CN1229855C - 等离子体处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种等离子体处理装置，由：通过外壁围成、并具备保持被处理基板的保持台的处理容器；与上述处理容器连接的排气系统；向上述处理容器中供给等离子体气体的等离子体气体供给部；对应于上述被处理基板而设置于上述处理容器上的微波天线；以及面对上述被处理基板设置在上述保持台上的被处理基板与上述等离子体气体供给部之间的处理气体供给部；构成。上述处理气体供给部由：形成于上述处理容器中内、使等离子体通过的多个第1开口部；可连接于处理气体源的处理气体通路；与上述处理气体通路连通的多个第2开口部；以及相对上述第2开口部设置、使由上述第2开口部排放出的处理气体扩散的扩散部；构成。

Description

等离子体处理装置
技术领域
本发明一般涉及一种等离子体处理装置，尤其涉及一种微波等离子体处理装置。
等离子体处理工序和等离子体处理装置，对于近年来被称为“超亚微元件(deep submicron)”或“超亚四分之一微元件(deep subquartermicron)”的具有接近0.1微米或小于0.1微米栅极长度的超细微化半导体器件的制造、或包括液晶显示装置的高清晰度平面显示装置的制造而言，是不可或缺的技术。
作为用于制造半导体器件或液晶显示装置的等离子体处理装置来说，目前使用各种各样的等离子体激发方式，但通常使用的是平行平板型高频激发等离子体处理装置或电感耦合型等离子体处理装置。但是，这些现有的等离子体处理装置的等离子体形成不均匀，限定电子密度高的区域，所以存在难以用高的处理速度即生产量在被处理基板整体表面附近进行均匀加工的问题。该问题特别是在处理大直径基板的情况下变得严重。另外，在这些现有等离子体处理装置中，因为电子温度高，所以对被处理基板中形成的半导体元件产生损害，另外，还具有处理室壁的溅射引起的金属污染大等几个本质问题。因此，通过现有的等离子体处理装置，难以满足对提高半导体器件或液晶显示装置更细微化和更高生产率的严格要求。
另一方面，目前提议不使用直流磁场而使用由微波电场激发的高密度等离子体的微波等离子体处理装置。例如，提议如下结构的等离子体处理装置：从具有排列成产生均匀微波的多个槽的平面形天线(放射线槽天线)向处理容器内放射微波，由该微波电场电离真空容器内的气体来激发等离子体。(例如参照特开平9-63793公报)由这种方法激发的微波等离子体可在天线正下方的宽区域附近实现高的等离子体密度，并可在短时间内进行均匀的等离子体处理。而且，由这种方法形成的微波等离子体通过微波激发等离子体，电子温度低，可避免被处理基板的损害或金属污染。并且在大面积基板上容易激发均匀的等离子体，所以也可容易地适应于使用大口径半导体基板的半导体器件的制造工序或大型液晶显示装置的制造。
背景技术
图1A、图1B表示使用这种放射线槽天线的现有微波等离子体处理装置100的结构。其中，图1A是表示微波等离子体处理装置100的剖面图，图1B是表示放射线槽天线结构的图。
参照图1A，微波等离子体处理装置100具有从多个排气端口116排气的处理室101，在上述处理室101中形成保持被处理基板114的保持台115。为了实现上述处理室101的均匀排气，在上述保持台115周围形成环形的空间101A，通过等间隔地、即相对于被处理基板轴对称地形成上述多个排气端口116，与上述空间101A连通，通过上述空间101A和排气端口116可使上述处理室101均匀地排气。
在上述处理室101上，在对应于上述保持台115上的被处理基板114的位置上，通过密封圈109形成作为上述处理室101外壁的一部分、由低损耗电介质构成、并形成多个开口部107的板形浇淋板103，而且在上述浇淋板103的外侧也同样通过其它密封圈108来设置由低损耗电介质构成的盖板102。
在上述浇淋板103中，在其上面形成等离子体气体的通路104，上述多个开口部107的每一个都与上述等离子体气体通路连通。并且，在上述浇淋板103的内部形成与设置在上述处理容器101外壁上的等离子体气体供给端口105连通的等离子体气体供给通路108，从上述供给通路108通过上述通路104向上述开口部107供给已供给至上述等离子体气体供给端口105的Ar或Kr等的等离子体气体，以实质上同样的浓度从上述开口部107向上述处理容器101内部的上述浇淋板103正下方的空间101B排出。
在上述处理容器101上，还在上述盖板102的外侧，距上述盖板102 4～5mm设置具有图1B所示的辐射面的放射线槽天线110。上述放射线槽天线110通过同轴波导管110A连接于外部的微波源(未图示)，通过来自上述微波源的微波，激发向上述空间101B排放的等离子体气体。由大气来填充上述盖板102和放射线槽天线110的辐射面之间的间隙。
