專利名稱：等離子體處理設(shè)備以及設(shè)計等離子體處理設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及等離子體處理設(shè)備比如要用在例如半導(dǎo)體襯底或者液晶襯底的半導(dǎo)體制造工藝中的蝕刻設(shè)備、氮化設(shè)備或者氧化設(shè)備。更具體地，本發(fā)明涉及這樣的等離子體處理設(shè)備，通過它，可使在襯底(要處理的對象)附近的等離子體活性核素或者活性分子的量達到理想的密度(或者說濃度)和分布。
為了提高要在半導(dǎo)體襯底上產(chǎn)生的晶片的成品率，在等離子體處理設(shè)備中，對半導(dǎo)體襯底表面的處理均勻性非常重要。為了實現(xiàn)半導(dǎo)體襯底表面上的處理均勻性，已經(jīng)在等離子體處理設(shè)備中進行了許多努力。使用多孔板是一個例子。
例如，日本專利申請公開No.2000-58294公開了一種CVD(化學(xué)汽相淀積)設(shè)備，其中，為了確保在半導(dǎo)體襯底上淀積厚度均勻的薄膜，改變多孔板的厚度以控制向半導(dǎo)體襯底表面上各點的反應(yīng)氣體供應(yīng)量。該現(xiàn)有技術(shù)示例的設(shè)備是這樣一種CVD設(shè)備其中，用較高的壓強處理半導(dǎo)體襯底，結(jié)構(gòu)被安排為在一個粘性流壓強區(qū)中進行空氣流控制。為了在多孔板的頂部和底部之間提供較大的壓強差，并使通過孔的氣流速率均勻，在多孔板中形成非常小直徑(Ф＝0.1到1mm)的大量的孔。多孔板的厚度分布的確定是依據(jù)粘性流的關(guān)系式(通過孔的氣流速率正比于深度的平方)，同時參考試驗結(jié)果。盡管該現(xiàn)有技術(shù)的例子適合應(yīng)用于在半導(dǎo)體襯底上均勻淀積薄膜的情況，但是其不適合比如蝕刻的情況，在蝕刻的情況下，要用較低的壓強處理半導(dǎo)體。這是由于兩種需要之間的矛盾。一種需要是，由于蝕刻工藝是在較低壓強的分子流壓強區(qū)中進行，應(yīng)當(dāng)使厚度差較大，以基于多孔板的厚度分布進行氣流速率控制。另一種需要是，應(yīng)當(dāng)使多孔板盡可能薄，以能夠有效地利用離子。
日本專利申請公開No.11-350143公開了一種可以應(yīng)用于蝕刻設(shè)備的多孔板。在此例子中，在與半導(dǎo)體襯底相反的表面上提供微波傳輸窗，由微波產(chǎn)生等離子體。該微波傳輸窗包括三個窗口。最上的窗口用來隔離大氣和真空。中間的和底部的窗口形成有用于傳導(dǎo)的小孔，并向半導(dǎo)體襯底表面均勻地提供反應(yīng)氣體。具有三個窗口、也用作多孔板的該微波傳輸窗被布置為使得窗口內(nèi)側(cè)的壓強較高，并使它們之間的間隔較窄，從而防止三窗口結(jié)構(gòu)的窗口內(nèi)發(fā)生放電。該現(xiàn)有技術(shù)的離子是基于這樣的概念借助于微波傳輸窗(多孔板)使得向半導(dǎo)體襯底表面上的各點的反應(yīng)氣體供應(yīng)量均勻，從而在微波傳輸窗(多孔板)的底部產(chǎn)生均勻的等離子體，借此使得對半導(dǎo)體襯底表面上各點的等離子體離子供應(yīng)量均勻。另外，提供一個帶孔的隙縫天線，以在微波傳輸窗的下面產(chǎn)生均勻的等離子體，從而使微波傳輸?shù)姆植即笾戮鶆颉?br> 但是，如果隙縫天線被設(shè)計為提供大致均勻微波傳輸分布，盡管這使得能夠在特定的約束條件下在微波傳輸窗下產(chǎn)生均勻的微波等離子體，但是在其它條件下，難以在該處產(chǎn)生均勻的微波等離子體。推測起來，這是因為，由于表面波模是隨著等離子體密度變化的，不能穩(wěn)定地激發(fā)等離子體。
