專利名稱：等離子體處理裝置以及氣體通過板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用等離子體對(duì)半導(dǎo)體基板等被處理基板進(jìn)行氮化處 理或氧化處理等規(guī)定處理的等離子體處理裝置，以及該處理裝置中所 使用的氣體通過板。
背景技術(shù)：
等離子體處理是半導(dǎo)體設(shè)備的制造中不可或缺的技術(shù)。近來，由于LSI高度集成化、高速化的要求，構(gòu)成LSI的半導(dǎo)體元件的設(shè)計(jì)規(guī) 則曰益精細(xì)化，此外，隨著半導(dǎo)體晶片的大型化，在等離子體處理裝 置中也在尋求一種能與這種精細(xì)化和大型化相對(duì)應(yīng)的裝置。但是，現(xiàn)有技術(shù)中廣泛使用的平行平板型和感應(yīng)耦合型等離子體 處理裝置，由于電子溫度高而導(dǎo)致對(duì)細(xì)微元件產(chǎn)生等離子體損害，此 外，由于等離子體密度高的區(qū)域被限定，難以對(duì)大型半導(dǎo)體晶片實(shí)施 均勻且高速的等離子體處理。因此，能夠均勻地形成高密度并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 就被引起關(guān)注(例如專利文獻(xiàn)l)。RLSA微波等離子體處理裝置是如下所述的裝置在腔室的上部設(shè) 置有按規(guī)定的圖案形成有多個(gè)狹縫的平面天線(Radial Line Slot Antenna:徑向線縫隙天線)，將微波發(fā)生源產(chǎn)生的微波從平面天線的狹 縫向保持真空的腔室內(nèi)放射，通過該微波電場(chǎng)將導(dǎo)入該腔室內(nèi)的氣體 等離子體化，再通過該等離子體對(duì)半導(dǎo)體晶片等被處理基板進(jìn)行處理。該RLSA微波等離子體處理裝置可以在天線正下方的廣大區(qū)域內(nèi) 實(shí)現(xiàn)高等離子體密度，并且可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行均勻的等離子體處理， 同時(shí)由于形成低電子溫度的等離子體，對(duì)底板的損害也較小。因此而 被研討用于對(duì)底板的損害問題尤為嚴(yán)重的硅基板的氮化處理或氧化處 理中。 再者，為了使用RLSA微波等離子體處理裝置進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)低損害 工藝，提出以下技術(shù)在等離子體生成部和基座之間設(shè)置形成有多個(gè) 貫通孔的氣體通過板，用以抑制離子能量(專利文獻(xiàn)2)。在該文獻(xiàn)中公開的氣體通過板是，在石英制的板上均勻地形成有 貫通孔的結(jié)構(gòu)的氣體通過板。但是，即使這樣均勻地形成有貫通孔，但是由于天線的結(jié)構(gòu)、氣 體種類、壓力等的影響，利用被等離子體化的氣體對(duì)基板進(jìn)行的處理 也沒有能夠?qū)崿F(xiàn)均勻，導(dǎo)致工藝的面內(nèi)均勻性并不充分。在上述專利 文獻(xiàn)2中，還記載有為了消除這種不均勻性，減少氣體通過板中央部 的貫通孔的直徑，使中央部的氣體供給量降低的方法。但是這仍不夠充分，特別是隨著300mm晶片、甚至450mm晶片等大口徑晶片的出 現(xiàn)，這種工藝的不均勻性更為顯著。另外，在液晶顯示裝置(LCD) 用玻璃基板中也存在同樣的工藝，作為L(zhǎng)CD用的玻璃基板甚至出現(xiàn)了 一邊達(dá)到2m的極其巨大的基板，這種工藝的不均勻性則變得更為顯著。[專利文獻(xiàn)l]特開2000-294550號(hào)公報(bào) [專利文獻(xiàn)2]國(guó)際公開WO2004/047157號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供在處理容器內(nèi)的等離子體生成部和支撐被處 理基板的基板支撐臺(tái)之間設(shè)置有氣體通過板的等離子體處理裝置，該 等離子體處理裝置能夠達(dá)到等離子體處理所希望的面內(nèi)均勻性，并提 供用于上述等離子體處理裝置中的氣體通過板。依據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種等離子體處理裝置，該等離子 體處理裝置包括用于處理被處理基板的能夠進(jìn)行真空排氣的處理容器；向上述處理容器內(nèi)導(dǎo)入處理氣體的處理氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)；在上述處 理容器內(nèi)生成上述處理氣體的等離子體的等離子體生成機(jī)構(gòu)；在上述 處理容器內(nèi)支撐被處理基板的基板支撐臺(tái)；以及設(shè)置于上述處理容器 內(nèi)的等離子體生成部和上述基板支撐臺(tái)之間的、具有用于使等離子體 化后的氣體通過的多個(gè)貫通孔的氣體通過板，其中，上述氣體通過板 設(shè)置為，形成上述貫通孔的貫通孔形成區(qū)域包括與被上述基板支撐臺(tái)
