实施方式的等离子体处理装置1是伴随连续的多个动作，对以例如半导体器件制造用的半导体晶片为一个例子的基片W，实施成膜处理、扩散处理、蚀刻处理、灰化处理等规定的处理的装置。

等离子体处理装置1包括处理容器2、载置台21、气体供给机构3、排气装置4、微波导入模块5和控制部8。处理容器2收纳作为被处理体的基片W。载置台21配置在处理容器2的内部，具有载置基片W的载置面21a。气体供给机构3对处理容器2内供给气体。排气装置4对处理容器2内进行减压排气。微波导入模块5对处理容器2内导入用于生成等离子体的微波。控制部8控制等离子体处理装置1的各部。

处理容器2例如具有大致圆筒形状。处理容器2例如由铝及其合金等的金属材料形成。微波导入模块5配置在处理容器2的上部，对处理容器2内导入电磁波(本实施方式中为微波)，作为生成等离子体的等离子体生成部发挥作用。

处理容器2具有板状的顶壁11、底壁13以及将顶壁11和底壁13连结的侧壁12。顶壁11具有多个开口部。侧壁12具有送入送出口12a。该送入送出口12a用于在处理容器2与跟处理容器2相邻的未图示的输送室之间进行基片W的送入送出。在处理容器2与未图示的输送室之间配置有闸阀(gate valve)G。闸阀G具有开闭送入送出口12a的功能。闸阀G在关闭状态下将处理容器2气密地密封，并且在打开状态下能够在处理容器2与未图示的输送室之间进行基片W的输送。

底壁13具有多个(图1中为2个)的排气口13a。等离子体处理装置1还具有将排气口13a与排气装置4连接的排气管14。排气装置4包括APC阀和能够将处理容器2的内部空间高速地减压至规定的真空度的高速真空泵。作为这样的高速真空泵，例如有涡轮分子泵等。通过使排气装置4的高速真空泵功能，处理容器2的内部空间被减压至规定的真空度，例如0.133Pa。

等离子体处理装置1还包括在处理容器2内支承载置台21的支承部件22以及设置于支承部件22与底壁13之间的绝缘部件23。载置台21是用于将基片W水平地载置的部件。支承部件22具有从底壁13的中央向处理容器2的内部空间延伸的圆筒状的形状。载置台21和支承部件22例如由表面实施了耐酸铝处理(阳极氧化处理)的铝形成。

等离子体处理装置1还包括对载置台21供给高频电功率的高频偏置电源25以及设置于载置台21与高频偏置电源25之间的匹配器24。高频偏置电源25对载置台21供给高频电功率，以将离子吸引到基片W。匹配器24具有用于使高频偏置电源25的输出阻抗与载侧(载置台21侧)的阻抗相匹配的电路。

等离子体处理装置1还可以包括对载置台21进行加热或者冷却的未图示的温度控制机构。温度控制机构例如将基片W的温度控制在25℃(室温)～900℃的范围内。

等离子体处理装置1还具有多个气体喷嘴16和多个气体导入管17。多个气体喷嘴16呈圆筒形状，从构成处理容器2的顶壁11的下表面在垂直方向上伸出。气体喷嘴16从形成于其前端的气体供给孔16a对处理容器2内供给第一气体。其中，多个气体喷嘴16从顶壁11和/或侧壁12伸出。

气体导入管17设置在顶壁11，从形成于其下表面的气体供给孔17a供给第二气体。由此，从比第一气体高的位置供给第二气体。不过，气体导入管17可以设置在顶壁11和/或侧壁12。

气体供给源31能够用作例如等离子体生成用的稀有气体、或者氧化处理、氮化处理、成膜处理、蚀刻处理和灰化处理中使用的气体等的气体供给源。例如，将难以分解的第二气体从多个气体导入管17导入，将容易分解的第一气体从多个气体喷嘴16导入。例如将形成SiN膜时使用的N₂气体和硅烷气体中难以分解的N₂气体从多个气体导入管17导入，将容易分解的硅烷气体从多个气体喷嘴16导入。由此，通过不使容易分解的硅烷气体过度解离，能够形成良好的SiN膜。

气体供给机构3包括：包含气体供给源31的气体供给装置3a；将气体供给源31和多个气体喷嘴16连接的配管32a；以及将气体供给源31和多个气体导入管17连接的配管32b。此外，在图1中，图示了一个气体供给源31，但是气体供给装置3a也可以根据使用的气体的种类而包含多个气体供给源。

