TW201316845A - 電漿處理裝置，微波導入裝置及電漿處理方法 - Google Patents

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Shigenori Ozaki
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Abstract

微波導入裝置(5)具有：微波輸出部(50)，其係生成微波，且將微波分配於複數的路徑而輸出；天線單元(60)，其係將從微波輸出部(50)輸出的微波導入至處理容器(2)內；及微波放射模組(80)，其係將藉由天線單元(60)所導入的微波放射至處理容器(2)內。又，微波放射模組(80)具有：作為介電質窗構件的微波透過板(81)，及作為導體構件的罩構件(82)。罩構件(82)係以經由微波透過板(81)來導入至處理容器(2)內的微波能夠朝晶圓(W)的方向之方式規定微波的方向。

Description

電漿處理裝置，微波導入裝置及電漿處理方法
本發明是有關將預定頻率的微波引導至處理容器，使電漿生成而電漿處理被處理體之電漿處理裝置，微波導入裝置及電漿處理方法。
對半導體晶圓等的被處理體實施預定的電漿處理之電漿處理裝置，有對處理容器內導入微波而使電漿生成的微波電漿處理裝置為人所知。在此微波電漿處理裝置中，可使高密度的電漿生成於處理容器內，藉由所被生成的電漿，例如進行氧化處理，氮化處理，堆積處理，蝕刻處理等。
在微波電漿處理裝置中，用以對處理容器內導入微波的微波導入機構是被配置於處理容器的上部。例如，使用具有複數個槽孔(slot)的平面天線來對處理容器內導入微波之槽孔天線方式的微波電漿處理裝置，通常比被處理體的直徑大的微波透過窗是在處理容器的頂部對向於被處理體而配置。又，例如在專利文獻1(日本特開2005-259633號公報)中也有為了投入大電力在處理容器內取得大的電漿放電，而於處理容器的上部設置複數個微波導入機構的微波電漿處理裝置被提案。
然而，以往的微波電漿處理裝置在處理容器的上部幾乎無配置微波導入機構以外的其他機構，例如氣體導入機構等的餘地，有裝置設計的自由度被限制的課題。
本發明是在於提供一種不須在處理容器的上部設置微波導入機構，裝置設計的自由度高之微波電漿處理裝置。
本發明的電漿處理裝置係具備：處理容器，其係收容被處理體；載置部，其係於前述處理容器內載置被處理體；氣體供給機構，其係對前述處理容器內供給處理氣體；及微波導入裝置，其係產生用以使前述處理氣體的電漿生成於前述處理容器內的微波，且對前述處理容器內導入前述微波。
在本發明的電漿處理裝置中，前述微波導入裝置係具有微波放射模組，該微波放射模組包含：介電質窗構件，其係配置於被處理體的周圍，使微波透過而朝前述處理容器內放射；及導體構件，其係將經由前述介電質窗構件來放射至前述處理容器內的微波規定成可在與被處理體的表面平行的方向前往被處理體。
在本發明的電漿處理裝置中，前述微波導入裝置亦可更具備：微波輸出部，其係生成微波且輸出；及1個或複數的天線模組，其係由外側來安裝於前述處理容器的下部，將從前述微波輸出部輸出的微波供給至前 述微波放射模組。
在本發明的電漿處理裝置中，前述介電質窗構件亦可具有：露出於前述處理容器內的空間來朝被處理體放射微波的微波放射面。並且，前述導體構件亦可為覆蓋除了前述微波放射面以外的前述介電質窗構件的表面者。此情況，前述微波放射面亦可具有：對應於被處理體的邊緣的形狀之形狀，例如，當被處理體為平面視圓形時，前述微波放射面亦可具有彎曲成弧狀的形狀。
本發明的電漿處理裝置亦可以能夠包圍被處理體的方式，具有複數的前述微波放射模組。此情況，亦可對1個前述微波放射模組連接1個或複數的前述天線模組。
本發明的電漿處理裝置亦可至少具有3個以上前述天線模組。
本發明的電漿處理裝置，前述介電質窗構件的下端亦可被配置於前述載置部所載置的被處理體的上面的高度以上的高度位置。
本發明的電漿處理裝置，將從前述氣體供給機構供給的處理氣體導入的氣體導入部亦可設在前述處理容器的頂部。
此情況，連接至將前述處理容器內減壓排氣的排氣裝置之排氣口亦可設在前述處理容器的頂部。
又，本發明的電漿處理裝置，連接至將前述處理容器內減壓排氣的排氣裝置之排氣口亦可設在前述處理容器的側壁部或底壁部。
又，本發明的電漿處理裝置中，前述載置部亦可設在前述處理容器的底壁部。
又，本發明的電漿處理裝置，亦可具有對前述載置部供給高頻電力的高頻電源部。
又，本發明的電漿處理裝置，亦可在前述載置部與前述微波放射模組之間具有施加直流電壓的直流電壓施加部。
本發明的電漿處理方法係藉由上述任一電漿處理裝置來處理被處理體者。
本發明的微波導入裝置，係產生用以使處理氣體的電漿生成於收容被處理體的處理容器內的微波，且對前述處理容器內導入前述微波之微波導入裝置。
此微波導入裝置係具有微波放射模組，該微波放射模組包含：介電質窗構件，其係以包圍被處理體的方式配置於其周圍，使微波透過而朝前述處理容器內放射；及導體構件，其係將經由前述介電質窗構件來放射至前述處理容器內的微波規定成可在與被處理體的表面平行的方向前往被處理體。
本發明的微波導入裝置亦可更具備：微波輸出部，其係生成微波且輸出；及1個或複數的天線模組，其係由外側來安裝於前述處理容器的下部，將從前述微波輸出部輸出的微波供給至前述微波放射模組。
[第1實施形態]
以下，參照圖面詳細說明有關本發明的實施形態。首先，參照圖1及圖2來說明有關本發明的第1實施形態的電漿處理裝置的概略構成。圖1是表示本實施形態的電漿處理裝置的概略構成的剖面圖。圖2是表示圖1所示的控制部的構成說明圖。本實施形態的電漿處理裝置1是伴隨連續的複數個動作，例如對半導體裝置製造用的半導體晶圓(以下簡稱「晶圓」)W實施成膜處理，擴散處理，蝕刻處理，灰化處理等的預定處理之裝置。
電漿處理裝置1是具備：處理容器2，其係收容被處理體的晶圓W；載置部17，其係於處理容器2的內部載置晶圓W；氣體供給機構3，其係對處理容器2內供給氣體；排氣裝置4，其係將處理容器2內減壓排氣；微波導入裝置5，其係使微波產生，且將微波導入至處理容器2內，該微波係用以使電漿生成於處理容器2內；及控制部8，其係控制該等電漿處理裝置1的各構成部。
另外，作為對處理容器2內供給氣體的手段，亦可取代氣體供給機構3，而使用未含在電漿處理裝置1的構成之外部的氣體供給機構。
處理容器2是例如形成大致圓筒形狀。處理容器2是藉由例如鋁及其合金等的金屬材料所形成。處理容器2的 表面亦可施以例如防蝕鋁處理(陽極氧化處理)。處理容器2是被接地。另外，在處理容器2與被安裝於處理容器2的各構件的接合部分是配備有密封構件，維持處理容器2內的氣密性。
處理容器2是具有：板狀的頂部11及底壁部13，及連結頂部11與底壁部13的側壁部12。頂部11是具有複數的開口部。例如，在頂部11設有複數的排氣口11a。並且，在頂部11設有複數的氣體導入用開口11b。在各氣體導入用開口11b安裝有後述的噴嘴16。