上述放射线槽天线110由连接于上述同轴波导管110A的外侧波导管上的平坦盘形天线主体110B、以及形成于上述天线主体110B的开口部中、并形成图1B所示的多个槽110a和与其垂直的多个槽110b的放射板110C构成，在上述天线主体110B和上述放射板110C之间插入由一定厚度的电介质膜构成的滞相板110D。
在这种结构的放射线槽天线110中，从上述同轴波导管110供电的微波在上述盘形天线主体110B和放射板110C之间一边沿半径方向变宽一边前进，此时，由于上述滞相板110D的作用而压缩波长。于是，对应于在半径方向上前进的微波波长，上述槽110a和110b形成为同心圆形，并彼此相互垂直，从而可沿实质垂直于上述放射板110C的方向放射具有圆偏振波的平面波。
通过使用这种放射线槽天线110，在上述浇淋板103正下方的空间101B中形成均匀的高密度等离子体。如此形成的高密度等离子体的电子温度低，因此，不会对被处理基板产生损害，另外，也不会产生源于处理容器101器壁溅射的金属污染。
在图1的等离子体处理装置100中，还在上述处理容器101中的上述浇淋板103和被处理基板114之间，形成导体结构物111，该导体结构物111形成有从外部处理气体源(未图示)通过形成于上述处理容器101中的处理气体通路112供给处理气体的多个喷嘴113，上述各喷嘴113将供给的处理气体排放到上述导体结构物111和被处理基板114之间的空间101C中。即，上述导体结构物111用作处理气体供给部。在构成上述处理气体结构部的导体结构物111中，在上述相邻的喷嘴113和113之间形成通过从上述空间101B扩散到上述空间101C来使上述空间101B中形成的等离子体有效通过的大的开口部。
于是，在从上述处理气体供给部111通过上述喷嘴113向上述空间101C排放处理气体的情况下，由上述空间101B中形成的高密度等离子体激发排放出的处理气体，在上述被处理基板114上有效、高速、且不损害基板和基板上的元件结构、并且不污染基板地进行一样的等离子体处理。另一方面，由导体构成的上述处理气体供给部111阻止了从上述放射线槽天线110放射出的微波，不会损害被处理基板114。
然而，在图1A、1B说明的上述等离子体处理装置100中，均匀地从上述处理气体供给部111导入处理气体是非常重要的。另外，上述处理气体供给部111必须可使空间101B中激发的等离子体迅速通过上述被处理基板114正上方的空间101C。
图2是表示目前使用的上述处理气体供给部111结构的仰视图。
参照图2，上述处理气体供给部111是由含有Al的不锈钢等构成的盘形板部件，使上述空间101B中的高密度等离子体通过的多个大的开口部111B形成矩阵形。另外，在上述盘形板部件111中，沿外周形成与上述处理气体通路112连通的处理气体分配通路112A，形成格子形的处理气体通路113A，以便与上述处理气体分配通路112A连通，在上述格子形处理气体通路113A中形成多个喷嘴开口部113。
根据这种结构，从多个喷嘴开口部113向图2中由虚线重复表示的被处理基板114的表面近乎均匀地导入处理气体。
另一方面，在图2的仰视图中，因为沿朝向上述被处理基板114的方向形成上述喷嘴开口部113，所以即使致密地形成上述喷嘴开口部113，也难以在处理气体到达被处理基板14的表面之前使其充分扩散。另外，若过于致密地形成上述喷嘴开口部113，则可能主要向基板114的周边部供给处理气体，而中心部却枯竭。另外，在图1A、1B的等离子体处理装置100中，为了迅速排气上述空间101B和101C，使上述浇淋板103和被处理基板114的距离窄，结果，从上述喷嘴开口部113导入的处理气体迅速到达被处理基板114，不能充分扩散。
另外，在图1A、1B的等离子体处理装置100中，上述处理气体供给部111曝露在源于高密度等离子体的大量热摩擦中，所以存在温度上升等问题。
发明内容
因此，本发明的总的目的在于提供一种解决上述课题的新颖有用的等离子体处理装置。
本发明的更具体的目的在于提供一种具备可均匀供给处理气体的处理气体供给部的等离子体处理装置。
本发明的其它目的在于提供一种可避免处理气体供给部升温结构的等离子体处理装置。
本发明的另一目的在于提供一种等离子体处理装置，其特征在于：
由：通过外壁围成、并具备保持被处理基板的保持台的处理容器；
与上述处理容器连接的排气系统；
向上述处理容器中供给等离子体气体的等离子体气体供给部；
对应于上述被处理基板而设置于上述处理容器上的微波天线；和