還有一個離子，公開在日本專利申請公開No.5-395982中，其中，在縫隙之間產(chǎn)生微波表面干涉波，穩(wěn)定地激發(fā)微波等離子體而不導(dǎo)致波型跳變(模式跳變)。在此現(xiàn)有技術(shù)的例子中，由于在分子流壓強區(qū)中使用擴散現(xiàn)象以使得半導(dǎo)體襯底附近的等離子體分布均勻，有這樣一種傾向等離子體處理室，進而等離子體處理設(shè)備，的尺寸變大。這樣，已經(jīng)嘗試使用多孔板來使得等離子體處理設(shè)備的尺寸變小同時使襯底附近的等離子體分布均勻。但是，盡管在多孔板具有直徑為幾個毫米的規(guī)則分布的小孔時襯底附近的等離子體分布被調(diào)節(jié)為均勻的，例如，等離子體和多孔板之間的接觸區(qū)被放大了，等離子體密度下降得很多。這使得襯底處理時間延長。另一方面，使用了較大的孔，來降低與等離子體的接觸面積，以抑制等離子體的下降。但是，每一個孔的特征(屬性)變大，在試錯的過程中會花費大量的時間和精力，因而是不現(xiàn)實的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種等離子體處理設(shè)備，利用它可使要處理的對象附近的等離子體活性核素有理想的密度(濃度)和分布。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種等離子體處理設(shè)備，其具有結(jié)合在其中的多孔板，該多孔板可有效地使要處理的對象附近的等離子體分布均勻，同時抑制等離子體密度的下降，并且可以容易地達到前述目的而無需依賴于試錯法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，為了達到上述至少一個目的，提供了一種等離子體處理設(shè)備，包括等離子體產(chǎn)生部分；設(shè)置在所述等離子體產(chǎn)生部分和要處理的對象之間的多孔板，其中，所述多孔板具有多個孔，這些孔在形狀、尺寸和布置中的至少一個方面是不均勻的。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種等離子體處理設(shè)備，包括等離子體產(chǎn)生部分；設(shè)置在所述等離子體產(chǎn)生部分和要處理的對象之間的多孔板，其中，所述多孔板具有多個孔，這些孔的形狀和布置根據(jù)在所述等離子體產(chǎn)生部分處的活性核素分布和擴散的計算來確定，使得在要處理的對象附近的等離子體活性核素具有所需的密度和分布。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種設(shè)計等離子體處理設(shè)備的方法，該等離子體處理設(shè)備具有等離子體產(chǎn)生部分和設(shè)置在所述等離子體產(chǎn)生部分和要處理的對象之間的多孔板，該方法包括根據(jù)在所述等離子體產(chǎn)生部分處的活性核素分布以及關(guān)于擴散的計算，來確定所述多孔板的孔的形狀和布置，從而使所述對象附近的等離子體活性核素具有所需的密度和分布。
簡言之，根據(jù)本發(fā)明，使用具有在形狀、大小和/或分布方面不均勻的孔的多孔板，借此能夠提供等離子體活性核素的各種密度和分布。具體地，所述孔的形狀、大小和分布的確定可以根據(jù)等離子體產(chǎn)生部分處的活性核素分布以及關(guān)于擴散的計算。這有效地消除了試錯法對大量時間和精力的需要，從而容易又方便地實現(xiàn)確保所需的等離子體活性核素密度和分布的多孔板。
閱讀下面結(jié)合附圖對部分的優(yōu)選實施例進行的說明，可以更加清楚本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的微波等離子體處理設(shè)備的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的多孔板的示意圖；圖3是用于解釋根據(jù)本發(fā)明第一實施例的多孔板的功能和效果的曲線圖；圖4是用于解釋根據(jù)本發(fā)明第二實施例的多孔板的功能和效果的曲線圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的多孔板的示意圖；圖6