气体供给装置3a还包括设置于配管32a、32b的中途的未图示的质量流量控制器和开闭阀。供给到处理容器2内的气体的种类、这些气体的流量等由质量流量控制器和开闭阀控制。

等离子体处理装置1的各构成部分别与控制部8连接，由控制部8控制。控制部8典型地是计算机。在图2所示的例子中，控制部8包括具有CPU的处理控制器81、与处理控制器81连接的用户接口82和存储部83。

处理控制器81是在等离子体处理装置1中总体地控制与例如温度、压力、气体流量、偏置施加用的高频电功率、微波输出等处理条件相关的各构成部的控制机构。各构成部例如能够例举出高频偏置电源25、气体供给装置3a、排气装置4、微波导入模块5等。

用户接口82包括：工程管理者为管理等离子体处理装置1而进行指令的输入操作等的键盘和触摸面板、可视化地显示等离子体处理装置1的工作状况的显示器等。

在存储部83保存有控制程序和方案等，该控制程序用于通过处理控制器81的控制来实现在等离子体处理装置1中实施的各种处理，该方案记录有处理条件数据等。处理控制器81根据来自用户接口82的指示等，根据需要将任意的控制程序和方案从存储部83中调出并执行。由此，在基于处理控制器81的控制下，在等离子体处理装置1的处理容器2内进行所希望的处理。

上述的控制程序和方案，例如能够利用保存于闪存、DVD、蓝光光盘等计算机可读取的存储介质的状态的控制程序和方案。此外，上述的方案能够也能够从其他装置经由例如专用线路即时传送以在线利用。

下面，参照图1～图6，说明微波导入模块5的结构。图3是表示图1所示的微波导入模块的结构的说明图。图4是表示图3所示的微波导入机构63的截面图。图5是表示图4所示的微波导入机构63的天线部的立体图。图6是表示图4所示的微波导入机构63的平面天线的平面图。

微波导入模块5设置于处理容器2的上部，对处理容器2内导入电磁波(微波)。如图1所示，微波导入模块5具有作为导电性部件的顶壁11、微波输出部50和天线单元60。顶壁11配置在处理容器2的上部，具有多个开口部。微波输出部50生成微波，并且将微波分配到多个路径输出。天线单元60将从微波输出部50输出的微波导入到处理容器2。在本实施方式中，处理容器2的顶壁11兼作为微波导入模块5的导电性部件。

如图3所示，微波输出部50包括：电源部51；微波振荡器52；将由微波振荡器52振荡后的微波放大的放大器53；和将由放大器53放大后的微波分配到多个路径的分配器54。微波振荡器52以规定的频率(例如，2.45GHz)使微波振荡。此外，微波的频率并不限于2.45GHz，也可以为8.35GHz、5.8GHz、1.98GHz等。此外，这样的微波输出部50也能够适用于使微波的频率为例如860MHz等从800MHz至1GHz的范围的情况。分配器54使输入侧与输出侧的阻抗匹配并且分配微波。

天线单元60包括多个天线模块61。多个天线模块61分别将由分配器54分配的微波导入处理容器2内。在本实施方式中，多个天线模块61的结构全部相同。各天线模块61具有：主要将分配的微波放大后输出的放大器部62；和将从放大器部62输出的微波导入处理容器2内的微波导入机构63。

放大器部62包括相位器62A、可变增益放大器62B、主放大器62C和隔离器62D。相位器62A使微波的相位变化。可变增益放大器62B调整输入主放大器62C的微波的电功率水平。主放大器62C构成为固态放大器。隔离器62D分离出由微波导入机构63的天线部反射而去往主放大器62C的反射微波。

相位器62A使微波的相位变化，使微波的辐射特性变化。相位器62A例如用于通过对每个天线模块61调整微波的相位，控制微波的指向性以使等离子体的分布变化。此外，在不进行这样的辐射特性的调整的情况下，也可以不设置相位器62A。

可变增益放大器62B用于每个天线模块61的离差的调整、等离子体强度的调整。例如，通过对于每个天线模块61使可变增益放大器62B变化，能够调整处理容器2内整体的等离子体的分布。

主放大器62C例如包括未图示的输入匹配电路、半导体放大元件、输出匹配电路和高Q共振电路。作为半导体放大元件例如能够使用可进行E级动作的GaAsHEMT、GaNHEMT、LD(Laterally Diffused：横向扩散)-MOS。

