專利名稱：天線、電介質(zhì)窗、等離子體處理裝置和等離子體處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在使導(dǎo)入處理容器的處理氣體等離子體化并對基板進(jìn)行等離子體處理的情況下所使用的天線、電介質(zhì)窗、等離子體處理裝置和等離子體處理方法。
背景技術(shù)：
目前，在各種領(lǐng)域中使用等離子體處理裝置。專利文獻(xiàn)I公開有使用平行平板作為等離子體源的等離子體蝕刻裝置。近年來,作為等離子體源之一,開發(fā)有使用徑向線縫隙天線(Radial Line SlotAntenna)的等離子體蝕刻裝置(參照專利文獻(xiàn)2)。在使用徑向線縫隙天線的等離子體蝕刻裝置中，在處理容器的電介質(zhì)窗上設(shè)置具有多個(gè)槽的縫隙天線。從縫隙天線的多個(gè)槽放射的微波經(jīng)由由電介質(zhì)構(gòu)成的電介質(zhì)窗被導(dǎo)入處理容器的處理空間。處理氣體利用微波的能量進(jìn)行等離子體化。由徑向線縫隙天線生成的微波等離子體的特征在于，在電介質(zhì)窗正下方(稱為等離子體激發(fā)區(qū)域)生成的電子溫度比較高的數(shù)eV的等離子體擴(kuò)散，在比電介質(zhì)窗低IOOmm以上的基板正上方(稱為擴(kuò)散等離子體區(qū)域)成為約I 2eV程度的低電子溫度。S卩，具有等離子體的電子溫度的分布作為距離電介質(zhì)窗的函數(shù)生成的特征。在徑向線縫隙天線型等離子體蝕刻裝置中，向低電子溫度區(qū)域供給蝕刻氣體進(jìn)行蝕刻氣體的離解控制(等離子體中的蝕刻種類的生成量的控制)，由此，控制蝕刻反應(yīng)(蝕刻種類引起的基板的表面化學(xué)反應(yīng))，因此，實(shí)現(xiàn)蝕刻的高精度化，并且大幅度降低對基板造成損傷的問題。例如，襯墊形成工序中的蝕刻等，能夠按照設(shè)計(jì)尺寸制作器件，并且能夠抑制在基板形成凹槽等的損傷。專利文獻(xiàn)I :日本特開2008 - 47687號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開2010-118549號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，隨著被處理的基板的大型化，期待進(jìn)一步改善基板表面處理量的面內(nèi)均勻性。例如，在專利文獻(xiàn)2記載的使用徑向線縫隙天線的蝕刻裝置中，難以使基板面內(nèi)的蝕刻速率和蝕刻形狀等固定，在基板面內(nèi)均勻地進(jìn)行蝕刻處理成為問題。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠改善基板表面處理量的面內(nèi)均勻性的天線、電介質(zhì)窗、等離子體處理裝置和等離子體處理方法。為了解決上述課題，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種天線，其特征在于，具備電介質(zhì)窗、和上述電介質(zhì)窗一個(gè)表面上的槽板,上述電介質(zhì)窗的另一個(gè)表面具有平坦面，其被環(huán)狀的第一凹部包圍；和第二凹部，其以包圍上述平坦面的重心位置的方式在上述平坦面內(nèi)形成多個(gè)，當(dāng)從與上述槽板的主表面垂直的方向觀看時(shí)，各個(gè)上述第二凹部的重心位置重疊位于上述槽板中的各個(gè)槽內(nèi)。在使用該天線的情況下，能夠產(chǎn)生面內(nèi)均勻性高的等離子體，因此，在使用該天線的等離子體處理裝置中，能夠提高基板表面處理量的面內(nèi)均勻性。本發(fā)明的一個(gè)方面的天線的特征在于，上述槽板具備第一槽組，其位于與上述槽板的重心位置相距第一距離的位置；第二槽組，其位于與距上述槽板的重心位置相距第二距離的位置；第三槽組，其位于與上述槽板的重心位置相距第三距離的位置；和第四槽組，其位于與上述槽板的重心位置相距第四距離的位置，且滿足第一距離 < 第二距離< 第三距離 <第四距離的關(guān)系，從上述槽板的重心位置朝向成為對象的槽延伸的直徑與該槽的長邊方向所成的角度在第一至第四槽組的各個(gè)槽組中均相同，位于從上述槽板的重心位置延伸的相同直徑上的第一槽組的槽和第二槽組的槽在不同方向上延伸，位于從上述槽板的重心位置延伸的相同直徑上的第三槽組的槽和第四槽組的槽在不同方向上延伸，第一槽組的槽數(shù)和第二槽組的槽數(shù)為相同的數(shù)目，設(shè)為NI，第三槽組的槽數(shù)和第四槽組的槽數(shù)為相同的數(shù)目，設(shè)為N2，N2是NI的整倍數(shù)。N2是NI的整倍數(shù)，能夠產(chǎn)生面內(nèi)對稱性高的等離子體。本發(fā)明的一個(gè)方面的天線的特征在于，上述第二凹部的平面形狀為圓形。 在面形狀為圓形的情況下，距中心的形狀的等效性高，因此，產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子體。本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種等離子體處理裝置，其特征在于，具備上述天線；處理容器，其內(nèi)部具有上述天線；基座，其設(shè)置于上述處理容器的內(nèi)部，與上述電介質(zhì)窗的另一個(gè)表面相對并載置被處理的基板；和微波導(dǎo)入通路，其連接微波發(fā)生器和上述槽板。使用上述天線的等離子體處理裝置的等離子體的均勻性高，能夠提高基板表面處理量的面內(nèi)均勻性。本發(fā)明的一個(gè)方面的等離子體處理裝置的特征在于，具備共用氣體管路，其與共用氣體源連接；分流器，其設(shè)置于上述共用氣體管路，將上述共用氣體管路分支為第一分支共用氣體管路和第二分支共用氣體管路，能夠調(diào)節(jié)流過上述第一分支共用氣體管路和第二分支共用氣體管路的氣體流量的比率；中央導(dǎo)入部，其與上述第一分支共用氣體管路連接，具有位于載置在基座上的基板的中央部上方的中央導(dǎo)入口 ；周邊導(dǎo)入部，其與上述第二分支共用氣體管路連接，沿著上述基板上方的空間的周向排列，具有與上述電介質(zhì)窗相比位于下方的多個(gè)周邊導(dǎo)入口 ；添加氣體管路，其連接添加氣體源與上述第一分支共用氣體管路和第二分支共用氣體管路的至少一方。通過控制各氣體管路的流量，能夠提高基板表面處理量的面內(nèi)均勻性。本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種等離子體處理方法，其使用上述的等離子體處理裝置，其特征在于上述共用氣體源具有稀有氣體，上述添加氣體源具有C5F8,從上述微波發(fā)生器經(jīng)由上述微波導(dǎo)入通路對上述槽板供給微波，使上述電介質(zhì)窗的另一個(gè)表面?zhèn)犬a(chǎn)生等離子體，從上述共用氣體源經(jīng)由上述第一分支共用氣體管路對上述中央導(dǎo)入部供給稀有氣體，進(jìn)而，從上述添加氣體源經(jīng)由上述第二分支共用氣體管路，對上述周邊導(dǎo)入部供給C5F8,由此，對上述基座上的基板進(jìn)行處理。該等離子體處理方法能夠提高基板表面處理量的面內(nèi)均勻性。本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種電介質(zhì)窗，在一個(gè)表面上設(shè)置有槽板，其特征在于上述電介質(zhì)窗的另一個(gè)表面具有平坦面，其被環(huán)狀的第一凹部包圍；和第二凹部，其以包圍上述平坦面的重心位置的方式在上述平坦面內(nèi)形成多個(gè)，當(dāng)從與上述槽板的主表面垂直的方向觀看時(shí)，各個(gè)上述第二凹部的重心位置重疊位于上述槽板中的各個(gè)槽內(nèi)，上述槽板具備第一槽組，其位于與上述槽板的重心位置相距第一距離的位置；第二槽組，其位于與上述槽板的重心位置相距第二距離的位置；第三槽組，其位于與上述槽板的重心位置相距第三距離的位置；和第四槽組，其位于與上述槽板的重心位置相距第四距離的位置，且滿足第一距離 < 第二距離< 第三距離<第四距離的關(guān)系，從上述槽板的重心位置朝向成為對象的槽延伸的直徑與該槽的長邊方向所成的角度在第一至第四槽組的各個(gè)槽組中均相同，位于從上述槽板的重心位置延伸的相同直徑上的第一槽組的槽和第二槽組的槽在不同方向上延伸，位于從上述槽板的重心位置延伸的相同直徑上的第三槽組的槽和第四槽組的槽在不同方向上延伸，第一槽組的槽數(shù)和第二槽組的槽數(shù)為相同的數(shù)目，第三槽組的槽數(shù)和第四槽組的槽數(shù)為相同的數(shù)目。該電介質(zhì)窗能夠與上述槽板組合使用。根據(jù)本發(fā)明，能夠改善基板表面處理量的面內(nèi)均勻性。


