TWI494460B

TWI494460B - A plasma processing device and a gas supply member supporting device

Info

Publication number: TWI494460B
Application number: TW100117270A
Authority: TW
Inventors: Naoki Mihara; Kenji Sudou; Kazuo Murakami; Satoshi Furukawa
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2015-08-01
Also published as: KR101286763B1; TW201202469A; JP5045786B2; US8663424B2; CN102260862A; CN102260862B; US20110308733A1; JP2011249503A; KR20110129827A

Description

電漿處理裝置及氣體供給構件支撐裝置

本發明係關於一種電漿處理裝置及氣體供給構件支撐裝置(以下有時僅稱為支撐裝置)，本發明特別係關於一種內部進行電漿處理時供給氣體之電漿處理裝置、及內部進行電漿處理時供給電漿處理用氣體之電漿處理裝置中所使用之氣體供給構件支撐裝置。

LSI(Large Scale Integrated circuit，大規模積體電路)或MOS(Metal Oxide Semiconductor，金屬氧化物半導體)電晶體等半導體元件係對作為被處理基板之半導體基板(晶圓)實施蝕刻或CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沈積)、濺鍍等處理而製造。關於蝕刻或CVD、濺鍍等處理，有使用電漿作為其能量供給源之處理方法，即電漿蝕刻或電漿CVD、電漿濺鍍等。

此處，與內部進行上述電漿處理之電漿處理裝置相關之技術係公開於日本專利特開2009-302324號公報(專利文獻1)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2009-302324號公報

此處，以上述專利文獻1為代表之普通電漿處理裝置包括：處理容器，其包含圓筒狀之側壁，且於其內部對被處理基板進行電漿處理；及氣體供給機構，其向處理容器內供給電漿處理用氣體。氣體供給機構向處理容器內適當地供給電漿激發用氣體或電漿蝕刻處理用氣體等。

氣體供給機構中包含配置於處理容器內且圓環狀延伸之氣體供給構件。就處理容器內之有效供給電漿處理用氣體之觀點出發，該氣體供給構件例如配置於保持台之上方側。於處理容器內，氣體供給構件係藉由自處理容器之側壁之內壁面起徑向延伸、具體而言向內徑側延伸之複數個棒狀之支撐構件而固定並被支撐。

此處，進行電漿處理時或安裝氣體供給構件時等，存在對支撐構件附加強應力之情形。該情形時，由於支撐構件係固定於側壁及氣體供給構件上，故有可能導致附加應力集中。如此，支撐構件之更換或維護等情形會頻繁發生，故而不佳。

本發明之目的在於提供一種可避免支撐構件之應力集中、確實地供給氣體而進行電漿處理之電漿處理裝置。

本發明之另一目的在於提供一種可避免支撐構件之應力集中、確實地支撐配置於處理容器內之氣體供給構件之氣體供給構件支撐裝置。

本發明之電漿處理裝置之特徵在於，其係對被處理基板進行電漿處理者，且包括：處理容器，其包含位於下方側之底部、及自底部之外周向上方向延伸之筒狀側壁，且可將被處理基板收納於其內部；氣體供給構件，其配置於處理容器內之特定位置，具有於特定方向上延伸之形狀，且設有供給電漿處理用氣體之氣體供給口；複數個支撐構件，其以將氣體供給構件及側壁連結之方式，於氣體供給構件延伸之方向隔開各自之間隔設有氣體供給構件；及安裝部，其可將支撐構件安裝於側壁。支撐構件包含：固定並安裝於安裝部之第一支撐構件；及以自由支撐之方式安裝於安裝部之第二支撐構件。

藉由以此方式構成，於電漿處理裝置中，即便於電漿處理時或安裝時等對氣體供給構件附加應力之情形時，由於第二支撐部係以自由支撐之方式安裝於安裝部，故而亦可允許氣體供給構件移動。如此，可避免第二支撐構件之應力集中。該情形時，由於第一支撐構件係固定於安裝部，故而氣體供給構件穩定地支撐於處理容器內之特定位置處。因此，可確實地供給氣體而進行電漿處理。

本發明之另一形態係一種氣體供給構件支撐裝置，其特徵在於其設置於對被處理基板進行電漿處理之電漿處理裝置中，且於處理容器內支撐氣體供給構件，該電漿處理裝置包括：處理容器，其包含位於下方側之底部、及自底部之外周向上方向延伸之筒狀側壁，且可將被處理基板收納於其內部；及氣體供給構件，其配置於處理容器內之特定位置，具有於特定方向延伸之形狀，且設有供給電漿處理用氣體之氣體供給口；上述氣體供給構件支撐裝置包括：複數個支撐構件，其以將氣體供給構件及側壁連結之方式，於氣體供給構件延伸之方向隔開各自之間隔而設置；及安裝部，其固定於側壁且可安裝支撐構件；且支撐構件包含固定並安裝於安裝部之第一支撐構件、及以自由支撐之方式安裝於安裝部的第二支撐構件。

