專利名稱：微波等離子體處理裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及對被處理體進行微波等離子體處理的微波等離子體裝置。
背景技術(shù)：
等離子體處理是半導體器件的制造中不可欠缺的技術(shù)，但最近，由于LSI的高集成化、高速化的要求，構(gòu)成LSI的半導體元件的設計規(guī)則(design rule)日益細微化，并且，半導體晶片變得大型化，隨之，在等離子體處理裝置中也要求與這樣的細微化和大型化相對應。
但是，一直以來常使用的平行板型或電感耦合型等離子體處理裝置，由于電子溫度高會對細微元件產(chǎn)生等離子體損害，另外，由于等離子體密度高的區(qū)域受到限定，均勻且高速地等離子體處理大型半導體晶片是困難的。
這里，能夠均勻地形成高密度且低電子溫度的等離子體的RLSA(Radial Line Slot Antenna徑向線縫隙天線)微波等離子體處理裝置受到矚目(例如專利文獻1)。
RLSA微波等離子體處理裝置，在腔室上部設置以規(guī)定圖形形成有多個槽(slot)的平面天線(Radial Line Slot Antenna)，使從微波發(fā)生源導出的微波，通過平面天線的槽，并且，經(jīng)由設置在其下面的由電介質(zhì)構(gòu)成的微波透過板，向保持為真空的腔室內(nèi)放射，利用該微波電場，將導入腔室內(nèi)的氣體等離子體化，利用這樣形成的等離子體，處理半導體晶片等被處理體。
該RLSA微波等離子體處理裝置中，在含蓋天線正下方的廣闊區(qū)域能夠?qū)崿F(xiàn)高等離子體密度，可以在短時間內(nèi)進行均勻的等離子體處理。另外，由于形成了低電子溫度等離子體，對元件造成的損害小。
在該RLSA微波等離子體處理裝置中，既使使用相同的平面天線，如果改變處理條件，等離子體分布和等離子體穩(wěn)定性也變化。為此，如果處理條件改變，則每次為了得到等離子體的均勻性和穩(wěn)定性，需要進行平面天線的等離子體透過孔圖案和等離子體透過窗的最佳化，極其煩雜。
專利文獻1日本特開2000-294550號公報。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于這樣的問題而提出的，本發(fā)明的目的在于，提供一種微波等離子體處理裝置，該微波等離子體處理裝置能夠與處理條件等的變化相對應，容易地確保等離子體的均勻性和穩(wěn)定性。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的第一觀點，提供一種微波等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理體的腔室；產(chǎn)生微波的微波發(fā)生源；向上述腔室引導由微波發(fā)生源所產(chǎn)生的微波的波導單元；由導體構(gòu)成的平面天線，該平面天線具有將引導至上述波導單元的微波向著上述腔室放射的多個微波放射孔；由介電體構(gòu)成的微波透過板，該微波透過板構(gòu)成上述腔室的頂壁，用于透過已經(jīng)通過上述平面天線的微波放射孔的微波；覆蓋上述微波透過板外周的、由導電體構(gòu)成的板；從上述微波透過板傳送微波的兩個以上的孔，從上述微波透過板的端部向著上述板的內(nèi)部設置；調(diào)節(jié)這些孔的體積的體積調(diào)節(jié)機構(gòu)；和向上述腔室內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，是利用微波在上述腔室內(nèi)形成處理氣體的等離子體，利用該等離子體對被處理體進行等離子體處理的微波等離子體處理裝置，其中，通過利用上述體積調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)上述各孔的體積，對將上述微波透過板按上述兩個以上的孔的各自所屬單元進行分割時的各單元的阻抗進行調(diào)節(jié)，控制上述微波透過板的電場分布。