·圖I是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的等離子體處理裝置的縱截面圖。圖2是表示氣體供給源的詳細(xì)構(gòu)造的方框圖。圖3是圖I的III — III線截面圖。圖4是槽板附近的構(gòu)造的分解立體圖。圖5是槽板的平面圖。圖6是電介質(zhì)窗的平面圖。圖7是組合槽板和電介質(zhì)窗的天線的平面圖。圖8是電介質(zhì)窗的截面圖。圖9是另外的槽板的平面圖。圖10是另外的電介質(zhì)窗的平面圖。圖11是表示位置X (mm)和電子濃度Ne (/cm3)的關(guān)系的圖表。圖12是表示位置(mm)和蝕刻速率ER (nm/min)的關(guān)系的圖表。圖13是表示位置(mm)和蝕刻速率ER (nm/min)的關(guān)系的圖表。圖14是槽和凹部附近的立體圖(a)和截面圖(b)。圖15是表示槽和凹部的位置關(guān)系的圖。圖16是表示改良的中央導(dǎo)入部的圖。符號說明W…晶片(基板)I…處理容器3…基座I Ia …排氣口16…電介質(zhì)窗20…槽板21 …槽35…微波發(fā)生器
41…共用氣體源42…添加氣體源44…分流器45…共用氣體管路46、47…分支共用氣體管路48…添加氣體管路55…中央導(dǎo)入部58…中央導(dǎo)入口
61…周邊導(dǎo)入部62…周邊導(dǎo)入口。
具體實(shí)施例方式以下，基于附圖并參照圖對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明。在本說明書和附圖中，對實(shí)質(zhì)上相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的符號。圖I是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的等離子體處理裝置的縱截面圖。等離子體處理裝置I具備圓筒形狀的處理容器2。處理容器2的頂部被由電介質(zhì)構(gòu)成的電介質(zhì)窗(頂板)16堵塞。處理容器2例如由鋁構(gòu)成，并電接地。處理容器2的內(nèi)壁面被氧化鋁等絕緣性的保護(hù)膜2f覆蓋。在處理容器2的底部中央設(shè)置有用于載置作為基板的半導(dǎo)體晶片(以下稱為晶片)W的基座3。晶片W保持于基座3的上表面。基座3例如由氧化鋁或氮化鋁等陶瓷材料構(gòu)成。在基座3的內(nèi)部埋入加熱器5，能夠?qū)⒕琖加熱至規(guī)定溫度。加熱器5經(jīng)由配設(shè)于支柱內(nèi)的配線與加熱器電源4連接。在基座3的上表面設(shè)置有對載置于基座3上的晶片W進(jìn)行靜電吸附的靜電卡盤CK。靜電卡盤CK經(jīng)由匹配器MG與施加偏壓用的直流或高頻電力的偏壓用電源BV連接。在處理容器2的底部設(shè)置有從與載置于基座3的晶片W的表面相比靠下方的排氣口 Ila排出處理氣體的排氣管11。排氣管11經(jīng)由壓力控制閥PCV與真空泵等排氣裝置10連接。排氣裝置10經(jīng)由壓力控制閥PCV與處理容器2的內(nèi)部連通。通過壓力控制閥PCV和排氣裝置10將處理容器2內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)為規(guī)定的壓力。在處理容器2的頂部隔著用于確保氣密性的O型環(huán)等密封件15設(shè)置有電介質(zhì)窗
16。電介質(zhì)窗16例如由石英、氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)等電介質(zhì)構(gòu)成，對微波具有透過性。在電介質(zhì)窗16的上表面設(shè)置有圓板形狀的槽板20。槽板20由具有導(dǎo)電性的材質(zhì)、例如用Ag、Au等電鍍或涂層的銅構(gòu)成。在槽板20上同心圓狀地排列有例如多個(gè)T字形狀或L字形狀的槽21。在槽板20的上表面配置用于壓縮微波的波長的電介質(zhì)板25。電介質(zhì)板25例如由石英(Si02)、氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)等電介質(zhì)構(gòu)成。電介質(zhì)板25被導(dǎo)電性的覆蓋件26覆蓋。在覆蓋件26上設(shè)置有圓環(huán)狀的載熱體流路27。通過在該載熱體流路27流動(dòng)的載熱體將覆蓋件26和電介質(zhì)板25調(diào)節(jié)成規(guī)定的溫度。當(dāng)以2. 45GHz的波長的微波為例時(shí)，真空中的波長約為12cm，氧化鋁制的電介質(zhì)窗16中的波長約為3 4cm。
覆蓋件26的中央與傳播微波的同軸導(dǎo)波管30連接。同軸導(dǎo)波管30由內(nèi)側(cè)導(dǎo)體31和外側(cè)導(dǎo)體32構(gòu)成，內(nèi)側(cè)導(dǎo)體31貫通電介質(zhì)板25的中央并與槽板20的中央連接。同軸導(dǎo)波管30經(jīng)由模式轉(zhuǎn)換器37和矩形導(dǎo)波管36與微波發(fā)生器35連接。微波除了使用2. 45GHz的微波外，還能夠使用860MHz、915MHz和8. 35GHz等微波。微波發(fā)生器35產(chǎn)生的微波向作為微波導(dǎo)入通路的矩形導(dǎo)波管36、模式轉(zhuǎn)換器37、同軸導(dǎo)波管30和電介質(zhì)板25傳播。傳播到電介質(zhì)板25的微波從槽板20的多個(gè)槽21經(jīng)由電介質(zhì)窗16被供給到處理容器2內(nèi)。通過微波在電介質(zhì)窗16的下方形成有電場,從而處理容器2內(nèi)的處理氣體進(jìn)行等離子體化。與槽板20連接的內(nèi)側(cè)導(dǎo)體31的下端形成圓錐臺(tái)形狀。由此，微波從同軸導(dǎo)波管30向電介質(zhì)板25和槽板20高效率、無損失地傳播。