支撐的基板相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，并且擴(kuò)張到其外部區(qū)域，上述貫通孔形成 區(qū)域包括貫通孔的直徑各不相同的三個(gè)區(qū)域與被處理基板的中央部 分相對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域；以與被處理基板的外側(cè)部分對(duì)應(yīng)的方式配置在 上述第一區(qū)域的外周的第二區(qū)域；和配置在上述第二區(qū)域的外周并包 括基板的外部區(qū)域的第三區(qū)域，上述多個(gè)貫通孔，以使上述第一區(qū)域 的貫通孔的直徑最小、使上述第三區(qū)域的貫通孔的直徑最大的方式形 成。依據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種等離子體處理裝置，該等離子體處理裝置，包括用于處理被處理基板的能夠進(jìn)行真空排氣的處理容器；向上述處理容器內(nèi)導(dǎo)入處理氣體的處理氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)；在上述 處理容器內(nèi)生成上述處理氣體的等離子體的等離子體生成機(jī)構(gòu)；在上述處理容器內(nèi)支撐被處理基板的基板支撐臺(tái)；和設(shè)置于上述處理容器 內(nèi)的等離子體生成部和上述基板支撐臺(tái)之間的、具有用于使等離子體 化后的氣體通過的多個(gè)貫通孔的氣體通過板，其中，上述氣體通過板 設(shè)置為，形成上述貫通孔的貫通孔形成區(qū)域包括與被上述基板支撐臺(tái) 支撐的基板相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，并且擴(kuò)張到其外部區(qū)域，上述貫通孔形成 區(qū)域包括貫通孔的開口率各不相同的三個(gè)區(qū)域與被處理基板的中央 部分相對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域；以與被處理基板的外側(cè)部分對(duì)應(yīng)的方式配置 在上述第一區(qū)域的外周的第二區(qū)域；和配置在上述第二區(qū)域的外周并 包括基板的外部區(qū)域的第三區(qū)域，上述多個(gè)貫通孔，以使上述第一區(qū) 域的貫通孔的開口率最小、使上述第三區(qū)域的貫通孔的開口率最大的 方式形成。
依據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種氣體通過板，在處理容器內(nèi)在 使基板支撐臺(tái)支撐被處理基板的狀態(tài)下，在處理容器內(nèi)生成處理氣體 的等離子體，通過該等離子體對(duì)被處理基板實(shí)施等離子體處理的等離 子體處理裝置中，上述氣體通過板設(shè)置于上述處理容器內(nèi)的等離子體 生成部和上述基板支撐臺(tái)之間，具有多個(gè)用于使等離子體化的氣體通 過的貫通孔，并且被設(shè)置為，形成有上述貫通孔的貫通孔形成區(qū)域包 括與被上述基板支撐臺(tái)支撐的基板相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，并擴(kuò)張到其外部區(qū) 域，上述貫通孔形成區(qū)域，具有貫通孔的直徑各不相同的三個(gè)區(qū)域 與被處理基板的中央部分相對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域、以與被處理基板的外側(cè)
