等离子体处理装置制造方法及图纸

一种等离子体处理装置，其具有等离子体产生用天线，该等离子体产生用天线包括向处理容器内供给第1气体和第2气体的喷淋板，利用由于微波的供给而形成于该喷淋板表面的表面波形成等离子体而对基板进行处理，其中，具有从喷淋板的下端面向下方突出的导电体的垂下构件，该垂下构件的外侧面从上端部朝向下端部向外侧扩展，喷淋板具有多个第1气体供给口和多个第2气体供给口，第1气体供给口配置于比垂下构件的外侧面靠内侧的位置，第2气体供给口配置于比垂下构件的外侧面靠外侧的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有向处理容器内供给预定的气体的喷淋板的等离子体处理装置。本申请基于2013年9月11日在日本国提出申请的特愿2013-188665号以及2014年6月9日在日本国提出申请的特愿2014-118531号要求优先权，并将其内容引用于此。
技术介绍
等离子体处理是制造半导体器件不可缺少的技术。近年来，出于LSI的高集成化以及高速化的要求，构成LSI的半导体元件要求进一步的细微加工。然而，在容量耦合型等离子体处理装置、感应耦合型等离子体处理装置中，所生成的等离子体的电子温度较高、且等离子体密度较高的区域被限定。因此，难以实现可满足半导体元件的进一步的细微加工的要求的等离子体处理。因而，为了实现这种细微加工，需要生成低电子温度且高等离子体密度的等离子体。为了满足这需要，提出有如下这样的装置：利用微波在处理容器内生成表面波等离子体，由此，对半导体晶圆(以下称为“晶圆”)进行等离子体处理(例如专利文献1)。在专利文献1中，提出了一种等离子体处理装置，其中，使微波向同轴管传输而向处理容器内辐射，利用微波的表面波所具有的电场能量使等离子体产生用的气体激发，产生低电子温度且高等离子体密度的表面波等离子体。然而，在专利文献1的等离子体处理装置中，微波从同轴管向处理容器内辐射，因此，其顶部成为利用石英等电介质板将表面波等离子体和天线之间夹持的构造，成为处理气体从处理容器的侧壁向处理容器内供给的构造。这样，气体从顶部以外进行了供给，因此，气体的流动无法控制，难以进行良好的等离子体控制。因此，在引用文献2中提出了一种技术，在该技术中，在天线之下设置具有很多气体喷出孔的由电介质体构成的喷淋板，经由该喷淋板将处理气体铅垂向下地导入处理容器内。由此，在处理容器内形成铅垂方向的气流并均匀地供给处理气体，形成均匀的等离子体。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2003-188103号公报专利文献2:日本特开2005-196994号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题另外，由本专利技术人等确认了如下内容：若利用例如引用文献2那样的具有天线以及喷淋板的等离子体处理装置例如对晶圆进行成膜处理，则在喷淋板的孔的内部也形成膜。这样一来，由于在孔的内部形成膜，有可能堵塞喷淋板的孔。推测其原因在于，在表面波等离子体的影响下，喷淋板附近的区域中的等离子体的电子温度比远离喷淋板的表面的位置的电子温度高。因此，在成膜处理中，例如甲硅烷气体(SiH4)等原料气体在喷淋板附近被过度分解。其结果，成膜堆积在喷淋板的孔部分、或发生了气相反应而导致产生灰尘。关于这一点本专利技术人等进行了调查，结果确认了：在形成于喷淋板的、微波的辐射孔(槽)的附近电子温度特别升高。因此，推测为原料气体的过度分解的大多数在形成于喷淋板的槽的附近中产生。为了防止原料气体的过度分解，使向天线供给的微波的功率降低即可。然而，若使微波的功率降低，则存在这样的问题：等离子体产生用的气体的激发变得不充分，无法形成稳定的等离子体。另外，出于生产率的观点考虑，期望的是使等离子体产生用的气体高效地激发，使例如成膜处理中的成膜速度提高。本专利技术是鉴于这点做成的，其目的在于，在具有向处理容器内导入气体的喷淋板并利用微波产生表面波等离子体的等离子体处理装置中，抑制在喷淋板的气孔进行成膜且高效地产生等离子体。用于解决问题的方案为了达到上述目的，本专利技术是一种等离子体处理装置，该等离子体处理装置具有等离子体产生用天线，该等离子体产生用天线包括向处理容器内供给第1气体和第2气体的喷淋板，利用由于微波的供给而形成于所述喷淋板的表面的表面波形成等离子体而对基板进行处理，其中，该等离子体处理装置具有由导电体构成的垂下构件，该垂下构件从所述喷淋板的下端面向下方突出，所述垂下构件的外侧面从上端部朝向下端部向外侧扩展，所述喷淋板包括向所述处理容器内供给第1气体的多个第1气体供给口和向所述处理容器内供给第2气体的多个第2气体供给口，所述第1气体供给口配置于比所述垂下构件的外侧面靠内侧的位置，所述第2气体供给口配置于比所述垂下构件的外侧面靠外侧的位置。