隔离器62D具有环形器(circulator)和等效负载(dummy load)(同轴终端器)。环形器将由微波导入机构63的天线部反射的反射微波导向等效负载。等效负载将由环形器引导来的反射微波转换为热。此外，如上所述，在本实施方式中，设置有多个天线模块61，由多个天线模块61各自的微波导入机构63导入到处理容器2内的多个微波，在处理容器2内被合成。因此，各个隔离器62D可以是小型的隔离器，能够将隔离器62D与主放大器62C相邻地设置。

如图1所示，多个微波导入机构63设置于顶壁11。如图4所示，微波导入机构63包括使阻抗匹配的调谐器(tuner)64和将已放大的微波辐射到处理容器2内的天线部65。而且，微波导入机构63由金属材料构成，包括：在图4的上下方向上延伸的圆筒形状的主体容器66；以及在主体容器66内在与主体容器66延伸的方向相同的方向上延伸的内侧导体67。主体容器66和内侧导体67构成同轴管。主体容器66构成该同轴管的外侧导体。内侧导体67具有杆状或者筒状的形状。主体容器66的内周面与内侧导体67的外周面之间的空间形成微波传送通路68。

天线模块61还包括未图示的设置于主体容器66的根端侧(上端侧)的供电转换部。供电转换部经同轴电缆连接到主放大器62C。隔离器62D设置于同轴电缆的中途。天线部65设置于主体容器66中的与供电转换部相反的一侧。如后文所说明的那样，主体容器66中的比天线部65靠根端侧的部分，成为调谐器64的阻抗调整范围。

如图4和图5所示，天线部65包括：与内侧导体67的下端部连接的平面天线71；配置于平面天线71的上表面侧的微波延迟部件72；和配置于平面天线71的下表面侧的微波透射板73。微波透射板73的下表面露出到处理容器2的内部空间。微波透射板73隔着主体容器66嵌合于作为微波导入模块5的导电性部件的顶壁11的开口部。微波透射板73与本实施方式中的微波透射窗对应。

平面天线71具有圆板形状。此外，平面天线71具有以贯通平面天线71的方式形成的隙缝71a。在图5和图6所示的例子中，设置有4个隙缝71a，各隙缝71a具有均等地分割成4个的圆弧形状。此外，隙缝71a的数量不限于4个，可以为5个以上，也可以为1个以上、3个以下。

微波延迟部件72由具有比真空大的介电常数的材料形成。作为形成微波延迟部件72的材料，例如能够使用石英、陶瓷、聚四氟乙烯树脂等的氟类树脂、聚酰亚胺树脂等。微波在真空中其波长变长。微波延迟部件72具有缩短微波的波长调整等离子体的作用。此外，微波的相位根据微波延迟部件72的厚度而变化。因此，通过根据微波延迟部件72的厚度调整微波的相位，能够进行调整以平面天线71成为驻波的波腹的位置。由此，能够抑制平面天线71中的反射波，并且能够增大从平面天线71辐射的微波的辐射能量。即，由此，能够将微波的功率高效地导入处理容器2内。

微波透射板73由电介质材料形成。作为形成微波透射板73的电介质材料例如能够使用石英、陶瓷等。微波透射板73形成为能够将微波以TE模式高效地辐射的形状。在图5的例子中，微波透射板73具有长方体形状。此外，微波透射板73的形状并不限于长方体形状，也可以为例如圆柱形、五棱柱形、六棱柱形、八棱柱形。

在上述结构的微波导入机构63中，由主放大器62C放大后的微波通过主体容器66的内周面与内侧导体67的外周面之间的微波传送通路68到达平面天线71。然后，从平面天线71的隙缝71a透射微波透射板73辐射到处理容器2的内部空间。

调谐器64构成铁芯调谐器(slug tuner)。具体而言，如图4所示，调谐器64具有配置在主体容器66的比天线部65靠基端侧(上端侧)的部分的2个铁芯74A、74B。调谐器64还包括使2个铁芯74A、74B工作的促动器75和控制该促动器75的调谐器控制器76。