側壁部12是具有搬出入口12a，其係用以在與鄰接於處理容器2的搬送室(未圖示)之間進行晶圓W的搬出入。在處理容器2與未圖示的搬送室之間配置有閘閥G。閘閥G是具有開閉搬出入口12a的機能。閘閥G是以閉狀態來氣密地密封處理容器2，且以開狀態在處理容器2與未圖示的搬送室之間可進行晶圓W的移送。
在底壁部13設有載置部17。載置部17是與底壁部13藉由別的構件來形成具有比底壁部13稍微厚，固定於底壁部13。載置部17是可例如藉由與處理容器2同樣的鋁及其合金等的金屬材料或陶瓷等所形成。在載置部17設有載置區域17a。此載置區域17a是用以水平地載置被處理體的晶圓W者。在本實施形態的電漿處理裝置1中，載置區域17a是在載置部17的內壁面形成比晶圓W的大小稍微大的凹部。另外，載置區域17a並非限於凹部，亦可設成凸部或平台狀。並且，在載置部17中，接近載 置區域17a，於其正下方埋設有電極26。電極26是具有與載置區域17a同程度的大小，全體藉由絕緣被覆材27所被覆。
底壁部13是具有複數(在圖1是僅圖示2個)的開口部13b。在各開口部13b，從處理容器2的外側安裝有後述的微波導入裝置5的微波導入部63(天線模組61的一部分)。亦即，微波導入裝置5是被設在處理容器2的下部。微波導入裝置5是具有作為電漿生成手段的機能，用以對處理容器2內導入電磁波(微波)來生成電漿。有關微波導入裝置5的構成會在往後詳細說明。
電漿處理裝置1更具備：對含載置區域17a的載置部17供給高頻電力的高頻偏壓電源25，及設於載置部17與高頻偏壓電源25之間的匹配器24。高頻偏壓電源25是被電性連接至載置部17的載置區域17a的正下方所埋設的電極26。高頻偏壓電源25為了引入離子至晶圓W，而對載置部17供給高頻電力。另外，在以導電性材料來形成載置部17時，亦可為不設電極26，使絕緣材介於載置部17與底壁部13之間，而電性連接載置部17與高頻偏壓電源25之構成。又，亦可為不使用高頻偏壓電源25及匹配器24的裝置構成，此情況，亦可將載置部17與底壁部13形成一體。
雖未圖示，但實際電漿處理裝置1更具備加熱或冷卻載置區域17a的溫度控制機構。溫度控制機構是例如將晶圓W的溫度控制於25℃(室溫)~900℃的範圍內。並且， 在載置區域17a設有被設成可對其上面(載置面)突沒的複數的支撐銷28。複數的支撐銷28是構成藉由任意的昇降機構來上下變位，在上昇位置，可在與未圖示的搬送室之間進行晶圓W的交接。
電漿處理裝置1更具備被設於處理容器2的頂部11的氣體導入部15。氣體導入部15是具有形成圓筒形狀的噴嘴16，其係被安裝於頂部11的複數的氣體導入用開口11b。噴嘴16是具有被形成於其下面的氣體孔16a。有關噴嘴16的配置會在往後說明。
氣體供給機構3是具有：包括氣體供給源31的氣體供給裝置3a，及連接氣體供給源31與氣體導入部15的配管32。另外，在圖1中是圖示1個的氣體供給源31，但氣體供給裝置3a亦可按照所被使用的氣體種類來包括複數的氣體供給源。
氣體供給源31是例如作為電漿生成用的稀有氣體，或被使用在氧化處理，氮化處理，成膜處理，蝕刻處理及灰化處理的處理氣體等的氣體供給源使用。另外，電漿生成用的稀有氣體是例如使用Ar，Kr，Xe，He等。被使用在氧化處理的處理氣體是例如使用氧氣，臭氧，NO2氣體等的氧化性氣體。被使用在氮化處理的處理氣體是使用氮化氣體，NH3氣體，N2O氣體等。並且，在處理容器2中進行CVD處理時，氣體供給源31是作為成膜原料氣體，或在置換處理容器2內的環境時所被使用的淨化氣體，或在洗滌處理容器2內時所被使用的洗滌氣體等的供給源使 用。另外，成膜原料氣體是例如使用TiCl4氣體及NH3氣體。淨化氣體是例如使用N2，Ar等。洗滌氣體是例如使用ClF3，NF3等。蝕刻氣體是使用CF4氣體，HBr氣體等。灰化氣體是使用氧氣等。
雖未圖示，但實際氣體供給裝置3a是更含被設在配管32的途中的質量流控制器及開閉閥。被供給至處理容器2內的氣體種類或該等氣體的流量等是藉由質量流控制器及開閉閥來控制。
電漿處理裝置1更具備連接排氣口11a與排氣裝置4的排氣管14。排氣裝置4是例如具有APC閥，及可將處理容器2的內部空間高速減壓至預定的真空度之高速真空泵。如此的高速真空泵是例如有渦輪分子泵等。藉由使排氣裝置4的高速真空泵作動，處理容器2的內部空間會被減壓至預定的真空度，例如0.133Pa。另外，在圖1是形成從複數的排氣口11a經由排氣管14來連接至1個排氣裝置4的構成，但排氣裝置4亦可按各排氣口11a個別設置。
電漿處理裝置1的各構成部是分別被連接至控制部8，藉由控制部8來控制。控制部8典型的是電腦。就圖2所示的例子而言，控制部8是具備：具有CPU的製程控制器91，及被連接至此製程控制器91的使用者介面92及記憶部93。
製程控制器91是統括控制電漿處理裝置1中，例如有關溫度，壓力，氣體流量，偏壓施加用的高頻電力，微 波輸出等的製程條件的各構成部(例如，高頻偏壓電源25，氣體供給裝置3a，排氣裝置4，微波導入裝置5等)之控制手段。
使用者介面92是具有：工程管理者為了管理電漿處理裝置1而進行指令的輸入操作等的鍵盤或觸控面板，及使電漿處理裝置1的運轉狀況可視化而顯示的顯示器等。
在記憶部93中保存有處方等，該處方是記錄有用以藉由製程控制器91的控制來實現被實行於電漿處理裝置1的各種處理之控制程式(軟體)或處理條件資料等。製程控制器91是因應來自使用者介面92的指示等所需，從記憶部93叫出任意的控制程式或處方而實行。藉此，在製程控制器91的控制下，在電漿處理裝置1的處理容器2內進行所望的處理。
上述的控制程式及處方是可利用例如被儲存於CD-ROM，硬碟，軟碟，快閃記憶體，DVD，藍光碟等電腦可讀取的記憶媒體的狀態者。又，上述的處方亦可從其他的裝置，例如經由專線來隨時傳送，上線利用。
其次，參照圖1，圖3~圖7來詳細說明有關微波導入裝置5的構成。圖3是表示微波導入裝置5的微波輸出部50及天線單元60的構成說明圖。圖4是擴大顯示被安裝於處理容器2的微波導入部63及微波放射模組80的剖面圖。圖5是表示圖4所示的微波導入部63的平面天線71的平面圖。圖6是說明處理容器2內的微波放射模組80的配置平面圖。圖7是說明一個的微波放射模組80與 晶圓W的配置的要部立體圖。
如前述般，微波導入裝置5是被設於處理容器2的下部，具有作為對處理容器2內導入電磁波(微波)來生成電漿的電漿生成手段之機能。
如圖1及圖3所示般，微波導入裝置5是具有：微波輸出部50，其係生成微波，且將微波分配於複數的路徑而輸出；天線單元60，其係將從微波輸出部50輸出的微波導入至處理容器2內；及微波放射模組80，其係將藉由天線單元60來導入的微波放射至處理容器2內。
<微波輸出部>
微波輸出部50是具有：電源部51，微波振盪器52，將藉由微波振盪器52來振盪的微波放大的放大器53，及將藉由放大器53來放大的微波分配於複數的路徑的分配器54。微波振盪器52是以預定的頻率(例如2.45GHz)來使微波振盪(例如PLL振盪)。另外，微波的頻率並非限於2.45GHz，亦可為8.35GHz，5.8GHz，1.98GHz等。並且，如此的微波輸出部50在將微波的頻率設為例如800MHz~1GHz的範圍內時也可適用。分配器54是一邊使輸入側與輸出側的阻抗整合，一邊分配微波。