是用于解釋本發(fā)明第四實施例的隙縫布置的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的多孔板的剖面圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選形式的等離子體處理設(shè)備包括一個等離子體處理部分和設(shè)置在所述等離子體處理部分和要處理的襯底之間的多孔板，其中，所述多孔板的孔的形狀和布置根據(jù)所述等離子體產(chǎn)生部分處的活性核素密度分布以及關(guān)于擴散的計算來確定，以確保襯底附近的等離子體活性核素具有均勻的分布。根據(jù)此實施例，根據(jù)所述等離子體產(chǎn)生部分處的活性核素密度分布以及關(guān)于擴散的計算來設(shè)計所述多孔板。因此，可以確定大直徑的孔而無需依賴試錯工作，從而，實現(xiàn)的等離子體處理設(shè)備能夠在襯底附近提供具有良好均勻性的等離子體活性核素分布，同時抑制等離子體下降。
這里，例如可以使用電子探針檢測在等離子體產(chǎn)生部分處的活性核素密度分布。另外可以根據(jù)下述等式(1)進行擴散計算，該等式是所謂的雙極擴散方程。已經(jīng)知道，通過擴散作用到達一個壁的等離子體通過復(fù)合而在該壁上湮滅，湮滅的量可以用下面的等式(2)表示。這些等式的執(zhí)行所需的擴散系數(shù)等可以使用電子探針根據(jù)試驗來確定。
Q＝D×ΔN/L×S …(1)在等式(1)中，Q是擴散量，D是擴散系數(shù)，ΔN是密度差，L是長度，S是面積。
Q′＝N×G×S …(2)在等式(2)中，Q’是復(fù)合湮滅量，N是等離子體密度，C是系數(shù)，S是面積。
根據(jù)這些計算公式以及在等離子體產(chǎn)生部分處的密度分布，確定孔的面積和分布，以使得襯底附近的等離子體密度均勻。
根據(jù)設(shè)計的結(jié)果，在具有較高等離子體產(chǎn)生密度的區(qū)域或者其附近，孔的直徑較小，而在具有較低等離子體產(chǎn)生密度的區(qū)域或其附近，孔具有較大的直徑。
只有在具有較大截面積的孔周圍的部分中，多孔板的厚度可以較小，以進一步減少在孔壁處的等離子體復(fù)合湮滅，同時可以增加具有較小截面積的孔，以在總體上保持平衡。這使得能夠提供這樣的等離子體處理設(shè)備其中，放大了等離子體傳輸速率，同時保持了襯底附近的等離子體分布的均勻性。
所述多孔板可以用熱膨脹系數(shù)大致小于1×10-5/℃的材料制成。在這種情況下，在等離子體處理期間，溫度可以升高到500攝氏度的多孔板的形狀的變化可以得到很好的抑制。因此，這使得能夠提供這樣的等離子體處理設(shè)備其中，可以穩(wěn)定地使得襯底附近的等離子體活性核素分布均勻。多孔板的孔直徑一般在1mm到50mm的范圍內(nèi)，要求大約0.1mm的處理精度。所述多孔板的使用條件是大約500攝氏度以下。因此，通過簡單的計算，熱膨脹系數(shù)最好是小于大約1×10-5/℃。更好的是，它可以用熱膨脹系數(shù)小于1×10-6/℃的材料制成，所述材料比如是作為含硅陶瓷的石英。
多孔板的所有孔的截面積可以大致按照相同的比例放大或者收縮。這使得能夠提供這樣的等離子體處理設(shè)備通過它可以容易和方便地改變要處理的襯底附近的等離子體活性核素密度，而不改變襯底附近的等離子體活性核素的分布。由于擴散作用通過多孔板的孔的等離子體的量大致正比于多孔板中所有孔的總截面積，這是可以實現(xiàn)的。
該多孔板可以形成為使得其孔的中心分布在大致同軸和同心的圓上，沿著同一圓布置的孔具有大致相同的截面積。這使得能夠提供這樣的等離子體處理設(shè)備，使用它能夠?qū)哂蓄愃频闹行膶ΨQ的圓形襯底比如半導(dǎo)體襯底進行精確和均勻的等離子體處理。
所述多孔板上形成的孔的中心可以相互大致等距地布置。這使得能夠提供這樣的等離子體處理設(shè)備，使用它能夠?qū)σr底的整個表面進行均勻的等離子體處理。