由徑向線縫隙天線生成的微波等離子體的特征在于，在電介質(zhì)窗16正下方(稱為等離子體激發(fā)區(qū)域)生成的電子溫度比較高的高能量等離子體擴(kuò)散，在晶片W正上方(擴(kuò)散 等離子體區(qū)域)成為約I 2eV左右的低電子溫度的等離子體。即，與平行平板等的等離子體不同，具有等離子體的電子溫度的分布作為距電介質(zhì)窗16的距離的函數(shù)明確生成的特征。更詳細(xì)而言，在電介質(zhì)窗16正下方的數(shù)eV 約IOeV的電子溫度在晶片W上衰減為約I 2eV左右。由于晶片W的處理能夠在等離子體的電子溫度低的區(qū)域(擴(kuò)散等離子體區(qū)域)進(jìn)行，因此，不會(huì)對晶片W造成凹槽等大的損傷。當(dāng)向等離子體的電子溫度高的區(qū)域(等離子體激發(fā)區(qū)域)供給處理氣體時(shí)，處理空氣容易被激發(fā)、離解。另一方面，當(dāng)向等離子體的電子溫度低的區(qū)域(等離子體擴(kuò)散區(qū)域)供給處理氣體時(shí)，與向等離子體激發(fā)區(qū)域附近供給的情況相比，離解的程度被抑制。在處理容器2的頂部的電介質(zhì)窗16中央設(shè)置有向晶片W的中心部導(dǎo)入處理氣體的中央導(dǎo)入部55。在同軸導(dǎo)波管30的內(nèi)側(cè)導(dǎo)體31上形成有處理氣體的供給通路52。中央導(dǎo)入部55與供給通路52連接。中央導(dǎo)入部55包括圓柱形狀的塊57，其嵌入在電介質(zhì)窗16的中央設(shè)置的圓筒形狀的空間部43 (參照圖8);氣體積存部60，其在同軸導(dǎo)波管30的內(nèi)側(cè)導(dǎo)體31的下表面和塊57的上表面之間保持適當(dāng)間隔地隔開；錐形狀的空間部143a，其前端部與具有氣體噴出用的開口 59的圓柱狀空間連接(參照圖8)。塊57例如由鋁等的導(dǎo)電性材料構(gòu)成，并電接地。在塊57上形成有貫通上下方向的多個(gè)中央導(dǎo)入口 58 (參照圖3)。在圖3中，為了能夠觀察中央導(dǎo)入口 58，將氣體噴出用開口 59表示為比實(shí)際大。另外，空間部143a的形狀不限于錐形狀，也可以只是圓柱形狀，在該情況下，如圖3所示，氣體噴出用的開口 59的尺寸較大?？紤]到需要的傳導(dǎo)性等，中央導(dǎo)入口 58的平面形狀形成圓形或長孔。鋁制的塊57由陽極氧化覆膜氧化鋁(A1203)、氧化釔(Y2O3)等涂覆。從貫通內(nèi)側(cè)導(dǎo)體31的供給通路52供給到氣體積存部60的處理氣體在氣體積存部60內(nèi)擴(kuò)散后，從塊57的多個(gè)中央導(dǎo)入口 58向下方且向晶片W的中心部噴射。在處理容器2的內(nèi)部，以包圍晶片W的上方的周邊的方式配置有向晶片W的周邊部供給處理氣體的環(huán)形形狀的周邊導(dǎo)入部61。周邊導(dǎo)入部61配置在與配置于頂部的中央導(dǎo)入口 58相比更靠下方、且與載置于基座3的晶片W相比靠上方的位置。周邊導(dǎo)入部61是使中空的管形成環(huán)狀的管，在其內(nèi)周側(cè)沿周向隔開固定的間隔隔開多個(gè)周邊導(dǎo)入口 62。周邊導(dǎo)入口 62向周邊導(dǎo)入部61的中心噴射處理氣體。周邊導(dǎo)入部61例如由石英構(gòu)成。不銹鋼制的供給通路53貫通處理容器2的側(cè)面。供給通路53與周邊導(dǎo)入部61連接。從供給通路53供給到周邊導(dǎo)入部61內(nèi)部的處理氣體在周邊導(dǎo)入部61的內(nèi)部空間擴(kuò)散后，從多個(gè)周邊導(dǎo)入口 62向周邊導(dǎo)入部61的內(nèi)側(cè)噴射。從多個(gè)周邊導(dǎo)入口 62噴射的處理氣體供給到晶片W的周邊上部。此外，也可以在處理容器2的內(nèi)側(cè)面形成多個(gè)周邊導(dǎo)入口 62代替設(shè)置環(huán)形形狀的周邊導(dǎo)入部61。圖2是表示氣體供給源的詳細(xì)構(gòu)造的方框圖。向處理容器2內(nèi)供給處理氣體的氣體供給源100由共用氣體源41和添加氣體源42構(gòu)成。共用氣體源41和添加氣體源42供給與等離子體蝕刻處理、等離子體CVD處理相應(yīng)的處理氣體。 在共用氣體源41與共用氣體管路45連接，共用氣體管路45與分流器44連接。分流器44設(shè)置于共用氣體管路45，將共用氣體管路45分支為第一和第二分支共用氣體管路46、47。分流器44能夠調(diào)節(jié)在第一和第二分支共用氣體管路46、47流過的氣體的流量的比率。在此，第一分支共用氣體管路46經(jīng)由供給通路52與中央導(dǎo)入部55 (參照圖I)連接，向中央導(dǎo)入部55供給中央導(dǎo)入氣體Ge。另外，第二分支共用氣體管路47經(jīng)由供給通路53與周邊導(dǎo)入部61 (參照圖I)連接，向周邊導(dǎo)入部61供給周邊導(dǎo)入氣體Gp。添加氣體源42經(jīng)由添加氣體管路48與第二分支共用氣體管路47連接。此外，添加氣體源42也可以經(jīng)由添加氣體管路48'與第一分支共用氣體管路46連接。另外，添加氣體源42也可以經(jīng)由添加氣體管路48、48'與雙方的分支共用氣體管路46、47連接。共用氣體源41具有多種氣體Gn、G12, G13、Glx,并設(shè)置有控制各氣體的流量的流量控制閥41a、41b、41c、41x。在與流量控制閥41a、41b、41c、41x連接的管路的前后設(shè)置有開閉管路通路的閥V。流量控制閥41a、41b、41c、41x經(jīng)由各個(gè)閥V與共用氣體管路45連接。添加氣體源42具有多種添加氣體G21、G22、G23、G2x，并設(shè)置有控制各氣體流量的流量控制閥42a、42b、42c、42x。在與流量控制閥42a、42b、42c、42x連接的管路的前后設(shè)置有開閉管路通路的閥V。流量控制閥42a、42b、42c、42x經(jīng)由各個(gè)閥V與添加氣體管路48連接。圖I所示的控制器CONT控制氣體供給源的各種閥V和流量控制閥41a、41b、41c、41x、42a、42b、42c、42x，最終控制分別流過分支共用氣體管路46、47的氣體Gc、Gp的特定氣體所包含的分壓比?？刂破鰿ONT調(diào)節(jié)各氣體的流量，決定供給到分流器44的共用氣體的每種氣體的流量·分壓。在該裝置中，能夠使供給到晶片W的中心部分的中央導(dǎo)入氣體Ge和供給到周邊部分的周邊導(dǎo)入氣體Gp的每種氣體的分壓和氣體種本身變化，因此，能夠使等離子體處理的特性多樣性地變化。作為共用氣體源41中所使用的氣體Glx，能夠使用稀有氣體(Ar等)，但也能夠使用其它的添加氣體。另外，當(dāng)蝕刻多晶硅等的硅類系的膜時(shí)，作為添加氣體G21、G22, G23，供給Ar氣體、HBr氣體(或Cl2氣體)、O2氣體，當(dāng)蝕刻SiO2等氧化膜時(shí)，作為添加氣體G21、G22, G23、G2x,供給Ar氣體、CHF類氣體、CF系氣體、O2氣體，當(dāng)蝕刻SiN等氮化膜時(shí)，作為添加氣體G21、G22、G23> G2x,供給Ar氣體、CF類氣體、CHF類氣體、O2氣體。 另外，作為CHF 類氣體，能夠列舉 CH3 (CH2)3CH2FXH3 (CH2)4CH2FXH3 (CH2)7CH2F,CHCH3F2、CHF3、CH3F 和 CH2F2 等。作為CF類氣體，能夠列舉C (CF3) 4、C (C2F5) 4,C4F8,C2F2和C5F8等，但從能夠獲得適合蝕刻的離解種的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選c5F8。在該裝置中，共用氣體源41和添加氣體源42也能夠供給相同種類的氣體，共用氣體源41和添加氣體源42也能夠供給不同種類的氣體。為了抑制蝕刻氣體的離解，也可以從共用氣體源41供給等離子體激發(fā)用氣體，也可以從添加氣體源42供給蝕刻氣體。例如，當(dāng)蝕刻硅類的膜時(shí),從共用氣體源41僅供給Ar氣體作為等離子體激發(fā)用氣體，從添加氣體源42僅供給HBr氣體、O2氣體作為蝕刻氣體等。共用氣體源41還供給02、SF6等清洗氣體以外的共用氣體。在此，以均勻的等離子體的生成、面內(nèi)均勻的晶片W的處理為目的，將利用分流器44調(diào)節(jié)共用氣體的分支比率，且調(diào)節(jié)來自中央導(dǎo)入口 58 (參照圖3)和周邊導(dǎo)入部61 (參照圖I)的氣體導(dǎo)入量的技術(shù)稱為RDC (Radical Distribution Control :自由基分布控制)。