铁芯74A、74B具有板状且环状的形状，配置于主体容器66的内周面与内侧导体67的外周面之间。此外，铁芯74A、74B由电介质材料形成。作为形成铁芯74A、74B的电介质材料，例如能够使用相对介电常数为10的高纯度氧化铝。高纯度氧化铝与作为形成铁芯的材料使用的石英(相对介电常数3.88)、特氟龙(注册商标)(相对介电常数2.03)相比，通常相对介电常数大，因此能够减小铁芯74A、74B的厚度。此外，高纯度氧化铝与石英、特氟龙(注册商标)相比，损耗角正切(tanδ)小，具有能够减小微波的损失的特征。高纯度氧化铝还具有形变小的特征和耐热性较强的特征。作为高纯度氧化铝优选纯度99.9％以上的铝烧结体。此外，作为高纯度氧化铝，也可以使用单晶铝(蓝宝石)。

调谐器64基于来自调谐器控制器76的指令，通过促动器75使铁芯74A、74B在上下方向上移动。由此，对调谐器64调整阻抗。例如，调谐器控制器76调整铁芯74A、74B的位置，以使终端部的阻抗成为例如50Ω。

在本实施方式中，主放大器62C、调谐器64和平面天线71彼此靠近地配置。尤其是，调谐器64和平面天线71构成集总常数电路，并且作为共振器发挥作用。在平面天线71的安装部分存在阻抗不匹配。在本实施方式中，利用调谐器64，能够将等离子体包含在内高精度地进行调谐，能够消除平面天线71中的反射的影响。此外，利用调谐器64，能够高精度地消除至平面天线71为止的阻抗不匹配，能够使不匹配部分实质上为等离子体空间。由此，能够利用调谐器64进行高精度的等离子体控制。

下面，参照图7，说明图1所示的处理容器2的顶壁11的底面。图7是表示图1所示的处理容器2的顶壁11的底面的一个例子的图。在以下的说明中，微波透射板73具有圆柱形状。

微波导入模块5包括多个微波透射板73。如上所述，微波透射板73与微波透射窗对应。多个微波透射板73在嵌合于作为微波导入模块5的导电性部件的顶壁11的多个开口部的状态下，配置于与载置台21的载置面21a平行的1个假想平面上。此外，多个微波透射板73包括在上述假想平面中其中心点间的距离彼此相等或者大致相等的3个微波透射板73。此外，中心点间的距离大致相等是指，从微波透射板73的形状精度、天线模块61(微波导入机构63)的组装精度等的观点出发，微波透射板73的位置可以稍稍偏离于所希望的位置。

在本实施方式中，多个微波透射板73包括以成为六方最密配置的方式配置的7个微波透射板73。具体而言，多个微波透射板73具有7个微波透射板73A～73G。其中的6个微波透射板73A～73F配置成其中心点分别与正六边形的顶点一致或者大致一致。1个微波透射板73G配置成其中心点与正六边形的中心一致或者大致一致。此外，与顶点或者中心点大致一致是指，从微波透射板73的形状精度、天线模块61(微波导入机构63)的组装精度等的观点出发，微波透射板73的中心点可以稍稍偏离于上述的顶点或者中心。

如图7所示，微波透射板73G配置于顶壁11的中央部分。6个微波透射板73A～73F以包围微波透射板73G的方式配置于比顶壁11的中央部分靠外侧处。因此，微波透射板73G与中心微波透射窗对应，微波透射板73A～73F与外侧微波透射窗对应。此外，本实施方式中，“顶壁11的中央部分”是指“顶壁11的平面形状的中央部分”。

在本实施方式中，在所有的微波透射板73中，彼此相邻的任意3个微波透射板73的中心点间的距离彼此相等或大致相等。气体喷嘴16在外侧的微波透射板73A～73G与中心的微波透射板73G之间在周向上等间隔地配置6个。气体喷嘴16从形成于其前端的气体供给孔16a对处理容器2内供给第一气体。在6个气体喷嘴16之间在周向上配置6个气体导入管17。气体导入管17配置在相邻的气体导入管16之间。气体导入管17从形成于其前端的气体供给孔17a对处理容器2内供给第二气体。

[气体喷嘴的结构]

下面，参照图8，说明气体喷嘴16的结构。图8是表示一实施方式的气体喷嘴16的结构的一例的图。在等离子体处理装置1中，存在在微波的辐射口的附近即顶壁11的下表面附近电磁波能量集中，电子温度变高的倾向。由此，有时在气体供给孔17a的前端的开口处气体分解而开口堵塞，还引起由开口处的放电导致的开口的熔融。因此，气体导入管17的开口成为从气体供给孔17a的细孔扩大，在处理空间开口的凹坑(dimple)结构。通过扩大气体供给孔17a的开口，能够降低电磁波能量的集中，防止异常放电。