另外，根據(jù)本發(fā)明的第二觀點，提供一種微波等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理體的腔室；產(chǎn)生微波的微波發(fā)生源；向上述腔室引導由微波發(fā)生源所產(chǎn)生的微波的波導單元；由導體構(gòu)成的平面天線，該平面天線具有將引導至上述波導單元的微波向上述腔室放射的多個微波放射孔；由介電體構(gòu)成的微波透過板，該微波透過板構(gòu)成上述腔室的頂壁，用于透過已經(jīng)通過上述平面天線的微波放射孔的微波；覆蓋上述微波透過板外周的、由導電體構(gòu)成的板；從上述微波透過板傳送微波的兩個以上的孔，從上述微波透過板的端部向著上述板的內(nèi)部設置；調(diào)節(jié)這些孔的體積的體積調(diào)節(jié)機構(gòu)；和向上述腔室內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，是利用微波在上述腔室內(nèi)形成處理氣體的等離子體，利用該等離子體對被處理體進行等離子體處理的微波等離子體處理裝置，其中，通過利用上述體積調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)上述各孔的體積，對將上述微波透過板按上述兩個以上的孔的各自所屬單元進行分割時的各單元的阻抗進行調(diào)節(jié)，使得各個單元滿足共振條件。
在上述第二觀點中，優(yōu)選上述微波透過板的整體滿足共振條件。
在上述第一和第二觀點中，優(yōu)選，上述體積調(diào)節(jié)機構(gòu)包括緊貼在上述孔內(nèi)設置、可以在上述孔內(nèi)移動的體積調(diào)節(jié)板；和使上述體積調(diào)節(jié)板移動的致動器。另外，還包括控制器，其根據(jù)處理條件，控制各體積調(diào)節(jié)機構(gòu)，來控制各個單元的阻抗。
作為上述波導單元，能夠采用如下的波導單元，其包括，以TE模式傳送由上述微波發(fā)生源所發(fā)生的微波的矩形波導管；將TE模式變換為TEM模式的模式變換器；和向著上述平面天線傳送變換為TEM模式的微波的同軸波導管。
另外，作為形成在上述平面天線上的多個微波透過孔，優(yōu)選，形成為長槽狀，配置為使得相鄰的微波放射孔彼此交叉，將這些多個微波透過孔配置為同心圓狀。
再者，優(yōu)選，能夠還包括以覆蓋上述平面天線的方式設置的蓋體，在該情況下，在上述蓋體中設置有制冷劑流路，通過使制冷劑在該制冷劑流路中流通，冷卻上述平面天線、和上述微波透過板。
根據(jù)本發(fā)明，從微波透過板的端部向著上述板的內(nèi)部，設置傳送從平面天線到達上述微波透過板的微波的兩個以上的孔，再者，設置調(diào)節(jié)這些孔的體積的體積調(diào)節(jié)機構(gòu)，利用體積調(diào)節(jié)機構(gòu)來調(diào)節(jié)上述各個孔的體積，由此，在將上述微波透過板分割為上述兩個以上的各孔所屬的每個單元的情況下，調(diào)節(jié)各個單元的阻抗，控制微波透過板的電場分布，所以在處理條件等變化的情況下，能夠不進行平面天線的等離子體透過孔的圖案和等離子體透過板的最佳化，通過簡單的操作，就可控制微波透過板的電場分布，能夠得到均勻性和穩(wěn)定性高的等離子體。
具體地說，在將微波透過板分割為上述兩個以上的各孔所屬的每個單元的情況下，調(diào)節(jié)各個單元的阻抗，使得各個單元滿足共振條件，由此，能夠使得微波透過板的電場分布均勻，可實現(xiàn)均勻性和穩(wěn)定性高的等離子體處理。


圖1是示意性表示本發(fā)明的一個實施方式的微波等離子體處理裝置的截面圖。
圖2是表示本發(fā)明的一個實施方式的微波等離子體裝置所使用的平面天線結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是用于說明本發(fā)明的一個實施方式的微波等離子體處理裝置主要部分的圖。
圖4是表示上部板所形成的孔的形狀之示意圖。
圖5是用于說明本發(fā)明的微波透過板的電場分布控制之模型圖。
圖6是表示微波透過板的單元在兩個的情況下的等效諧振電路的圖。
圖7是表示本發(fā)明的裝置和已有裝置比較等離子體的電子密度分布均勻性之曲線圖。
圖8是表示在本發(fā)明的微波等離子體處理裝置中，模擬微波透過板表面的微波電場強度的結(jié)果之圖。
圖9是表示在已有的微波等離子體處理裝置中，模擬微波透過板表面的微波電場強度的結(jié)果之圖。
圖10是表示在上部板上所形成的孔的其它例子之圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖來具體說明本發(fā)明的實施方式。