RDC由來自中央導(dǎo)入口 58的氣體導(dǎo)入量和來自周邊導(dǎo)入部61的氣體導(dǎo)入量的比表示。向中央導(dǎo)入部55和周邊導(dǎo)入部61導(dǎo)入的氣體種是共用時(shí)為一般的RDC。最佳的RDC值由蝕 刻對象的膜種類和各種條件實(shí)驗(yàn)性地決定。另一方面，還將向中央導(dǎo)入部55或周邊導(dǎo)入部61供給添加氣體的技術(shù)稱為ARDC (Advanced Radical Distribution Control :先進(jìn)的自由基分布控制)。在蝕刻處理中，隨著蝕刻而生成副生成物(蝕刻的殘?jiān)蚨逊e物)。因此，為了改善處理容器2內(nèi)的氣體流動(dòng)，促進(jìn)副生成物排出到處理容器外，研究交替進(jìn)行來自中央導(dǎo)入部55的氣體導(dǎo)入和來自周邊導(dǎo)入部61的氣體導(dǎo)入。這能夠利用時(shí)間性地切換RDC值來實(shí)現(xiàn)。例如，通過在規(guī)定周期內(nèi)反復(fù)進(jìn)行向晶片W的中心部分導(dǎo)入大量氣體的步驟和向周邊部導(dǎo)入大量氣體的步驟，并調(diào)節(jié)氣流，通過從處理容器2掃出副生成物而實(shí)現(xiàn)均勻的蝕刻速率。圖4是槽板附近的構(gòu)造的分解立體圖。電介質(zhì)窗16的下表面(設(shè)置有凹部的表面)安裝于等離子體處理裝置11上，以載置于構(gòu)成處理容器2的側(cè)壁的一部分的環(huán)狀部件19的表面上。在電介質(zhì)窗16上側(cè)的表面上設(shè)置有槽板20,在槽板20上設(shè)置有電介質(zhì)板25。電介質(zhì)窗16、槽板20和電介質(zhì)板25的平面形狀為圓形，它們的中心位置位于同軸(Z軸)上。另外，槽板20具有槽，該槽具有各種各樣圖案，在同圖中，為了說明的明確，在槽板20中省略槽的記載，反而在圖5中有記載。圖5是槽板20的平面圖。槽板20為薄板狀，即圓板狀。槽板20的板厚方向的兩個(gè)表面分別是平坦的。在槽板20上設(shè)置有多個(gè)貫通板厚方向的多個(gè)槽132。槽132形成在一個(gè)方向上長的第一槽133和在與第一槽133正交的方向上長的第二槽134相鄰而成為一對。具體而言，以相鄰的兩個(gè)槽133、134成為一對并且以中心部形成中斷的大致L字狀的方式配置構(gòu)成。S卩，槽板20是具有由在一個(gè)方向上延伸的第一槽133和在與一個(gè)方向垂直的方向上延伸的第二槽134構(gòu)成的槽對140的構(gòu)成。另外，用由圖5中虛線表示的區(qū)域槽對140的一個(gè)例子進(jìn)行圖示。在該實(shí)施方式中，第一槽133的開口寬度、即第一槽133中的在長邊方向上延伸的一側(cè)的壁部130a和在長邊方向上延伸的另一側(cè)的壁部130b之間的長度W1構(gòu)成為12mm。另一方面，圖5中的長度W2表示的第一槽133的長邊方向上的長度、即第一槽133的長邊方向上的一側(cè)的端部130c和第一槽133的長邊方向上的另一側(cè)的端部130d之間的長度W2構(gòu)成為35mm。這些寬度W1J2能夠允許±10%的變更，即使是除此以外的范圍，也作為裝置發(fā)揮作用。第一槽133的短邊方向上的長度與長邊方向上的長度的比巧/^為12/35 = 0.34，約為1/3。第一槽133的開口形狀與第二槽134的開口形狀相同。即，第二槽134是使第一槽133旋轉(zhuǎn)90度的槽。另外，在構(gòu)成槽的長孔時(shí)，長度的比W1ZiW2不足I。槽對140大致分為配置于內(nèi)周側(cè)的內(nèi)周側(cè)槽對組135 ;和配置于外周側(cè)的外周側(cè)槽對組136。內(nèi)周側(cè)槽對組135是設(shè)置于圖5中的點(diǎn)劃線表示的假想圓的內(nèi)側(cè)區(qū)域的7對槽對140。外周側(cè)槽對組136是設(shè)置于圖5中的點(diǎn)劃線表示的假想圓的外側(cè)區(qū)域的28對槽對140。內(nèi)周側(cè)槽對組135中，7對槽對140分別等間隔地在周向上配置。通過如此構(gòu)成，能夠?qū)⑴渲糜趦?nèi)周側(cè)槽對組135的7對槽對140的一個(gè)槽分別配置在與設(shè)置有由圓形凹痕構(gòu)成的第二凹部的位置對應(yīng)的位置，并使其位置一致。外周側(cè)槽對組136中，28對槽對140各自等間隔地在周向上配置。在槽板20的徑向上的中央也設(shè)置有貫通孔137。此外，為了容易進(jìn)行槽板20的周向上的定位，在外周側(cè)槽對組136的外徑側(cè)的區(qū) 域以貫通板厚方向的方式設(shè)置有基準(zhǔn)孔139。S卩，標(biāo)記該基準(zhǔn)孔139的位置，進(jìn)行對處理容器2和電介質(zhì)窗16的槽板20的周向上的定位。除了基準(zhǔn)孔139，槽板20具有以徑向上的中心138為中心的旋轉(zhuǎn)對稱性。另外，構(gòu)成外周側(cè)槽對組136的各個(gè)槽對由槽133'和13^構(gòu)成，除了它們位于外周這一點(diǎn)外，它們的位置和構(gòu)造與槽133和134的位置和構(gòu)造相同。另外，如果槽對板20的構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)敘述，則其具備第一槽組133，其位于與槽板20的重心位置138相距第一距離Rl的位置(用圓Rl表示);第二槽組134，其位于與重心位置138相距第二距離R2的位置((用圓R2表示);第三槽組133'，其位于與重心位置138相距第三距離R3的位置(用圓R3表示)；和第四槽組134'，其位于與重心位置138相距第四距離R4的位置(用圓R4表示)。在此，滿足第一距離Rl <第二距離R2 <第三距離R3 <第四距離R4的關(guān)系。從槽板的重心位置148向成為對象的槽(133、134、133, U34/的任一項(xiàng))延伸的直徑(線段R)和該槽的長邊方向所形成的角度在第一至第四槽組133、134、133^ >134/的各自的每個(gè)槽組中是相同的。位于從槽板20的重心位置138延伸的相同直徑(線段R)上的位置的第一槽組的槽133和第二槽組的槽134在不同的方向上延伸(在本例中，正交)，位于從槽板20的重心位置138延伸的同一直徑(線段R)上的位置的第三槽組的槽133'和第四槽組的槽134'在不同的方向上延伸(在本例中，正交)。第一槽組的槽133的數(shù)目和第二槽組的槽134的數(shù)目為相同的數(shù)目NI，第三槽組的槽133'的數(shù)目和第四槽組的槽134'的數(shù)目是相同的數(shù)目N2。在此，N2是NI的整數(shù)倍，能夠產(chǎn)生面內(nèi)對稱性高的等離子體。圖6是電介質(zhì)窗的平面圖，圖8是電介質(zhì)窗的截面圖。電介質(zhì)窗16為大致圓盤狀，具有規(guī)定的板厚。電介質(zhì)窗16由電介質(zhì)構(gòu)成，作為電介質(zhì)窗16的具體性的材質(zhì)，能夠列舉石英和氧化鋁等。在電介質(zhì)窗16的上表面159上設(shè)置有槽板20。在電介質(zhì)窗16的徑向上的中央設(shè)置有貫通板厚方向即紙面上下方向的貫通孔142。貫通孔142中，下側(cè)區(qū)域?yàn)橹醒雽?dǎo)入部55的氣體供給口，上側(cè)區(qū)域成為中央導(dǎo)入部55的配置有塊57的凹部143。其中，圖8中的點(diǎn)劃線表示電介質(zhì)窗16的徑向上的中心軸144a0電介質(zhì)窗16中，在裝備于等離子體處理裝置時(shí)成為生成等離子體的一側(cè)的下側(cè)的平坦面146的徑向外側(cè)區(qū)域設(shè)置有連結(jié)成環(huán)狀、向電介質(zhì)窗16的板厚方向內(nèi)方側(cè)凹下為錐形狀的環(huán)狀的第一凹部147。