根據此種氣體供給構件支撐裝置，可確實地支撐配置於處理容器內之氣體供給構件。

根據此種電漿處理裝置及氣體供給構件支撐裝置，即便於電漿處理時或安裝時等對氣體供給構件附加應力之情形時，由於第二支撐構件係以自由支撐之方式安裝於安裝部，故而亦可允許氣體供給構件移動。如此，可避免第二支撐構件之應力集中。該情形時，由於第一支撐構件係固定於安裝部，故而氣體供給構件穩定地支撐於處理容器內之特定位置處。因此，可確實地供給氣體而進行電漿處理。

以下，參照圖式而說明本發明之實施形態。首先，對本發明一實施形態之電漿處理裝置之構成進行說明。圖1係概略性地表示本發明之電漿處理裝置之構成之概略剖面圖。圖2係自板厚方向觀察圖1所示之電漿處理裝置具備之槽孔天線板之圖。圖3係自電漿處理裝置之上方向觀察圖1所示之電漿處理裝置具備之氣體供給機構中所含之外部氣體供給構件的圖。

參照圖1~圖3，本發明一實施形態之電漿處理裝置11係將微波作為電漿源之微波電漿處理裝置。電漿處理裝置11包括：處理容器12，其具有於其內部對被處理基板W進行電漿處理之處理空間；氣體供給機構13，其向處理容器12內供給電漿處理用氣體等；保持台14，其設置於處理容器12內，且於其上保持被處理基板W；微波產生器15，其設置於處理容器12之外部，並產生電漿激發用微波；波導管16及同軸波導管17，其將由微波產生器15產生之微波導入至處理容器12內；電介質板18，其連結於同軸波導管17之下方端部，使同軸波導管17所導入之微波徑向傳播；槽孔天線板20，其配置於電介質板18之下方側，具有輻射由電介質板18傳播之微波之複數個槽孔19；電介質窗21，其配置於槽孔天線板20之下方側，使槽孔19所輻射之微波徑向傳播並穿透至處理容器12內；及控制部(未圖示)，其對電漿處理裝置11整體進行控制。控制部對氣體供給機構13之氣體流量、處理容器12內之壓力等用於對被處理基板W實施電漿處理之製程條件進行控制。再者，就便於理解之觀點出發，於圖1中概略性地表示了槽孔19之開口形狀。

處理容器12係能夠收納被處理基板W之構成。處理容器12包含：底部22，其位於保持台14之下方側；側壁23，其自底部22之外周向上方向延伸；及環狀構件24，其配置為載置於側壁23之上方側，且其上能夠載置電介質窗21。側壁23為鋁等金屬製之圓筒狀。於處理容器12之底部22之徑向中央側設置有排氣用之排氣孔25。處理容器12之上部側形成開口，處理容器12構成為能夠由電介質窗21及O形環31密封，該電介質窗21係配置於處理容器12之上部側，該O形環31作為密封構件而介於電介質窗21與處理容器12、具體而言構成處理容器12之環狀構件24之間。

此處，側壁23包含：下壁部26，其自底部22之外周起連綿地向上方向延伸，且為圓筒狀；圓筒狀之套管部27，其配置為載置於下壁部26之上方側；及圓筒狀之上壁部28，其配置為載置於套管部27之上方側。即，側壁23係自底部22側的下方側依序堆積下壁部26、套管部27、上壁部28而構成。

此處，下壁部26與套管部27設為可分離。即，側壁23能夠以套管部27為界上下方向地分離。藉由以此方式構成，可容易地將處理容器12分離成上側區域及下側區域，而進行側壁23之內壁面清洗等。因此，維護性變得良好。再者，亦可構成為套管部27與上壁部28可分離。

保持台14於其上載置圓板狀之被處理基板W並進行保持。於保持台14上經由匹配單元及供電棒(均未圖示)而電性連接有RF(radio frequency，射頻)偏壓用高頻率電源。

微波產生器15連接於波導管16之上游側，該波導管16係經由由中心導體29a及外周導體29b構成之同軸波導管17及模式轉換器30而導入微波。構成同軸波導管17且均為圓筒狀之中心導體29a及外周導體29b係配置為徑向中心一致，中心導體29a之外徑面與外周導體29b之內徑面之間隔開間隔，而於圖1中之紙面上下方向延伸。

槽孔天線板20為薄板狀且為圓板狀。槽孔天線板20之板厚方向之兩面分別平坦。於槽孔天線板20上設置有複數個於板厚方向貫通之複數個槽孔19。槽孔19形成為於一個方向上長之第一槽孔32a與於和第一槽孔32a正交之方向上長之第二槽孔32b相鄰地成為一對。具體而言，構成為相鄰之兩個槽孔32a、32b成為一對而大體八字狀地配置。配置於內周側之7對槽孔19及配置於外周側之28對槽孔19分別於圓周方向上等間隔地配置。於槽孔天線板20之徑向之中央亦設置有貫通孔33。槽孔天線板20具有以徑向中心為中心之旋轉對稱性。

電介質窗21大體為圓板狀，且具有特定板厚。電介質窗21由電介質構成，作為電介質窗21之具體材質，可列舉石英或氧化鋁等。電介質窗21係以下側搭載於處理容器12之環狀構件24上之方式安裝於電漿處理裝置11中。於電介質窗21之徑向之中央設置有於板厚方向、即圖1中之紙面上下方向貫通之貫通孔34。貫通孔34形成為上側區域之徑長大於下側區域之徑長。於電介質窗21之中、安裝於電漿處理裝置11時變成生成電漿之一側之下表面35的徑向外側區域，設置有電介質窗凹部36，該電介質窗凹部36連成環狀，且朝向電介質窗21之板厚方向內側、此處係圖1中之紙面上方向呈錐狀凹陷。

藉由氣體供給機構13而向處理容器12內供給電漿處理用氣體。電漿處理裝置11中，利用控制部將處理容器12之溫度於例如30℃~80℃左右之溫度範圍內設定為適合處理之溫度。由微波產生器15所產生之微波通過同軸波導管17而傳播至電介質板18，並自設置於槽孔天線板20之複數個槽孔19輻射至電介質窗21。經由電介質窗21之微波使電介質窗21正下方產生電場，從而使處理容器12內生成電漿。於電介質窗21正下方所生成之電漿向離開電介質窗21之方向、即朝向保持台14之方向擴散。接著，於由擴散之電漿形成之包括載置於保持台14之被處理基板W在內的電漿擴散區域內，對被處理基板W進行電漿蝕刻處理等之電漿處理。將使用上述槽孔天線板20之電漿處理裝置稱作RLSA(Radial Line Slot Antena，徑向開槽陣列天線)方式之微波電漿處理裝置。

其次，對向處理容器12內供給電漿處理用氣體之氣體供給機構13之構成進行說明。氣體供給機構13包含：作為中央氣體供給構件之注射器38，其具有朝向被處理基板W之中央供給氣體之氣體供給口37；及外部氣體供給構件40，其具有以朝向徑向內側噴出氣體之方式進行供給之氣體供給口39。

中央氣體供給構件係將構成同軸波導管17之中空狀之中心導體29a之中空部分作為氣體之供給路徑。注射器38係配置於電介質窗21之內側。具體而言，設置於電介質窗21之貫通孔34之中、徑長小之下側區域變成注射器38中之氣體供給口37，徑長大之上側區域變成載置並容納注射器38之容納凹部41。

其次，對外部氣體供給構件40之構成進行說明。外部氣體供給構件40因配置於產生電漿之處理容器12內，故而由電介質材料構成。具體而言，外部氣體供給構件40之材質為石英。

於處理容器12內，外部氣體供給構件40避開被處理基板W之正上方區域而配置於電介質窗21與保持台14之間。外部氣體供給構件40為圓環狀且為中空狀。外部氣體供給構件40之內徑尺寸構成為較被處理基板W之外徑尺寸稍大。外部氣體供給構件40之中空部分係構成為其剖面形狀大體為矩形狀。外部氣體供給構件40之氣體供給口39係以將圓環狀之外部氣體供給構件40之中內側壁面42形成圓孔狀開口之方式而設置有複數個。複數個氣體供給口39隔開特定間隔而大體均等分配地設置。

注射器38及外部氣體供給構件40分別自處理容器12外部向處理容器12內供給電漿處理用氣體等。關於自氣體供給口37、39所供給之氣體各自之流動方向，以圖1中之箭頭F₁ 及F₂ 圖示。再者，關於自注射器38及外部氣體供給構件40所供給之氣體之流量比或氣體種類，可任意選擇，例如既可分別自注射器38及外部氣體供給構件40供給不同種類之氣體，亦可完全不自注射器38供給氣體而僅自外部氣體供給構件40向處理容器12內供給氣體。此外，關於氣體之流動方向亦可配合製程而任意選擇。

