[发明专利]微波等离子体处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及进行氧化处理或氮化处理等的等离子体处理的微波等离子体处理装置。

背景技术

等离子体处理是半导体设备的制造中不可缺少的技术，近来，由于要求LSI的高集成、高速化，构成LSI的半导体元件的设计规则日渐微细化，另外，半导体晶片也变得大型化，随之，即使在等离子体处理装置中也要求其能够应对这种微细化以及大型化。

不过，在以往多用的平行平板型以及电感耦合型等离子体处理装置中，由于电子温度较高，因此，在微细元件中会生成等离子体损坏，另外，由于被限定了等离子体密度较高的区域，因此，对大型的半导体晶片进行均匀且高速的等离子体处理比较困难。

因此，一种能以高密度均匀地形成低电子温度的等离子体的RLSA(Radial Line Slot Antenna(径向线缝隙天线))微波等离子体处理装置受到关注(例如，国际公开第2004/008519号手册)。

RLSA微波等离子体处理装置是如下的装置，在腔室的上部以规定的图案设有形成有多条狭缝(缝隙)的平面天线(Radial LineSlot Antenna)，使从微波产生源导出的微波从平面天线的狭缝(放射孔)放射，并且经由设在其下的由电介质构成的微波透过板向被保持成真空的腔室内放射，对通过该微波电场被导入腔室内的气体进行等离子体化，通过这样形成的等离子体对半导体晶片等的被处理体进行处理。

在该RLSA微波等离子体处理装置中，在天线正下方的广阔区域范围内能够实现高的等离子体密度，能够在短时间内进行均匀的等离子体处理。另外，由于形成有低电子温度等离子体，因此，元件的损坏较小。

研究利用这种低损坏且均匀性高的优点，向氧化处理以及氮化处理等各种处理的适用。

在这样的微波等离子体处理装置中，将由微波发生装置产生的微波经由导波管导向形成有多条狭缝(放射孔)的平面天线。而且，从平面天线的中心部向周边部传播微波，在该过程中，从多条狭缝透过由电介质构成的微波透过板向腔室内放射圆偏波的微波。通过由该被放射的微波生成的电磁场，生成导入到腔室内的气体的等离子体。

因此，在所述文献中，为了得到均匀的等离子体，以基本均匀的方式形成平面天线的狭缝，且微波透过板形成为平坦，但是，由于微波在从平面天线的中心部向周边部传播的同时从狭缝透过由电介质构成的微波透过板向腔室内放射，因此，由于微波透过由电介质构成的微波透过板时产生的反射波等的影响，微波不会被均匀地导入腔室内，例如中央部的电场强度会变得比周边部高等，电场强度会变得不均匀，存在得不到所要求的等离子体的均匀性的情况。另外，微波的效率也不充分。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微波等离子体处理装置，其能够均匀地放射微波，能够形成均匀性高的等离子体，并且，能够高效地导入微波功率。

根据本发明的第一观点，提供一种微波等离子体处理装置，通过微波形成处理气体的等离子体，并通过该等离子体在被处理体上实施等离子体处理，具有：收容有被处理体的腔室；在所述腔室内载置被处理体的载置台；产生微波的微波产生源；将由微波产生源产生的微波向所述腔室引导的导波管；将被导入所述导波管的微波向所述腔室放射的、由导体构成的平面天线；构成所述腔室的顶壁，且使通过所述平面天线的微波放射孔的微波透过的、由电介质构成的微波透过板；向所述腔室内供给处理气体的处理气体供给部，所述平面天线具有一方向上长的多个微波放射孔，在使其表面呈同心状地分为中央区域、外周区域、中央区域和外周区域的中间区域的情况下，朝向各异的所述微波放射孔的对以同心圆状在所述中央区域以及所述外周区域配列多个，在所述中间区域上不形成微波放射孔，所述微波透过板在其微波放射面上形成有凹部。

在所述第一观点中，所述凹部优选形成在与被载置于所述载置台上的被处理体对应的部分上。另外，所述微波透过板优选呈截面拱状。而且，优选与所述微波透过板的所述凹部对应的部分是平坦的。