平坦面146設(shè)置于電介質(zhì)窗16的徑向上的中央?yún)^(qū)域。在該中央的平坦面146上沿周向等間隔地形成有圓形的第二凹部153a 153g。環(huán)狀的第一凹部147包括內(nèi)側(cè)錐形面148，其從平坦面146的外徑區(qū)域朝向外徑側(cè)成錐形狀，具體而言相對于平坦面146傾斜；平坦的底面149，其從內(nèi)側(cè)錐形面148朝向外徑側(cè)沿徑向筆直延伸即與平坦面146平行延伸；和外側(cè)錐形面150，其從底面149朝向外徑側(cè)成錐形狀，具體而言相對于底面149傾斜地延伸。對于錐形的角度，即例如以內(nèi)側(cè)錐形面相對于底面149延伸的方向規(guī)定的角度或以外側(cè)錐形面50相對于底面149延伸的方向規(guī)定的角度，可任意制定，在該實(shí)施方式中，以在周向上的任意位置都相同的方式構(gòu)成。內(nèi)側(cè)錐形面148、底面149、外側(cè)錐形面150分別以光滑的曲面連結(jié)的方式形成。此外，在外側(cè)錐形面150的外徑區(qū)域設(shè)置有朝向外徑側(cè)并·沿徑向筆直延伸即與平坦面146平行延伸的外周平面152。該外周平面152為電介質(zhì)窗16的支承面。S卩，電介質(zhì)窗16以在設(shè)置于環(huán)狀部件19 (參照圖4)的內(nèi)徑側(cè)區(qū)域的上部側(cè)端面載置外周平面152的方式安裝于處理容器2。通過環(huán)狀的第一凹部147，能夠在電介質(zhì)窗16的徑向外側(cè)區(qū)域形成使電介質(zhì)窗16的厚度連續(xù)變化的區(qū)域，并形成具有適于生成等離子體的各種工藝條件的電介質(zhì)窗16的厚度的共振區(qū)域。于是，能夠根據(jù)各種工藝條件，確保徑向外側(cè)區(qū)域的等離子體高的穩(wěn)定性。在此，電介質(zhì)窗16中，在環(huán)狀的第一凹部147的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域設(shè)置有從平坦面146朝向板厚方向內(nèi)方側(cè)凹下的第二凹部153 (153a 153g)。第二凹部153的平面形狀為圓形，內(nèi)側(cè)的側(cè)面構(gòu)成圓筒面，底面是平坦的。由于圓形是具有無限的角部的多邊形，因此，認(rèn)為第二凹部153的平面形狀也可以為具有有限的角部的多邊形，當(dāng)微波導(dǎo)入時(shí)，認(rèn)為凹部內(nèi)產(chǎn)生等離子體，但即使在平面形狀為圓形的情況下，由于來自中心的形狀的等效性高，因此，產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子體。在該實(shí)施方式中，共計(jì)設(shè)置有7個(gè)第二凹部153，與內(nèi)側(cè)的槽對數(shù)相同。7個(gè)第二凹部 153a、153b、153c、153d、153e、153f、153g 的形狀分別相同。即，第二凹部 153a 153g的凹下方和其大小、孔的直徑等分別相同地構(gòu)成。7個(gè)第二凹部153a 153g以將電介質(zhì)窗16的徑向上的重心156為中心具有旋轉(zhuǎn)對稱性的方式分別隔開間隔地配置。從電介質(zhì)窗16的板厚方向分別觀察圓孔狀的7個(gè)第二凹部153a 153g (原文是153f)的中心157a、157b、157c、157d、157e、157f、157g的情況下，其位于以電介質(zhì)窗16的徑向的中心156為中心的圓158上。S卩，以徑向的中心156為中心，使電介質(zhì)窗16旋轉(zhuǎn)51. 42度(=360度/7)的情況下，以與旋轉(zhuǎn)前相同形狀的方式構(gòu)成。在圖4中，用點(diǎn)劃線表示圓158，圓158的直徑為154mm,第二凹部153a 153g的直徑為30_。適當(dāng)設(shè)定第二凹部153 (153a 153g)的深度、即圖8中長度L3所示的平坦面146和底面155之間的距離，在該實(shí)施方式中，設(shè)為32mm。凹部153的直徑和從凹部153底面到電介質(zhì)窗的上面的距離設(shè)定為導(dǎo)入其中的微波的波長Ag的四分之一。此外，在該實(shí)施方式中，電介質(zhì)窗16的直徑約為460mm。此外,上述圓158的直徑、凹部153的直徑、電介質(zhì)窗16的直徑和凹部153的深度也可以允許土 10%的變更，但本裝置進(jìn)行動(dòng)作的條件不限定于此，只要該條件可將等離子體封入凹部內(nèi)，就可作為裝置發(fā)揮作用。當(dāng)距中心近的凹部的直徑和深度的值變大時(shí)，中心側(cè)的一方與周圍相比，等離子體密度變大，因此，也能夠調(diào)整它們的平衡。通過第二凹部153a 153g，能夠使微波的電場集中在該凹部內(nèi)，能夠在電介質(zhì)窗16的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域進(jìn)行牢固的模式固定。該情況下，工藝條件也可進(jìn)行各種變更，能夠確保徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域的牢固的模式固定的區(qū)域，能夠產(chǎn)生穩(wěn)定、均勻的等離子體，能夠提高基板處理量的面內(nèi)均勻性。特別是第二凹部153a 153g具有旋轉(zhuǎn)對稱性，因此，在電介質(zhì)窗16的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域能夠確保牢固的模式固定高的軸對稱性，生成的等離子體也具有較高的軸對稱性。
如上，這種結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)窗16具有廣闊的工藝極限，并且生成的等離子體具有較高的軸對稱性。圖7是組合槽板和電介質(zhì)窗的天線的平面圖。同圖是沿著圖I的Z軸從下側(cè)觀看徑向線縫隙天線的圖。當(dāng)俯視觀看時(shí)，外側(cè)的錐形面150與屬于第四槽組(從內(nèi)側(cè)第四個(gè)槽組)的槽134' —部分重疊。另外，環(huán)狀的平坦的底面149與屬于第三槽組(從內(nèi)側(cè)第三個(gè)槽組)的槽133 ^ —部分重疊。另外，當(dāng)俯視觀看時(shí)，內(nèi)側(cè)的錐形面與屬于第二槽組(從內(nèi)側(cè)第二個(gè)槽組)的槽134重疊。另外，屬于最內(nèi)側(cè)的第一槽組的槽133位于整個(gè)平坦面146上。另外，第二凹部153的重心位置與槽133重疊。圖14是槽133和凹部153附近的立體圖(a)和截面圖(b)。如圖14 (a)所示，槽133位于凹部153的正上方，當(dāng)導(dǎo)入微波時(shí)，利用在槽133的寬度方向產(chǎn)生的電場，在凹部153內(nèi)產(chǎn)生等離子體PS (圖14 (b))。圖15是表示槽和第二凹部的位置關(guān)系的圖。圖15 Ca)表示在選擇性地導(dǎo)入來自槽133的電場E的位置設(shè)定凹部153的重心G2的位置的情況。由于微波的導(dǎo)入，在槽133、134的寬度方向上產(chǎn)生電場E。在本例中，槽133的重心位置Gl和第二凹部153的重心位置G2 —致，第二凹部153的重心位置G2重合位于槽133內(nèi)。在該情況下，由于將等離子體可靠地固定于第二凹部153上，因此，等離子體的搖動(dòng)少，等離子體的面內(nèi)變動(dòng)對于各種條件變化也少。特別是，由于形成凹部153的位置在中央的平坦面146 (參照圖7)上，因此，一個(gè)凹部153周圍的表面的等效性高，等離子體的固定程度高。另一方面，圖15(b)表示在導(dǎo)入來自雙方槽133、134的電場E的位置設(shè)定凹部153的重心位置G2的位置的情況。換言之，在圖15 (b)中，表示槽133的重心位置Gl和第二凹部153的重心G2分開，且第二凹部153的重心位置G2未重合位于槽133內(nèi)的情況。該情況下，與圖15 (a)的情況相比，微波難以進(jìn)入凹部153內(nèi)，因此，等離子體密度降低，在產(chǎn)生等離子體的情況下，有時(shí)產(chǎn)生搖動(dòng)。