於處理容器12內，外部氣體供給構件40係由外部氣體供給構件支撐裝置支撐。圖4係於將電漿處理裝置11以套管部27與上壁部28之間分離之狀態，自上方向觀察作為外部氣體供給構件支撐裝置之套管部27的概略圖。圖5係圖4中之V所示之部分之放大圖，且係表示下述第一安裝部與第一支撐構件之連結狀態之圖。圖6係圖4中之VI所示之部分之放大圖，且係表示下述第二安裝部與第二支撐構件之連結狀態之圖式。圖7係圖4中之VII所示之部分之放大圖，且係表示下述第二安裝部與第二支撐構件之連結狀態之圖式。圖8係以圖6中之VIII-VIII剖面切斷時之剖面圖，且係將第二安裝部與第二支撐構件之連結部於與徑向垂直之方向上切斷時之放大剖面圖。圖9係以圖6中之IX-IX剖面切斷時之剖面圖，且係將第二安裝部與第二支撐構件之連結部於徑向切斷時之放大剖面圖。再者，圖8及圖9係表示熱膨脹前之狀態之圖。

參照圖1~圖9，作為支撐裝置之套管部27包含：環狀圓筒部43，其配置於下壁部26及上壁部28之間；三個支撐構件44、45、46，其以將外部氣體供給構件40及側壁23連結之方式，於作為外部氣體供給構件40延伸方向之圓周方向上各自隔開間隔而設置；及三個安裝部47、48、49，其固定於側壁23，且安裝三個支撐構件44~46。三個安裝部47~49於圓筒部43中係均等分配地配置於圓周方向上，且固定於圓筒部43。安裝部47~49分別設置為使圓筒部43之內側之壁面50之一部分向外徑側凹陷。此處，於以圓筒部43之徑向中心為中心而於圓周方向每次旋轉約120°之位置處，固定有各安裝部47~49。

支撐構件44包含：棒狀部51，其設置為徑向筆直地延伸；及圓弧部54，其設置於棒狀部51之外徑側端部，且自上方向觀察時其外形形狀之一部分、具體而言其端部區域為圓弧狀。關於支撐構件45、46亦同樣地分別包含相同形狀之棒狀部52、53及圓弧部55、56。於外部氣體供給構件40之外側之壁面57上，設置有向外徑側突出並與三個支撐構件44~46連接之三個突出部58、59、60。該三個突出部58~60與三個支撐構件44~46相互連接。另一方面，於安裝部47上設置有自上方向觀察時以曲面凹陷之凹陷部61用於容納圓弧部54。於安裝部48、49上亦同樣地分別設置有凹陷部62、63。於該三個凹陷部61~63中嵌入圓弧部54~56，從而將安裝部47~49與支撐構件44~46連接。於第一安裝部47中，安裝有第一支撐構件44，於第二安裝部48、49中，安裝有第二支撐構件45、46。如此，將外部氣體供給構件40與側壁23、具體而言與構成側壁23之一部分之套管部27連結。

支撐構件44~46中之第一支撐構件44係構成為中空狀。又，突出部58亦係中空狀，外部氣體供給構件40與中空部分相連。而且，構成為能夠使用該第一支撐構件44之中空狀部分，自處理容器12之外部向外部氣體供給構件40、具體而言向由外部氣體供給構件40之中空部分所形成之氣體流路64供給氣體。另一方面，支撐構件44~46中之兩個第二支撐構件45、46係構成為實心狀。即，於支撐構件45、46之內部不設置空洞。

此處，支撐構件44~46包含：第一支撐構件44，其固定並安裝於第一安裝部47；及第二支撐構件45、46，其以自由支撐之方式安裝於第二安裝部48、49。具體而言，以如下方式構成。

第一支撐構件44固定並安裝於第一安裝部47。具體而言，為如下構成：將圓弧部54與第一安裝部47固定，圓弧部54與凹陷部61之間之間隙65之間隔於任何方向均不發生變化。即，包括圖5中之箭頭A₁ 所示之第一支撐構件44延伸方向在內的所有方向上，固定於第一安裝部47之第一支撐構件44均不會移動。再者，該情形時，第一支撐構件44與第一安裝部47之間亦可設置O形環(未圖示)。該情形時，O形環較佳為配置於間隙65之區域，且滑動性低、密封性高。

另一方面，第二支撐構件45以自由支撐之方式安裝於第二安裝部48。具體而言，第二支撐構件45為如下構成：圓弧部55與凹陷部62之間之間隙66之間隔於允許範圍內可於各方向變動。

