TWI638904B - Substrate processing device - Google Patents

Abstract

本發明可將基板上之每個位置通過電漿區域之時間偏差抑制得較低，並且可提高所產生之電漿之均勻性。本發明所揭示之基板處理裝置10包括：載置台14，能夠以軸線X為中心旋轉地設置；氣體供給部，其對基板W藉由載置台14之旋轉而依序通過之區域供給氣體；及電漿產生部22，其產生所供給之氣體之電漿；且電漿產生部22包括：天線22a，其輻射微波；及同軸波導管22b，其將微波供給至天線22a；且於構成自沿著軸線X之方向觀察天線22a之情形時之剖面形狀的線段中，包含隨著自軸線X離開而相互遠離之2個線段，同軸波導管22b將微波自天線22a之重心供給至天線22a。

Description

基板處理裝置

本發明之各種形態及實施形態係關於一種基板處理裝置。

作為於基板上進行成膜之方法之一種，眾所周知有電漿激發原子層沈積(PE-ALD：Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition)法。於PE-ALD法中，藉由使基板曝露於前驅物氣體中，而使含有所要形成之薄膜之構成元素之前驅物氣體化學吸附於基板上。其次，藉由使基板曝露於沖洗氣體中，而將過剩地化學吸附於該基板上之前驅物氣體去除。然後，藉由使基板曝露於含有所要形成之薄膜之構成元素之反應氣體的電漿中，而於基板上形成所期望之薄膜。於PE-ALD法中，藉由重複此種步驟，而於基板上產生前驅物氣體中所含之原子或分子之進行處理而得的膜。

作為實施該PE-ALD法之裝置，眾所周知有半批次式之成膜裝置。於半批次式之成膜裝置中，供給前驅物氣體之區域與產生反應氣體之電漿的區域個別地設置於處理室內，藉由基板依序通過該等區域而於基板上產生所期望之膜。

此種成膜裝置包括載置台、噴射部、及電漿產生部。載置台支持基板，且能夠以旋轉軸線為中心而旋轉。噴射部及電漿產生部與載置台對向配置，且排列於圓周方向上。噴射部具有大致扇形之平面形狀，供給前驅物氣體。電漿產生部供給反應氣體，且將自沿著板狀之天線之面方向而配置的波導管供給之微波自大致扇形之天線輻射，藉 此產生反應氣體之電漿。於噴射部之周圍及電漿產生部之周圍設置有排氣孔，於噴射部之周緣設置有供給沖洗氣體之噴射口。又，電漿產生部亦有時使用圓形之天線。

[專利文獻]

[專利文獻1]國際公開第2013/122043號

再者，若使電漿產生部中輻射微波之天線之形狀為圓形，則藉由圓形之天線而產生之電漿的區域成為沿著天線之形狀之形狀，因此，於半批次式之成膜裝置中，基板通過所產生之電漿之區域之時間會根據基板之位置(距旋轉中心之距離)而不同。因此，難以對基板上實施均勻之電漿處理。

另一方面，若使天線之形狀為扇形，則所產生之電漿之區域成為沿著扇形之天線的形狀之形狀，因此，可使基板通過所產生之電漿之區域的時間不管基板位置如何而為均勻。然而，於扇形之天線中，由於自沿著天線之面方向而配置之波導管供給微波，因此難以對天線整體均勻地供給微波。因此，難以自扇形之天線輻射均勻性高之微波，從而難以提高所產生之電漿之均勻性。

本發明所揭示之基板處理裝置包括：載置台，其載置被處理基板，且將上述被處理基板以於上述軸線之周圍移動之方式能夠以軸線為中心旋轉地設置；氣體供給部，其對藉由上述載置台之旋轉而相對於上述軸線於圓周方向移動之上述被處理基板依序通過之複數個區域之各者供給氣體；及電漿產生部，其於上述複數個區域中之1個區域即電漿產生區域中，產生供給至該電漿產生區域之氣體之電漿；且上述電漿產生部包括：天線，其將高頻波輻射至上述電漿產生區域；及 供電部，其將高頻波供給至上述天線；且於構成自沿著上述軸線之方向觀察上述天線之情形時之剖面形狀的線段中，包含隨著自上述軸線離開而相互遠離之2個線段，上述供電部將高頻波自上述天線之重心供給至上述天線。

