等离子体处理装置以及等离子体处理装置用的顶板制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种等离子体处理装置以及等离子体处理装置用的顶板。该顶板设置在可抽真空的处理容器的顶部，可使从排列设置的平面天线构件的狭缝中放射出的微波透过到处理容器内，具有在顶板的面对处理容器内的一面放射状地设置的多个突起部，顶板在顶板的面对处理容器内的一面朝向顶板内部形成有多个凹部，凹部具有以等角度间隔沿着一个圆排列的内侧微波传播控制凹部和沿着一个圆排列的外侧微波传播控制凹部，内侧微波传播控制凹部的数量对应于与狭缝的数量相同的数量。根据上述等离子体处理装置以及等离子体处理装置用的顶板，可使处理空间的水平面方向上的等离子体密度均一化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使由微波产生的等离子体作用于半导体晶片等实施处理时所使用的等离子体处理装置以及该等离子体处理装置中所使用的顶板。
技术介绍
近年来，随着半导体产品的高密度化以及高细微化的发展，在半导体产品的制造工序中，使用等离子体处理装置实施成膜、蚀刻、灰化等处理，特别是由于在0.riOPa左右的压力比较低的高真空状态下也能够稳定地产生等离子体，所以愈发倾向于使用微波产生高密度等离子体的微波等离子体装置。这种等离子体处理装置在专利文献I飞等中被公开。在此，参照图1概略地说明利用微波的通常的等离子体处理装置。图1是表示现有的通常的等离子体处理装置的概略结构图。在图1中，该等离子体处理装置2在可进行抽真空的处理容器4内设置用于载置半导体晶片的载置台6，在与该载置台6对置的顶部气密地设置有透过微波的由圆板状的氮化铝、石英等构成的顶板8。而且，在该顶板8的上表面上设置有厚度数mm左右的圆板状平面天线构件10、和用于缩短微波在该平面天线构件10的半径方向上的波长例如由电介质构成的滞波构件12。在该滞波构件12的上方设置有顶部冷却保护层14，该顶部冷却保护层14在其内部形成用于冷却水流动的冷却水流路，以对滞波材料12等进行冷却。还有，在平面天线构件10中形成有多个例如由长槽状的贯通孔构成的狭缝16。该狭缝16通常配置成同心圆状，或者配置成漩涡状。还有，平面天线构件10的中心部连接有同轴波导管18的内部导体20，引导由未图示的微波发生器发生的例如2.45GHz的微波。而且，使微波在天线构件10的半径方向放射状地传播并从设置在平面天线构件10的狭缝16处放射微波使其透过到顶板8，将微波导入到下方的处理容器4内，通过该微波在处理容器4内的处理空间S中发生等离子体，对半导体晶片W实施蚀刻、成膜等规定的等离子体处理。专利文献1:日本特开平3-191073号公报专利文献2:日本特开平5-343334号公报专利文献3:日本特开平9-181052号公报专利文献4:日本特开2003-59919号公报专利文献5:日本特开2004-14262号公报专利文献6:日本特开2005-100931号公报但是，利用上述的等离子体处理装置，在进行成膜或蚀刻等等离子体处理时，通常，希望将等离子体密度在晶片的面内方向均一化，维持高度的面内均一性。而且，该处理容器内的等离子体的状态很大程度依存于处理压力、气体种类等处理条件，希望即使处理条件发生各种变动也能将等离子体密度的面内均一性始终维持得较高。此时，通常使形成在平面天线构件10中的狭缝16的分布、形状等适当地变化，尝试将处理容器4内的等离子体密度尽可能做到均一。但是，对处理容器4内的等离子体的行动的控制是非常困难的，如上所述由于处理条件稍微变化，等离子体的行动能够变化很大，或者从相邻的狭缝16导入的微波彼此干扰，其结果，存在不能充分维持等离子体处理的面内均一性的情况。特别是透过顶板8在处理容器4内传播的微波，因形成在处理空间S中的等离子体阻碍其侵入，向顶板8的正下方的平面方向作为表面波22被传播，该表面波22成为驻波进行传播，因此始终发生起因于该驻波的等离子体密度的偏差，实现所希望的等离子体密度分布很困难。此时，如专利文献4飞所示，研究了在顶板的表面设置凹凸来控制等离子体密度的情况，特别是在如专利文献6这样在顶板的下表面设置了圆锥状的凹凸的情况下，能够实现等离子体密度的均一性相当大的改善，但是，即使这样也不够充分，由于上述微波的传播效率极大地依存于狭缝的形状、排列图案，特别是顶板的表面形状，所以最佳化很困难。尤其是在晶片尺寸从8英寸大口径化为12英寸，且在细微化以及薄膜化逐步推进的今天，强烈希望解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术是着眼于如上所述的问题，为了有效地解决该问题而做出的。本专利技术的目的在于提供一种可使处理空间的水平面方向上的等离子体密度均一化的等离子体处理装置以及该等离子体处理装置中所使用的顶板。根据本专利技术的第I技术方案，提供一种顶板，设置在可抽真空的处理容器的顶部，能够使从排列设置的平面天线构件的狭缝中放射出的微波透过到上述处理容器内，在顶板的面对处理容器内的一面具有设置成放射状的多个突起部。