於第二安裝部48中，第二支撐構件45係以下述方式被支撐：於包括圖6中之箭頭A₁ 所示之方向及箭頭A₂ 所示之第二支撐構件45延伸方向在內的各方向上，能夠以間隙66之間隔大小進行移動。即，可於如下範圍內移動：圖6中之尺寸L₁ 或尺寸L₂ 所示之圓弧部55之外徑面71與凹陷部62之間的間隙所允許之範圍，或圖6中之尺寸L₃ 或尺寸L₄ 所示之圓弧部55之根部72的圓周方向端部73、74與第二安裝部48之中容納根部72之凹陷部62之圓周方向端部75、76之間的間隙。

第二支撐構件46係與第二支撐構件45同樣地以自由支撐之方式安裝於第二安裝部49。具體而言，為如下構成：於第二支撐構件46中，圓弧部56與凹陷部63之間之間隙67之間隔於允許範圍內在各方向可變動。即，以下述方式支撐：於包括圖6中之箭頭A₁ 所示之方向及箭頭A₃ 所示之第二支撐構件46之延伸方向在內的各方向上，能夠以間隙67之間隔大小進行移動。

此處，當於具備氣體供給構件之電漿處理裝置中進行電漿處理時，有時會根據電漿處理之內容等而變更處理溫度。如此，會產生如下問題。構成處理容器之側壁一般而言為鋁等金屬製。另一方面，配置於處理容器內之圓環狀之氣體供給構件為石英製。此處，於變更電漿處理裝置中之處理溫度之情形時，根據上述各構件之熱膨脹係數之差異，支撐氣體供給構件之支撐構件於徑向受到較大應力。具體而言，例如於處理溫度上升之情形時，鋁製之圓筒狀之側壁與石英製之環狀之氣體供給構件相比，徑向膨脹更大。如此，膨脹時產生之向外徑側之強應力會附加於支撐構件。此種情形時，由於支撐構件係固定於側壁及氣體供給構件，有可能無法追隨熱導致之變形。如此，支撐構件之更換或維護等會頻繁發生，故而不佳。

此處，根據此種電漿處理裝置11，即便於電漿處理裝置11中存在溫度變化之情形時，由於第二支撐構件45、46係以自由支撐之方式安裝於第二安裝部48、49，故而能夠允許外部氣體供給構件40根據溫度變化引起之外部氣體供給構件40之變形而移動。如此，即便具有各不相同之熱膨脹係數之外部氣體供給構件40及側壁23分別根據溫度而變形，亦可避免對第二支撐構件45、46之應力集中。該情形時，由於第一支撐構件44係固定於第一安裝部47，故而外部氣體供給構件40穩定地支撐於處理容器12內之特定位置處。因此，能夠確實地供給氣體而進行電漿處理。

即，根據此種電漿處理裝置，即便於電漿處理時或安裝時等對氣體供給構件附加應力之情形時，由於第二支撐構件係以自由支撐之方式安裝於安裝部，故而能夠允許氣體供給構件移動。如此，可避免對第二支撐構件之應力集中。該情形時，由於第一支撐構件係固定於安裝部，故而氣體供給構件穩定地支撐於處理容器內之特定位置處。因此，可確實地供給氣體而進行電漿處理。

而且，本發明之氣體供給構件支撐裝置之特徵在於，其係設置於對被處理基板進行電漿處理之電漿處理裝置中，且於處理容器內支撐氣體供給構件者，該電漿處理裝置包括：處理容器，其包含位於下方側之底部、及自底部之外周向上方向延伸之筒狀之側壁，且可將被處理基板收納於其內部；及氣體供給構件，其配置於處理容器內之特定位置處，且設有供給電漿處理用氣體之氣體供給口；該氣體供給構件支撐裝置包括：複數個支撐構件，其以將氣體供給構件及側壁連結之方式，隔開各自之間隔而設置；及安裝部，其固定於側壁，且可安裝支撐構件；支撐構件包含固定並安裝於安裝部之第一支撐構件、及以自由支撐之方式安裝於安裝部的第二支撐構件。

以下對此氣體供給構件支撐裝置進行說明。圖10係將熱膨脹後之第二安裝部與第二支撐構件之連結部於與徑向垂直之方向切斷時之放大剖面圖。圖11係將熱膨脹後之第二安裝部與第二支撐構件之連結部於徑向切斷時之放大剖面圖。再者，圖10對應於圖8，圖11對應於圖9。再者，於圖8及圖10中，紙面左側為沿箭頭A₁ 所示之方向之方向。圖8中，熱膨脹前之間隙66之間隔以尺寸L₅ 、尺寸L₆ 表示，圖9中，熱膨脹前之間隙66之間隔以尺寸L₇ 表示。另一方面，圖10中，熱膨脹後之間隙66之間隔以尺寸L₈ 、尺寸L₉ 表示，圖11中，熱膨脹後之間隙66之間隔以尺寸L₁₀ 表示。尺寸L₅ 對應於尺寸L₈ ，尺寸L₆ 對應於尺寸L₉ ，尺寸L₇ 對應於尺寸L₁₀ 。尺寸L₅ 及尺寸L₈ 係第一支撐構件44側之間隙。

參照圖1~圖11，考慮處理容器12之溫度上升之情形。若處理容器12之溫度上升，則包含套管部27之圓筒狀之側壁23及外部氣體供給構件40分別以向外徑側擴徑之方式熱膨脹。該情形時，由於側壁23為鋁製，外部氣體供給構件40為石英製，故而其膨脹程度不同。具體而言，製程溫度帶之鋁之熱膨脹係數較石英之熱膨脹係數大一位數左右，故圓筒狀之側壁23之擴徑程度大於外部氣體供給構件40之擴徑程度。

此處，由於外部氣體供給構件40係利用第一支撐構件44而固定於第一安裝部47，故而稍微向圖4中之箭頭A₁ 之方向移動。即，僅以徑向擴徑而膨脹之側壁23之膨脹大小進行拉伸。另一方面，圓環狀之外部氣體供給構件40以擴徑之方式熱膨脹，故而於第二支撐構件45中，向徑向即圖6中之箭頭A₂ 所示之外徑側延伸，並且向箭頭A₁ 所示之方向、即配置有第一支撐構件44之側移動。該情形時，由於設置有間隙66，故而第二支撐構件45之圓弧部55僅如圖10及圖11所示般移動，設置於第二安裝部48之凹陷部62與圓弧部55不會相互干擾。此處，尺寸L₈ 變得大於尺寸L₅ ，尺寸L₉ 變得大於尺寸L₆ 。另一方面，徑向上尺寸L₁₀ 變得小於尺寸L₇ 。即，即便發生熱膨脹，由於圓弧部55與凹陷部62之間存在間隙67，故而不會因溫度變化引起之變形而產生應力。關於另一第二支撐構件46亦一樣。

又，關於處理容器12之溫度下降之情形亦相同。即，因熱收縮之程度於側壁23及外部氣體供給構件40之間不同，故而對於第二支撐構件45、46而言，圓弧部55係向上述熱膨脹之反方向移動。然而，即便發生熱收縮時，由於圓弧部55與凹陷部62之間存在間隙67，故而不會因溫度變化引起之變形而產生應力。

藉由以上說明，根據此種電漿處理裝置及氣體供給構件支撐裝置，即便於電漿處理時或安裝時等對氣體供給構件附加應力之情形時，由於第二支撐構件係以自由支撐之方式安裝於安裝部，故而亦可允許氣體供給構件移動。如此，可避免對第二支撐構件之應力集中。該情形時，由於第一支撐構件係固定於安裝部，故而氣體供給構件穩定地支撐於處理容器內之特定位置處。因此，可確實地供給氣體而進行電漿處理。

又，該情形時，於安裝部與第二支撐構件之間，設置有允許氣體供給構件根據溫度變化所導致之氣體供給構件之變形而移動的間隙。因此，利用該間隙，可允許第二支撐構件追隨溫度變化所導致之氣體供給構件之變形而移動。

又，該情形時，第一支撐構件為中空狀，可利用第一支撐構件之中空狀部分自處理容器之外部向氣體供給構件供給氣體。因此，可利用固定之第一支撐構件之中空狀部分確實地向氣體供給構件供給氣體。

又，該情形時，於第二支撐構件與上述安裝部之間，設置有允許第二支撐構件移位之彈性構件。

再者，關於上述設置於第二支撐構件與第二安裝部之間之間隙量，可根據側壁23及外部氣體供給構件之材質、外部氣體供給構件之徑長、電漿處理裝置中之處理溫度之假設幅度等而任意設定。此處，於具備此種機構之電漿處理裝置中，即便溫度變化之差量較大，由於確保了支撐外部氣體供給構件之支撐構件之耐久性，故而於例如側壁內部設置加熱器、處理溫度設為例如100℃以上之情形時，亦可穩定地使用。