根據所揭示之基板處理裝置之1個形態而發揮如下效果，即能夠將基板上之每個位置通過電漿區域之時間之偏差抑制得較低，並且可提高所產生之電漿之均勻性。

10‧‧‧基板處理裝置

12‧‧‧處理容器

12a‧‧‧下部構件

12b‧‧‧上部構件

12p‧‧‧氣體供給路

12q‧‧‧排氣路

12r‧‧‧氣體供給路

14‧‧‧載置台

14a‧‧‧基板載置區域

16a‧‧‧噴射部

16c‧‧‧流量控制器

16d‧‧‧空間

16g‧‧‧氣體供給源

16h‧‧‧噴射口

16p‧‧‧氣體供給路

16v‧‧‧閥

18‧‧‧排氣部

18a‧‧‧排氣口

18d‧‧‧空間

18g‧‧‧間隙

18q‧‧‧排氣路

20‧‧‧第2氣體供給部

20a‧‧‧噴射口

20c‧‧‧流量控制器

20d‧‧‧空間

20g‧‧‧氣體供給源

20p‧‧‧間隙

20r‧‧‧氣體供給路

20v‧‧‧閥

22‧‧‧電漿產生部

220a‧‧‧線

220b‧‧‧線

221‧‧‧三角形

221a‧‧‧邊

22a‧‧‧天線

22b‧‧‧同軸波導管

22c‧‧‧反應氣體供給部

22h‧‧‧排氣口

24‧‧‧驅動機構

24a‧‧‧驅動裝置

24b‧‧‧旋轉軸

26‧‧‧加熱器

34‧‧‧排氣裝置

40‧‧‧頂板

40a‧‧‧第1肋

40b‧‧‧第2肋

40c‧‧‧突出部

40d‧‧‧噴射口

42‧‧‧槽板

42a‧‧‧槽

42b‧‧‧槽

42c‧‧‧槽對

42d‧‧‧開口

44‧‧‧慢波板

44a‧‧‧突出部

44b‧‧‧線

44c‧‧‧線

45‧‧‧三角形

45a‧‧‧邊

46‧‧‧冷卻板

46a‧‧‧突出部

46b‧‧‧螺絲孔

47‧‧‧按壓部

50a‧‧‧氣體供給部

50b‧‧‧噴射部

50c‧‧‧流量控制部

50g‧‧‧氣體供給源

50v‧‧‧閥

52‧‧‧排氣裝置

60‧‧‧波導管

62a‧‧‧內側導體

62b‧‧‧外側導體

62c‧‧‧流量控制部

62g‧‧‧氣體供給源

62v‧‧‧閥

64‧‧‧空間

68‧‧‧高頻產生器

70‧‧‧控制部

80‧‧‧短截線構件

80a‧‧‧螺絲部

80b‧‧‧桿狀部

A‧‧‧線

AP‧‧‧開口

C‧‧‧處理室

G‧‧‧閘閥

L1‧‧‧長度

L2‧‧‧特定距離

M1‧‧‧第1構件

M2‧‧‧第2構件

M3‧‧‧第3構件

M4‧‧‧第4構件

Q‧‧‧中心

R1‧‧‧第1區域

R2‧‧‧第2區域

U‧‧‧單元

W‧‧‧基板

W1‧‧‧直徑

W2‧‧‧直徑

X‧‧‧軸線

圖1係概略性地表示一實施形態之基板處理裝置之俯視圖。

圖2係表示自圖1所示之基板處理裝置卸除處理容器之上部之狀態的俯視圖。

圖3係圖1及圖2中之基板處理裝置之A-A剖視圖。

圖4係面向圖3而為軸線X之左側之部分之放大剖視圖。

圖5係面向圖3而為軸線X之右側之部分之放大剖視圖。

圖6係同軸波導管與天線之連接部分之放大剖視圖。

圖7係表示慢波板之概略形狀之一例之俯視圖。

圖8係表示槽板之概略形狀之一例之俯視圖。

圖9係表示頂板之概略形狀之一例之俯視圖。

圖10係表示天線整體之概略形狀之一例之立體圖。

圖11係用以說明天線之邊之角度之圖。

圖12係表示天線之邊之角度與微波之分佈均勻性的關係之模擬結果之一例之圖。

圖13係表示短截線構件之插入量與微波之分佈均勻性的關係之模擬結果之一例之圖。

圖14係用以說明天線之邊之位置與基板之通過區域的關係之一 例之圖。

所揭示之基板處理裝置於1個實施形態中包括：載置台，其載置被處理基板，且將被處理基板以於軸線之周圍移動之方式能夠以軸線為中心旋轉地設置；氣體供給部，其對藉由載置台之旋轉而相對於軸線於圓周方向移動之被處理基板依序通過之複數個區域之各者供給氣體；及電漿產生部，其於複數個區域中之1個區域即電漿產生區域中，產生供給至該電漿產生區域之氣體之電漿；且電漿產生部包括：天線，其將高頻波輻射至電漿產生區域；及供電部，其將高頻波供給至天線；且於構成自沿著軸線之方向觀察天線之情形時之剖面形狀的線段中，包含隨著自軸線離開而相互遠離之2個線段，供電部將高頻波自天線之重心供給至天線。

又，於所揭示之基板處理裝置之1個實施形態中，自沿著軸線之方向觀察天線之情形時之剖面形狀為具有旋轉對稱性的形狀。

又，於所揭示之基板處理裝置之1個實施形態中，自沿著軸線之方向觀察天線之情形時之剖面形狀為大致正三角形狀。

又，於所揭示之基板處理裝置之1個實施形態中，構成自沿著軸線之方向觀察之情形時之天線之剖面形狀的線段中所包含之2個線段之各者長於圓板狀之被處理基板之直徑，天線於自沿著軸線之方向觀察之情形時，以載置台上之被處理基板通過2個線段內之方式設置於電漿產生區域。

又，於所揭示之基板處理裝置之1個實施形態中，天線於自沿著軸線之方向觀察之情形時，以載置台上之被處理基板的中心通過2個線段之中央之方式設置於電漿產生區域。

又，於所揭示之基板處理裝置之1個實施形態中，電漿產生部更包括插入至供電部且能夠控制插入量之短截線。

又，於所揭示之基板處理裝置之1個實施形態中，構成自沿著軸線之方向觀察之情形時之天線之剖面形狀的線段中所包含之2個線段，以具有特定半徑之圓之一部分即曲線連接。

又，所揭示之基板處理裝置之1個實施形態中，對於自沿著軸線之方向觀察天線之情形時之剖面形狀，於在使構成該剖面形狀之3個邊分別延長之情形時所形成之大致正三角形之3個內角中，1個內角為60度±1度之範圍內，其他2個內角分別為60度±0.5度之範圍內。