圖1是示意性表示本發(fā)明的一個實施方式的微波等離子體處理裝置的截面圖。
該微波等離子體處理裝置100構(gòu)成為RLSA微波等離子體處理裝置，利用以規(guī)定圖形形成有多個槽(slot)的平面天線(Radial Line SlotAntenna)，將從微波發(fā)生源導來的微波向腔室內(nèi)放射，形成等離子體。
該微波等離子體處理裝置100，具有氣密地構(gòu)成且接地的大致圓筒狀的腔室1。在腔室1的底壁1a的大致中央部形成圓形開口部10，在底壁1a上設置有與該開口部10連通，向下方突出的排氣室11。在腔室1內(nèi)設置有基座(suscepter)2，用于水平支承作為被處理基板的晶片W，由AlN等陶瓷構(gòu)成。該基座2利用從排氣室11的底部中央向上方延伸的、圓筒狀、由AlN等陶瓷構(gòu)成的支承部件3來支承。在基座2的外邊緣部設置有用于引導晶片W的引導環(huán)4。另外，在基座2中埋入電阻加熱型加熱器5，該加熱器5通過由加熱器電源6供電，加熱基座2，利用該熱量來加熱作為被處理體的晶片W。在腔室1的內(nèi)周，設置有由石英構(gòu)成的圓筒狀襯套(liner)7。
在基座2中，設置有用于支承并升降晶片W的晶片支承銷(未圖示)，其相對基座2的表面可突出沒入。
在腔室1的側(cè)壁上設置有形成為環(huán)狀的氣體導入部件15，處理氣體供給系統(tǒng)16與該氣體導入部件15連接。氣體導入部件也可以配置成噴淋頭(shower)狀。來自該處理氣體供給系統(tǒng)16的規(guī)定處理氣體經(jīng)由氣體導入部件15導入腔室1內(nèi)。作為處理氣體，可對應于等離子體處理的種類使用適當?shù)臍怏w。作為等離子體處理，例如能夠舉出蝕刻處理或者氧化處理等。
排氣管23與上述排氣室11的側(cè)面連接，在該排氣管23上連接有包括高速真空泵的排氣裝置24。于是，通過使該排氣裝置24動作，將腔室1內(nèi)的氣體向排氣室11的空間11a均勻地排出，通過排氣管23排氣。由此，能夠?qū)⑶皇?內(nèi)高速地減壓到規(guī)定的真空度、例如0.133Pa。
在腔室1的側(cè)壁上設置有與同等離子體處理裝置100相鄰的搬送室(未圖示)之間進行晶片W的搬入搬出之搬入搬出口25；和開閉該搬入搬出口25的閘閥26。
腔室1的上部形成開口部，沿著該開口部的周邊部，經(jīng)由未圖示的密封部件氣密地設置有形成為環(huán)狀的上部板(plate)27，在該上部板27的內(nèi)側(cè)，設置有由電介質(zhì)、例如石英或者Al2O3等陶瓷構(gòu)成的、透過微波的微波透過板28。上部板27由金屬等導電體例如鋁構(gòu)成，并接地。另外，上部板27形成為截面L字形狀，支承微波透過板28，并且成為覆蓋其外周的形式。微波透過板28相對上部板27，經(jīng)由未圖示的密封部件氣密地設置。因此，氣密地保持腔室1內(nèi)。
在微波透過板28的上方，以與基座2相對的方式設置有圓板狀平面天線31。該平面天線31卡止在上部板27的上端。平面天線31形成如下的結(jié)構(gòu)由導體例如表面鍍金的銅板或者鋁板構(gòu)成，多個微波放射孔(slot槽)32以規(guī)定的圖形貫通，而形成。即，平面天線31構(gòu)成RLSA天線。該微波放射孔32例如如圖2所示那樣形成長槽狀，配置為使得相鄰的微波放射孔32彼此交叉，典型的是使得如圖所示那樣正交(“T”字狀)配置，這些多個微波透過孔32配置為同心圓狀。微波透過孔32的長度和排列間隔，根據(jù)微波的波長等決定。而且，在圖2中，利用Δr表示形成同心圓狀的相鄰微波透過孔32彼此的間隔。另外，微波放射孔32也可以是圓形、圓弧狀等其它形狀。再者，微波放射孔32的配置形式不特別限定，也能夠配置為同心圓狀之外的其它形狀，例如螺旋狀、放射狀。
在該平面天線部件31的上面，設置有由具有比真空大的介電常數(shù)的電介質(zhì)構(gòu)成的滯波件33。該滯波件33具有使得微波的波長比在真空中的波長短，調(diào)整等離子體之功能。