可以使所述多孔板的孔截面積稍大，以確保襯底附近的活性核素能夠包括離子。這使得能夠提供這樣的等離子體處理設(shè)備，其中，就像在蝕刻工藝或者氮化工藝中那樣，離子是主要的反應(yīng)因素。
可以使所述多孔板的孔截面積稍小，以確保襯底附近的活性核素由中性原子團組成。這使得能夠提供這樣的等離子體處理設(shè)備其能夠進行等離子體處理，而不會導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的特性有較大的退化，就像在使用氧原子團作為主要成分的氧化工藝中那樣。
該等離子體處理設(shè)備可以包括一個具有用于基本上傳輸微波的介電部件的等離子體處理室，用于將微波導(dǎo)入等離子體處理室的微波導(dǎo)入裝置，襯底，以及設(shè)置在所述襯底和所述介電部件之間的多孔板，該設(shè)備被布置為基于微波激發(fā)表面波等離子體。這使得能夠提供這樣的等離子體處理設(shè)備，使用它能夠?qū)⒌入x子體產(chǎn)生部分局限于介電部件附近，能夠精確、容易地設(shè)計所述多孔板。在這樣的微波等離子體處理設(shè)備中，使用微波產(chǎn)生的等離子體，將微波限制在介電部件附近。這樣，其具有這樣一個特征只在介電部件附近產(chǎn)生等離子體，等離子體通過擴散作用被傳輸?shù)揭r底2。這樣，根據(jù)等離子體產(chǎn)生部分的分布和擴散，能夠精確地設(shè)計多孔板的孔以及它們的布置。
可以使用帶有隙縫的環(huán)形圓截面波導(dǎo)將微波導(dǎo)入等離子體處理室。這使得能夠提供這樣的等離子體處理設(shè)備使用它，等離子體產(chǎn)生部分的密度分布較少受等離子體處理條件比如氣壓或者所使用的氣體的類型的影響，并且，能夠在多種等離子體處理條件下應(yīng)用單個多孔板。
在本發(fā)明中，多孔板的孔不需要沿著同軸和同心的圓分布。它們可以按照需要任意布置。另外，孔的形狀不限于圓形，可以使用任何形狀，例如矩形、三角形或者星形(五角星形)。本發(fā)明的多孔板可以應(yīng)用于任何類型的等離子體處理設(shè)備，只要等離子體產(chǎn)生部分限于局部。例如，可以是微波等離子體或者感應(yīng)耦合等離子體(ICP)。
下面結(jié)合附圖敘述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
(實施例1)下面結(jié)合示于圖1的微波等離子體處理設(shè)備的一個例子詳細描述本發(fā)明的第一實施例。在圖1中，附圖標記1表示一個圓柱形等離子體處理室，2是要處理的襯底。3是用于承載襯底2的襯底載臺。4是多孔板，5是處理氣體導(dǎo)入裝置。6是排出口。8是具有隙縫的環(huán)形圓截面波導(dǎo)，用于將微波導(dǎo)入等離子體處理室1。11表示形成在圓截面波導(dǎo)8中的隙縫，所述隙縫之間的間距對應(yīng)于波導(dǎo)管內(nèi)的微波波長的一半或者四分之一。7表示介電材料窗口，用于將微波導(dǎo)入等離子體處理室。10表示形成在波導(dǎo)管8中的冷卻水流道。等離子體處理室1的內(nèi)壁和介電材料窗口7由石英制成，不會對襯底2造成金屬污染。襯底載臺3由以氮化鋁為主要成份的陶瓷制成。
多孔板4由熱膨脹系數(shù)為5×10-7/℃(難以熱膨脹)的石英制成，不會導(dǎo)致金屬污染。每一個孔的截面積和布置根據(jù)在介電材料窗口7附近產(chǎn)生的等離子產(chǎn)生部分密度分布，以及擴散作用來設(shè)計。對于多孔板的孔，考慮到波導(dǎo)管8和圓柱形等離子體處理室1的中心對稱，如圖2所示，將孔制成具有圓柱形的形狀，將它們分布在中心，沿著某些同心圓，相互間大致等距。另外，盡管類似地考慮了中心對稱，沿著同一個圓布置的那些孔具有大致相同的截面積。相鄰孔之間的距離大致等于20mm?？字睆酱笾略?0到20mm的范圍內(nèi)。所有孔的總截面積和等離子體處理室1的截面積之比(以后稱為“開口比”)大致等于0.2。