又，所揭示之基板處理裝置之1個實施形態中，高頻波為微波。

又，所揭示之基板處理裝置之1個實施形態中，供電部為同軸波導管。

又，於所揭示之基板處理裝置之1個實施形態中，天線包括：第1介電體；槽板，其設置於第1介電體上，且供連接同軸波導管之內導體；第2介電體，其設置於槽板上；及冷卻板，其設置於第2介電體上，且使冷卻介質於內部流通。又，於槽板上，具有2個槽之槽對(Slot Pair)以於自沿著軸線之方向觀察之情形時以連接有同軸波導管之內導體的位置為中心而排列為半徑不同之同心圓狀之方式形成有複數個。又，複數個槽對以於自沿著軸線之方向觀察之情形時成為旋轉對稱之方式形成於槽板上。

又，基板處理裝置於1個實施形態中更包括按壓部，其配置於連接有同軸波導管之側之天線之面上，將冷卻板按壓於第2介電體，且冷卻板、第2介電體、槽板及第1介電體藉由按壓部之按壓力而相互密接。

又，所揭示之基板處理裝置於1個實施形態中還包括按壓部，其配置於連接有同軸波導管之側之天線之面上，將冷卻板按壓於第2介電體，且冷卻板、第2介電體、槽板及第1介電體藉由按壓部之按壓力而相互密接。

以下，基於圖式對所揭示之基板處理裝置之實施形態詳細地進行說明。再者，並不限定於藉由本實施形態而揭示之發明。各實施形態能夠於不使處理內容矛盾之範圍適當組合。

(實施形態)

圖1係概略性地表示一實施形態之基板處理裝置之俯視圖。圖2係表示自圖1所示之基板處理裝置卸除處理容器之上部構件之狀態之俯視圖。圖3係圖1及圖2中之基板處理裝置之A-A剖視圖。圖4係面向圖3而為軸線X之左側之部分之放大剖視圖。圖5係面向圖3而為軸線X之右側之部分之放大剖視圖。圖1~圖5所示之基板處理裝置10主要包括處理容器12、載置台14、第1氣體供給部16、排氣部18、第2氣體供給部20、及電漿產生部22。

如圖1所示，處理容器12係以軸線X為中心軸之大致圓筒狀之容器。處理容器12於內部具備處理室C。處理室C包含具備噴射部16a之單元U。處理容器12例如由對內表面經實施耐酸鋁處理或Y₂O₃(氧化釔)之熔射處理等耐電漿處理之Al(鋁)等金屬形成。基板處理裝置10於處理容器12內具有複數個電漿產生部22。各電漿產生部22於處理容器12之上方具備輸出微波之天線22a。設置於處理容器12之上方之天線22a之數量並不限定於圖1及圖2所圖示之數量，亦可適當變更。

如圖2所示，基板處理裝置10具備於上表面具有複數個基板載置區域14a之載置台14。載置台14係以軸線X為中心軸之大致圓板狀之構件。於載置台14之上表面，載置基板W之基板載置區域14a以軸線X為中心而同心圓狀地形成有複數個(圖2之例中為5個)。基板W配置於基板載置區域14a內，基板載置區域14a以於載置台14旋轉時基板W不偏移之方式支持基板W。基板載置區域14a係與大致圓狀之基板W大致相同形狀之大致圓狀之凹部。基板載置區域14a之凹部之直徑W1與載置於基板載置區域14a之基板W的直徑大致相同。即，基板載置區 域14a之凹部之直徑W1只要為能以如下方式固定基板W之程度即可，即，所載置之基板W嵌合於凹部，即便載置台14旋轉，基板W亦不會因離心力而自嵌合位置移動。

基板處理裝置10於處理容器12之外緣具備閘閥G，該閘閥G將基板W經由機械臂等搬送裝置而搬入至處理室C、及將基板W自處理室C搬出。又，基板處理裝置10於載置台14之外緣下方具備排氣口22h。 於排氣口22h連接有排氣裝置52。基板處理裝置10藉由控制排氣裝置52之動作，而將處理室C內之壓力維持為目標壓力。

如圖3所示，處理容器12具有下部構件12a及上部構件12b。下部構件12a具有於上方開口之大致筒形狀，形成包含形成處理室C之側壁及底壁之凹部。上部構件12b具有大致筒形狀，且藉由將下部構件12a之凹部之上部開口蓋住而形成處理室C之蓋體。於下部構件12a與上部構件12b之間之外周部，亦可設置用以將處理室C密閉之彈性密封構件例如O形環。

基板處理裝置10於由處理容器12形成之處理室C之內部具備載置台14。載置台14藉由驅動機構24而以軸線X為中心而旋轉驅動。驅動機構24具有馬達等驅動裝置24a及旋轉軸24b，且安裝於處理容器12之下部構件12a。

旋轉軸24b以軸線X為中心軸線而延伸至處理室C之內部為止。旋轉軸24b藉由自驅動裝置24a傳遞之驅動力而以軸線X為中心旋轉。載置台14之中央部分藉由旋轉軸24b支持。因此，載置台14以軸線X為中心隨著旋轉軸24b之旋轉而旋轉。再者，於處理容器12之下部構件12a與驅動機構24之間，亦可設置用以將處理室C密閉之O形環等彈性密封構件。

基板處理裝置10於處理室C內部之載置台14之下方，具備用以對載置於基板載置區域14a之基板W加熱之加熱器26。具體而言，藉由 對載置台14加熱而將基板W加熱。基板W經由設置於處理容器12上之閘閥G，藉由未圖示之機械臂等搬送裝置而搬送至處理室C，並載置於基板載置區域14a。又，基板W藉由搬送裝置而經由閘閥G自處理室C取出。