平面天線31和微波透過板28之間為緊貼的狀態(tài)，另外，滯波板33和平面天線31之間也為緊貼狀態(tài)。另外，調(diào)整微波透過板28、滯波板33的厚度和平面天線的微波反射率，使得滯波板33、平面天線31、微波透過板28和由等離子體所形成的等效電路滿足共振條件，由此，使得微波的反射最小化。另外，將滯波板33和微波透過板28形成為相同材質(zhì)，防止微波的界面反射。這樣，使得微波的反射最小，并且防止微波的界面反射，由此，能夠提高等離子體的穩(wěn)定性，并且較高地維持微波功率的效率。
在腔室1的上面，設置有例如由鋁或者不銹鋼等金屬材料構(gòu)成的遮護(shield)蓋體34，使得覆蓋這些平面天線部件31和滯波件33。位于腔室1的上面的上部板27和遮護蓋體34，通過未圖示的密封部件來密封。
在遮護蓋體34中，形成有冷卻水流路34a，在其中流通冷卻水，由此，冷卻平面天線31、微波透過板28、滯波板33、遮護蓋體34。此外，遮護蓋體34接地。
上述平面天線31和滯波板33的外周部，由設置在遮護蓋體34的內(nèi)側(cè)的按壓部件34b按壓。
在遮護蓋體34的上壁中央形成有開口部36，波導管37與該開口部連接。在該波導管37的端部，經(jīng)由匹配電路38連接著微波發(fā)生裝置39。由此，由微波發(fā)生裝置39所發(fā)生的例如頻率2.45GHz的微波經(jīng)由波導管37向上述平面天線部件31傳送。而且，作為微波的頻率，也能夠使用8.35GHz、1.98GHz等。
波導管37具有從上述遮護蓋體34的開口部36向上方延伸的截面圓形狀的同軸波導管37a；和與該同軸波導管37a的上端部連接的、沿著水平方向延伸的截面矩形的矩形波導管37b。在該矩形波導管37b與同軸波導管37a的連接部側(cè)的端部，設置有模式變換器40。內(nèi)導體41在同軸波導管37a的中心延伸，該內(nèi)導體41的下端部連接固定在平面天線部件31的中心。
在上述上部板27上，從微波透過板28的端部向著上部板27的內(nèi)部，水平地形成有多個孔42。在該例子中，如圖3所示那樣，12個孔42從上部板27的內(nèi)側(cè)向著外側(cè)放射狀等間隔地設置，在上部板27的周端部開口。使得這些孔42傳送從平面天線31到達微波透過板33的微波。
在這些孔42中，沿著孔42的長度方向自由移動地設置有用于調(diào)節(jié)孔42的體積的體積調(diào)節(jié)板43。該體積調(diào)節(jié)板43緊貼地設置在孔42的內(nèi)部，至少與該孔42接觸的面由導電體例如鋁等金屬構(gòu)成。再者，在上部板27的外周端部開口的孔42上，設置有金屬制成的蓋47。由此，圍繞孔42的部分全部由導電體構(gòu)成，使得被傳送的微波不泄漏地全部反射。各個體積調(diào)節(jié)板43經(jīng)由桿44，利用氣缸機構(gòu)等致動器45，獨立地移動，由此，調(diào)節(jié)各個孔42的體積。通過這樣調(diào)節(jié)各個孔42的體積，在微波透過板28被分割為各個孔42所屬的每個單元的情況下，可以對各個單元的每一個調(diào)節(jié)阻抗。并且，在處理條件存在改變的情況下，可對應于處理條件，從控制器46向各個致動器45輸出用于控制各個單元的阻抗的指令，控制各個體積調(diào)節(jié)板43的位置，即各個孔42的體積，使得微波透過板28的電場分布均勻。
而且，體積調(diào)節(jié)板43，只要與其孔42接觸的面是導電體，其它部分是電介質(zhì)也沒有關系。另外，孔42的個數(shù)不限于12個，只要是兩個以上就可以。但是，由于過多控制會變得煩雜，所以優(yōu)選16個以下。再者，孔42的深度只要是在作為電介質(zhì)的微波透過板28中的微波的1波長以上就可以。再者，作為致動器45，不限于氣缸機構(gòu)，也能夠采用通過馬達旋轉(zhuǎn)滾珠螺桿來調(diào)節(jié)體積調(diào)節(jié)板43的位置的滾珠螺桿機構(gòu)。
孔42的形狀，也可以如圖4(a)所示那樣截面是圓形，也可以如(b)所示那樣，截面是長方形，但為了使得微波能夠在孔42內(nèi)傳送，如果將微波透過板28內(nèi)的微波的波長設為λc，將截面為圓形情況下的半徑設為r，將截面為長方形的情況下的橫向?qū)挾仍O為a，高度設為b，需要下面的公式(1)、(2)成立。
r＞λc/3.41 ……(1)a＞λc/2，b＞λc/8……(2)等離子體處理裝置100的各個構(gòu)成部分形成為與處理控制器50連接并被其控制的結(jié)構(gòu)。在處理控制器50上連接有由為了工序管理者管理等離子體處理裝置100而進行命令的輸入操作等的鍵盤、和可視化顯示等離子體處理裝置100的運轉(zhuǎn)狀況的顯示器等構(gòu)成的用戶接口51。