另一方面，根据处理条件的不同，有时表面波会传递至与顶壁11的下表面相比向下方伸出的气体喷嘴16的表面。在该情况下，有时因表面波的传递而在气体喷嘴16的前端的气体供给孔16a的开口处气体分解而开口堵塞，并且引起由开口处的放电导致的开口的熔融。因此，本实施方式中，气体喷嘴16的开口从图8的(a)所示的气体供给孔16a的细孔16a1扩大，形成在处理空间开口的扩径部16a2，形成凹坑结构。利用该结构，能够避免微波传递到气体喷嘴16，在气体供给孔16a的开口发生异常放电，对基片处理造成不良影响的情况下。本实施方式中，扩径部16a2是以圆为底面的圆筒形。

扩径部16a2的内壁侧面16b与扩径部16a2的外侧的气体喷嘴16的前端面16c的角度(以下，称为“凹坑接面角度θ”)，只要使满足60°≤θ≤120°的条件的角度即可。由此，能够减轻微波的表面波的电场集中。

将微波的表面波波长设为λ_SW时，扩径部16a2的开口的长边方向的长度在λ_SW/4以下即可。即，例如，在扩径部16a2为圆筒形的情况下，扩径部16a2的开口的直径在λ_SW/4以下即可，在扩径部16a2为椭圆形的情况下，扩径部16a2的开口的长轴的长度在λ_SW/4以下即可。例如，在860MHz的频率的微波的情况下，λ_SW大致为20mm，因此扩径部16a2的开口的直径为5mm以下即可。通过使扩径部16a2的开口的长边方向的长度相对于表面波的波长λ_SW缩短为1/4以下，能够使微波不进入扩径部16a2内，能够防止在扩径部16a2的附近发生异常放电。

如图8的(b)所示，扩径部16a2的内壁侧面16b可以涂覆有绝缘膜18。并且，不仅扩径部16a2的内壁侧面16b，扩径部16a2的底面也可以涂覆有绝缘膜18。作为绝缘膜18的材料，优选氧化钇(Y₂O₃)或者氧化铝(Al₂O₃)。

并且，更优选扩径部16a2的外侧的前端面16c和外侧面16d的一部分或者全部涂覆有绝缘膜18。在气体喷嘴16的前端周边的绝缘膜18的断开处容易发生异常放电。因此，如图8的(b)所示，通过将扩径部16a2的内壁侧面16b、扩径部16a2的外侧的前端面16c和外侧面16d的至少一部分涂覆有绝缘膜18，能够防止在气体喷嘴16发生异常放电。

如图8的(c)所示，在扩径部16a2的内壁侧面16b可以具有高低台阶。而且，内壁侧面16b的高低台阶也可以涂覆有绝缘膜18。如图8的(d)所示，涂覆在扩径部16a2的内壁侧面16b的绝缘膜18，可以从扩径部16a2的开口端部去往底面而厚度逐渐变薄。另外，扩径部16a2的底面也可以不涂覆绝缘膜18。

[变形例]

下面，参照图9和图10，说明一实施方式的变形例的气体喷嘴16。图9是表示一实施方式的变形例1的气体喷嘴16的结构的一例的图。图10是表示一实施方式的变形例2～6的气体喷嘴16的结构的一例的图。

(变形例1)

对图9的一实施方式的变形例1的气体喷嘴16的结构进行说明。在变形例1的气体喷嘴16中，如图9的(a)所示，形成具有从细孔16a1扩大，在处理空间开口的扩径部16a2的凹坑结构。由此，能够避免在气体喷嘴16发生异常放电。

另外，变形例1中，扩径部16a2是以圆为底面的圆筒形。图10的(b)示出变形例1的气体喷嘴16的前端的下表面。据此，气体喷嘴16的前端的下表面为椭圆形状。即，气体喷嘴16的与其伸出方向垂直的面为椭圆形。但是，气体喷嘴16的与其伸出方向垂直的面的形状并不限于椭圆形，也可以具有流线型的部分。流线型的部分表现出具有由鲨鱼的头或鱼的身体形状等的曲线构成的部分的形状。

图10的(c)示出在椭圆形状的长轴的B-B面切断气体喷嘴16而得到的切断面。在气体喷嘴16内形成有使热介质(致冷剂等)流通的流路19。流路19与细孔16a1并排形成为U字形状，以供致冷剂循环。流路19优选在扩径部16a2的附近U形拐弯。由此，能够将气体喷嘴16整体冷却、散热。