接著，對另外的槽板進(jìn)行說明。圖9是另外的槽板的平面圖。該槽板是從板厚方向觀看到與上述槽板相比減少槽的數(shù)目、縮小槽167的開口寬度的槽板20的圖。槽167的開口寬度即槽167中在長邊方向上延伸的一側(cè)的壁部168a和在長邊方向上延伸的另一側(cè)的壁部168b之間的長度W3構(gòu)成為6mm。該長度W3是上述的槽板的槽133時(shí)的長度W1的大約一半。另一方面，長度W4表示的槽167的縱向長度即槽167的縱向的一方側(cè)的端部168c和槽167的縱向的另一方側(cè)的端部168d之間的長度W4構(gòu)成為50mm。該長度W4與設(shè)置于上述槽板的槽133時(shí)的長度W2相同。第一槽167的短邊方向上的長度與長邊方向上的長度的比W3/W4S6/50，約為1/8。另外的槽的結(jié)構(gòu)與圖5表示的槽板20相同，因此，省略其的說明。在此，槽的開口形狀越寬廣，導(dǎo)入的微波的電場越低，但周向上的偏差也越大。 如果槽的開口寬度縮小，則就能夠較強(qiáng)地放射微波，但由于安裝槽板的槽的位置在周向上的偏差和微波的傳播混亂，有時(shí)微波的放射極端地變?nèi)?。另一方面，如果槽的開口寬度變大，則微波的放射整體變的極弱，但與安裝槽板的周向上的槽的位置的偏差和微波傳播混亂對應(yīng)，能夠以不會(huì)變得極弱的方式放射微波。即，等離子體的開口寬度越大，等離子體穩(wěn)定性越高。圖10是比較例的電介質(zhì)窗的平面圖。比較例的電介質(zhì)窗16不存在形成于平坦面146上的第二凹部。圖11是表示位置X (mm)和電子濃度Ne (/cm3)的關(guān)系的圖表。圖表內(nèi)的實(shí)施例I表示在圖I裝置中使用圖7所示的天線并對其導(dǎo)入微波(IOOOff)時(shí)的數(shù)據(jù)，實(shí)施例2表示使用圖7表示的天線并對其導(dǎo)入微波(2000W)時(shí)的數(shù)據(jù)，比較例表不使圖9的槽板20與圖10表不的電介質(zhì)窗16組合并對其導(dǎo)入微波(1500W)時(shí)的數(shù)據(jù)。以1:1的比率從中央導(dǎo)入部導(dǎo)入Ar和O2，將處理容器內(nèi)壓力設(shè)定為IOm (Torr)=I. 3Pa0在任一數(shù)據(jù)的情況下，當(dāng)距離天線的中心位置變大時(shí)，存在產(chǎn)生的等離子體的電子濃度Ne (/cm3)降低的傾向，但在實(shí)施例1、2的情況中，在距中央近的區(qū)域，電子濃度均勻，且左右的對稱性也高于比較例。這些間接地表示不僅在環(huán)狀的第一凹部而且在第二凹部中良好地固定有等離子體，確認(rèn)了上述的構(gòu)造對產(chǎn)生穩(wěn)定、均勻的等離子體是有效的。圖12是表示位置(mm)和蝕刻速率ER (nm/min)的關(guān)系的圖表。蝕刻對象物為Si02。在該圖表中，除了 X軸、Y軸之外，還表示與它們分別形成45度的軸V軸、W軸。圖12 Ca)表示使用上述比較例的天線時(shí)的數(shù)據(jù)。將處理容器內(nèi)壓力設(shè)為IOm(Torr)= I. 3Pa，將微波功率設(shè)為2000 (W)，將Ar/C5F8的流量設(shè)為600/10 (sccm)，從中央導(dǎo)入部導(dǎo)入20%的Ar氣體，從周邊導(dǎo)入部導(dǎo)入80%的Ar氣體，從周邊導(dǎo)入部向處理容器內(nèi)導(dǎo)入IOsccm的C5F80平均的蝕刻速率ER為71nm/min，標(biāo)準(zhǔn)偏差Σ為9. 1%。圖12 (b)表示使用圖7的天線時(shí)的數(shù)據(jù)。將處理容器內(nèi)壓力設(shè)為I. 3Pa、將微波功率設(shè)為2000(W)，將Ar/C5F8的整體流量設(shè)為600/10( sccm)，以20% 80%分支這些混合氣體，并將其從中央導(dǎo)入部和周邊導(dǎo)入部分別導(dǎo)入處理容器內(nèi)。平均的蝕刻速率ER為70nm/min，標(biāo)準(zhǔn)偏差Σ為4. 7%。
圖12 (c)表示使用圖7的天線時(shí)的數(shù)據(jù)。將處理容器內(nèi)壓力設(shè)為I. 3Pa、將微波功率設(shè)為2000 (W)，將Ar/C5F8的整體流量設(shè)為600/10 (sccm)，從中心導(dǎo)入部供給122(sccm)的Ar,從周邊導(dǎo)入部供給478/10 (sccm)的Ar/C5F8。平均的蝕刻速率ER為69nm/min，標(biāo)準(zhǔn)偏差Σ為3. 1%。圖13是表示位置(mm)和蝕刻速率ER (nm/min)的關(guān)系的圖表。蝕刻對象物為SiN0在該圖表中，除了 X軸、Y軸之外，還表示與它們分別形成45度的軸V軸、W軸。圖13 Ca)表示使用上述比較例的天線時(shí)的數(shù)據(jù)。將處理容器內(nèi)壓力設(shè)為IOm(Torr)= I. 3Pa，將微波功率設(shè)為2000 (W)，將Ar/C5F8的流量設(shè)為600/10 (sccm)。從中央導(dǎo)入部導(dǎo)入20%的Ar氣體，從周邊導(dǎo)入部導(dǎo)入80%的Ar氣體，從周邊導(dǎo)入部向處理容器內(nèi)導(dǎo)入IOsccm的C5F80平均的蝕刻速率ER為llnm/min，標(biāo)準(zhǔn)偏差Σ為29. 1%。SiO2對SiN的蝕刻的選擇比為6. 23。
圖13 (b)表示使用圖7的天線時(shí)的數(shù)據(jù)。將處理容器內(nèi)壓力設(shè)為I. 3Pa，將微波功率設(shè)為2000 (W)，將Ar/C5F8的整體的流量設(shè)為600/10 (sccm),以20% 80%分支它們的混合氣體，并將其從中央導(dǎo)入部和周邊導(dǎo)入部分別導(dǎo)入處理容器內(nèi)。平均的蝕刻速率ER為13nm/min，標(biāo)準(zhǔn)偏差Σ為24. 6%。SiO2對SiN的蝕刻的選擇比為5. 28。圖13 (C)表示使用圖7的天線時(shí)的數(shù)據(jù)。將處理容器內(nèi)壓力設(shè)為I. 3Pa，將微波功率設(shè)為2000 (W)，將Ar/C5F8的整體流量設(shè)為600/10 (sccm)，從中心導(dǎo)入部供給122(sccm)的Ar,從周邊導(dǎo)入部供給478/10 (sccm)的Ar/C5F8。平均的蝕刻速率ER為Ilnm/min，標(biāo)準(zhǔn)偏差Σ為16. 5%。SiO2對SiN的蝕刻的選擇比為6. 28。如上述方式，在使用圖7表示的天線的情況下，任一膜的蝕刻中均能夠縮小標(biāo)準(zhǔn)偏差Σ，也可以進(jìn)行選擇比高的蝕刻。另外，在將蝕刻對象的物質(zhì)變更為硅或有機(jī)材料的情況下也可得到相同的結(jié)果。特別是，作為氣體種，在使用C5F8的情況下，能夠控制其的離解狀態(tài)，獲得適于蝕刻的種類，因此，能夠以高精度進(jìn)行蝕刻。