處理室C形成排列於以軸線X為中心之圓周上之第1區域R1(參照圖2)及第2區域R2。載置於基板載置區域14a之基板W伴隨載置台14之旋轉而依序通過第1區域R1及第2區域R2。

如圖4所示，基板處理裝置10於第1區域R1之上方，以與載置台14之上表面對向之方式配置有第1氣體供給部16。第1氣體供給部16具備噴射部16a。即，處理室C中所包含之區域中與噴射部16a對向之區域為第1區域R1。

噴射部16a具備複數個噴射口16h。第1氣體供給部16經由複數個噴射口16h而向第1區域R1供給前驅物氣體。藉由將前驅物氣體供給至第1區域R1，而使前驅物氣體之原子或分子以化學方式吸附於通過第1區域R1之基板W之表面。前驅物氣體例如為DCS(dichlorosilane，二氯甲矽烷)或一氯甲矽烷、三氯甲矽烷等。

於第1區域R1之上方，以與載置台14之上表面對向之方式設置有排氣部18之排氣口18a。排氣口18a設置於噴射部16a之周圍。排氣部18藉由真空泵等排氣裝置34之動作，而經由排氣口18a將處理室C內之氣體排出。

於第1區域R1之上方，以與載置台14之上表面對向之方式設置有第2氣體供給部20之噴射口20a。噴射口20a設置於排氣口18a之周圍。第2氣體供給部20經由噴射口20a而向第1區域R1供給沖洗氣體。藉由第2氣體供給部20供給之沖洗氣體例如為Ar(氬)等惰性氣體。藉由將沖洗氣體噴射至基板W之表面，而將過剩地以化學方式吸附於基板W上之前驅物氣體之原子或分子(殘留氣體成分)自基板W去除。由此， 於基板W之表面形成有化學性吸附前驅物氣體之原子或分子而成之原子層或分子層。

基板處理裝置10自噴射口20a噴射沖洗氣體，並自排氣口18a沿著載置台14之表面排出沖洗氣體。由此，基板處理裝置10抑制供給至第1區域R1之前驅物氣體漏出至第1區域R1外。又，基板處理裝置10自噴射口20a噴射沖洗氣體並自排氣口18a沿著載置台14之面排出沖洗氣體，因此，抑制供給至第2區域R2之反應氣體或反應氣體之自由基等侵入至第1區域R1內。即，基板處理裝置10藉由自第2氣體供給部20噴射沖洗氣體及自排氣部18排氣，而將第1區域R1與第2區域R2分離。

再者，基板處理裝置10具備包含噴射部16a、排氣口18a、及噴射口20a之單元U。即，噴射部16a、排氣口18a、及噴射口20a形成為構成單元U之部位。如圖4所示，單元U具有依序積層有第1構件M1、第2構件M2、第3構件M3、及M4之構造。單元U以抵接於處理容器12之上部構件12b之下表面之方式安裝於處理容器12。

如圖4所示，於單元U形成有貫通第2構件M2~第4構件M4之氣體供給路16p。氣體供給路16p之上端與設置於處理容器12之上部構件12b的氣體供給路12p連接。於氣體供給路12p，經由閥16v及質量流量控制器等流量控制器16c而連接有前驅物氣體之氣體供給源16g。又，氣體供給路16p之下端連接於形成於第1構件M1與第2構件M2之間之空間16d。於空間16d連接設置於第1構件M1之噴射部16a之噴射口16h。

於單元U中形成貫通第4構件M4之氣體供給路20r。氣體供給路20r之上端與設置於處理容器12之上部構件12b的氣體供給路12r連接。於氣體供給路12r上，經由閥20v及質量流量控制器等流量控制器20c而連接有沖洗氣體之氣體供給源20g。

單元U之氣體供給路20r之下端連接於設置於第4構件M4之下表面與第3構件M3之上表面之間的空間20d。又，第4構件M4形成收納第1構件M1~第3構件M3之凹部。於形成凹部之第4構件M4之內側面與第3構件M3之外側面之間設置間隙20p。間隙20p連接於空間20d。間隙20p之下端作為噴射口20a而發揮功能。

於單元U形成有貫通第3構件M3及第4構件M4之排氣路18q。排氣路18q之上端與設置於處理容器12之上部構件12b的排氣路12q連接。排氣路12q連接於真空泵等排氣裝置34。又，排氣路18q之下端連接於設置於第3構件M3之下表面與第2構件M2之上表面之間之空間18d。

第3構件M3具備收納第1構件M1及第2構件M2之凹部。於構成第3構件M3所具備之凹部之第3構件M3之內側面、與第1構件M1及第2構件M2之外側面之間設置間隙18g。空間18d連接於間隙18g。間隙18g之下端作為排氣口18a而發揮功能。基板處理裝置10自噴射口20a噴射沖洗氣體並自排氣口18a沿著載置台14之面排放沖洗氣體，由此抑制供給至第1區域R1之前驅物氣體向第1區域R1外漏出。

如圖5所示，基板處理裝置10於第2區域R2之上方即上部構件12b之開口AP，具備以與載置台14之上表面對向之方式設置之電漿產生部22。電漿產生部22具有天線22a及對天線22a供給微波及反應氣體之同軸波導管22b。同軸波導管22b為供電部之一例。於上部構件12b形成例如3個開口AP，基板處理裝置10具備例如3個電漿產生部22。

電漿產生部22向第2區域R2供給反應氣體及微波，於第2區域R2中產生反應氣體之電漿。於反應氣體使用含氮氣體之情形時，使以化學方式吸附於基板W上之原子層或分子層氮化。作為反應氣體，可使用例如N2(氮)或NH3(氨)等含氮氣體。