下面描述使用本實施例的等離子體處理設(shè)備對襯底2的表面進行氮化處理的一個例子。首先，將表面上形成了2nm厚的氧化物膜的硅襯底通過傳輸裝置(未圖示)向襯底載臺3傳輸，并被置于載臺上。然后，使用抽風(fēng)系統(tǒng)(未圖示)將處理室1抽空到不大于0.1Pa的水平。隨后，通過處理氣體導(dǎo)入裝置5向等離子體處理室1中導(dǎo)入500sccm的氮氣。之后，調(diào)節(jié)設(shè)置在抽風(fēng)系統(tǒng)中的電導(dǎo)閥(未圖示)，將處理室1保持在130Pa。隨后，開啟微波電壓源，以通過所述環(huán)形圓截面波導(dǎo)管8和所述介電材料窗口7向等離子體處理室1中提供1.5kW的微波，從而在等離子體處理室1內(nèi)產(chǎn)生等離子體。當(dāng)微波激發(fā)的等離子體的密度變得大于大約1×1011cm3時，微波不能再進入等離子體，結(jié)果，只在介電材料窗口7的極曲面(polar surface)處產(chǎn)生等離子體。等離子體中的氮離子在擴散的同時前進并到達多孔板。它們中的一些由于在多孔板表面處的復(fù)合湮滅而消失，而其中一些穿過多孔板4的孔，從而得到調(diào)節(jié)而在襯底2的表面上提供均勻的氮離子分布，從而，這些離子到達襯底2。借助于在要處理的襯底2的表面處的離子層，對靠近襯底2的氮離子加速，它們?nèi)肷涞揭r底2上，從而導(dǎo)致氧化硅膜的氮化。在從開始微波供應(yīng)過去三分鐘之后，停止微波電壓源，中斷氮氣供應(yīng)。在將等離子體處理室1排空到不大于0.1Pa的水平之后，將襯底2取出等離子體處理室1。
在氮化處理完成之后，使用橢率計(Ellipsometer (KLA-TencorCorporation))測量襯底表面2上氮氧化硅膜的厚度的增加(按照氧化硅膜進行轉(zhuǎn)換)。結(jié)果是2.1nm±2％。其均勻性是不使用多孔板可獲得的均勻性的大約6倍，如圖3所示。
如上所述，根據(jù)本實施例的等離子體處理設(shè)備，即使使用具有大直徑孔的多孔板，可以實現(xiàn)襯底表面上的處理均勻性。另外，通過根據(jù)等離子體產(chǎn)生部分處的密度分布以及關(guān)于擴散的計算來設(shè)計多孔板，可以避免試錯法所需的大量時間和精力。因此，能夠容易和方便地提供多孔板。
(實施例2)在此實施例中，用開口比大約為0.1的多孔板取代第一實施例的微波等離子體處理設(shè)備的多孔板4，以類似于第一實施例的方式對襯底2進行氮化處理。用在第二實施例中的多孔板4的每一個孔的截面積是第一實施例所用的多孔板的孔截面積的一半。這樣，孔的直徑為 (2的平方根)，大致在7到15mm的范圍內(nèi)。多孔板4的孔的布置類似于第一實施例。
在氮化處理完成之后，使用橢率計(Ellipsometer(KLA-TencorCorporation))測量襯底表面2上氮氧化硅膜的厚度的增加(按照氧化硅膜進行轉(zhuǎn)換)。結(jié)果是1nm±2％。將根據(jù)第二實施例的氮化處理后襯底上的膜厚分布與第一實施例所獲得的膜厚分布相比較，如圖4所示，可以看到，分布的形狀是類似的，但是在第二實施例中，膜厚大約是一半。
如上所述，可以看到，多孔板的所有孔的截面積可以大致按照恒定的比例放大或者縮小，通過這樣做，可以實現(xiàn)這樣的等離子體處理設(shè)備，通過它，可以方便地增大或者減小氮化膜的厚度，同時保持良好的氮化處理均勻性。
(實施例3)在此實施例中，用圖5所示的多孔板4取代第一實施例的微波等離子體處理設(shè)備的多孔板4，以類似于第一實施例的方式對襯底2進行氮化處理。對于在第三實施例中使用的多孔板4的孔，取消沿著第一實施例使用的多孔板的從中心數(shù)起的第一同心圓設(shè)置的那些孔，同時，另一方面，將中央孔的尺寸放大。另外，使開口比大致等于0.22。因為取消了從中心起的第一同心圓上的孔，即使將開口比擴大到大約0.22，也能確保相鄰孔之間有足夠大的間隔。這樣，多孔板可以獲得足夠大的機械強度。