等離子體處理裝置中的離解依存于TXNe X (σ XvX τ為停留在等離子體內(nèi)的時(shí)間(sec)，Ne為等離子體的電子濃度(/cm3), ο為離解截面面積(cm2), V為電子速度(m/sec)。此外，c 一 C4F8和L 一 C4F8的尚解過程也不同。c 一 C4F8容易分解,生成大量的由自由基和高分子聚合物構(gòu)成的膜，但L-C4F8離解為兩個(gè)CF3CF,形成精密的膜。c表示環(huán)狀，L表示直鏈狀。如以上說明的方式，上述的天線具備電介質(zhì)窗16和設(shè)置于電介質(zhì)窗16的一個(gè)表面上的槽板20，電介質(zhì)窗16的另一個(gè)表面具有平坦面146，其被環(huán)狀的第一凹部包圍；和第二凹部153，其以包圍平坦面146的重心位置的方式在平坦面146內(nèi)形成多個(gè)。另外，當(dāng)從與槽板20的主表面垂直的方向觀看時(shí)，各個(gè)第二凹部153的重心位置重合位于槽板20的各個(gè)槽133內(nèi)。在使用該天線的情況下，能夠產(chǎn)生均勻性高的等離子體，因此，在使用該天線的等離子體處理裝置中，能夠提高處理量的面內(nèi)均勻性。這種等離子體處理裝置不僅能夠用于蝕刻，還能夠用于膜的堆積中。另外，就上述的等離子體處理方法而言，共用氣體源具有稀有氣體(Ar)，添加氣體源具有C5F8,從微波發(fā)生器經(jīng)由微波導(dǎo)入路向槽板供給微波,在電介質(zhì)窗的另一個(gè)表面?zhèn)犬a(chǎn)生等離子體，從共用氣體源經(jīng)由第一分支共用氣體管路向中央導(dǎo)入部供給稀有氣體(Ar)，還有，從添加氣體源經(jīng)由第二分支共用氣體管路向周邊導(dǎo)入部供給C5F8，由此，對基座上的基板進(jìn)行蝕刻等的處理。該等離子體處理方法能夠提高表面處理量的面內(nèi)均勻性。此外，圖12 (C)、圖13 (C)所示的方法在中心導(dǎo)入部和周邊導(dǎo)入部變更流量比并謄清供給到周邊導(dǎo)入部的添加氣體量。即，如圖I和圖2所示，實(shí)現(xiàn)這些等離子體處理的等離子體處理裝置具備共用氣體管路45，其與共用氣體源41連接；分流器44，其設(shè)置于共用氣體管路45，將共用氣體管路45分支為第一和第二分支共用氣體管路46、47，能夠調(diào)節(jié)流過第一和第二分支共用氣體管路46、47的氣體流量的比率；中央導(dǎo)入部55，其與第一分支共用氣體管路46連接，并具有位于載置在基座3上的基板中央部的上方的中央導(dǎo)入口 ；周邊導(dǎo)入部61，其與第二分支共用氣體管路47連接，沿著基板上方的空間的周方向排列，具有與電介質(zhì)窗16相比位于下方的多個(gè)周邊導(dǎo)入口 62;和添加氣體管路48 (48')，其連接添加氣體源42和第一和第二分支共用氣體管路46、47的至少一方，通過控制各氣體管路的流量，能夠提高基板表面處理量的面內(nèi)均勻性。圖16是表示改良的中央導(dǎo)入部的圖，同圖表示圖I中被虛線A包圍的區(qū)域的改良部分。
如圖16所示，在大致圓板狀的電介質(zhì)窗16上形成有沿軸線X延伸的貫通孔16a。在電介質(zhì)窗16上形成有沿著軸線X方向具有大致固定直徑的貫通孔16a。該貫通孔16a能夠具有朝向下方且其的直徑變小的錐形形狀。在電介質(zhì)窗16中，在貫通孔16a的上方形成有空間16s。空間16s通過例如沿軸線X中心延伸的電介質(zhì)窗16的內(nèi)周面16b和底面16c劃分。另外，在電介質(zhì)窗16上形成有與空間16s的下側(cè)周緣連續(xù)的環(huán)狀的槽16g。氣體的供給通路(配管部件)52為金屬制的部件，例如由不銹鋼構(gòu)成。供給通路52包含第一部分52a ;第二部分52b ;和第三部分52c。第一部分52a為沿著軸線X延伸的管，其插入于內(nèi)側(cè)導(dǎo)體31的內(nèi)孔中。第二部分52b在第一部分52a的下方與該第一部分52a連接。第二部分52b具有比第一部分52a的直徑大的直徑。在第二部分52b上設(shè)置有與第一部分52a的內(nèi)孔連接的孔。該第二部分52b將槽板20夾持在內(nèi)側(cè)導(dǎo)體31的下端和該第二部分52b之間。第三部分52c與第二部分52b的下側(cè)周緣連接并向下方延伸，且具有環(huán)形狀。第三部分52c的下端部分收納于上述槽16g內(nèi)。噴嘴22A為電介質(zhì)制，與電介質(zhì)窗16—體成形，或作為其它部件與電介質(zhì)窗16接合。噴嘴22A位于電介質(zhì)窗16的中心部，有效的區(qū)域具有大致圓板形狀。在一體成形的情況下，噴嘴22A由與電介質(zhì)窗16相同材料構(gòu)成，在接合其它部件的情況下，也能夠?yàn)橄嗤牧?。在一體形成電介質(zhì)窗16和噴嘴22k的情況下，更可靠地防止在噴嘴22A和電介質(zhì)窗16A之間產(chǎn)生間隙。噴嘴22A能夠由散裝電介質(zhì)材料構(gòu)成。在上述接合中能夠使用例如擴(kuò)散接合。構(gòu)成噴嘴22A的電介質(zhì)材料能夠使用例如石英、Y2O3的材料。噴嘴22A包含沿與軸線X交叉的方向延伸的兩個(gè)表面22b和22c。表面22c與表面22b相對，面向處理空間S (參照圖I)。在噴嘴22A上形成有在表面22c和表面22b之間延伸的一個(gè)以上的貫通孔22a。具有這種形狀的噴嘴22A能夠如下制造獲得，例如，當(dāng)加工電介質(zhì)窗16時(shí)，在進(jìn)行對構(gòu)成其的散裝電介質(zhì)材料的機(jī)械加工后，通過濕式蝕刻等消除表面的破碎層。破碎層的消除，能夠?qū)娮?2A形成化學(xué)性更穩(wěn)定的噴嘴。該噴嘴22A位于電介質(zhì)窗16的內(nèi)部的空間16s內(nèi)。更具體而言，噴嘴22A配置于由供給通路52的第二部分52b的下表面和供給通路52的第三部分52c劃分的部分空間內(nèi)。
來自供給通路52的處理氣體通過該噴嘴22A的貫通孔22a，然后，通過電介質(zhì)窗16的貫通孔16a供給到處理空間S內(nèi)。即，噴嘴22A和電介質(zhì)窗16的孔16a共同構(gòu)成用于向處理空間S供給處理氣體的路徑。這樣，在噴嘴22A的內(nèi)部通過處理氣體，但由于噴嘴22A由電介質(zhì)材料構(gòu)成，因此，相對于該處理氣體,化學(xué)性穩(wěn)定。因此,能夠降低來自噴嘴22A的微粒的產(chǎn)生。在等離子體處理裝置中，上述的供給通路52的第三部分52c構(gòu)成覆蓋噴嘴22周圍的電場屏蔽部。由于該電場屏蔽部，在噴嘴22A的內(nèi)部難以產(chǎn)生等離子體。因此，能夠進(jìn)一步抑制來自噴嘴22A微粒的產(chǎn)生。如上所述，由于噴嘴22A和電介質(zhì)窗16 —體化，因此，能夠抑制在噴嘴22A和電介質(zhì)窗16之間產(chǎn)生間隙。由此，能夠防止處理氣體經(jīng)由間隙從處理空間S等回流到空間16s，而污染等離子體處理裝置的部件的問題。另外，在一個(gè)實(shí)施方式中，噴嘴22A的作為電場屏蔽部的第三部分52c能夠作為供 給通路52的一部分而構(gòu)成。即，電場屏蔽部能夠與到噴嘴22A的處理氣體的配管一體化。由此，電場屏蔽部的組裝和配置之類的制造工序被簡單化。另外，在一個(gè)實(shí)施方式中，第三部分52c即電場屏蔽部在軸線X方向能夠延伸至與噴嘴22A的表面22c相比接近處理空間S的位置。由此，配置有噴嘴22A的空間中的電場強(qiáng)度進(jìn)一步降低。其結(jié)果是，噴嘴22A的內(nèi)部的等離子體的產(chǎn)生被進(jìn)一步抑制，來自噴嘴22A的微粒的產(chǎn)生被進(jìn)一步抑制。