面对上述被处理基板设置在上述保持台上的被处理基板与上述等离子体气体供给部之间的处理气体供给部；构成，
上述处理气体供给部具备：形成于上述处理容器内的使等离子体通过的多个第1开口部；可连接于处理气体源的处理气体通路；与上述处理气体通路连通的多个第2开口部；以及相对于上述第2开口部设置、并使由上述第2开口部排放出的处理气体扩散的扩散部。
根据本发明，通过对应于供给处理气体的喷嘴开口部在处理气体供给部中形成扩散部，由上述喷嘴开口部供给的处理气体流路向侧方向弯曲，促进扩散和混合。此时，若由具有处理气体通路和喷嘴开口部的第1部分和具有上述扩散部的第2部分构成上述处理气体供给部，则可对应于上述喷嘴开口部的凹部形状来容易地形成上述扩散部。另外，通过在使等离子体通过的开口部两侧相互错开地形成这种扩散部，可通过上述扩散部使向侧方向弯曲流路的处理气体流再弯曲，进一步促进处理气体的扩散和混合。另外，由不同的部件来构成上述第1部分和第2部分，在上述第2部分中形成制冷剂通路，可抑制上述处理气体供给部的升温。
本发明的另一目的在于提供一种等离子体处理装置，其特征在于：
由：通过外壁围成、并具备保持被处理基板的保持台的处理容器；
与上述处理容器连接的排气系统；
向上述处理容器中供给等离子体气体的等离子体气体供给部；
对应于上述被处理基板而设置于上述处理容器上的微波天线；和
面对上述被处理基板设置在上述保持台上的被处理基板与上述等离子体气体供给部之间的处理气体供给部；构成，
上述处理气体供给部具备：形成于上述处理容器中的使等离子体通过的多个第1开口部；可连接于处理气体源的处理气体通路；以及与上述处理气体通路连通的多个第2开口部，
上述第2开口部相对于上述被处理基板倾斜地排放上述处理气体。
根据本发明，从上述处理气体供给部供给的处理气体在被处理基板表面上弹回，到达微波窗或处理气体供给部，避免了产生堆积的问题。
本发明的另一目的在于提供一种等离子体处理装置，其特征在于：具备：
通过外壁围成、并具备保持被处理基板的保持台的处理容器；
与上述处理容器连接的排气系统；
向上述处理容器中供给等离子体气体的等离子体气体供给部；
在上述处理容器上、以与上述保持台上的被处理基板相对向的方式、并使上述外壁的一部分与上述保持台上的被处理基板相对向地设置的由电介质材料构成的微波窗；
与上述微波窗连接的微波天线；
在上述保持台上的被处理基板和上述等离子体气体供给部之间、与上述被处理基板相对向地设置的处理气体供给部；和
将上述微波窗的面向上述被处理基板一侧的表面温度控制在约150℃的温度控制部。
根据本发明，通过将上述微波窗的温度控制在约150℃，可抑制在微波窗表面上形成堆积物。
从下面参照附图进行的优选实施例的详细说明中，可了解本发明的其它目的和特征。
附图说明
图1A、1B是表示现有的使用放射线槽天线的微波等离子体处理装置结构的图；
图2是表示图1的微波等离子体处理装置中所使用的处理气体供给机构的仰视图；
图3A、3B是表示本发明实施例1的微波等离子体处理装置结构的图；
图4是表示图3的等离子体处理装置中所使用的处理气体供给机构的立体图；
图5是表示构成图4的处理气体供给机构一部分的导电性盘部件的仰视图；
图6是表示构成图4的处理气体供给机构其它部分的导电性盘部件的仰视图；
图7是说明图4的处理气体供给机构作用的图；
图8是放大表示图5的导电性盘部件的一部分的图；
图9是说明图5的导电性盘部件作用的图；
图10是表示本发明实施例2的处理气体供给机构结构的图；
图11是表示本发明实施例3的等离子体处理装置结构的图；
图12是表示本发明实施例4的等离子体处理装置结构的图；
图13是表示本发明实施例5的等离子体处理装置结构的图；
图14是表示本发明实施例6的等离子体处理装置结构的图；
图15是表示本发明实施例7的等离子体处理装置结构的图；
图16是表示本发明实施例8的等离子体处理装置结构的图；
图17A、17B是表示本发明实施例9的等离子体处理装置一部分的图。
具体实施方式
(实施例1)
图3A、图3B表示本发明实施例1的微波等离子体处理装置10的结构。
参照图3A，上述微波等离子体处理装置10包含：处理容器11；设置在上述处理容器11内、通过静电吸盘保持被处理基板12、优选由热轧各向等压加压法(HIP)形成的AlN或Al2O3构成的保持台13。在上述处理容器11内，在包围上述保持台13的空间11A中等间隔地、即相对上述保持台13上的被处理基板12以近乎轴对称的关系在至少两个部位、优选三个以上部位上形成排气端口11a。上述处理容器11通过这种排气端口11a，由不等间距不等倾角螺旋泵等进行排气、减压。
上述处理容器11优选由含有Al的奥氏体不锈钢构成，在内壁面经氧化处理形成由氧化铝构成的保持膜。另外，在上述处理容器11的外壁中，在对应于上述被处理基板12的部分中形成盘形的浇淋板14，作为上述外壁的一部分，该浇淋板14由通过HIP法形成的致密Al2O3构成，形成多个喷嘴开口部14A。使用Y2O3作为烧结助剂来形成由这种HIP法形成的Al2O3浇淋板14，气孔率在0.03％以下，实质上不包含气孔或针孔，达到30W/m·K，作为陶瓷来说，具有非常大的热传导率。
上述浇淋板14通过密封圈11s安装在上述处理容器11上，并且在上述浇淋板14上通过密封圈11t来设置由经同样的HIP处理形成的致密Al2O3构成的盖板15。在上述浇淋板14的与上述盖板15相连接一侧形成与各上述喷嘴开口部14A连通并构成等离子体气体流路的凹部14B，上述凹部14B形成于上述浇淋板14的内部，连通于其它等离子体气体流路14C，该等离子体气体流路14C连通于在上述处理容器11外壁上形成的等离子体气体入口11p。
由形成于上述处理容器11内壁的伸出部11b保持上述浇淋板14，在上述伸出部11b中，在保持上述浇淋板14的部分中形成圆形，以抑制异常放电。
于是，供给至上述等离子体气体入口11p的Ar或Kr等的等离子体气体依次通过上述浇淋板14内部的流路14C和14B后，同样地通过上述开口部14A供给至上述浇淋板14正下方的空间11B中。
在上述盖板15上设置放射线槽天线20，该天线由紧贴于上述盖板15并形成图3B所示的多个槽16a、16b的盘形槽板16；保持上述槽板16的盘形天线主体17；和夹持在上述槽板16和上述天线主体17之间、由Al2O3、Si3N4、SiON或SiO2等低损耗电介质材料构成的滞相板18构成。上述放射线槽天线20通过密封圈11u安装在上述处理容器11上，通过具有矩形或圆形截面的同轴波导管21由外部微波源(未图示)向上述放射线槽天线20供给频率为2.45GHz或8.3GHz的微波。供给的微波从上述槽板16上的槽16a、16b通过上述盖板15和浇淋板14放射到上述处理容器11中，在上述浇淋板14正下方的空间11b中，在从上述开口部14A供给的等离子体气体中激发等离子体。此时，上述盖板15和浇淋板14由Al2O3形成，用作有效的微波透过窗。此时，因为避免在上述等离子体气体流路14A～14C中激发等离子体，所以上述等离子体气体在上述流路14A～14C中可保持在约6666Pa～13332Pa(约50～100Torr)的压力。
为了提高上述放射线槽天线20和上述盖板15的密封性，在本实施例的微波等离子体处理装置10中，在嵌合在上述槽板16上的上述处理容器11的一部分上面形成环形的沟11g，通过与沟连通的排气端口11G对沟11g排气，使形成于上述槽板16和盖板15之间的间隙减压，可通过大气压将上述放射线槽天线20牢固地压接在上述盖板15上。在这种间隙中包含形成于上述槽板16中的槽16a、16b，但此外也可以各种理由形成间隙。通过上述放射线槽天线20和处理容器11之间的密封圈11u来密封这种间隙。
另外，通过上述排气端口11G和沟15g，在上述槽板16和上述盖板15之间的间隙中填充分子量小的惰性气体，可促进热量从上述盖板15向上述槽板16传输。作为这种惰性气体，优选使用热传导率大且离子化能量高的He。在向上述间隙中填充He的情况下，最佳设定在0.8气压左右的气压。在图3的结构中，为了排气上述沟15g和向沟15g填充惰性气体，将真空管11V连接到上述排气端口11G上。
上述同轴波导管21A中，外侧波导管21A连接于上述盘形天线主体17，中心导体21B通过形成于上述滞相板18中的开口部与上述槽板16连接。于是，供给至上述同轴波导管21A的微波一边在上述天线主体17和槽板16之间沿径向前进，一边经上述槽16a、16b放射。
图2B表示上述槽板16上形成的槽16a、16b。
参照图2B，上述槽16a排列成同心圆形，对应于各个槽16a，与其平行的槽16b也同样形成为同心圆形。上述槽16a、16b在上述槽板16的半径方向上以对应于由上述滞相板18压缩后的微波波长的间隔形成，结果，微波基本变成平面波后从上述槽板16放射。此时，因为上述槽16a和16b以彼此相互垂直的关系形成，所以放射出的微波形成包含两个垂直偏波分量的圆偏振波。
另外，在图2A的等离子体处理装置10中，在上述天线主体17上形成冷却块19，冷却块19中形成有冷却水通路19A，通过由上述冷却水通路19A中的冷却水冷却上述冷却块19，通过上述放射线槽天线20来吸收积蓄在上述浇淋板14中的热量。上述冷却水通路19A在上述冷却块19上形成为螺旋形，优选通入利用沸腾H2气体来排除溶解的氧、并控制氧化还原电位的冷却水。