另外，存儲部52與處理控制器50連接，該存儲部52中存儲有方案(recipe)，該方案記錄著用于通過處理控制器50的控制實現(xiàn)由等離子體處理裝置100所執(zhí)行的各種處理的控制程序和處理條件數(shù)據(jù)等。
并且，根據(jù)需要，利用來自用戶接口51的指示等，從存儲部52提出任意的方案，由處理控制器50執(zhí)行，在處理控制器50的控制下，由等離子體處理裝置100進行希望的處理。
在這樣構(gòu)成的等離子體處理裝置100中，首先，打開閘閥26，從搬入搬出口25將作為被處理體的晶片W搬入腔室1內(nèi)，載置在基座2上。
然后，通過氣體導入部件15，從處理氣體供給系統(tǒng)16向腔室1內(nèi)導入對應于等離子體處理的規(guī)定處理氣體，維持在規(guī)定壓力。
接著，經(jīng)過匹配電路38向波導管37導入來自微波發(fā)生裝置39的微波。微波順序通過矩形波導管37b、模式變換器40、和同軸波導管37a、滯波板33，提供給平面天線部件31，從平面天線部件31開始經(jīng)過微波透過板28，向腔室1內(nèi)的晶片W的上方空間放射。微波在矩形波導管37b內(nèi)以TE模式傳送，該TE模式的微波由模式變換器40變換為TEM模式，在同軸波導管37a內(nèi)向著平面天線部件31傳送。
通過從平面天線部件31經(jīng)過微波透過板28向腔室1放射的微波，在腔室1內(nèi)將所導入的處理氣體等離子體化，利用該等離子體進行氧化處理等規(guī)定的處理。
本實施方式的微波等離子體處理裝置100，能夠?qū)崿F(xiàn)大致1012/cm3以上的高等離子體密度并且大致1.5eV以下的低電子溫度等離子體。為此，能夠在低溫且短時間內(nèi)進行等離子體處理，而且具有對基底膜造成的離子等的等離子體損害小等優(yōu)點。
另外，在本實施方式中，從微波透過板28的端部向著上部板27的內(nèi)部，設置傳送已經(jīng)從平面天線到達上述微波透過板的微波的多個孔42，再者，設置調(diào)節(jié)這些孔的體積的體積調(diào)節(jié)板43和致動器45，利用體積調(diào)節(jié)板43和致動器45來調(diào)節(jié)各個孔42的體積，由此，在將微波透過板28分割為多個孔42的各孔所屬的每個單元的情況下，能夠調(diào)節(jié)各個單元的阻抗。由此，能夠控制微波透過板28的電場分布，所以，在處理條件等變化的情況下，能夠不進行平面天線31的等離子體透過孔32的圖案和等離子體透過板28的最佳化，而利用簡單的操作來控制微波透過板的電場分布，能夠得到等離子體的均勻性和穩(wěn)定性。
參照圖5的模型來說明具體的微波透過板28的電場分布控制。首先，從中心開始呈放射狀將微波透過板28分割為多個孔42的各孔所屬于的單元28a。在該情況下，來自微波透過板28的中心的微波，在各個單元向著屬于其中的孔42直線地傳送，由體積調(diào)節(jié)板43反射，返回到起點。現(xiàn)在，將任意相鄰的兩個單元28a(第i單元和第j單元)之間的耦合系數(shù)ki，j按照如下式(3)所示定義公式1ki,j=Xm(i,j)XiXj---(3)]]>
這里，Xm(i，j)是相鄰的兩個單元的共同部分的電抗，Xi是第i單元與Xm(i，j)串聯(lián)地插入的電抗中與Xm(i，j)同類的電抗，是包含Xm(i，j)的值。Xj也同樣。例如，假定單元數(shù)是兩個，則上述公式(3)能夠改寫為下面的式(4)所示。
公式2k=XmX1X2---(4)]]>一般的，電抗是電容耦合，能夠利用圖6所示的等效諧振電路表示該狀態(tài)。
這種情況下，能夠利用下面的式(5)來表示耦合系數(shù)k。
公式3k=CaCb(Ca+Cm)(Cb+Cm)---(5)]]>這里，從圖6的P點看的阻抗是變?yōu)榱愕念l率，即，微波透過板28整體的共振頻率f和各個單元的頻率fi′(f1′、f2′)由如下的式(6)表示。
公式4f2=f1′2+f2′2±(f1′2-f2′2)2+4f1′2f2′2k22(1-k2)---(6)]]>此時，如果將各個單元的電容設為Ci，各個單元的頻率fi′可由下面的式(7)來表示。