<天線單元>
天線單元60是含複數的天線模組61。
複數的天線模組61是分別將藉由分配器54來分配的微波導入至處理容器2內。各天線模組61是具有：主要放大所被分配的微波而輸出的放大器部62，及將自放大器部62輸出的微波導入至處理容器2內的微波導入部63。
(放大器部)
放大器部62是包含：相位器62A，其係使微波的相位變化；可變增益放大器62B，其係調整被輸入至主放大器62C的微波的電力水準；主放大器62C，其係構成為固體電路放大器；及隔離器62D，其係將被反射於後述的微波導入部63的天線部而朝主放大器62C的反射微波分離。
相位器62A是構成使微波的相位變化，而可使微波的放射特性變化。相位器62A是例如被使用在藉由對每個天線模組61調整微波的相位，來控制微波的指向性而使電漿的分布變化時。另外，在不進行如此的放射特性的調整時，亦可不設置相位器62A。
可變增益放大器62B是為了各個天線模組61的偏差的調整或電漿強度的調整而被使用。例如，藉由使可變增益放大器62B在每個天線模組61變化，可調整處理容器2內全體的電漿的分布。
未圖示，但實際主放大器62C是例如包含輸入整合電 路，半導體放大元件，輸出整合電路及高Q共振電路。半導體放大元件是例如使用能夠E級動作的GaAsHEMT,GaNHEMT,LD(Laterally Diffused)-MOS。
隔離器62D是具有循環器及虛擬負載(同軸終端器)。循環器是將被反射於後述的微波導入部63的天線部的反射微波引導至虛擬負載者。虛擬負載是將藉由循環器來引導的反射微波變換成熱者。
(微波導入部)
如圖1所示，複數的微波導入部63是被安裝在處理容器2的底壁部13所設的開口部13b。更具體而言，微波導入部63的上部會被插入至開口部13b，以未圖示的固定手段來固定。
如圖4所示般，微波導入部63是具有：調諧器64，其係使阻抗整合；天線部65，其係將被放大的微波放射至處理容器2內；本體容器66，其係由金屬材料所構成，具有延伸於圖4的上下方向的圓筒狀的形狀；及內側導體67，其係於本體容器66內延伸於與本體容器66所延伸的方向同方向。
本體容器66及內側導體67是構成同軸管。本體容器66是構成此同軸管的外側導體。內側導體67是具有棒狀或筒狀的形狀。本體容器66的內周面與內側導體67的外周面之間的空間是形成微波傳送路68。
未圖示，但實際天線模組61是更具有設在本體容器66的基端側(下端側)的給電變換部。給電變換部是經由同軸電纜來連接至主放大器62C。隔離器62D是設在同軸電纜的途中。
調諧器64是構成插芯調諧器。
具體而言，如圖4所示般，調諧器64是具有：2個的插芯74A，74B，其係配置於比本體容器66的天線部65更基端部側(下端部側)的部分；致動器75，其係使2個的插芯74A，74B動作；及調諧器控制器76，其係控制此致動器75。
插芯74A，74B是具有板狀且環狀的形狀，被配置在本體容器66的內周面與內側導體67的外周面之間。並且，插芯74A，74B是藉由介電質材料所形成。形成插芯74A，74B的介電質材料，例如可使用比介電常數為10的高純度氧化鋁。高純度氧化鋁通常比介電常數是比作為形成插芯的材料使用的石英(比介電常數3.88)或鐵氟龍(註冊商標)(比介電常數2.03)更大，因此可縮小插芯74A，74B的厚度。並且，高純度氧化鋁相較於石英或鐵氟龍(註冊商標)，具有介質損耗角正切(tanδ)小，可縮小微波的損失之特徵。高純度氧化鋁更具有應變小的特徵及耐熱的特徵。高純度氧化鋁是純度99.9%以上的氧化鋁燒結體為理想。並且，高純度氧化鋁亦可使用單結晶氧化鋁(藍寶石)。
調諧器64是根據來自調諧器控制器76的指令，藉由致動器75來使插芯74A，74B移動於上下方向。藉此，調 諧器64調整阻抗。例如，調諧器控制器76是以終端部的阻抗能夠形成50Ω的方式，調整插芯74A，74B的位置。
在本實施形態中，放大器部62的主放大器62C，微波導入部63的調諧器64及平面天線71是彼此接近配置。尤其調諧器64及平面天線71是構成集中定數電路，且具有作為共振器的機能。在平面天線71的安裝部分是存在阻抗不整合。在本實施形態是可藉由調諧器64包含電漿來高精度調諧，可解除平面天線71之反射的影響。並且，藉由調諧器64，連平面天線71的阻抗不整合都可高精度解除，可實質上將不整合部分設為電漿空間。藉此，可藉由調諧器64來進行高精度的電漿控制。
天線部65是設在本體容器66之與給電變換部相反的側。如上述般，比本體容器66的天線部65更基端側的部分是成為調諧器64的阻抗調整範圍。
如圖4所示般，天線部65是具有：被連接至內側導體67的上端部的平面天線71，及被配置在平面天線71的下面側的微波慢波材72。
平面天線71是具有圓板形狀。並且，平面天線71是具有形成貫通平面天線71的槽孔71a。圖5所示的例子是設有4個的槽孔71a，各槽孔71a是具有均等的大小的圓弧形狀。另外，槽孔71a的數量並非限於4個，亦可為5個以上，或1個以上3個以下。
微波慢波材72是藉由具有比真空更大的介電常數之材料所形成。形成微波慢波材72的材料是例如可使用石 英，陶瓷，聚四氟乙烯聚四氟乙烯樹脂等的氟系樹脂，聚醯亞胺樹脂等。微波是在真空中其波長會變長。微波慢波材72是具有縮短微波的波長來調整電漿的機能。並且，微波的相位是依微波慢波材72的厚度而變化。因此，藉由依據微波慢波材72的厚度來調整微波的相位，可調整成平面天線71會形成駐波的波腹之位置。藉此，可抑制平面天線71的反射波，且可增大從平面天線71放射的微波的放射能量。亦即，藉此，可將微波的功率予以效率佳地導入至處理容器2內。
<微波放射模組>
如圖1及圖4所示般，微波放射模組80是具有：作為介電質窗構件的微波透過板81，及作為導體構件的罩構件82。微波放射模組80是被配置於處理容器2的內部。微波放射模組80的下端(亦即，微波透過板81的下面)是幾乎接於平面天線71的上面而設。藉此，一個的微波放射模組80是被連接至一個的天線模組61，將經由天線模組61來導入的微波朝處理容器2內的空間放射。
如圖6所示般，本實施形態的電漿處理裝置1是在處理容器2內的晶圓W的周圍具有4個的微波放射模組80(在圖6是以符號80A1，80A2，80A3及80A4來表示)。微波放射模組80A1，80A2，80A3及80A4是彼此分離，以能夠包圍晶圓W的周圍之方式，在同一圓周上均等地配置。在本實施形態中，4個的微波放射模組80A1，80A2 ，80A3及80A4是同構成。另外，在圖6中是以虛線來表示分別被連接至各微波放射模組80A1，80A2，80A3，80A4的天線模組61的平面天線71的位置，且處理容器2是省略圖示。
(微波透過板)
微波透過板81是以能夠包圍晶圓W的方式來配置於其周圍，使藉由天線模組61來導入的微波透過而放射至處理容器2內。微波透過板81是藉由介電質材料所形成。形成微波透過板81的介電質材料是例如使用石英或陶瓷等。在本實施形態的電漿處理裝置1中，微波透過板81是藉由罩構件82來固定於處理容器2的底壁部13。
(罩構件)
罩構件82是以經由微波透過板81來導入至處理容器2內的微波能夠沿著與晶圓W的表面平行的面來前往晶圓W的方式規定微波的方向。亦即，罩構件82是規定透過微波透過板81來導入至處理容器2內的空間的微波的方向之構件。罩構件82是藉由例如鋁及其合金等的金屬材料所形成。罩構件82的表面亦可被施以例如防蝕鋁處理(陽極氧化處理)。又，亦可形成有矽或Y2O3等的被膜。罩構件82是以能夠覆蓋微波透過板81的方式，緊貼於微波透過板81而設。罩構件82是以例如螺絲等的任意固定手段來固定於處理容器2的底壁部13。
在圖4，圖6及圖7所示的例子，微波透過板81是形成平面視扇型的長方形狀，具有其縱剖面為具有一定的厚度之立體形狀。罩構件82也是對應於微波透過板81而形成平面視扇型，其長條方向的縱剖面是形成L字形。另外，微波透過板81或罩構件82的形狀並非限於圖示者，可按照被處理體的形狀來設為任意的形狀。
如圖4及圖7所示般，微波透過板81的一側(內周側)的側面是未被罩構件82覆蓋，露出於處理容器2的內部空間。此微波透過板81的露出面是形成朝被載置於處理容器2內的載置區域17a的晶圓W放射微波的微波放射面81a。另外，在圖4中是以粗的箭號來表示從微波放射面81a放射的表面波模式的微波的方向。
在本實施形態的電漿處理裝置1中，微波放射面81a是形成對應於平面視圓形的晶圓W的邊緣形狀的形狀。亦即，微波放射面81a是具有彎曲成弧狀，對應於晶圓W的邊緣形狀的曲面。藉由如此使微波放射面81a的形狀對應於晶圓W的邊緣形狀，可從4個微波透過板81的微波放射面81a朝晶圓W的中心O效率佳地放射微波。
如圖4所示般，微波透過板81的下端是被配置於載置區域17a所載置的晶圓W的上面的高度以上的高度位置為理想。特別是對於擴大被載置於載置區域17a的晶圓W的上面的假想平面，微波透過板81的下面一致更理想。在本實施形態的電漿處理裝置1中，晶圓W的上面、載置部17的表面及底壁部13的晶圓W的周圍的內表面S、 及微波透過板81的下面是幾乎同高度，形成於同一的假想平面上。藉由在如此的高度配置微波透過板81，可在微波透過板81的微波放射面81a與晶圓W之間消除階差等的境界條件。因此，可效率佳地將從微波放射面81a放射的表面波模式的微波朝晶圓W的表面引導，使電漿生成於晶圓W的上方。
並且，在本實施形態的電漿處理裝置1中，如圖1所示般，是構成可從高頻偏壓電源25供給高頻電力至包含載置區域17a的載置部17。藉由從高頻偏壓電源25施加高頻電力至載置部17，可將離子引入至晶圓W，因此例如在電漿處理裝置1進行離子性強的電漿之處理時，可使處理效率提升。
在本實施形態的電漿處理裝置1，從微波透過板81的微波放射面81a放射的微波是如圖4所示般，以表面波模式來傳播於微波透過板81與晶圓W之間露出的金屬表面(底壁部13的晶圓W的周圍的內表面S)。如此傳播於金屬表面的表面波是藉由電漿與金屬表面之間所存在的鞘層(未圖示)來引導。亦即，表面波會傳播於鞘層內所存在的介電常數低的低電子密度的層與電漿之間。因此，至少在底壁部13之晶圓W的周圍的內表面S形成例如矽等的材質的熱噴塗膜為理想。可藉由熱噴塗膜來防止內表面S被微波切削而成為污染發生原因。另外，亦可取代熱噴塗膜，在微波透過板81與晶圓W之間露出的內表面S配置例如矽製的環狀構件，而覆蓋內表面S。
在如上述般構成的微波導入裝置5中，被放大於主放大器62C的微波會通過本體容器66的內周面與內側導體67的外周面之間(微波傳送路68)而到達平面天線71，從平面天線71的槽孔71a透過微波透過板81而放射至處理容器2的內部空間。此時，微波的放射方向是藉由罩構件82來規定，因此微波會從面對處理容器2內的空間的微波放射面81a來朝晶圓W放射。此微波是在底壁部13之晶圓W的周圍的內表面S上作為表面波來朝晶圓W的方向傳播。在本實施形態的電漿處理裝置1中，微波放射面81a是具有對應於平面視圓形的晶圓W的邊緣形狀之曲面，因此表面波模式的微波會效率佳地朝晶圓W的中心O放射。在圖6中是代表性地以粗的箭號來表示從微波放射模組80A1放射的微波的方向。另外，分別從微波放射模組80A1，80A2，80A3及80A4放射之表面波模式的微波是在放大器部62的相位器62A進行相位調節，藉此可控制彼此的干擾。藉由如此放射的微波，在晶圓W的正上部生成表面波電漿，對晶圓W進行預定的電漿處理。
(第1變形例)
圖8是表示第1實施形態的電漿處理裝置1之微波導入裝置5的第1變形例的說明圖。在圖8中，與圖6同樣，顯示處理容器2內的微波放射模組80與晶圓W的配置。圖8是對一個的微波放射模組80連接二個的天線模組61。亦即，本變形例是在晶圓W的周圍，以能夠包圍晶 圓W的方式設有彼此分離的4個微波放射模組80(在圖8中，以符號80B1，80B2，80B3及80B4來表示)，分別各連接二個天線模組61。在圖8中，以虛線來表示天線模組61的平面天線71的位置。如此，藉由對一個的微波放射模組80連接二個以上的天線模組61，可使生成於處理容器2內的電漿的密度的控制性提升。
另外，被連接至一個微波放射模組80的天線模組61的數量亦可為3個以上。並且，在圖8中是在4個的微波放射模組80(80B1~80B4)分別連接均等數量的天線模組61，但亦可對每個微波放射模組80連接不同數量的天線模組61。
(第2變形例)
又，圖9是表示第1實施形態的電漿處理裝置1的微波導入裝置5的第2變形例的說明圖。圖6及圖8是表示在處理容器2內的晶圓W的周圍，以能夠包圍晶圓W的方式設置4個的微波放射模組80之例，但微波放射模組80的數量為任意，只要能夠包圍晶圓W。例如，微波放射模組80的數量亦可為單一，或2個~3個，或5個以上。圖9是表示在單一的微波放射模組80C連接4個天線模組61的例子。在圖9中是以虛線來表示天線模組61的平面天線71的位置。在圖9所示的例子中，構成微波放射模組80C的微波透過板81及罩構件82皆是形成環狀的單一構件。4個的天線模組61是在晶圓W的周圍均等地配 置。
如上述各變形例所示般，在電漿處理裝置1中，可按照處理的目的來選擇微波導入裝置5的構成，特別是微波放射模組80與天線模組61的配置的組合。藉此，可容易進行處理容器2內的電漿密度的局部的控制。在電漿處理裝置1中，基於容易控制在處理容器2內所生成的電漿的分布之觀點，以能夠在晶圓W的周圍配置有至少3個以上的天線模組61之方式構成微波導入裝置5為理想。並且，天線模組61的數量越多，在處理容器2內之電漿的局部的控制越容易。
並且，在以上的說明中，是舉對平面視圓形的晶圓W，在其周圍大致同心圓狀地配列複數個微波放射模組80的例子。但，當被處理體為例如矩形的平板顯示器用基板等時，可在該基板的周圍，以全體形成四角形的方式配列微波放射模組80。
<氣體導入．排氣>
如上述般，在電漿處理裝置1的處理容器2的頂部11設有複數的氣體導入用開口11b，具有被安裝於各氣體導入用開口11b的噴嘴16(圖1也參照)。並且，在處理容器2的頂部11設有複數的排氣口11a，連接排氣裝置4。圖10是本實施形態的電漿處理裝置1的頂部11的底面圖，顯示頂部11的噴嘴16與排氣口11a的配置例。圖10所示的例子是在頂部11中，雙重地同心圓狀地在內側配列 有12個，在外側配列有28個的噴嘴16。並且，在頂部11中，在其中心部形成有1個的排氣口11a，在中心部與周緣部的中間區域形成有6個的排氣口11a。而且，噴嘴16與排氣口11a是同心圓狀地交替配置。另外，頂部11的噴嘴16與排氣口11a的配置或個數並非限於圖10所示的構成，可實施各種的變形，例如格子狀地交替配置噴嘴16及排氣口11a等。
如圖10所示般，藉由在處理容器2的頂部11中彼此接近設置氣體導入用的噴嘴16及排氣用的排氣口11a雙方，可縮短在晶圓W表面(處理對象面)附近的處理氣體的滯留時間(residence time)。亦即，可短時間從排氣口11a(藉由排氣裝置4)排出自噴嘴16導入至處理容器2內的處理氣體。藉由如此縮短在處理容器2內的氣體滯留時間，可謀求成膜處理時的膜質的改善。例如，利用電漿處理裝置1來進行晶圓W上的多晶矽的氮化處理時，藉由縮短氣體滯留時間，可降低從處理容器2內的零件放出的氧所引起之往膜中的氧混入。並且，例如使用電漿處理裝置1來進行晶圓W上的多晶矽的氧化處理時，藉由縮短氣體滯留時間，可使氧化速率提升。
其次，說明有關電漿處理裝置1的電漿處理的一例。在此，舉一使用含有氮的氣體作為處理氣體，來對晶圓W的表面實施電漿氮化處理時為例，說明有關電漿處理的程序。首先，例如由使用者介面92，以能夠在電漿處理裝置1中進行電漿氮化處理的方式，對製程控制器91輸入指令 。其次，製程控制器91會接受此指令，讀出被保存於記憶部93或電腦可讀取的記憶媒體的處方。其次，以能夠依照根據處方的條件來實行電漿氮化處理的方式，從製程控制器91送出控制訊號至電漿處理裝置1的各終端裝置(例如，高頻偏壓電源25，氣體供給裝置3a，排氣裝置4，微波導入裝置5等)。
其次，閘閥G成開狀態，晶圓W會藉由未圖示的搬送裝置來經閘閥G及搬出入口12a而搬入至處理容器2內。晶圓W是被交接至複數的支撐銷28，載置於載置部17的載置區域17a。其次，閘閥G成閉狀態，處理容器2內會藉由排氣裝置4來減壓排氣。其次，預定流量的稀有氣體及含氮氣體會藉由氣體供給機構3來經氣體導入部15而導入至處理容器2內。處理容器2的內部空間是藉由調整排氣量及氣體供給量來調整成預定的壓力。
其次，在微波輸出部50中，使導入至處理容器2內的微波產生。微波是藉由分配器54來分配於複數系統(例如4系統)。從微波輸出部50的分配器54輸出的複數的微波是被輸入至天線單元60的複數的天線模組61，藉由各天線模組61來導入至處理容器2內。在各天線模組61中，微波是傳播於放大器部62及微波導入部63。到達微波導入部63的天線部65的微波是經由平面天線71的槽孔71a，藉由微波放射模組80的罩構件82來規定方向，且透過微波透過板81從微波放射面81a往處理容器2內的晶圓W的上方的空間放射。如此一來，從各天線模組 61來分別導入微波至處理容器2內。在各天線模組61可將在分配器54所被分配的微波予以個別地放大於放大器部62，所以可個別地控制被導入至處理容器2內的微波的功率。因此，可局部地控制處理容器2內的電漿密度。
如上述般，從晶圓W的周圍的複數的部位導入至處理容器2內的微波是分別在處理容器2內的晶圓W的正上方位置形成電磁場。藉此，使被導入至處理容器2內的惰性氣體或含氮氣體等的處理氣體電漿化。然後，藉由電漿中的活性種，例如自由基或離子的作用來氮化晶圓W的矽表面而形成矽氮化膜SiN的薄膜。
一旦從製程控制器91送出使電漿處理終了的控制訊號至電漿處理裝置1的各終端裝置，則微波的發生會被停止，且稀有氣體及含氮氣體的供給會被停止，而完成對晶圓W的電漿處理。其次，閘閥G成開狀態，藉由未圖示的搬送裝置來搬出晶圓W。
另外，可取代含氮氣體，藉由使用含氧氣體來對晶圓W實施氧化處理。並且，可藉由使用成膜原料氣體，利用電漿CVD法來對晶圓W實施成膜處理。
在本實施形態的電漿處理裝置1是以能夠包圍被處理體的晶圓W之方式，在其周圍配置微波導入裝置5的微波放射模組80，從晶圓W的周圍導入微波。藉由在處理容器2的下部配置微波導入裝置5，不須在處理容器2的頂部11設置微波導入機構。因此，可將頂部11利用於其他的機構，如圖10所例示般，可從處理容器2的頂部11 進行氣體導入/排氣，可使裝置設計上的自由度大幅度地提升。
其次，說明有關本實施形態的效果。如前述般，本實施形態的電漿處理裝置1是經由被安裝在處理容器2的底壁部13的天線模組61及微波放射模組80來導入微波至處理容器2內。針對如此的構成所產生的效果，在以下一邊與比較例的電漿處理裝置作比較，一邊說明。另外，將從處理容器的上部導入微波的電漿處理裝置稱為比較例的電漿處理裝置。
圖11是模式性地表示比較例的電漿處理裝置的構成的剖面圖。比較例的電漿處理裝置501是具備處理容器502，載置台521及支撐構件522。電漿處理裝置501是取代圖1所示的微波導入裝置5，而具備微波導入裝置505。微波導入裝置505是被設在處理容器502的上部。微波導入裝置505是例如只含1個石英製的微波透過板573的已知構成的微波導入裝置。
在電漿處理裝置501中，微波導入裝置505的微波透過板573是被設在處理容器502的上部，因此無法由處理容器502的上部來進行處理氣體的導入或排氣。在電漿處理裝置501中，大多的情況，處理氣體的導入是由處理容器502的側部來進行，或限於使淋浴板(未圖示)介於載置台521與微波透過板573之間配備的方法。並且，氣體的排氣大多的情況是限於從處理容器502的底部進行的方法。
並且，在電漿處理裝置501中，因為微波透過板573 是存在於載置台521的正上方，所以例如在重複電漿氧化處理或電漿氮化處理的期間附著於微波透過板573的薄膜會剝離，落在晶圓W上，成為微粒發生源。
在電漿處理裝置501中，因為微波導入裝置505設在處理容器502的上部，或在處理容器502內具備載置晶圓W的載置台521及支撐構件522，所以處理容器502的容積會變大，小型化困難。
如以上般，比較例的電漿處理裝置501是在處理容器502的頂部配備微波導入機構，因此處理容器的容積的小型化困難，且難以將其他的機構設在頂部。其結果，裝置設計的自由度會大幅度地受限。並且，在電漿處理裝置501中，因為須要將有可能成為微粒發生源的微波透過板573設在載置台521的正上方，所以微粒對策也困難。對於此，本實施形態的電漿處理裝置1是在處理容器2的底壁部13設置微波導入機構，從設在晶圓W的周圍的微波放射模組80來導入用以使電漿生成於處理容器2內的微波。藉由採用如此的構成，在電漿處理裝置1中，相較於以往構成的微波電漿處理裝置，可格外縮小處理容器2的容積。又，由於不須在處理容器2的頂部11設置微波導入機構，因此亦可在處理容器2的頂部11設置導入氣體的氣體導入部，或將氣體排氣的排氣部，經由頂部11來進行氣體的導入，排氣。而且，不必在晶圓W的正上方配置微波透過板，因此微波透過板所引起之微粒的發生也可降低。