本专利技术的第2技术方案，根据第I技术方案的顶板，按照在顶板的设置了突起部的部分中传播的微波、在顶板的未设置突起部的部分中传播的微波，所传播的微波的传播模式的种类的数量不同的方式，分别对顶板的设置了突起部的部分的厚度和顶板的未设置突起部的部分的厚度进行设定。本专利技术的第3技术方案，根据第I或第2技术方案的顶板，突起部的宽度为在顶板中传播的微波的波长的l/l(Tl/2的范围内。本专利技术的第4技术方案，根据第I到第3中任一个技术方案的顶板，三个以上的突起部以顶板的中心部为中心，在圆周方向上以等角度放射状地设置。本专利技术的第5技术方案，根据第I到第4中任一个技术方案的顶板，在顶板的面对处理容器内的一面，设置有一个或者多个环状突起部。本专利技术的第6技术方案，提供一种等离子体处理装置，具有:在顶部开口并可抽真空的处理容器；微波发生部，其发生等离子体发生用的微波，平面天线构件，其具有多个狭缝，该多个狭缝在顶部的开口处设置，使来自微波发生部的微波导入到处理容器内；顶板，其气密地设置在顶部的开口处，使从平面天线构件的狭缝中放射出的微波透过并导入到处理容器内，在顶板的面对处理容器内的一面放射状地设置有多个突起部。本专利技术的第7技术方案，根据第6技术方案的等离子体处理装置，按照在顶板的设置了突起部的部分中传播的微波、在顶板的未设置突起部的部分中传播的微波，所传播的微波的传播模式的种类的数量不同的方式，分别对顶板的设置了突起部的部分的厚度和顶板的未设置突起部的部分的厚度进行设定。本专利技术的第8技术方案，根据第6或第7技术方案的等离子体处理装置，突起部的宽度为在顶板中传播的微波的波长的l/l(Tl/2的范围内。本专利技术的第9技术方案，根据从第6到第8任一个技术方案的等离子体处理装置，三个以上的突起部以顶板的中心部为中心，在圆周方向上以等角度放射状地设置。本专利技术的第10技术方案，根据从第6到第9中任一个技术方案的等离子体处理装置，顶板的面对处理容器内的一面设置有以顶板的中心部为中心的一个或者多个环状突起部。本专利技术的第11技术方案，根据从第6到第10中任一个技术方案的等离子体处理装置，顶板的突起部与平面天线构件的狭缝的位置对应地设置。本专利技术的第12技术方案，提供一种顶板，设置在可抽真空的处理容器的顶部，能够使从排列设置的平面天线构件的狭缝中放射出的微波透过到处理容器内，具有在顶板的面对处理容器内的一面形成的多个凹部。本专利技术的第13技术方案，根据第12技术方案的顶板，按照在顶板的形成了凹部的部分中传播的微波、和在顶板的未形成凹部的部分中传播的微波，所传播的微波的传播模式的种类的数量不同的方式，分别对顶板的形成了凹部的部分的厚度和顶板的未形成凹部的部分的厚度进行设定。本专利技术的第14技术方案，根据第12或第13技术方案的顶板中，上述凹部的平面形状为圆形。本专利技术的第15技术方案，根据从第12到第14中任一个技术方案的顶板，凹部内的至少最内周的凹部，形成在以顶板的中心部为中心的同一圆周上。本专利技术的第16技术方案，提供一种等离子体处理装置，具备:顶部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体处理装置，其特征在于，具有：在顶部开口并可抽真空的处理容器；微波发生部，其发生等离子体发生用的微波；平面天线构件，其具有多个狭缝，该多个狭缝在上述顶部的开口处设置，并用于向上述处理容器内导入来自上述微波发生部的微波；以及顶板，其气密地设置在上述顶部的开口处，使从上述平面天线构件的狭缝中放射出的微波透过并导入到上述处理容器内，上述顶板在上述顶板的面对上述处理容器内的一面朝向上述顶板内部形成有多个凹部，上述凹部具有以等角度间隔沿着一个圆排列的内侧微波传播控制凹部和沿着一个圆排列的外侧微波传播控制凹部，上述内侧微波传播控制凹部的数量对应于与上述狭缝的数量相同的数量。

【技术特征摘要】
2007.08.28 JP 2007-2215241.一种等离子体处理装置，其特征在于，具有: 在顶部开口并可抽真空的处理容器； 微波发生部，其发生等离子体发生用的微波； 平面天线构件，其具有多个狭缝，该多个狭缝在上述顶部的开口处设置，并用于向上述处理容器内导入来自上述微波发生部的微波；以及 顶板，其气密地设置在上述顶部的开口处，使从上述平面天线构件的狭缝中放射出的微波透过并导入到上述处理容器内， 上述顶板在上述顶板的面对上述处理容器内的一面朝向上述顶板内部形成有多个凹部， 上述凹部具有以等角度间隔沿着一个圆排列的内侧微波传播控制凹部和沿着一个圆排列的外侧微波传播控制凹部， 上述内侧微波传播控制凹部的数量对应于与上述狭缝的数量相同的数量。2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于， 上述凹部的底部厚度是微波在真空中的波长的0.15倍以下，并且， 上述凹部的周边的厚度大于微波在真空中的波长的0.15倍。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：田才忠，西塚哲也，石桥清隆，野沢俊久，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：