又，亦可於第二支撐構件與第二安裝部之間，設置O形環作為彈性支撐第二支撐構件之彈性構件。再次參照圖8，將O形環82設置於第二支撐構件45與第二安裝部48之間，具體而言，係設置於圓弧部55與配置於圓弧部55之上方側且構成第二安裝部48之支撐按壓部81之間。O形環82係以配置於圓弧部55之上方側端面83與支撐按壓部81之下方側端面84之間的方式而設置。O形環82構成為不自圓弧部55之上方側端面83露出。當O形環82配置於上方側端面83與下方側端面84之間時，係以於上下方向進行彈性變形之方式配置。關於該彈性變形，係構成為於第二支撐構件45與第二安裝部48之上下方向交叉、即圓弧部55之上方側端面83與支撐按壓部81之下方側端面84之最大值與最小值之任何情形時，均可利用彈性變形而接觸於各面。藉由以此方式構成，於可移動之圓弧部55中，能夠提高其支撐區域之第二支撐構件45之保持力。再者，支撐第二支撐構件之O形環82之密封性較作為支撐第一支撐構件之密封構件之O形環(未圖示)低，適合使用緩衝性及滑動性良好之O形環。該情形時，可提高自由支撐於安裝部之支撐構件之保持力。

又，關於上述實施形態，成為固定側之第一支撐構件設為中空狀且作為氣體之供給路徑，但並不限定於此，亦可構成為將成為可動側之第二支撐構件設為中空狀且作為氣體之供給路徑。

再者，於上述實施形態中，構成為設置一個第一支撐構件及兩個第二支撐構件，但並不限定於此，亦可構成為設置例如三個以上之第二支撐構件。又，各支撐構件亦可並不大體均等分配地設置。

又，於上述實施形態中，處理容器構成為具備圓筒狀之側壁，但並不限定於此，側壁亦可為筒狀。即，例如於自上下方向觀察時內壁面亦可為矩形狀。又，關於外部氣體供給構件亦一樣，並不一定為圓環狀，例如亦可利用將圓環狀構件部分切斷之圓弧狀構件構成。

再者，於上述實施形態中，構成支撐裝置之套管部與側壁係由獨立構件構成，但並不限定於此，亦可使套管部與側壁為一體，利用側壁之一部分來構成支撐裝置。

又，於上述實施形態中，係於安裝部與第二支撐構件之間設置允許氣體供給構件移動之間隙，但該間隙亦可並非所謂之空隙，而是向該間隙填埋具有柔軟性之構件。如此，可進一步提高密封性。

再者，於上述實施形態中，外部氣體供給構件為石英製，但並不限定於此，只要為電介質材料，亦可為氧化鋁或氮氧化鋁等其他材質。而且，即便外部氣體供給構件為金屬，與側壁構件之熱膨脹係數不同或與側壁構件之溫度不同之情形時，亦可期待其效果。又，側壁係鋁製，但亦可由例如其他金屬材料構成。

又，於上述實施形態中，氣體供給構件之熱膨脹係數與構成側壁之構件之熱膨脹係數不同，但亦適用於氣體供給構件之熱膨脹係數與構成側壁之構件之熱膨脹係數相同之情形。該情形時，例如氣體供給構件之熱膨脹係數與構成側壁之構件之熱膨脹係數相同，且組裝電漿處理裝置時安裝氣體供給構件之情形時，即便對支撐構件附加強應力，由於第二支撐構件係以自由支撐之方式安裝於安裝部，故而亦可允許氣體供給構件移動，從而可避開對第二支撐構件之應力集中。

再者，於上述實施形態中，係採用RLSA微波電漿處理裝置，但並不限定於此，亦可應用將微波作為電漿源之各種微波電漿處理裝置。又，除微波電漿處理裝置以外，還可應用將平行平板型電漿、ICP(Inductively-Coupled Plasma，電感耦合電漿)、ECR(Electron Cyclotron Resonance，電子回旋共振)電漿等作為電漿源之電漿處理裝置。