另外，在图2A的微波等离子体处理装置10中，上述处理容器11中在上述浇淋板14与上述保持台13上的被处理基板12之间设置处理气体供给机构31，该机构具有从设置于上述处理容器11外壁上的处理气体注入口11r供给处理气体、并从多个处理气体喷嘴开口部(参照图5)排放处理气体的格子形处理气体通路，在上述处理气体供给机构31和上述被处理基板12之间的空间11C中进行期望的均匀基板处理。在这种基板处理中包含：等离子体氧化处理、等离子体氮化处理、等离子体氧氮化处理、等离子体CVD处理等。另外，从上述处理气体供给机构31向上述空间11C供给C4F8、C5F8或C4F6等易离解的氟代烃气体和F系或Cl系等蚀刻气体，通过从高频电源13A向上述保持台13施加高频电压，可对上述被处理基板12进行反应性离子蚀刻。
在本实施例的微波等离子体处理装置10中，通过将上述处理容器11的外壁加热到150℃左右的温度，可避免反应副生成物等粘附到处理容器内壁上，通过一天进行一次左右的干洗，可正常稳定地运行。
图4是表示图3A结构中的处理气体供给机构31结构的仰视图。
参照图4，上述处理气体供给机构31由例如包含Mg的Al合金或添加Al的不锈钢等导电体盘部件311和312的叠层构成，形成使等离子体气体通过的开口部31A的矩阵排列。上述开口部31A具有例如19mm×19mm的尺寸，例如以24mm的间距在行方向和列方向上反复形成。另外，上述处理气体供给机构31作为整体具有约8.5mm的厚度，典型地以约16mm的距离离开被处理基板12的表面配置。
图5是表示图4的导电性盘部件311的结构的仰视图。
参照图5，在上述导电性盘部件311中形成格子形处理气体通路31B，与沿图中虚线所示的盘部件311的外周形成的处理气体分配通路31C连通，上述处理气体分配通路31C在端口31c与上述处理气体注入口11r连接。另外，在上述盘311的下面形成多个处理气体喷嘴开口部31D，与上述处理气体通路31B连通。从上述喷嘴开口部31D向上述导电性盘部件312排放处理气体。
图6是表示上述导电性盘部件312的结构的俯视图。
参照图6，在上述导电性盘形部件312上形成矩阵形的对应于上述导电性盘部件311中开口部31A的开口部31A’，由上述导电性盘部件312中的格子形结构31E来围成上述开口部31A’。
如图6所示，在上述格子形结构31上，对应于上述导电性盘部件311中的每个喷嘴开口部31D典型地形成深度约1mm的凹部31F，由于这种凹部31F妨碍由上述喷嘴开口部31D排放的处理气体直行，如图7所示，流路向侧方向弯曲。即，可知上述凹部31F形成扩散部。图7是图4的处理气体供给机构31的部分切开剖面图。图7中，对先前说明的部分标注相同的参照符号，省略说明。
图8是放大表示图6的导电性盘部件312的一部分的图。
参照图8，在开口部31A’的周围形成凹部31F1～31F4作为上述扩散部31F，但彼此错开地隔着上述开口部31A’而形成相对向的一对凹部，例如凹部31F1和凹部31F2、或者凹部31F3和凹部31F4。
结果，如图9所示，通过凹部31F1向侧方向弯曲的处理气体流接触形成上述凹部31F2的格子形结构31E中未形成上述凹部31F2的部分31E2后被弯曲。
同样，通过凹部31F2向侧方向弯曲的处理气体流接触形成上述凹部31F1的格子形结构31E中未形成上述凹部31F1的部分31E1后被弯曲。并且，通过凹部31F3向侧方向弯曲的处理气体流接触形成上述凹部31F4的格子形结构31E中未形成上述凹部31F4的部分31E4后被弯曲。另外，通过凹部31F4向侧方向弯曲的处理气体流接触形成上述凹部31F3的格子形结构31E中未形成上述凹部31F3的部分31E3后被弯曲。
图9所示处理气体流的复杂弯曲的结果是，上述处理气体流一样地扩散，并供给至上述空间11C。
将上述格子形处理气体通路31B和处理气体喷嘴开口部31D设置成覆盖比图5中虚线所示的被处理基板12稍大的区域。通过在上述浇淋板14和被处理基板12之间设置这种处理气体供给机构31，对上述处理气体进行等离子体激发，通过这种等离子体激发的处理气体可进行均匀的处理。
在由金属等导体形成上述处理气体供给机构31的情况下，通过将上述格子开口部31A的重复间距设定得比上述微波的波长还短，上述处理气体供给机构31形成微波的分流面(shunting plane)。此时，仅在上述空间11B中产生等离子体的微波激发，通过从上述激发空间11B扩散到包含上述被处理基板12表面的空间11C中的等离子体，激活处理气体。
在本实施例的微波等离子体处理装置10中，通过使用处理气体供给机构31来一样地控制处理气体的供给，所以可消除处理气体对被处理基板12表面的过剩离解问题，即使在被处理基板12的表面上形成纵横比较大的结构的情况下，也可将期望的基板处理执行到这种高纵横比结构的里面。即，微波等离子体处理装置10在设计规则不同的多代半导体器件制造中有效。