部分相對(duì)應(yīng)的方式配置在上述第一區(qū)域的外周的第二區(qū)域、和配置在 上述第二區(qū)域的外周并包括基板的外部區(qū)域的第三區(qū)域，上述多個(gè)貫 通孔，是以使上述第一區(qū)域的貫通孔的直徑最小、使上述第三區(qū)域的 貫通孔的直徑最大的方式形成。根據(jù)本發(fā)明的第四觀點(diǎn)，提供一種氣體通過板，在處理容器內(nèi)在 使被處理基板支承在基板支承臺(tái)上的狀態(tài)下，在處理容器內(nèi)生成處理 氣體的等離子體，通過該等離子體對(duì)被處理基板實(shí)施等離子體處理的 等離子體處理裝置中，上述氣體通過板設(shè)置于上述處理容器內(nèi)的等離 子體生成部和上述基板支撐臺(tái)之間，具有用于使等離子體化的氣體通 過的多個(gè)貫通孔，并且被設(shè)置為，形成有上述貫通孔的貫通孔形成區(qū) 域包括與被上述基板支撐臺(tái)支撐的基板相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，并且擴(kuò)張到其 外部區(qū)域，上述貫通孔形成區(qū)域，具有貫通孔的開口率各不相同的三 個(gè)區(qū)域與被處理基板的中央部分相對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域、以與被處理基 板的外側(cè)部分對(duì)應(yīng)的方式配置在上述第一區(qū)域的外周的第二區(qū)域、和 配置在上述第二區(qū)域的外周并包括基板的外部區(qū)域的第三區(qū)域，上述 多個(gè)貫通孔，以使上述第一區(qū)域的貫通孔的開口率最小、使上述第三 區(qū)域的貫通孔的開口率最大的方式形成。在上述第一方面和第三方面中，優(yōu)選上述第一區(qū)域的貫通孔的直 徑、上述第二區(qū)域的貫通孔的直徑、和上述第三區(qū)域的貫通孔的直徑都在5 15mm范圍內(nèi)，它們的比為1:1 1.2:1.1 1.4。另外，優(yōu)選上述第二區(qū)域和上述第三區(qū)域的邊界與被上述基板支 撐臺(tái)支撐的被處理基板的外周邊緣相對(duì)應(yīng)。并且，將上述被處理基板 的直徑作為1時(shí)，上述貫通孔形成區(qū)域的直徑在U 2.0范圍內(nèi)。另外，當(dāng)使用直徑為300mm的半導(dǎo)體晶片作為被處理基板時(shí)，上 述第一區(qū)域的直徑為80 190mm，貫通孔的直徑為7 10mm;上述第 二區(qū)域的直徑為250 450mm，貫通孔的直徑為7.5 10.5mm;上述第 三區(qū)域的直徑為400 650mm，貫通孔的直徑為9 13mm。依據(jù)上述第二方面和第四方面，優(yōu)選上述第一區(qū)域的貫通孔的開口率為25 55%范圍內(nèi)，上述第二區(qū)域的貫通孔的幵口率為30 65 %范圍內(nèi)，上述第三區(qū)域的貫通孔的幵口率為50 80%范圍內(nèi)。另外，優(yōu)選上述第二區(qū)域和上述第三區(qū)域的邊界與被上述基板支
撐臺(tái)支撐的被處理基板的外周邊緣對(duì)應(yīng)。并且，將上述被處理基板的 直徑作為1時(shí)，優(yōu)選上述貫通孔形成區(qū)域的直徑為U 2.0的范圍。進(jìn)一步，當(dāng)使用直徑為300mm的半導(dǎo)體晶片作為被處理基板時(shí)， 優(yōu)選上述第一區(qū)域的直徑為80 190mm，貫通孔的開口率為25 55 %;上述第二區(qū)域的直徑為250 450mm，貫通孔的開口率為30 65 %;上述第三區(qū)域的直徑為400 650mm，貫通孔的開口率為50 80%。在上述第一和第二方面中，作為上述等離子體生成機(jī)構(gòu)，可以使用包括微波發(fā)生源、配置于上述處理容器上方的用于將微波向上述 處理容器中放射的平面天線、和將微波從上述微波發(fā)生源導(dǎo)向上述平 面天線的波導(dǎo)路的裝置。根據(jù)本發(fā)明的第一和第三方面，作為氣體通過板，是設(shè)置為使 形成有貫通孔的貫通孔形成區(qū)域包含與被上述基板支撐臺(tái)支撐的基板 相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，并且擴(kuò)張到其外部區(qū)域，具有與被處理基板的中央部 分相對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域、以與被處理基板的外側(cè)部分相對(duì)應(yīng)的方式配置 在上述第一區(qū)域的外周的第二區(qū)域、和配置在上述第二區(qū)域的外周的 包含基板的外部區(qū)域的第三區(qū)域的氣體通過板，并以第一區(qū)域的貫通 孔的直徑為最小、上述第三區(qū)域的貫通孔的直徑為最大的方式形成有 貫通孔。