采用本专利技术，在比垂下构件的外侧面靠内侧的位置设有第1气体供给口，因此，第1气体不会通过喷淋板外周部的电子温度较高的区域。因而，即使例如使用原料气体作为第2气体，也能够避免该原料气体被表面波等离子体过度分解。其结果，能够抑制向喷淋板的气孔堆积由反应生成和气相反应形成的堆积物。另外，垂下构件的外侧面从上端部朝向下端部向外侧扩展，因此，微波被该垂下构件的外侧面向横向和斜上方向反射。其结果，垂下构件的外侧面附近的电场强度变高，能够使从第2气体供给口供给的第2气体高效地激发而产生等离子体。专利技术的效果采用本专利技术，在具有向处理容器内导入气体的喷淋板并利用微波产生表面波等离子体的等离子体处理装置中，能够抑制向喷淋板的气孔堆积由反应生成和气相反应形成的堆积物，并且高效地产生等离子体。附图说明图1是表示本实施方式的等离子体处理装置的结构的概略的纵剖视图。图2是表示微波输出侧的机构的图。图3是示意地表示微波传输机构的结构的俯视图。图4是表示微波导入机构附近的结构的概略的放大纵剖视图。图5是表示垂下构件附近的结构的概略的立体图。图6是表示以往的喷淋板附近的电子温度的分布的说明图。图7是表示以往的喷淋板附近的电场强度的分布的说明图。图8是表示具有垂下构件的喷淋板的附近的电场强度的分布的说明图。图9是表示具有垂下构件的喷淋板的附近的电子温度的分布的说明图。图10是表示具有垂下构件的喷淋板的附近的电子密度的分布的说明图。图11是表示其他实施方式的等离子体处理装置的结构的概略的纵剖视图。图12是表示其他实施方式的垂下部件的结构的概略的侧视图。图13是表示其他实施方式的垂下部件的结构的概略的侧视图。图14是表示其他实施方式的垂下部件的结构的概略的纵剖视图。图15是垂下构件的下表面上的电场强度分布的实测值。图16是垂下构件的下表面上的表面波的传播模型。图17是表示垂下构件的下表面上的表面波的Bessel方程式。图18是作为Bessel方程式的解所获得的Bessel函数。图19是垂下构件的下表面上的电场强度分布的理论值以及实测值。图20是表示其他实施方式的垂下部件的结构的概略的说明图。具体实施方式以下参照附图对本专利技术的实施方式进行详细地说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体处理装置，其具有等离子体产生用天线，该等离子体产生用天线包括向处理容器内供给第1气体和第2气体的喷淋板，利用由于微波的供给而形成于所述喷淋板的表面的表面波形成等离子体而对基板进行处理，其中，该等离子体处理装置具有由导电体构成的垂下构件，该垂下构件从所述喷淋板的下端面向下方突出，所述垂下构件的外侧面从上端部朝向下端部向外侧扩展，所述喷淋板具有用于向所述处理容器内供给第1气体的多个第1气体供给口和用于向所述处理容器内供给第2气体的多个第2气体供给口，所述第1气体供给口配置于比所述垂下构件的外侧面靠内侧的位置，所述第2气体供给口配置于比所述垂下构件的外侧面靠外侧的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.11 JP 2013-188665;2014.06.09 JP 2014-118531.一种等离子体处理装置，其具有等离子体产生用天线，该等离子体产
生用天线包括向处理容器内供给第1气体和第2气体的喷淋板，利用由于微波
的供给而形成于所述喷淋板的表面的表面波形成等离子体而对基板进行处
理，其中，
该等离子体处理装置具有由导电体构成的垂下构件，该垂下构件从所述
喷淋板的下端面向下方突出，
所述垂下构件的外侧面从上端部朝向下端部向外侧扩展，
所述喷淋板具有用于向所述处理容器内供给第1气体的多个第1气体供
给口和用于向所述处理容器内供给第2气体的多个第2气体供给口，
所述第1气体供给口配置于比所述垂下构件的外侧面靠内侧的位置，
所述第2气体供给口配置于比所述垂下构件的外侧面靠外侧的位置。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，
在所述垂下构件的内部形成有从该垂下构件的上端部面连通到下端面
的通孔，
所述第1气体供给口与所述通孔连接。
3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：池田太郎，河西繁，原恵美子，藤野豊，长田勇辉，中込淳，小松智仁，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP