[发明专利]等离子处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使由电磁波产生的等离子作用于半导体晶圆等来对半导体晶圆等实施处理时所使用的等离子处理装置。

背景技术

近年来，在半导体制品的制造工序中，为了进行成膜、蚀刻、灰化(ashing)等处理而使用等离子处理装置。特别趋向于使用利用微波产生高密度等离子的等离子处理装置，这是由于这样的装置即使在0.1mTorr(13.3mPa)～几Torr(几百Pa)左右的压力较低的高真空状态下也可以稳定地激发等离子。

这样的等离子装置例如在日本特开平3-191073号公报、日本特开平5-343334号公报、日本特开平9-181052号公报、日本特开平2003-332326号公报、日本特开平2004-039972号公报中公开。

参照图18概略地说明使用了微波的普通的等离子处理装置。

图18所示的等离子处理装置2在真空处理容器4内设有用于载置半导体晶圆W的载置台6。在与该载置台6相对的处理容器4上部，气密地设有可使微波透过的圆板状顶板8。在处理容器4的侧壁设有用于向容器内导入气体的气体喷嘴9。

在顶板8的上表面设置平面天线构件10和滞波件12。在天线构件10上形成有多个微波放射孔14。在天线构件10的中心部连接有同轴波导管16的中心导体18，借助模式转换器导入由微波产生器20产生的微波。

并且，使微波呈放射状向天线构件10的半径方向传播且从平面天线构件10的放射孔14放射。放射出的微波透过顶板8而被导入到处理容器4内。使用由该微波在处理容器4内的处理空间S中产生的等离子，对半导体晶圆W实施蚀刻、成膜等等离子处理。

在该情况下，从设于处理容器4的侧壁上的气体喷嘴9供给需要的处理气体。因此，在晶圆W的中心部和离喷嘴9较近的晶圆W外侧，气体离解度根据扩散的处理气体暴露于等离子中的时间而不同。因此，有时晶圆面内的等离子处理结果会产生例如蚀刻程度不均匀、形成的膜厚不均匀。

为此，也可采取例如日本特开平5-345982号公报所公开的那样的对策。即，使穿过同轴波导管16中心的棒状中心导体18为空洞状态，在其内部设置气体流路。另外，贯通顶板8那样地设置气体流路，并使该气体流路与中心导体18的气体流路相连通。由此，在处理空间S的中心部直接导入处理气体。

但是，在该情况下，形成于顶板8的中央部的气体通路内部的电场强度高达某种程度，且处理空间内的等离子容易从气体通路的前端开口进入到气体通路内，因此，有时会在气体通路内产生等离子异常放电。因此，存在由该等离子异常放电而导致顶板8的中央部被过度加热，从而导致顶板8破损这样的问题。

因此，也可以考虑在顶板8自身上形成沿半径方向延伸到中心部的气体通路。但是，在该情况下，也会由于气体通路内的电场强度较高，且处理空间内的等离子容易从气体通路的前端开口进入到气体通路内，而产生等离子异常放电，因此，不可采用该结构。

另外，也提出有如下结构：将具有多个气体喷射孔的玻璃管组成为格子状来制作喷头，将该喷头设于处理容器上部。但是，在该情况下也会在玻璃管内产生等离子异常放电，也不是优选的。

发明内容

本发明是着眼于以上那样的问题，为了有效地解决上述问题而发明的。本发明的目的在于，在通过处理容器的顶板或喷头将用于产生等离子的电磁波和气体导入到处理容器内的等离子处理装置中，防止产生等离子异常放电。

为了达成该目的，本发明提供一种等离子处理装置，其特征在于，该等离子处理装置具有真空处理容器、载置台、电磁波供给系统和气体供给系统，

上述真空处理容器具有形成有上部开口的筒状的容器主体以及气密地安装于该主体的上述上部开口、由可使电磁波透过的电介体制的顶板；

上述载置台设于上述处理容器内，载置被处理体；

上述电磁波供给系统通过上述顶板向上述处理容器内供给用于产生等离子的电磁波；

上述气体供给系统向上述处理容器内供给含有处理气体的气体；

在上述顶板上形成有气体喷射孔，该气体喷射孔将由上述气体供给系统供给的气体喷出到上述处理容器内，在该喷射孔内配置有由具有透气性的电介体制的放电防止构件

这样，通过在设于顶板上的气体喷射孔中设置由具有透气性的电介体制的放电防止构件，既可以确保将通过了气体喷射孔的气体导入到处理容器内，又可以防止在气体喷射孔内产生等离子异常放电。

优选在上述顶板上相互隔开距离地设有多个气体喷射孔，在各喷射孔内分别配置有上述放电防止构件。