在氮化處理完成之后，使用橢率計(Ellipsometer(KLA-TencorCorporation))測量襯底2表面上氮氧化硅膜的厚度的增加(按照氧化硅膜進行轉(zhuǎn)換)。結(jié)果是2.2nm±2％。與第一實施例相比，膜厚增加約10％。
如上所述，可以適當(dāng)?shù)馗淖兌嗫装宓南噜復(fù)S同心圓之間的間隔，這樣可以實現(xiàn)這樣的等離子體處理設(shè)備，通過它，可以通過保持孔間足夠大的間隔來在擴大開口比的同時保持多孔板的強度，并可以使處理速度提高。
(實施例4)在此實施例中，根據(jù)第一實施例的微波等離子體處理設(shè)備的隙縫被改變?yōu)槿鐖D6所示的弓形，并且用開口比大約為0.3的多孔板替換多孔板4，該開口比對應(yīng)于要由這些隙縫產(chǎn)生的等離子體產(chǎn)生部分密度分布。以類似于第一實施例的方式進行氮化處理。根據(jù)第四實施例中使用的多孔板4，開口比與第一實施例相比可以放大大約50％。這是因為，在第一實施例的隙縫布置中，由于等離子體產(chǎn)生部分密度分布為環(huán)形，開口比被確定為要避免多孔板的中央孔和周圍的孔之間的干涉。然而根據(jù)第四實施例，由于在介電材料窗口7的整個表面上均勻地擴大等離子體產(chǎn)生部分密度分布，孔直徑變得均勻，相鄰孔之間的干涉難以發(fā)生。這樣，可以使開口比較大。
在氮化處理完成之后，使用橢率計(Ellipsometer(KLA-TencorCorporation))測量襯底表面2上氮氧化硅膜的厚度的增加(按照氧化硅膜進行轉(zhuǎn)換)。結(jié)果是，與第一實施例相比，膜厚增加約50％。
如上所述，可以使用能夠提供更為均勻的等離子體產(chǎn)生部分密度分布的隙縫布置，這樣使得能夠提供這樣的等離子體處理設(shè)備，通過它，可以加大開口比，并可以使處理速度提高。
(第五實施例)在此實施例中，用開口比約為0.21的多孔板4取代第一實施例的微波等離子體處理設(shè)備的多孔板4，以類似于第一實施例的方式對襯底2進行氮化處理。在第五實施例中，多孔板的圍繞具有較大直徑的孔的區(qū)域的厚度較薄，如圖7所示。結(jié)果，減少了在孔壁處等離子體復(fù)合湮滅。由于將具有較小直徑的孔的直徑放大以在整體上保持平衡，可以使多孔板的開口比增大。
在氮化處理完成之后，使用橢率計(Ellipsometer(KLA-TencorCorporation))測量襯底表面2上氮氧化硅膜的厚度的增加(按照氧化硅膜進行轉(zhuǎn)換)。結(jié)果是2.2nm±2％。與第一實施例相比，膜厚增加約10％。
如上所述，可以使多孔板的圍繞具有較大直徑的孔的區(qū)域的厚度較薄，這使得能夠提供這樣的等離子體處理設(shè)備通過它，可以放大直徑較小的孔的直徑，并可以使處理速度提高。
根據(jù)本發(fā)明的上述實施例，可以使用具有較大孔直徑的多孔板來降低等離子體和孔壁直徑的接觸面積，以抑制等離子體的復(fù)合湮滅。這樣，可以縮短襯底處理時間；另一方面，可以保證襯底表面上的處理均勻性。另外，可以根據(jù)等離子產(chǎn)生部分處的密度分布和有關(guān)擴散的計算來設(shè)計多孔板。這樣，可以不需要試錯法所需的大量時間和精力，可以容易而方便地提供多孔板。
上面對本發(fā)明的描述結(jié)合了這里所公開的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明不限于這里所公開的細節(jié)。本發(fā)明應(yīng)覆蓋在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)或者其改進范圍內(nèi)的所有變化或者改進。
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理設(shè)備，包括等離子體產(chǎn)生部分；以及設(shè)置在所述等離子體產(chǎn)生部分和要處理的對象之間的多孔板，其中，所述多孔板具有多個孔，這些孔在形狀、尺寸和布置中的至少一個方面是不均勻的。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，根據(jù)在所述等離子體產(chǎn)生部分處的活性核素的分布以及對擴散的計算，確定所述孔的形狀、尺寸或者布置，使得所述要處理的對象附近的等離子體活性核素具有所需的濃度和分布。