其次，參照圖12A~圖12C，舉處理容器2的氣體導入部及排氣部的配置例，更詳細說明有關本實施形態的電漿處理裝置1的效果。在圖1所示的電漿處理裝置1是將對處理容器2內之氣體的導入及排氣一起經由頂部11來進行。但，本發明的電漿處理裝置因為裝置設計的自由度大，所以例如有關氣體的導入部及排氣部的構成可採用更多的變化。
圖12A~圖12C是使氣體導入位置及排氣位置與圖1的電漿處理裝置1不同的變形例的電漿處理裝置簡略化顯示者，除此以外的構成是與第1電漿處理裝置1同樣。另外，在圖12A~圖12C中，氣體導入部94及排氣部95是象徵性地顯示配設該等的粗略場所。在圖12A~圖12C中，具體的噴嘴或排氣口的配置是例如圖10所示般，可設為更複雜的構成。
(第3變形例)
圖12A是將氣體導入部94設在處理容器2的頂部11，將排氣部95設在處理容器2的側壁部12的形態。在此第3變形例中，即使假設在微波放射模組80的微波透過板81發生膜剝落等的微粒，還是可藉由從處理容器2的頂部11導入處理氣體，從設在側壁部12的排氣部95排氣的氣流，使微粒難附著於晶圓W的表面。又，由於從處理容器2的側壁部12進行氣體的排氣，因此排氣部95不存在於晶圓W的正上方，可降低微粒往晶圓W的表面 落下的機率。
(第4變形例)
圖12B是將氣體導入部94設在處理容器2的側壁部12，將排氣部95設在處理容器2的頂部11的形態。第4變形例雖是從處理容器2的頂部11進行氣體的排氣，但由於頂部11的排氣部95的配置的自由度高，所以可例如避開晶圓W的正上方位置來設置排氣口。藉此，可降低微粒的落下所造成晶圓W的污染。
(第5變形例)
圖12C是將氣體導入部94A設在處理容器2的頂部11，將氣體導入部94B設在處理容器2的側壁部12，將排氣部95設在處理容器2的底壁部13的形態。第5變形例是可從氣體導入部94A導入某種類的氣體，從氣體導入部94B導入與從氣體導入部94A導入的氣體同種或別種的氣體。本變形例是對於同時使用複數種氣體的製程有效。又，由於從處理容器2的底壁部13進行氣體的排氣，因此排氣部95不存在於晶圓W的正上方，可降低微粒往晶圓W的表面落下的機率。
如圖12A~圖12C所示般，藉由在處理容器2的底壁部13設置微波導入機構，可從頂部11或側壁部12以各種的組合進行氣體的導入及排氣。在圖12A~圖12C的第3~第5變形例所舉之氣體的導入．排氣的形態只不過是例 示，亦可實施各變形例的組合。
而且，在本實施形態的電漿處理裝置中，因為裝置設計的自由度大幅度提升，所以除了氣體導入．排氣的機構以外，還可在處理容器2的頂部11設置各種的機構。例如，亦可在頂部11配備監控晶圓W的膜厚的計測器，及監控處理容器2內的電漿的狀態的計測器等各種的機構。
[第2實施形態]
其次，參照圖13及圖14來說明有關本發明的第2實施形態的電漿處理裝置。圖13是表示本實施形態的電漿處理裝置1A的概略構成的剖面圖，對應於第1實施形態的圖1的圖。圖14是表示本實施形態的微波導入裝置5A的微波輸出部50A與天線模組61的構成說明圖，大致對應於第1實施形態的圖3的圖。
第1實施形態的電漿處理裝置1是在微波導入裝置5的微波輸出部50設置分配器54，將微波分配於複數的天線模組61之後往複數的微波放射模組80供給的構成。相對的，第2實施形態的電漿處理裝置1A是設置複數的微波導入裝置5A，由一個天線模組61往一個微波放射模組80供給微波。本實施形態的電漿處理裝置1A的其他構成是與第1實施形態的電漿處理裝置1相同，因此在圖13，圖14中，對於和圖1，圖3相同的構成附上同一符號而省略說明。另外，在本實施形態中亦可使圖14所示的天線模組61的放大器部62的構成更簡素化。
如圖13及圖14所示般，本實施形態的電漿處理裝置1A是在微波導入裝置5A的微波輸出部50A未設置分配器。而且，微波導入裝置5A是從一個微波輸出部50A經由一個天線模組61來往一個微波放射模組80供給微波的構成。藉由如此在電漿處理裝置1A獨立設置複數的微波導入裝置5A，容易獨立控制從各微波放射模組80放射的微波的功率或頻率。因此，容易在每個微波放射模組80局部地控制在處理容器2內藉由從微波放射模組80所放射的微波來產生的電漿的密度。並且，本實施形態的電漿處理裝置1A亦可利用在例如在同一處理容器內同時處理複數的被處理體時等。
本實施形態的其他構成，作用及效果是與第1實施形態同樣。另外，作為本實施形態的電漿處理裝置1A的變形例，亦可在複數的微波導入裝置5A中，使微波放射模組80共通化。
[第3實施形態]
其次，參照圖15及圖16來說明有關本發明的第3實施形態的電漿處理裝置。圖15是表示本實施形態的電漿處理裝置1B的概略構成的剖面圖，對應於第1實施形態的圖1的圖。圖16是擴大顯示包含本實施形態的電漿處理裝置1B的微波導入部63及微波放射模組80的要部剖面圖，大致對應於第1實施形態的圖4的圖。
本實施形態的電漿處理裝置1B是在載置部17的周圍 的底壁部13設置作為直流電壓施加部的DC施加部83，及被電性連接至此DC施加部83的可變直流電源85。亦即，電漿處理裝置1B是具備：收容晶圓W的處理容器2，及在處理容器2的內部載置晶圓W的載置部17，及對處理容器2內供給氣體的氣體供給機構3，及將處理容器2內減壓排氣的排氣裝置4，及產生用以使電漿生成於處理容器2內的微波，且對處理容器2內導入微波的微波導入裝置5，及在載置部17與微波放射模組80之間設於底壁部13的DC施加部83，及控制該等電漿處理裝置1B的各構成部的控制部8。本實施形態的電漿處理裝置1B的其他構成是與第1實施形態的電漿處理裝置1相同，因此在圖15，圖16中，對於和圖1，圖4相同的構成附上同一符號而省略說明。
DC施加部83是由例如金屬等的導電性材料所構成，以能夠包圍載置部17，且介於微波放射模組80與載置部17之間的方式，例如設成環狀。DC施加部83是以其上面能夠露出於處理容器2內的方式埋設在底壁部13。底壁部13與DC施加部83之間是設有絕緣材84而被絕緣，對於接地電位的底壁部13成為電性浮動的狀態。可變直流電源85是構成可藉由未圖示的開關部來進行開啟/關閉的切換，對於DC施加部83施加例如負的直流電壓。
本實施形態的電漿處理裝置1B是從可變直流電源85往DC施加部83施加直流電壓，藉此可容易使來自微波透過板81的微波朝晶圓W的方向傳播。從微波透過板81 的微波放射面81a放射的微波是在圖16中如粗的箭號所示般，以表面波模式來傳播於微波透過板81與晶圓W之間所露出的金屬表面(底壁部13及DC施加部83之晶圓W的周圍的內表面S’)。如此傳播於金屬表面的表面波是藉由電漿與金屬表面之間所存在的鞘層(未圖示)來引導。亦即，表面波會傳播於鞘層內所存在的介電常數低的低電子密度的層與電漿之間。本實施形態是在載置區域17a的周邊設置DC施加部83，從可變直流電源85例如施加負電壓，藉此可使鞘層厚擴大。藉由擴大鞘層厚，可使表面波沿著鞘層來效率佳地引導至晶圓W的附近。藉由如此設置DC施加部83來施加直流電壓，可調節鞘層厚，提高表面波模式的微波的傳播效率。