在本实施例的等离子体处理装置10中，可由含有Mg的Al合金或添加Al的不锈钢来形成上述导电性盘部件311和312，在使用上述含有Mg的Al合金时，优选在部件表面形成氟化物膜。另外，在由添加Al的不锈钢来形成上述导电性盘部件311和312的情况下，优选在表面形成氧化铝的钝化膜。在本发明的等离子体处理装置10中，因为激发的等离子体中的电子温度低，所以等离子体的入射能量小，从而避免因这种处理气体供给机构31被溅射而对被处理基板12产生金属污染的问题。也可由氧化铝等陶瓷来形成上述处理气体供给机构31。
另外，在本实施例中，也可仅使上述导电性盘部件311和312中之一有导电性，另一方由陶瓷等非导电性部件形成。
(实施例2)
图10表示本发明实施例2的处理气体供给机构41的结构。图10中，c对先前说明的部分标注相同的参照符号，省略说明。
参照图10，在本实施例中，在上述导电性盘部件312中的格子形结构31E中形成制冷剂通路31e，结果，抑制了上述处理气体供给机构41过大的升温。
另外，在图10的结构中，在上述格子形结构31E上形成L字型的间隔部件31E1～31E4，由这种间隔部件31E1～31E4来围成上述凹部31F1～31F4。
可容易制作图10的结构，可降低等离子体处理装置的制造费用。
(实施例3)
图11表示本发明实施例3的等离子体处理装置10A的结构。图11中，对先前说明的部分标注相同的参照符号，省略说明。
参照图11，在等离子体处理装置10A中，撤去了上述浇淋板14，代之以在上述处理容器11中优选对称地形成多个等离子体气体供给管11P，与上述气体通路11p连通。
在本实施例的等离子体处理装置10A中，简化了结构，可大幅度降低制造费用。
在这种结构的等离子体处理装置10A中，通过使用先前的图4的处理气体供给机构31或41，可稳定地向上述被处理基板12上的空间11C供给均匀的处理气体。尤其是通过使用上述处理气体供给机构41可避免处理气体供给机构过大的温度上升。
(实施例4)
图12表示本发明实施例4的等离子体处理装置10B的结构。图12中，对先前说明的部分标注相同的参照符号，省略说明。
参照图12，在本实施例的等离子体处理装置10B中，对于图3A、3B结构的等离子体处理装置10，在上述同轴波导管21与放射线槽天线20的连接部上形成锥部，降低这种连接部中的阻抗的突变和随之而来的微波反射。基于该目的，在上述同轴波导管21的中心导体21B的前端部形成锥部21B，另外，在上述外侧波导管21A与天线主体17的连接部形成锥部21a。
在这种结构的等离子体处理装置10B中，通过使用先前的图4的处理气体供给机构31或41，可稳定地向上述被处理基板12上的空间11C供给均匀的处理气体。尤其是通过使用上述处理气体供给机构41可避免处理气体供给机构过大的温度上升。
(实施例5)
图13表示本发明实施例5的等离子体处理装置10C的结构。图13中，对先前说明的部分标注相同的参照符号，省略说明。
参照图13，在等离子体处理装置10C中，对于图12的等离子体处理装置10B，撤去了上述浇淋板14，代之以在上述处理容器11中优选对称地形成多个等离子体气体供给管11P，与上述气体通路11p连通。在本实施例的等离子体处理装置10A中，通过在上述同轴波导管21与放射线槽天线20的连接部上形成锥部，抑制因阻抗的突变引起的微波反射，另外，通过设置等离子体气体供给管11P来代替浇淋板14，可简化结构，大幅度降低制造费用。
在这种结构的等离子体处理装置10C中，通过使用先前的图4的处理气体供给机构31或41，可稳定地向上述被处理基板12上的空间11C供给均匀的处理气体。尤其是通过使用上述处理气体供给机构41可避免处理气体供给机构过大的温度上升。
(实施例6)
图14表示本发明实施例4的等离子体处理装置10D的结构。图14中，对先前说明的部分标注相同的参照符号，省略说明。
参照图14，在本实施例的等离子体处理装置10D中，对于图12的等离子体处理装置10B，使上述同轴波导管21的中心导体21B的前端部21b离开槽板16，在它们中间存在上述滞相板18。在这种结构中，不需要在上述中心导体21B的前端部21b中螺入上述槽板16，上述槽板16的表面确实变平坦。因此，在这种结构中，上述放射线槽天线20可高精度地紧贴在上述盖板15上，通过冷却上述天线20，可有效抑制上述浇淋板14和盖板15的升温。