3.一種等離子體處理設(shè)備，包括等離子體產(chǎn)生部分；以及設(shè)置在所述等離子體產(chǎn)生部分和要處理的對象之間的多孔板，其中，所述多孔板具有多個孔，這些孔的形狀和布置根據(jù)在所述等離子體產(chǎn)生部分處的活性核素分布和對擴散的計算來確定，使得在要處理的對象附近的等離子體活性核素具有所需的濃度和分布。
4.如權(quán)利要求1或3所述的設(shè)備，其中，圍繞具有較大截面積的孔的部分的厚度比其它區(qū)域薄。
5.如權(quán)利要求1或3所述的設(shè)備，其中，所述多孔板的熱膨脹系數(shù)小于1×10-5。
6.如權(quán)利要求1或3所述的設(shè)備，其中，所述多孔板由至少包含硅的材料組成。
7.如權(quán)利要求1或3所述的設(shè)備，其中，所述多孔板的孔的中心分布在大致同心的圓上，其中，大致沿著同一圓布置的孔具有大致相同的截面積。
8.如權(quán)利要求1或3所述的設(shè)備，其中，所述多孔板的孔的中心大致等距地分布。
9.如權(quán)利要求1或3所述的設(shè)備，其中，要處理的對象附近的活性核素為離子。
10.如權(quán)利要求1或3所述的設(shè)備，其中，要處理的對象附近的活性核素為中性原子團。
11.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括具有用于基本上傳輸微波的介電部件的等離子體處理室；用于將微波導(dǎo)入所述等離子體處理室的導(dǎo)入裝置；以及設(shè)置在所述等離子體處理室中的臺，其中，所述多孔板設(shè)置在被放置在所述臺上的所述要處理的對象以及所述介電部件之間，其中，基于所導(dǎo)入的微波產(chǎn)生表面波等離子體。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述用于將微波導(dǎo)入所述等離子體處理室的導(dǎo)入裝置包括帶有隙縫的環(huán)形圓截面波導(dǎo)管。
13.一種設(shè)計等離子體處理設(shè)備的方法，該等離子體處理設(shè)備具有等離子體產(chǎn)生部分和設(shè)置在所述等離子體產(chǎn)生部分和要處理的對象之間的多孔板，該方法包括根據(jù)在所述等離子體產(chǎn)生部分處的活性核素分布以及關(guān)于擴散的計算，來確定所述多孔板的孔的形狀和布置，從而使所述對象附近的等離子體活性核素具有所需的濃度和分布。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，大致按照相同的比例放大或者縮小所述多孔板的所有孔的截面積，從而改變所述對象附近的活性核素的濃度而不改變其分布。
全文摘要
本發(fā)明涉及等離子體處理設(shè)備以及設(shè)計等離子體處理設(shè)備的方法。所公開的等離子體處理設(shè)備具有等離子體產(chǎn)生部分和設(shè)置在所述等離子體產(chǎn)生部分和要處理的對象之間的多孔板，其中，所述多孔板具有多個孔，這些孔在形狀、尺寸和布置中的至少一個方面是不均勻的。具體來說，根據(jù)在所述等離子體產(chǎn)生部分處的活性核素的分布以及對擴散的計算，確定所述孔的形狀、尺寸或者布置，使得所述要處理的對象附近的等離子體活性核素具有所需的濃度和分布。這確保了在對象附近的等離子體分布均勻，同時很好地抑制等離子體密度的下降。
文檔編號H01L21/3065GK1664996SQ20051005182
公開日2005年9月7日 申請日期2005年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月1日
發(fā)明者內(nèi)山信三 申請人:佳能株式會社