如圖5所示，電漿產生部22以堵塞開口AP之方式氣密地配置天線22a。天線22a具有頂板40、槽板42、慢波板44及冷卻板46。頂板40係 由介電體形成之角帶有弧度之大致正三角形狀之構件，由例如氧化鋁陶瓷等形成。頂板40係第1介電體之一例。頂板40以其下表面自形成於處理容器12之上部構件12b之開口AP露出於第2區域R2的方式藉由上部構件12b支持。於頂板40之下表面，沿著頂板40之外緣而形成有第1肋40a，進而於其內側形成有大致圓狀之第2肋40b。又，於第2肋40b之內側設置有向下方突出之突出部40c，於突出部40c之大致中央，形成有於厚度方向上貫通之噴射口40d。

頂板40之下表面、即露出於第2區域R2之頂板40之面亦能以Al₂O₃、Y₂O₃、或YO_xF_y系膜(x為0以上之整數，y為1以上之整數)塗佈。YO_xF_y系膜亦可為例如YF₃之膜。該等之塗佈可藉由熔射或氣溶膠沈積法等而進行。藉此可防止頂板40之材料於對基板W之處理過程中混入所致之污染。又，於圖5中例示之頂板40之下表面藉由第1肋40a及第2肋40b等而形成有凹凸，但頂板40之下表面亦可為平坦之面。藉此可使為防止污染而形成於頂板40之下表面之塗佈膜的密接性提高。

於頂板40之上表面配置有槽板42。槽板42係形成為角帶有弧度之大致正三角形狀之板狀之金屬製構件。於槽板42，於在軸線X之方向上與頂板40之噴射口40d重疊之位置設置有開口。又，於槽板42形成有複數個槽對。於各槽對中包含相互正交或交叉之兩個槽孔。該等槽對在槽板42之面內以半徑不同之同心圓狀於圓周方向上形成有複數個。於自軸線X之方向觀察之情形時，同心圓之中心例如為槽板42之重心。

又，於槽板42之上表面設置有慢波板44。慢波板44係由介電體形成之角帶有弧度之大致正三角形狀之構件，由例如氧化鋁陶瓷等形成。慢波板44係第2介電體之一例。於慢波板44設置有用以配置同軸波導管22b之外側導體62b之大致圓筒狀之開口。於形成該開口之周圍 之慢波板44之內徑側的端部，設置有向慢波板44之厚度方向突出之環狀的突出部44a。慢波板44以突出部44a向上側突出之方式安裝於槽板42上。

於慢波板44之上表面設置有冷卻板46。冷卻板46藉由於形成於其內部之流路流通之冷卻介質，而經由慢波板44對天線22a進行冷卻。冷卻板46之表面為金屬製。於冷卻板46上設置有將冷卻板46之整個表面或複數個部分按壓於慢波板44之按壓部47。按壓部47可使用例如螺旋彈簧墊等彈簧而構成。冷卻板46、慢波板44、槽板42及頂板40藉由按壓部47之按壓力而相互密接。藉此，即便於藉由大氣壓或來自電漿之熱而使頂板40隆起之情形時，冷卻板46、慢波板44、槽板42及頂板40亦可持續密接。其結果，天線22a可經由冷卻板46而高效率地散熱。又，藉由經由冷卻板46之天線22a之散熱而抑制天線22a的變形。而且，藉由抑制槽之變形而抑制藉由向第2區域R2輻射之微波而形成之電磁場分佈之變動。

同軸波導管22b具備中空之大致圓筒狀之內側導體62a及外側導體62b。內側導體62a自天線22a之上方貫通慢波板44之開口及槽板42之開口。內側導體62a內之空間64連通於頂板40之噴射口40d。又，於內側導體62a之上端，經由閥62v及質量流量控制器等流量控制部62c而連接有反應氣體之氣體供給源62g。自閥62v向同軸波導管22b供給之反應氣體，經由內側導體62a內之空間64及頂板40之噴射口40d而供給至第2區域R2。

外側導體62b以於內側導體62a之外周面與外側導體62b之內周面之間隔開間隙且包圍內側導體62a之方式設置。外側導體62b之下端連接於冷卻板46之開口部。

基板處理裝置10具有波導管60及高頻產生器68。高頻產生器68產生包含於例如1MHz~3THz之頻帶中之高頻波。本實施形態中，高 頻產生器68產生包含於300MHz~3THz之頻帶中之微波(例如2.45GHz之微波)。高頻產生器68產生之微波經由波導管60而傳輸至同軸波導管22b，且於內側導體62a與外側導體62b之間之間隙傳輸。然後，於慢波板44內傳輸之微波自槽板42之槽孔向頂板40傳輸，並自頂板40向第2區域R2輻射。

又，亦自反應氣體供給部22c對第2區域R2供給反應氣體。反應氣體供給部22c具有氣體供給部50a及噴射部50b。氣體供給部50a以例如於開口AP之周圍延伸之方式，於處理容器12之上部構件12b內側設置有複數個。噴射部50b將自氣體供給部50a供給之反應氣體朝向頂板40之下方噴射。於氣體供給部50a，經由閥50v及質量流量控制器等流量控制部50c而連接有反應氣體之氣體供給源50g。

電漿產生部22藉由頂板40之噴射口40d及反應氣體供給部22c之噴射部50b而將反應氣體供給至第2區域R2，並藉由天線22a而將微波輻射至第2區域R2。由此，於第2區域R2產生反應氣體電漿。