在这种结构的等离子体处理装置10D中，通过使用先前的图4的处理气体供给机构31或41，可稳定地向上述被处理基板12上的空间11C供给均匀的处理气体。尤其是通过使用上述处理气体供给机构41可避免处理气体供给机构过大的温度上升。
(实施例7)
图15表示本发明实施例7的等离子体处理装置10E的结构。图15中，对先前说明的部分标注相同的参照符号，省略说明。
参照图15，在等离子体处理装置10E中，对于图14的等离子体处理装置10D，撤去了上述浇淋板14，代之以在上述处理容器11中优选对称地形成多个等离子体气体供给管11P，与上述气体通路11p连通。结果，等离子体处理装置10E的结构比等离子体处理装置10D还简化，可大幅度降低制造费用。
在这种结构的等离子体处理装置10E中，通过使用先前的图4的处理气体供给机构31或41，可稳定地向上述被处理基板12上的空间11C供给均匀的处理气体。尤其是通过使用上述处理气体供给机构41可避免处理气体供给机构过大的温度上升。
(实施例8)
图16表示本发明实施例8的等离子体处理装置10F的结构。图16中，对先前说明的部分标注相同的参照符号，省略说明。
参照图16，在等离子体处理装置10F中，撤去了先前等离子体处理装置10E的盖板15，上述放射线槽天线20的槽板16露出于上述处理容器11内。
在图16的结构中，上述槽板16通过密封圈11t安装在上述处理容器11中，因为在滞相板18的背后形成上述中心导体21B的前端部21b，所以不需要设置针对大气压密封上述中心导体21B的前端部21b的密封圈。在本实施例中，因为上述放射线槽天线20的槽板16露出于上述处理容器11内部，所以不会产生微波损耗，可在处理容器11中进行有效的微波激发。
在这种结构的等离子体处理装置10F中，通过使用先前的图4的处理气体供给机构31或41，可稳定地向上述被处理基板12上的空间11C供给均匀的处理气体。尤其是通过使用上述处理气体供给机构41可避免处理气体供给机构过大的温度上升。
(实施例9)
图17A、17B分别是表示本发明实施例9的处理气体供给机构51结构的仰视图和剖面图。图中，对先前说明的部分标注相同的参照符号，省略说明。
参照图17A，在本实施例中，处理气体供给机构31具有：形成处理气体供给通路、沿半径方向延伸的轮辐部件51B；和由上述轮辐部件51B保持、形成处理气体通路的同心圆环形部件51A。在上述部件51A的底面上形成多个处理气体供给喷嘴开口部51C。
参照图17B，在本实施例中，向上述部件51A倾斜地形成处理气体供给喷嘴开口部51C，沿相对被处理基板12倾斜的方向排放处理气体。
通过从上述处理气体供给喷嘴开口部51C沿相对上述被处理基板12倾斜的方向排放处理气体，排放出的处理气体在被处理基板12中被弹回，避免了在浇淋板103的表面上形成由反应副生成物等构成堆积物的问题。
如图17B所示，上述部件51A具有由盖51b来覆盖对应于处理气体供给通路形成沟的截面为U字型的部件51a的表面的结构，可通过上述部件51a的倾斜加工来形成上述喷嘴开口部51C。
(实施例10)
下面说明本发明的实施例10。
在本实施例中，为了抑制反应副生成物等堆积物堆积在上述浇淋板103的表面上，在图3A的基板处理装置10或图11的基板处理装置10A、图12的基板处理装置10B、图13的基板处理装置10C、图14的基板处理装置10D或图15的基板处理装置10E中，使用上述冷却块19作为温度控制装置，通过上述放射线槽天线20，将上述浇淋板13或盖板15的面向上述被处理基板12侧的表面温度控制在约150℃。此时，也可使用图17A、17B的结构来作为处理气体供给机构。
通过将上述浇淋板13或盖板15的温度控制为150℃以上，在上述处理空间11C中进行CVD成膜处理的情况下，或进行等离子体蚀刻处理的情况下，可抑制堆积物附着在上述浇淋板13或盖板15的表面。
另一方面，在上述温度实质上比150℃高的情况下，可能会分解由上述处理气体供给机构31、41、51供给的处理气体。因此，优选控制上述浇淋板13或盖板15的温度不超过150℃太多。
可通过在上述冷却块19的冷却水通路19A中通入冷却剂等介质来进行这种温度控制。
本发明不限于这些特定实施例，在本发明的主旨内可进行各种变形、变更。
产业上的可利用性
根据本发明，对于微波等离子体处理装置，可向处理容器内均匀地供给处理气体，可进行均匀的等离子体处理。

Claims (17)

1.一种等离子体处理装置，其特征在于，该装置包括：
通过外壁围成、并具备保持被处理基板的保持台的处理容器；
与所述处理容器连接的排气系统；
向所述处理容器中供给等离子体气体的等离子体气体供给部；
对应于所述被处理基板而设置于所述处理容器上的微波天线；和
面对所述被处理基板设置于所述保持台上的被处理基板与所述等离子体气体供给部之间的处理气体供给部，