公式5fi′=12πLiCi]]>(i＝1，2) ……(7)由上述公式(6)、(7)可知，由耦合系數(shù)k，存在兩個諧振頻率。特別是，在耦合系數(shù)k比1充分小的情況下，即在接近0的情況下，f＝f1′＝f2′，產(chǎn)生各個單元的共同諧振頻率。此時，耦合系數(shù)k接近0，所以，各個單元間的干涉實質(zhì)上不存在，各個單元能夠無干涉地獨立進行模式控制。
因此，能夠形成多個孔42，使得各個單元間的耦合系數(shù)k實質(zhì)上不存在，如果在各個單元的每個中利用致動器45移動體積調(diào)節(jié)板43，調(diào)節(jié)孔42的體積，就可以獨立地調(diào)節(jié)各個單元的阻抗，使得各個單元的每個滿足諧振條件，由此，能夠均勻地控制微波透過板28的電場分布。一般的，由于等離子體分布和穩(wěn)定性依賴于微波透過板的電場分布，所以，通過這樣均勻地控制微波透過板28的電場分布，能夠提高等離子體的均勻性和穩(wěn)定性。因此，既使處理條件變化，也能夠容易地應對。
圖7表示使用本發(fā)明的裝置來進行微波透過板28的阻抗調(diào)節(jié)的情況和使用已有裝置的情況下的等離子體的電子密度分布。如該圖所示，可確認，根據(jù)本實施方式，通過進行阻抗調(diào)節(jié)，電子密度分布變得均勻。
下面，如上述圖5所示，在上部板上均等地形成12個孔，將孔直徑設為323mmΦ，將孔的長度設為60mm的情況下，進行微波透過板的電磁場模擬。將其結(jié)果顯示在圖8和圖9中。如圖8所示，可確認，利用本發(fā)明的裝置，通過調(diào)節(jié)各個孔的體積，與圖9所示的已有裝置相比，微波透過板的電場分布變得均勻。
而且，本發(fā)明不限于上述實施方式，能夠進行各種變形。例如，處理裝置的構(gòu)成只要滿足本發(fā)明的構(gòu)成要件，可不限于上述實施方式。另外，作為在上部板上所形成的孔，以從微波透過板的端部向外側(cè)水平延伸，在上部板的周端部開口的情況為例子進行了說明，但不限于此，可以如圖10所示，采用在上部板的上面開口，在上部板中彎曲90°的方式。再者，作為進行等離子體處理的被處理體，不限于半導體晶片，也可以是板顯示器基板等其它基板。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明適合于半導體器件的制造工序的氧化處理、成膜處理、蝕刻處理等，適合于要求低電子溫度和高密度等離子體的等離子體處理。特別是，適合于重視等離子體密度均勻性的蝕刻處理。
權(quán)利要求
1.一種微波等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理體的腔室；產(chǎn)生微波的微波發(fā)生源；向所述腔室引導由微波發(fā)生源所產(chǎn)生的微波的波導單元；由導體構(gòu)成的平面天線，該平面天線具有將引導至所述波導單元的微波向所述腔室放射的多個微波放射孔；由介電體構(gòu)成的微波透過板，該微波透過板構(gòu)成所述腔室的頂壁，用于透過已經(jīng)通過所述平面天線的微波放射孔的微波；覆蓋所述微波透過板外周的由導電體構(gòu)成的板；從所述微波透過板傳送微波的兩個以上的孔，所述孔從所述微波透過板的端部向著所述板的內(nèi)部設置；調(diào)節(jié)這些孔的體積的體積調(diào)節(jié)機構(gòu)；和向所述腔室內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，利用微波在所述腔室內(nèi)形成處理氣體的等離子體，利用該等離子體對被處理體進行等離子體處理，其中，通過利用所述體積調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)所述各孔的體積，對將所述微波透過板按所述兩個以上的孔的各自所屬單元進行分割時的各單元的阻抗進行調(diào)節(jié)，控制所述微波透過板的電場分布。