又，如圖3所示，基板處理裝置10具備用以控制基板處理裝置10之各構成要素之控制部70。控制部70亦可為具備CPU(Central Processing Unit，中央處理器)等控制裝置、存儲器等存儲裝置、輸入輸出裝置等之電腦。控制部70藉由CPU依照存儲於存儲器中之控制程序動作，而控制基板處理裝置10之各構成要素。

控制部70將控制載置台14之旋轉速度之控制信號向驅動裝置24a發送。又，控制部70將控制基板W之溫度之控制信號向連接於加熱器26之電源送出。又，控制部70將控制前驅物氣體之流量之控制信號向閥16v及流量控制器16c送出。又，控制部70將控制連接於排氣口18a之排氣裝置34之排氣量之控制信號向排氣裝置34發送。

又，控制部70將控制沖洗氣體之流量之控制信號向閥20v及流量控制器20c發送。又，控制部70將控制微波之功率之控制信號向高頻 產生器68發送。又，控制部70將控制反應氣體之流量之控制信號向閥50v、閥62v、流量控制部50c、及流量控制部62c發送。又，控制部70將控制自排氣口22h之排氣量之控制信號向排氣裝置52發送。

圖6係同軸波導管22b與天線22a之連接部分之放大剖視圖。冷卻板46為大致平板狀，於中央設置有用以配置同軸波導管22b之開口。 形成開口之周圍之冷卻板46之內徑側之端部向厚度方向突出。即，冷卻板46具有自內徑側之端部向板厚方向突出之環狀之突出部46a。冷卻板46以突出部46a成為上側之方式安裝於天線22a上。

於突出部46a之上端部連接有外側導體62b之下端。外側導體62b之內周面與突出部46a之內周面連結，且構成為內側導體62a之外周面和外側導體62b之內周面之直徑方向之距離，與內側導體62a之外周面和突出部46a之內周面之直徑方向之距離大致相同。再者，形成於內側導體62a之外周面與突出部46a之內周面之間之間隙位於上述突出部44a之上方。

於突出部46a形成有自冷卻板46之外周側朝向內周側向斜下方向延伸之螺絲孔46b。於螺絲孔46b之內表面形成有螺旋槽。短截線構件80插入於螺絲孔46b。短截線構件80具有於外周形成有螺紋之螺絲部80a及桿狀部80b。藉由使螺絲部80a旋轉，可根據其旋轉量而使包含桿狀部80b之短截線構件80整體沿著螺絲孔46b移動。

短截線構件80以桿狀部80b之前端朝向內側導體62a之方式，於內側導體62a之周圍之突出部46a內設置有複數個(例如6個)。藉由使各短截線構件80之螺絲部80a旋轉，可個別地控制桿狀部80b向設置於內側導體62a之外周面與突出部46a之內周面之間之間隙的插入量。藉由控制桿狀部80b之插入量，可控制自頂板40之下表面向第2區域R2輻射之微波之分佈。

圖7係表示慢波板44之概略形狀之一例之俯視圖。自軸線X之方 向觀察之情形時之慢波板44之剖面形狀具有角帶有弧度的大致正三角形之形狀，且其外形包含3條線44b及3條線44c。各線44b分別包含於構成大致正三角形之三角形45之各邊45a。各線44c以向慢波板44之外側凸出之曲線連接相鄰之線44b的端部彼此。線44c例如為具有特定半徑之圓之一部分。由此，可抑制應力集中於慢波板44內之特定位置。

自軸線X之方向觀察之情形時之慢波板44之剖面形狀，較佳為具有旋轉對稱性(例如3次對稱性)之形狀。而且，較佳為突出部44a設置於慢波板44之中心(例如重心)。由此，與具有例如扇形之形狀之慢波板相比，於同軸波導管22b之內側導體62a與外側導體62b之間傳輸的微波自突出部44a之上端更均勻地傳輸至慢波板44內。由此，於慢波板44內傳輸之微波更均勻地傳輸至槽板42。再者，扇形之形狀於構成自軸線X之方向觀察之情形時之剖面形狀的線段包含隨著自軸線X離開而相互遠離之2個線段，但不具有旋轉對稱性。

此處，於為扇形之天線之情形時，微波沿著天線之面方向而經由配置於天線之上表面之波導管供給。因此，無法於天線之上表面配置冷卻板46，從而無法將天線高效率地散熱。因此，於扇形之天線中，存在天線因所產生之熱而變形或斷裂之情形。相對於此，於本實施形態之天線22a中，自慢波板44之中心(例如重心)供給微波。因此，可使天線22a之上表面(慢波板44之上表面)之較多區域密接於冷卻板46。由此，可使天線22a更高效率地散熱，從而能夠抑制由熱所致之天線22a之變形或斷裂。

圖8係表示槽板42之概略形狀之一例之俯視圖。槽板42係板狀之金屬構件，自軸線X之方向觀察之情形時之剖面形狀形成為例如與慢波板44相同之形狀。於槽板42之面內(例如槽板42之重心)，形成有於槽板42之厚度方向上貫通之開口42d。又，於槽板42上，以開口42d為中心而於半徑不同之同心圓上形成有複數個槽對42c。本實施形態 中，沿著半徑不同之3個同心圓之各者而形成有複數個槽對42c。

各槽對42c包含沿槽板42之厚度方向貫通之槽42a及42b。槽42a及42b形成為長圓狀。各槽對42c中所包含之槽42a及槽42b以成為大致L字狀之方式配置。

又，槽板42上之複數個槽對42c之配置，較佳為於自軸線X之方向觀察之情形時具有旋轉對稱性(例如3次對稱性)之配置。由此，可使自慢波板44傳輸之微波更均勻地傳輸至頂板40。

圖9係表示頂板40之概略形狀之一例之俯視圖。圖9中例示自露出於第2區域R2之側觀察之情形時之頂板40。自軸線X之方向觀察之情形時之頂板40的剖面形狀例如為與慢波板44相同之形狀，且形成為稍大於慢波板44。於頂板40之下表面，沿著頂板40之外緣而形成有第1肋40a，進而於其內側形成有大致圓狀之第2肋40b。又，於第2肋40b之內側設置有向下方突出之突出部40c，於突出部40c之大致中央形成有於頂板40之厚度方向上貫通之噴射口40d。

圖10係表示天線22a整體之概略形狀之一例之立體圖。天線22a例如如圖10般藉由如下方式構成，即於自軸線X之方向觀察之情形時，以使慢波板44之突出部44a、槽板42之槽42a、及頂板40之噴射口40d之位置對準之方式，使慢波板44、槽板42、及頂板40重合。慢波板44、槽板42、及頂板40分別為角帶有弧度之大致正三角形狀，因此，自軸線X之方向觀察之情形時之天線22a之剖面形狀整體上成為角帶有弧度之大致正三角形狀。

由於慢波板44具有大致正三角形之形狀，因此，例如經由連接於慢波板44之重心之同軸波導管22b而傳輸之微波，自突出部44a於慢波板44內更均勻地傳輸。又，於槽板42上，以具有旋轉對稱性之配置而形成有槽對42c，因此，於慢波板44傳輸之微波經由槽板42而更均勻地傳輸至頂板40。因此，天線22a可自頂板40向第2區域R2更均勻地 輻射微波。

此處，對天線22a之各邊之角度之較佳範圍進行說明。圖11係用以說明天線22a之邊之角度之圖。天線22a與慢波板44相同，例如如圖11所示，於自軸線X之方向觀察之情形時具有角帶有弧度之大致正三角形之形狀，其外形包含3條線220a及3條線220b。各線220a分別包含於構成大致正三角形之三角形221之各邊221a。各線220b以向天線22a之外側凸出之曲線連接相鄰之線220a的端部彼此。線220b例如為具有特定半徑之圓之一部分。

例如如圖11所示，天線22a以軸線X通過包含天線22a之外形之三角形221之頂點之一之方式，設置於上部構件12b之開口AP。如圖11所示，將包含天線22a之外形之三角形221之頂點中、自與軸線X一致之頂點延伸之2條邊221a所成之角度定義為(60-2β)度，將自其他頂點延伸之2條邊221a所成之角度分別定義為(60+β)度。

圖12係表示天線22a之邊221a之角度與微波之分佈均勻性的關係之模擬結果之一例之圖。如圖12所示，於β值為0之情形時(即，包含天線22a之各邊221a之三角形221為正三角形之情形時)，自天線22a輻射之微波之均勻性最佳，藉由使β值自0增加或減少，而微波之均勻性惡化。

再者於圖12中，利用(最大值-最小值)/(2×平均值)來計算微波之均勻性(強度分佈之對稱性)，因此值越低表示均勻性越佳。發明者進而反覆積極研究之結果明白，只要於β值為-0.5至+0.5之範圍內，則可將微波之均勻性抑制於大致0.5%以內。

圖13係表示短截線構件80之插入量與微波之分佈均勻性的關係之模擬結果之一例之圖。於圖13所例示之圖表中，橫軸表示短截線構件80之桿狀部80b之前端與內側導體62a之外周面之間之距離即短截線間隙。又，圖13所示之模擬中之桿狀部80b之插入方向於圖11所示之 天線22a中為自軸線X朝向突出部44a(天線22a之重心)之方向。

如自圖13之模擬結果所明白般，藉由使短截線間隙變化，而自天線22a輻射之微波之均勻性自約18%變化至約13%。即，藉由控制短截線構件80之桿狀部80b之插入量，可使自天線22a輻射之微波之均勻性改善約5%。

根據圖12及圖13之模擬結果，只要包含天線22a之外形之三角形221之頂點中、自軸線X通過之頂點延伸之2條邊221a所成之角度為60度±1度之範圍內，且自其他頂點延伸之2條邊221a所成之角度分別為60度±0.5度之範圍內，則可將微波之均勻性之惡化抑制於大致5%以內。而且，只要微波之均勻性之惡化為5%以內，則可利用短截線構件80之桿狀部80b之插入量來消除微波之均勻性之惡化。

圖14係用以說明天線22a之線220a之位置與基板W之通過區域之關係之一例之圖。天線22a以軸線X通過包含天線22a之外形之三角形之頂點之一之方式設置於上部構件12b之開口AP。而且，天線22a以包含於天線22a之外形之2條線220a分別位於例如於與軸線X正交之平面內自軸線X向直徑方向延伸之直線上之方式，設置於上部構件12b之開口AP。

較佳為天線22a以直線狀之線220a之長度L1長於基板W之直徑W2之方式形成。而且，較佳為天線22a於自軸線X之方向觀察之情形時配置於如下位置，即為於載置於載置台14之基板載置區域14a上之基板W隨著載置台14之旋轉而藉由天線22a之下方時，基板W整體藉由各線220a內之位置。如此，基板W整體藉由自軸線X向直徑方向延伸之線220a之下方，由此，可使基板W曝露於藉由電漿產生部22產生之電漿之時間於基板W上之各位置不管距軸線X之距離均為固定。