图9的(d)是表示在周向上配置有6个变形例1的气体喷嘴16的顶壁11的下表面的图。在变形例1的气体喷嘴16中，具有与气体喷嘴16的伸出方向垂直的面的形状为流线型或者椭圆形状的部分。在该情况下，气体喷嘴16的流线型或者椭圆形状的顶点方向的直线在顶壁11的中心轴O上交叉。即，气体喷嘴16的流线型或者椭圆形状的顶点方向朝向中心的微波透射板73G的方向。由此，气体喷嘴16构成为能够不妨碍微波的表面波的传播。

(变形例2～6)

下面，说明图10的一实施方式的变形例2～6的气体喷嘴16的结构。气体喷嘴16具有与伸出方向垂直的截面形状为多边形的部分，扩径部16a2可以具有与上述截面形状为相同形状的开口。扩径部16a2不限于圆筒形，可以为以四边形、五边形等多边形为底面的棱柱形状。在图10的(a)的一实施方式的变形例2的气体喷嘴16中，扩径部16a2是以三角形为底面的三棱柱形。在该情况下，将微波的表面波的波长设为λ_SW时，扩径部16a2的开口的长边方向的边的长度在λ_SW/4以下即可。通过使扩径部16a2的开口的长边方向的长度在表面波的波长λ_SW的1/4以下，能够防止在扩径部16a2的附近发生异常放电。

图10的(b)的一实施方式的变形例3的气体喷嘴16的扩径部16a2，其底部倾斜而非水平地形成圆锥形，形成将圆锥形和圆筒形组合而成的形状。图10的(c)的一实施方式的变形例4的气体喷嘴16的扩径部16a2为圆锥形，不具有圆筒形。图10的(d)的一实施方式的变形例5的气体喷嘴16的扩径部16a2相对于图10的(c)的扩径部16a2，前端垂直地延伸1mm程度。

扩径部16a2的壁面也可以如图10的(e)的一实施方式的变形例6的气体喷嘴16所示从圆锥形向外侧弯曲。但是，扩径部16a2不从圆锥形向内侧弯曲。这是因为，当扩径部16a2的壁面向内侧弯曲时，从扩径部16a2将气体导出到等离子体处理空间时，气体向外侧扩散而变得容易扩散，难以控制等离子体处理空间中的气体的密度分布。

本发明公开的一实施方式的等离子体处理装置在所有方面均是例示，而不应认为是限制性的。上述的实施方式在不脱离所附的权利要求及其主旨的情况下，能够以各种方式变形和改良。上述多个实施方式所记载的内容在不矛盾的范围也能够增加其他结构，而且在不矛盾的范围能够组合。

Claims

1.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：

处理容器；以及

多个气体喷嘴，其从构成所述处理容器的顶壁和/或侧壁伸出，具有对所述处理容器内供给气体的气体供给孔，

多个所述气体喷嘴具有扩径部，该扩径部在多个所述气体喷嘴的气体供给孔的前端从所述气体供给孔的细孔扩大，在处理空间开口。

2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述扩径部的内壁侧面与所述气体喷嘴的前端面的角度θ为60°≤θ≤120°。

3.如权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于：

多个所述气体喷嘴从所述顶壁伸出，

所述等离子体处理装置还包括配置于所述处理容器的上部的等离子体生成部，该等离子体生成部能够将电磁波导入所述处理容器内，生成等离子体。

4.如权利要求3所述的等离子体处理装置，其特征在于：

将微波的表面波的波长设为λ_SW时，所述扩径部的开口的长边方向的长度在λ_SW/4以下。

5.如权利要求1～4中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

多个所述气体喷嘴具有与伸出方向垂直的面的形状为椭圆或者流线型的部分，

多个所述气体喷嘴的所述椭圆的长轴方向或者所述流线型的顶点方向的直线在所述顶壁的中心点交叉。

6.如权利要求5所述的等离子体处理装置，其特征在于：

多个所述气体喷嘴具有使热介质流通的流路。

7.如权利要求1～4中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

多个所述气体喷嘴具有与伸出方向垂直的截面形状为多边形的部分，

所述扩径部具有与所述截面形状为相同形状的开口。

8.如权利要求1～7中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述扩径部的内壁涂覆有绝缘膜。

9.如权利要求1～8中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

多个所述气体喷嘴的前端部和侧壁的至少一部分涂覆有绝缘膜。