本實施形態的其他構成，作用及效果是與第1實施形態同樣。另外，像本實施形態那樣，在載置部17的周圍的底壁部13設置DC施加部83的構成也可適用在第2實施形態(參照圖13)的電漿處理裝置1A。
[第4實施形態]
其次，參照圖17來說明有關本發明的第4實施形態的電漿處理裝置。圖17是表示本實施形態的電漿處理裝置1C的概略構成的剖面圖，對應於第1實施形態的圖1的圖。
第1~第3實施形態是微波放射模組80的全體被收容於處理容器2內的構成，但本實施形態是以微波放射模組 80的大部分露出於處理容器2的外側的姿態安裝。亦即，電漿處理裝置1C是具備：收容晶圓W的處理容器2，及在處理容器2的內部載置晶圓W的載置部17，及對處理容器2內供給氣體的氣體供給機構3，及將處理容器2內減壓排氣的排氣裝置4，及產生用以使電漿生成於處理容器2內的微波，且對處理容器2內導入微波的微波導入裝置5，及控制該等電漿處理裝置1C的各構成部的控制部8。而且，本實施形態的電漿處理裝置1C是在側壁部12的下端由外側來安裝微波導入裝置5的微波放射模組80。更具體而言，如圖17所示般，電漿處理裝置1C是以微波放射模組80的罩構件82接於側壁部12的下端，天線模組61的微波導入部63的本體容器66接於底壁部13的側端之方式配備微波導入裝置5。而且，微波放射模組80的罩構件82的外周側是露出於處理容器2的外部空間。另外，微波放射模組80的罩構件82的上面與側壁部12的下端的抵接部分是配備有未圖示的密封構件來保持氣密性。並且，微波導入部63的本體容器66與底壁部13的側端的抵接部分也配備有未圖示的密封構件來保持氣密性。
本實施形態是微波放射模組80的大部分會突出存在於處理容器2的外側。因此，露出於處理容器2內的空間的微波透過板81的微波放射面81a與罩構件82的內周面是與處理容器2的側壁部12的內周面無階差，連續形成面一致。處理容器2的內徑(彼此對向的側壁部12間的距離)是與其間隔著晶圓W而彼此對向的微波放射面81a間 的距離一致。但，微波透過板81的微波放射面81a及罩構件82的內周面的位置與處理容器2的側壁部12的內周面的位置，在水平方向亦可不一定要一致。本實施形態的電漿處理裝置1C的其他構成是與第1實施形態的電漿處理裝置1相同，因此在圖17中，對於和圖1相同的構成附上同一符號而省略說明。
本實施形態的電漿處理裝置1C是比例如圖11所舉的比較例的電漿處理裝置501更能夠大幅度縮小處理容器的直徑。比較例的電漿處理裝置501是從設在處理容器502的上部的微波導入裝置505的微波透過板573來導入微波而於處理容器502的內部生成電漿P。此時，處理容器502內的電漿密度在側壁部512的內表面是幾乎形成零。若考慮在晶圓W面內的處理的均一性，則須要在載置台521所載置的晶圓W上的全面維持必要的電漿密度(較理想是均一的電漿密度)。為此，如圖11所示般，須要使具有比晶圓W的直徑更充分大的直徑的電漿P生成於處理容器502內。為了使具有比晶圓W的直徑更充分大的直徑的電漿生成於處理容器502內，而須要先在晶圓W的邊緣與處理容器502的側壁部512之間取充分的間隔。亦即，如圖11所示般，在比較例的電漿處理裝置501中，須要先估計電漿P的大小，在載置台521與處理容器502的側壁部512之間確保充分的距離。
對於此，本實施形態的電漿處理裝置1C是在晶圓W的周圍設置微波放射模組80，從接近晶圓W的邊緣的位 置朝晶圓W導入微波於水平方向，藉此使電漿生成於晶圓W的正上方部。因此，即使處理容器2的側壁部12的位置接近晶圓W的邊緣，對於晶圓W面內的處理的均一性造成不良影響的擔憂幾乎沒有。因此，本實施形態的電漿處理裝置1C相較於比較例的電漿處理裝置501，處理容器2的內徑小，可大幅度縮小其內部容積。因此，可謀求處理容器2的小型化。又，由於本實施形態的電漿處理裝置1C相較於比較例的電漿處理裝置501，可縮小處理容器2的內部容積，因此可縮短在處理容器2內的處理氣體的滯留時間，例如作為成膜裝置使用時可期待膜質的提升。
並且，在本實施形態的電漿處理裝置1C中，由於微波放射模組80的大部分是被放置在處理容器2的外側，因此例如與第1~第3實施形態的電漿處理裝置1，1A，1B作比較，可更縮小處理容器2的內部空間的容積。
本實施形態的其他構成，作用及效果是與第1實施形態同樣。另外，像本實施形態那樣，將微波放射模組80安裝於側壁部12的下端的構成也可適用在第2實施形態(參照圖13)的電漿處理裝置1A或第3實施形態的電漿處理裝置1B(參照圖15)。
另外，本發明並非限於上述各實施形態，亦可實施各種的變更。例如，本發明的電漿處理裝置並非限於以半導體晶圓作為被處理體時，例如亦可適用在以太陽電池面板的基板或平板顯示器用基板作為被處理體的電漿處理裝置。
並且，不限於真空處理，亦可利用大氣壓電漿。
而且，上述各實施形態的電漿處理裝置是在處理容器2的底壁部13設置載置部17，但亦可在處理容器2內設置金屬製的平台或底座，從在其周圍配合高度位置而配置的微波放射模組來朝被載置於該平台或底座的晶圓W放射微波。
並且，上述各實施形態是在處理容器2的頂部11未設微波導入機構。但，並非是阻礙與微波導入裝置5組合，而於處理容器2的頂部11輔助性地設置微波導入機構者。
本國際申請案是根據2011年8月23日申請的日本特許出願2011-181478號主張優先權，將此申請案的全內容援用於此。
1‧‧‧電漿處理裝置
2‧‧‧處理容器
3‧‧‧氣體供給機構
3a‧‧‧氣體供給裝置
4‧‧‧排氣裝置
5‧‧‧微波導入裝置
8‧‧‧控制部
11‧‧‧頂部
11a‧‧‧排氣口
11b‧‧‧氣體導入用開口
12‧‧‧側壁部
12a‧‧‧搬出入口
13‧‧‧底壁部
13b‧‧‧開口部
14‧‧‧排氣管
15‧‧‧氣體導入部
16‧‧‧噴嘴
16a‧‧‧氣體孔
17‧‧‧載置部
17a‧‧‧載置區域
24‧‧‧匹配器
25‧‧‧高頻偏壓電源
26‧‧‧電極
27‧‧‧絕緣被覆材
28‧‧‧支撐銷
31‧‧‧氣體供給源
32‧‧‧配管
50‧‧‧微波輸出部
51‧‧‧電源部
52‧‧‧微波振盪器
53‧‧‧放大器
54‧‧‧分配器
60‧‧‧天線單元
61‧‧‧天線模組
62‧‧‧放大器部
62A‧‧‧相位器
62B‧‧‧可變增益放大器
62C‧‧‧主放大器
62D‧‧‧隔離器
63‧‧‧微波導入部
64‧‧‧調諧器
65‧‧‧天線部
66‧‧‧本體容器
67‧‧‧內側導體
68‧‧‧微波傳送路
71‧‧‧平面天線
71a‧‧‧槽孔
72‧‧‧微波慢波材
74A，74B‧‧‧插芯
75‧‧‧致動器
76‧‧‧調諧器控制器
80‧‧‧微波放射模組
81‧‧‧微波透過板
81a‧‧‧微波放射面
82‧‧‧罩構件
83‧‧‧DC施加部
84‧‧‧絕緣材
85‧‧‧可變直流電源
91‧‧‧製程控制器
92‧‧‧使用者介面
93‧‧‧記憶部
94‧‧‧氣體導入部
94A‧‧‧氣體導入部
94B‧‧‧氣體導入部
95‧‧‧排氣部
501‧‧‧電漿處理裝置
502‧‧‧處理容器
505‧‧‧微波導入裝置
512‧‧‧側壁部
521‧‧‧載置台
522‧‧‧支撐構件
573‧‧‧微波透過板
W‧‧‧晶圓