又，較佳為天線22a以於自軸線X之方向觀察之情形時，線220a之中央P位於基板W之中心Q通過之軌道上之方式配置於上部構件 12b。由此，可使基板W藉由更均勻之電漿之區域。再者，於以線220a之中央P位於基板W之中心Q通過之軌道上之方式配置天線22a之情形時，天線22a之重心(自同軸波導管22b供給微波之突出部44a之位置)成為自基板W之中心Q通過之軌道向與軸線X為相反側之方向離開特定距離L2之位置。

以上，對一實施形態進行了說明。

根據本實施形態之基板處理裝置10，發揮能夠將基板W上之每個位置通過電漿之區域之時間之偏差抑制得較低，並且可提高所產生之電漿之均勻性之效果。

再者，於上述實施形態中，各電漿產生部22之天線22a固定於上部構件12b之開口AP，但本發明並不限定於此。例如，各天線22a亦能夠以可於大致圓筒狀之處理容器12之直徑方向移動之方式安裝於上部構件12b的開口AP。由此，可於處理容器12之直徑方向上對在電漿產生部22產生之電漿之分佈進行微調。

又，於上述實施形態中，天線22a之外形為角帶有弧度之大致正三角形之形狀，但本發明並不限定於此。例如，天線22a之外形只要為於構成自軸線X之方向觀察之情形時之剖面形狀的線段包含隨著自軸線X離開而相互遠離之2個線段之形狀，則亦可為例如扇形之形狀。但是，即便於該情形時，微波亦藉由同軸波導管22b自天線22a之中央(例如重心)供給至天線22a。由此，可將基板W上之每個位置通過電漿之區域之時間之偏差抑制得較低，並且可自密接於天線22a之上表面之冷卻板46效率佳地釋放天線22a之熱。又，於上述實施形態中，天線22a具有頂板40，但揭示之技術並不限定於此，天線22a亦可不具有頂板40。於該情形時，天線22a作為暴露於真空中之導電性之電極而發揮功能。又，載置台14之材質可為導電性，亦可為介電體。進而，氣體之供給亦可自頂板40或者電極進行。

以上，使用實施形態對本發明進行了說明，但本發明之技術性範圍並不限定於上述實施形態記載之範圍。本領域技術人員明白可對上述實施形態加以各種變更或改良。又，如請求項書之記載明白加以該變更或改良之形態亦包含於本發明之技術性範圍內。

Claims (12)

1. 一種基板處理裝置，其特徵在於包括：載置台，其載置被處理基板，且將上述被處理基板以於上述軸線之周圍移動之方式能夠以軸線為中心旋轉地設置；氣體供給部，其對藉由上述載置台之旋轉而相對於上述軸線於圓周方向移動之上述被處理基板依序通過之複數個區域之各者供給氣體；及電漿產生部，其於上述複數個區域中之1個區域即電漿產生區域中，產生供給至該電漿產生區域之氣體之電漿；且上述電漿產生部包括：天線，其將高頻波輻射至上述電漿產生區域；及供電部，其將高頻波供給至上述天線；且於構成自沿著上述軸線之方向觀察上述天線之情形時之剖面形狀的線段中，包含隨著自上述軸線離開而相互遠離之2個線段，且上述供電部將高頻波自上述天線之重心供給至上述天線。
2. 如請求項1之基板處理裝置，其中自沿著上述軸線之方向觀察上述天線之情形時之剖面形狀為具有旋轉對稱性的形狀。
3. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中自沿著上述軸線之方向觀察上述天線之情形時之剖面形狀為大致正三角形狀。
4. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中上述2個線段之各者長於圓板狀之上述被處理基板之直徑，且上述天線於自沿著上述軸線之方向觀察之情形時，以上述載置台上之上述被處理基板通過上述2個線段內之方式設置於上述電漿產生區域。
5. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中上述天線於自沿著上述軸線之方向觀察之情形時，以上述載置台上之上述被處理基板之中心通過上述2個線段的中央之方式設置於上述電漿產生區域。
6. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中上述電漿產生部更包括短截線，該短截線插入至上述供電部且能夠控制插入量。
7. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中上述2個線段以具有特定半徑之圓之一部分即曲線連接。
8. 如請求項3之基板處理裝置，其中自沿著上述軸線之方向觀察上述天線之情形時之剖面形狀，於在使構成該剖面形狀之3個邊分別延長之情形時所形成之大致正三角形之3個內角中，1個內角為60度±1度之範圍內，其他2個內角分別為60度±0.5度之範圍內。
9. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中上述高頻波為微波。
10. 如請求項9之基板處理裝置，其中上述供電部為同軸波導管。
11. 如請求項10之基板處理裝置，其中上述天線包括：第1介電體；槽板，其設置於上述第1介電體上，且供連接上述同軸波導管之內導體；第2介電體，其設置於上述槽板上；及冷卻板，其設置於上述第2介電體上，且使冷卻介質於內部流通；且於上述槽板上，具有2個槽之槽對(Slot Pair)於自沿著上述軸線之方向觀察之情形時，以連接上述同軸波導管之內導體的位置為中心而排列為半徑不同之同心圓狀之方式形成有複數個，上述複數個槽對以於自沿著上述軸線之方向觀察之情形時成為旋轉對稱之方式形成於上述槽板上。
12. 如請求項11之基板處理裝置，其中更包括按壓部，該按壓部配置於連接上述同軸波導管之側之上述天線之面上，將上述冷卻板按壓於上述第2介電體，且上述冷卻板、上述第2介電體、上述槽板及上述第1介電體藉由上述按壓部之按壓力而相互密接。