此外，電場屏蔽部的下端面即第三部分52c的下端面52d和噴嘴22A的表面22c之間的軸線X方向上的距離GAP與配置噴嘴22的空間的電場強(qiáng)度的關(guān)系的模擬結(jié)果被確認(rèn)為，通過將電場屏蔽部的下端面(52d)設(shè)置于低于噴嘴22A的表面22c的下方，能夠縮小電場強(qiáng)度，有效地抑制噴嘴22A內(nèi)部中的等離子體的產(chǎn)生。另外，能夠在由不銹鋼等構(gòu)成的供給通路52的第二部分52b的下表面設(shè)置有由氧化釔(氧化釔(Y2O3))構(gòu)成的保護(hù)層PU。保護(hù)層PLl利用等離子體和氣體保護(hù)第二部分52b，但從抑制微粒產(chǎn)生和增強(qiáng)強(qiáng)度的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選對保護(hù)層PLl實(shí)施特定的處理。SP，利用含有氧氣氣氛中的金屬釔或氧化釔的噴鍍或減壓環(huán)境下的氧化釔的噴鍍，對由在第二部分52b的下表面上堆積的氧化釔構(gòu)成的保護(hù)層PL1，照射電子束等能量線，由此，加熱并熔化保護(hù)層PL1，因此，在冷卻后，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行非結(jié)晶化。由此，保護(hù)層PLl被改性并被增強(qiáng)。在該情況下，保護(hù)層PLl的平坦性也變高，且表面粒子間的間隙被彌補(bǔ)，因此，表面面積變小，對氣體等的耐性進(jìn)一步提高。
權(quán)利要求
1.一種天線，其特征在于，具備 電介質(zhì)窗；和 設(shè)置于所述電介質(zhì)窗一個(gè)表面上的槽板， 所述電介質(zhì)窗的另一個(gè)表面具有 平坦面，其被環(huán)狀的第一凹部包圍；和 第二凹部，其以包圍所述平坦面的重心位置的方式在所述平坦面內(nèi)形成多個(gè)， 當(dāng)從與所述槽板的主表面垂直的方向觀看時(shí)，各個(gè)所述第二凹部的重心位置重疊位于所述槽板中的各個(gè)槽內(nèi)。
2.如權(quán)利要求I所述的天線，其特征在于 所述槽板具備 第一槽組，其位于與所述槽板的重心位置相距第一距離的位置； 第二槽組，其位于與所述槽板的重心位置相距第二距離的位置； 第三槽組，其位于與所述槽板的重心位置相距第三距離的位置；和 第四槽組，其位于與所述槽板的重心位置相距第四距離的位置， 且滿足第一距離<第二距離<第三距離<第四距離的關(guān)系， 從所述槽板的重心位置朝向成為對象的槽延伸的直徑與該槽的長邊方向所成的角度在第一至第四槽組的各個(gè)槽組中均相同， 位于從所述槽板的重心位置延伸的相同直徑上的第一槽組的槽和第二槽組的槽在不同方向上延伸， 位于從所述槽板的重心位置延伸的相同直徑上的第三槽組的槽和第四槽組的槽在不同方向上延伸， 第一槽組的槽數(shù)和第二槽組的槽數(shù)為相同的數(shù)目，設(shè)為NI， 第三槽組的槽數(shù)和第四槽組的槽數(shù)為相同的數(shù)目，設(shè)為N2， N2是NI的整倍數(shù)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的天線，其特征在于， 所述第二凹部的平面形狀為圓形。
4.一種等離子體處理裝置，其特征在于，具備 權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的天線； 處理容器，其內(nèi)部具有所述天線； 基座，其設(shè)置于所述處理容器的內(nèi)部，與所述電介質(zhì)窗的另一個(gè)表面相對并載置被處理的基板；和 微波導(dǎo)入通路，其連接微波發(fā)生器和所述槽板。
5.如權(quán)利要求4所述的等離子體處理裝置，其特征在于，具備 共用氣體管路，其與共用氣體源連接； 分流器，其設(shè)置于所述共用氣體管路，將所述共用氣體管路分支為第一分支共用氣體管路和第二分支共用氣體管路，能夠調(diào)節(jié)流過所述第一分支共用氣體管路和第二分支共用氣體管路的氣體流量的比率； 中央導(dǎo)入部，其與所述第一分支共用氣體管路連接，具有位于載置在所述基座上的基板的中央部上方的中央導(dǎo)入口；周邊導(dǎo)入部，其與所述第二分支共用氣體管路連接，沿著所述基板上方的空間的周向排列，具有與所述電介質(zhì)窗相比位于下方的多個(gè)周邊導(dǎo)入口 ；和 添加氣體管路，其連接添加氣體源與所述第一分支共用氣體管路和第二分支共用氣體管路的至少一方。
6.一種等離子體處理方法，其使用權(quán)利要求5所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述共用氣體源具有稀有氣體， 所述添加氣體源具有C5F8, 從所述微波發(fā)生器經(jīng)由所述微波導(dǎo)入通路對所述槽板供給微波，在所述電介質(zhì)窗的另一個(gè)表面?zhèn)犬a(chǎn)生等離子體， 從所述共用氣體源經(jīng)由所述第一分支共用氣體管路，對所述中央導(dǎo)入部供給稀有氣體， 進(jìn)而，從所述添加氣體源經(jīng)由所述第二分支共用氣體管路對所述周邊導(dǎo)入部供給C5F8, 由此，對所述基座上的基板進(jìn)行處理。
7.—種電介質(zhì)窗,在一個(gè)表面上設(shè)置有槽板,其特征在于 所述電介質(zhì)窗的另一個(gè)表面具有 平坦面，其被環(huán)狀的第一凹部包圍；和 第二凹部，其以包圍所述平坦面的重心位置的方式在所述平坦面內(nèi)形成多個(gè)， 當(dāng)從與所述槽板的主表面垂直的方向觀看時(shí)，各個(gè)所述第二凹部的重心位置重疊位于所述槽板中的各個(gè)槽內(nèi)， 所述槽板具備 第一槽組，其位于距所述槽板的重心位置的第一距離的位置； 第二槽組，其位于距所述槽板的重心位置的第二距離的位置； 第三槽組，其位于距所述槽板的重心位置的第三距離的位置；和 第四槽組，其位于距所述槽板的重心位置的第四距離的位置， 且滿足第一距離<第二距離<第三距離<第四距離的關(guān)系， 從所述槽板的重心位置朝向成為對象的槽延伸的直徑與該槽的長邊方向所成的角度在第一至第四槽組的各個(gè)槽組中均相同， 位于從所述槽板的重心位置延伸的相同直徑上的第一槽組的槽和第二槽組的槽在不同方向上延伸， 位于從所述槽板的重心位置延伸的相同直徑上的第三槽組的槽和第四槽組的槽在不同方向上延伸， 第一槽組的槽數(shù)和第二槽組的槽數(shù)為相同的數(shù)目， 第三槽組的槽數(shù)和第四槽組的槽數(shù)為相同的數(shù)目。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠改善基板表面處理量的面內(nèi)均勻性的天線、電介質(zhì)窗、等離子體處理裝置和等離子體處理方法。該天線具備電介質(zhì)窗(16)和設(shè)置于電介質(zhì)窗(16)一個(gè)表面上的槽板(20)。電介質(zhì)窗(16)的另一個(gè)表面具有平坦面(146)，其被環(huán)狀的第一凹部包圍；和第二凹部(153)，其以包圍平坦面(146)的重心位置的方式在平坦面(146)內(nèi)形成多個(gè)。當(dāng)從與槽板的主表面垂直的方向觀看時(shí)，各個(gè)第二凹部(153)的重心位置重疊位于槽板(20)中的各個(gè)槽(133)內(nèi)。
文檔編號H05H1/46GK102867725SQ20121023593
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者松本直樹, 吉川彌, 吉川潤, 茂山和基, 石橋清隆, 森田治, 谷川雄洋 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社