G‧‧‧閘閥
圖1是表示本發明的第1實施形態之電漿處理裝置的概略構成的剖面圖。
圖2是表示圖1所示的控制部的構成說明圖。
圖3是表示圖1所示的微波導入裝置的微波輸出部與天線單元的構成說明圖。
圖4是擴大顯示圖1所示的微波導入裝置之微波導入部與微波放射模組的要部剖面圖。
圖5是表示微波導入部的平面天線的平面圖。
圖6是表示圖1所示的微波放射模組的配置平面圖。
圖7是說明一個微波放射模組與晶圓的配置的要部立體圖。
圖8是表示第1實施形態之電漿處理裝置的第1變形例的說明圖。
圖9是表示第1實施形態之電漿處理裝置的第2變形例的說明圖。
圖10是圖1的電漿處理裝置之頂部的底面圖。
圖11是模式性地表示比較例的電漿處理裝置的構成的剖面圖。
圖12A是表示第1實施形態之電漿處理裝置的第3變形例的說明圖。
圖12B是表示第1實施形態之電漿處理裝置的第4變形例的說明圖。
圖12C是表示第1實施形態之電漿處理裝置的第5變形例的說明圖。
圖13是表示本發明的第2實施形態之電漿處理裝置的概略構成的剖面圖。
圖14是表示圖13所示的微波導入裝置之微波輸出部與天線模組的構成說明圖。
圖15是表示本發明的第3實施形態之電漿處理裝置的概略構成的剖面圖。
圖16是擴大顯示圖15所示的電漿處理裝置的要部剖面圖。
圖17是表示本發明的第4實施形態之電漿處理裝置 的概略構成的剖面圖。
1‧‧‧電漿處理裝置
2‧‧‧處理容器
3‧‧‧氣體供給機構
3a‧‧‧氣體供給裝置
4‧‧‧排氣裝置
5‧‧‧微波導入裝置
8‧‧‧控制部
11‧‧‧頂部
11a‧‧‧排氣口
11b‧‧‧氣體導入用開口
12‧‧‧側壁部
12a‧‧‧搬出入口
13‧‧‧底壁部
13b‧‧‧開口部
14‧‧‧排氣管
15‧‧‧氣體導入部
16‧‧‧噴嘴
16a‧‧‧氣體孔
17‧‧‧載置部
17a‧‧‧載置區域
24‧‧‧匹配器
25‧‧‧高頻偏壓電源
26‧‧‧電極
27‧‧‧絕緣被覆材
28‧‧‧支撐銷
31‧‧‧氣體供給源
32‧‧‧配管
50‧‧‧微波輸出部
60‧‧‧天線單元
61‧‧‧天線模組
62‧‧‧放大器部
63‧‧‧微波導入部
80‧‧‧微波放射模組
81‧‧‧微波透過板
81a‧‧‧微波放射面
82‧‧‧罩構件

Claims (17)

  1. 一種電漿處理裝置，係具備：處理容器，其係收容被處理體；載置部，其係於前述處理容器內載置被處理體；氣體供給機構，其係對前述處理容器內供給處理氣體；及微波導入裝置，其係產生用以使前述處理氣體的電漿生成於前述處理容器內的微波，且對前述處理容器內導入前述微波，前述微波導入裝置係具有微波放射模組，該微波放射模組包含：介電質窗構件，其係配置於被處理體的周圍，使微波透過而朝前述處理容器內放射；及導體構件，其係將經由前述介電質窗構件來放射至前述處理容器內的微波規定成可在與被處理體的表面平行的方向前往被處理體。
  2. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，前述微波導入裝置更具備：微波輸出部，其係生成微波且輸出；及1個或複數的天線模組，其係由外側來安裝於前述處理容器的下部，將從前述微波輸出部輸出的微波供給至前述微波放射模組。
  3. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，前述介電質窗構件係具有：露出於前述處理容器內的空間來 朝被處理體放射微波的微波放射面，前述導體構件係覆蓋除了前述微波放射面以外的前述介電質窗構件的表面者。
  4. 如申請專利範圍第3項之電漿處理裝置，其中，前述微波放射面係具有：對應於被處理體的邊緣的形狀之形狀。
  5. 如申請專利範圍第4項之電漿處理裝置，其中，被處理體為平面視圓形，前述微波放射面具有彎曲成弧狀的形狀。
  6. 如申請專利範圍第2項之電漿處理裝置，其中，以能夠包圍被處理體的方式，具有複數的前述微波放射模組。
  7. 如申請專利範圍第6項之電漿處理裝置，其中，對1個前述微波放射模組連接1個或複數的前述天線模組。
  8. 如申請專利範圍第6項之電漿處理裝置，其中，至少具有3個以上前述天線模組。
  9. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，前述介電質窗構件的下端係被配置於前述載置部所載置的被處理體的上面的高度以上的高度位置。
  10. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，將從前述氣體供給機構供給的處理氣體導入的氣體導入部係被設在前述處理容器的頂部，連接至將前述處理容器內減壓排氣的排氣裝置之排氣口係被設在前述處理容器的頂部。
  11. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中， 連接至將前述處理容器內減壓排氣的排氣裝置之排氣口係被設在前述處理容器的側壁部或底壁部。
  12. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，前述載置部係被設在前述處理容器的底壁部。
  13. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，具有對前述載置部供給高頻電力的高頻電源部。
  14. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，在前述載置部與前述微波放射模組之間具有施加直流電壓的直流電壓施加部。
  15. 一種電漿處理方法，係使用電漿處理裝置來處理被處理體的電漿處理方法，前述電漿處理裝置係具備：處理容器，其係收容被處理體；載置部，其係於前述處理容器內載置被處理體；氣體供給機構，其係對前述處理容器內供給處理氣體；及微波導入裝置，其係產生用以使前述處理氣體的電漿生成於前述處理容器內的微波，且對前述處理容器內導入前述微波，前述微波導入裝置係具有微波放射模組，該微波放射模組包含：介電質窗構件，其係配置於被處理體的周圍，使微波透過而朝前述處理容器內放射；及導體構件，其係將經由前述介電質窗構件來放射至前述處理容器內的微波規定成可在與被處理體的表面平行的 方向前往被處理體。
  16. 一種微波導入裝置，係產生用以使處理氣體的電漿生成於收容被處理體的處理容器內的微波，且對前述處理容器內導入前述微波之微波導入裝置，其特徵係具有微波放射模組，該微波放射模組包含：介電質窗構件，其係配置於被處理體的周圍，使微波透過而朝前述處理容器內放射；及導體構件，其係將經由前述介電質窗構件來放射至前述處理容器內的微波規定成可在與被處理體的表面平行的方向前往被處理體。
  17. 如申請專利範圍第16項之微波導入裝置，其中，更具備：微波輸出部，其係生成微波且輸出；及1個或複數的天線模組，其係由外側來安裝於前述處理容器的下部，將從前述微波輸出部輸出的微波供給至前述微波放射模組。
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