所述处理气体供给部具备：形成于所述处理容器内的使等离子体通过的多个第1开口部；可连接于处理气体源的处理气体通路；与所述处理气体通路连通的多个第2开口部；以及相对于所述第2开口部设置、并使由所述第2开口部排放出的处理气体扩散的扩散部。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述处理气体供给部包括：具有所述多个第1开口部、所述处理气体通路和所述多个第2开口部的第1部分；与所述第1部分邻接、并对应于每个所述第1开口部的第3开口部；以及将对应于每个所述第2开口部所形成的多个扩散面作为所述扩散部而形成的第2部分。
3.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于：在所述第2部分中，所述扩散面相对于与所述扩散面相对应的所述第2开口部形成离开所述第2开口部并相对向的凹部。
4.根据权利要求3所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述第2部分形成所述多个扩散面，使之相互错开地位于所述第3开口部的两侧。
5.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述第1部分和所述第2部分分别由第1和第2部件构成，在所述第2部分中形成制冷剂通路。
6.根据权利要求5所述的等离子体处理装置，其特征在于：在所述第1部件和所述第2部件之间，形成有间隔部件。
7根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述处理气体供给部由导电性材料构成。
8.根据权利要求7所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述处理气体供给部接地。
9.根据权利要求7所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述导电性材料由添加Al的不锈钢构成。
10.根据权利要求7所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述导电性材料由Al合金构成。
11.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述等离子体气体供给部由形成于所述处理容器外壁上的可连接在等离子体气体源上的等离子体气体导入管构成，所述微波天线与在所述处理容器外壁的一部分上对应于所述被处理基板形成的微波透过窗结合。
12.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述等离子体气体供给部由形成于所述处理容器外壁上的可连接在等离子体气体源上的等离子体气体导入管构成，所述微波天线与在所述处理容器外壁的一部分上对应于所述被处理基板形成的开口部结合。
13.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述等离子体气体供给部包括：与在所述处理容器外壁的一部分上对应于所述被处理基板设置的微波透过窗结合地设置的、可连接于等离子体气体源的等离子体气体通路；和具有连通于所述等离子体气体通路的多个气体导入口的浇淋板，所述浇淋板形成在所述微波透过窗的基板侧。
14.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述第2开口部相对于所述被处理基板倾斜地排放所述处理气体。
15.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：还具备：
与所述微波天线连接、且在所述处理容器上、以与所述保持台上的被处理基板相对向的方式、并使所述外壁的一部分与所述保持台上的被处理基板相对向地设置的由电介质材料构成的微波窗；和
将所述微波窗的面向所述被处理基板一侧的表面温度控制在约150℃的、形成在所述微波天线上的温度控制部。
16.根据权利要求15所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述微波天线，通过所述微波天线进行所述微波窗的温度控制。
17.根据权利要求15所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述微波窗是形成所述等离子体气体供给部的由电介质板构成的盖板。
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