2.一種微波等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理體的腔室；產(chǎn)生微波的微波發(fā)生源；向所述腔室引導由微波發(fā)生源所產(chǎn)生的微波的波導單元；由導體構(gòu)成的平面天線，該平面天線具有將引導至所述波導單元的微波向所述腔室放射的多個微波放射孔；由介電體構(gòu)成的微波透過板，該微波透過板構(gòu)成所述腔室的頂壁，用于透過已經(jīng)通過所述平面天線的微波放射孔的微波；覆蓋所述微波透過板外周的由導電體構(gòu)成的板；從所述微波透過板傳送微波的兩個以上的孔，所述孔從所述微波透過板的端部向著所述板的內(nèi)部設置；調(diào)節(jié)這些孔的體積的體積調(diào)節(jié)機構(gòu)；和向所述腔室內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，由微波在所述腔室內(nèi)形成處理氣體的等離子體，利用該等離子體對被處理體進行等離子體處理，其中，通過利用所述體積調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)所述各孔的體積，對將所述微波透過板按所述兩個以上的孔的各自所屬單元進行分割時的各單元的阻抗進行調(diào)節(jié)，使得各個單元滿足共振條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波等離子體處理裝置，其特征在于所述微波透過板的整體滿足共振條件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的微波等離子體處理裝置，其特征在于所述體積調(diào)節(jié)機構(gòu)包括緊貼所述孔內(nèi)設置的、能夠在所述孔內(nèi)移動的體積調(diào)節(jié)板；和使所述體積調(diào)節(jié)板移動的致動器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的微波等離子體處理裝置，其特征在于還包括控制器，其根據(jù)處理條件，控制各體積調(diào)節(jié)機構(gòu)，從而控制各個單元的阻抗。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的微波等離子體處理裝置，其特征在于所述波導單元包括以TE模式傳送由所述微波發(fā)生源所發(fā)生的微波的矩形波導管；將TE模式變換為TEM模式的模式變換器；和同軸向著所述平面天線傳送變換為TEM模式的微波的波導管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的微波等離子體處理裝置，其特征在于形成在所述平面天線上的多個微波透過孔，形成為長槽狀，配置為相鄰的微波放射孔彼此交叉，將這些多個微波透過孔配置為同心圓狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的微波等離子體處理裝置，其特征在于還包括以覆蓋所述平面天線的方式設置的蓋體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微波等離子體處理裝置，其特征在于在所述蓋體中設置有制冷劑流路，通過使制冷劑在該制冷劑流路中流通，冷卻所述平面天線、和所述微波透過板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種微波等離子體處理裝置，能夠根據(jù)處理條件等的變化，容易地確保等離子體的均勻性和穩(wěn)定性。是一種利用微波在所述腔室內(nèi)形成處理氣體的等離子體，利用該等離子體對被處理體進行等離子體處理的微波等離子體處理裝置(100)，在由覆蓋微波透過板(28)的外周的導電體構(gòu)成的板(27)上，形成兩個以上的孔(42)，該孔從微波透過板(28)的端部向著其內(nèi)部，傳送微波，通過體積調(diào)節(jié)機構(gòu)(43、45)來調(diào)節(jié)孔的體積，在將微波透過板(28)分割成各孔(42)所屬于的每個單元的情況下，調(diào)節(jié)各單元的阻抗，控制微波透過板(28)的電場分布。
文檔編號H01L21/31GK101036420SQ20058003414
公開日2007年9月12日 申請日期2005年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月7日
發(fā)明者田才忠, 野澤俊久 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社