以上，參照圖式對本發明之實施形態進行了說明，但本發明並不限於圖示之實施形態。對於圖示之實施形態而言，可於與本發明相同或均等之範圍內添加各種修正或變形。

11．．．電漿處理裝置

12．．．處理容器

13．．．氣體供給機構

14．．．保持台

15．．．微波產生器

16．．．波導管

17．．．同軸波導管

18．．．電介質板

19、32a、32b．．．槽孔

20．．．槽孔天線板

21．．．電介質窗

22．．．底部

23．．．側壁

24．．．環狀構件

25．．．排氣孔

26．．．下壁部

27．．．套管部

28．．．上壁部

29a．．．中心導體

29b．．．外周導體

30．．．模式轉換器

31、82．．．O形環

33、34．．．貫通孔

35．．．下表面

36．．．電介質窗凹部

37、39．．．氣體供給口

38．．．注射器

40．．．外部氣體供給構件

41．．．容納凹部

42、50、57．．．壁面

43．．．圓筒部

44、45、46．．．支撐構件

47、48、49．．．安裝部

51、52、53．．．棒狀部

54、55、56．．．圓弧部

58、59、60．．．突出部

61、62、63．．．凹陷部

64．．．氣體流路

65、66、67．．．間隙

71．．．外徑面

72．．．根部

73、74、75、76．．．端部

81．．．支撐按壓部

83、84．．．端面

A₁ ~A₃ 、F₁ 、F₂ ．．．箭頭

L₁ ~L₁₀ ．．．尺寸

W．．．被處理基板

圖1係概略性地表示本發明一實施形態之電漿處理裝置之構成之概略剖面圖。

圖2係自板厚方向觀察本發明一實施形態之電漿處理裝置具備之槽孔天線板的圖。

圖3係自上方向觀察圖1所示之電漿處理裝置具備之氣體供給機構中所含之外部氣體供給構件的圖。

圖4係表示包含圖3所示之外部氣體供給構件之套管部之圖。

圖5係表示第一安裝部與第一支撐構件之連結部之放大圖。

圖6係表示第二安裝部與第二支撐構件之連結部之放大圖。

圖7係表示第二安裝部與第二支撐構件之連結部之放大圖。

圖8係將熱膨脹前之第二安裝部與第二支撐構件之連結部於與徑向垂直之方向上切斷時的放大剖面圖。

圖9係將熱膨脹前之第二安裝部與第二支撐構件之連結部於徑向切斷時之放大剖面圖。

圖10係將熱膨脹後之第二安裝部與第二支撐構件之連結部於與徑向垂直之方向上切斷時的放大剖面圖。

圖11係將熱膨脹後之第二安裝部與第二支撐構件之連結部於徑向切斷時之放大剖面圖。

27．．．套管部

40．．．外部氣體供給構件

43．．．圓筒部

44、45、46．．．支撐構件

47、48、49．．．安裝部

50．．．壁面

A₁ ~A₃ ．．．箭頭

Claims

一種電漿處理裝置，其係對被處理基板進行電漿處理者，且包括：處理容器，其包含位於下方側之底部、及自上述底部之外周向上方延伸之筒狀側壁，且可將上述被處理基板收納於其內部；氣體供給構件，其配置於上述處理容器內之特定位置，且設有供給電漿處理用氣體之氣體供給口；複數個支撐構件，其各自隔開間隔，且以使上述氣體供給構件與上述側壁連結之方式，將上述氣體供給構件設置；及安裝部，其可將上述支撐構件安裝於上述側壁；且上述支撐構件包含固定安裝於上述安裝部之第一支撐構件、及以自由支撐之方式安裝於上述安裝部之第二支撐構件；上述氣體供給構件之熱膨脹係數與構成上述側壁之構件之熱膨脹係數不同。
如請求項1之電漿處理裝置，其中於上述安裝部與上述第二支撐構件之間，設置有允許上述氣體供給構件移動之間隙。
如請求項1之電漿處理裝置，其中上述第一支撐構件為中空狀，且可使用上述第一支撐構件之中空狀部分，自上述處理容器之外部向上述氣體供給構件供給氣體。
如請求項1之電漿處理裝置，其中於上述第二支撐構件與上述安裝部之間，設置有允許上述第二支撐構件移位之彈性構件。
如請求項1之電漿處理裝置，其中構成上述氣體供給構件之構件材質為電介質，且構成上述側壁之構件材質為金屬。
如請求項1之電漿處理裝置，其中上述安裝部構成上述側壁之一部分，且上述側壁可以上述安裝部為界而於上下方向分離。
如請求項1之電漿處理裝置，其中上述氣體供給構件具有圓環狀延伸之形狀，且複數個上述支撐構件係大致均等分配地設置於上述圓環狀氣體供給構件之圓周方向。
一種氣體供給構件支撐裝置，其係設置於對被處理基板進行電漿處理之電漿處理裝置中，且於處理容器內支撐氣體供給構件者，上述電漿處理裝置包括：上述處理容器，其包含位於下方側之底部、及自上述底部之外周向上方向延伸之筒狀側壁，且可將被處理基板收納於其內部；及上述氣體供給構件，其配置於上述處理容器內之特定位置，且設有供給電漿處理用氣體之氣體供給口；上述氣體供給構件支撐裝置包含：複數個支撐構件，其各自隔開間隔而設置，以連結上述氣體供給構件及上述側壁；及安裝部，其固定於上述側壁，且可安裝上述支撐構件；且上述支撐構件包含固定安裝於上述安裝部之第一支撐構件、及以自由支撐之方式安裝於上述安裝部的第二支撐構件；上述氣體供給構件之熱膨脹係數與構成上述側壁之構件之熱膨脹係數不同。