由于使用這種氣體通過板，所以不僅能夠非常有效地緩和被 等離子體化的處理氣體集中在被處理基板的中央的現(xiàn)象，同時(shí)還可以 緩解對(duì)其周邊的處理氣體供給的不均勻。因此，能夠達(dá)到利用等離子 體化的氣體進(jìn)行等離子體處理時(shí)所希望的面內(nèi)均勻性。此外，根據(jù)本發(fā)明的第二和第四方面，與第一觀點(diǎn)相同，作為氣 體通過板，是設(shè)置為使形成有貫通孔的貫通孔形成區(qū)域包含與被上 述基板支撐臺(tái)支撐的基板相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，并且擴(kuò)張到其外部區(qū)域，具 有與被處理基板的中央部分相對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域；以與被處理基板的 外側(cè)部分相對(duì)應(yīng)的方式配置在上述第一區(qū)域的外周的第二區(qū)域；和配 置在上述第二區(qū)域的外周的包含基板的外部區(qū)域的第三區(qū)域的氣體通 過板，并且以使第一區(qū)域的貫通孔的幵口率最小、使上述第三區(qū)域的 貫通孔的開口率最大的方式形成有貫通孔。由于使用這種氣體通過板， 所以與第一觀點(diǎn)的情況相同，不僅能夠非常有效地緩解被等離子體化
的處理氣體集中在被處理基板的中央的現(xiàn)象，同時(shí)也可以緩解其周邊 處理氣體的供給的不均勻。因此，能夠達(dá)到利用等離子體化的處理氣 體進(jìn)行等離子體處理所希望的面內(nèi)均勻性。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的等離子體處理裝置的大致截 面圖。圖2是表示氣體通過板安裝方法的其他方式的示意圖。圖3是表示圖1的等離子體處理裝置所用的平面天線的平面圖。圖4是表示圖1的等離子體處理裝置所用的氣體通過板的平面圖。圖5是表示圖1的等離子體處理裝置所用的氣體通過板的截面圖。圖6是表示比較例1的氣體通過板的平面圖。圖7是表示比較例2的氣體通過板的平面圖。圖8A是表示在使用實(shí)施例的氣體通過板的時(shí)的N劑量分布示意圖。圖8B是表示在使用比較例1的氣體通過板的時(shí)的N劑量分布示 意圖。圖8C是表示在使用比較例2的氣體通過板的時(shí)的N劑量分布示 意圖。
具體實(shí)施方式
以下，參照適當(dāng)?shù)母綀D對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行具體的說明。 圖1是示意性的表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的等離子體處理裝置 的截面圖。通過由具有多個(gè)狹縫的平面天線、特別是RLSA(Radial Line Slot Antenna:徑向線狹縫天線)向處理室內(nèi)導(dǎo)入微波并使處理室內(nèi)產(chǎn) 生等離子體，將該等離子體處理裝置100構(gòu)成為能夠生成高密度且低 電子溫度的微波等離子體的RLSA微波等離子體處理裝置。在本實(shí)施 方式中，以適用于例如MOS晶體管等的柵極絕緣膜的氮化處理的裝置 為例進(jìn)行說明。該等離子體處理裝置100形成為氣密性結(jié)構(gòu)、并且具有接地的近
似圓筒狀的腔室1。在腔室1的底壁la的大致中央部形成有圓形的開口部IO,在底壁la處設(shè)置有與該開口部IO連通，并且向下方突出的 排氣室11。在腔室1內(nèi)設(shè)置有用于水平支撐作為被處理體的晶片W的由A1N 等陶瓷構(gòu)成的基座2。該基座2通過從排氣室11的底部中央向上方延 伸的圓筒狀的由A1N等陶瓷構(gòu)成的支撐部件3支撐。在基座2的外緣 部設(shè)置有用于引導(dǎo)晶片W的導(dǎo)向環(huán)4。此外，在基座2中埋設(shè)有電阻 加熱型加熱器5，通過由加熱電源5a向該加熱器5供電實(shí)現(xiàn)對(duì)基座2 的加熱，并由該熱量加熱作為被處理體的晶片W。此外，在基座2中 還埋設(shè)有熱電偶6a，基于該檢測(cè)溫度的信號(hào)，通過控制器6可以使基 座2的溫度被控制在例如從室溫到IOO(TC的范圍內(nèi)。并且，在腔室1 的內(nèi)周設(shè)置有例如由石英構(gòu)成的圓筒狀的襯墊7。襯墊7將如下所述的 氣體通過板60挾住并被分割成上下兩部分。這樣，通過設(shè)置由石英等 構(gòu)成的襯墊7，使得腔室1內(nèi)極少混雜有金屬或者堿元素等，形成極其 潔凈的環(huán)境。另外，在基座2的外周側(cè)設(shè)置有與襯墊7的底部相連的 環(huán)狀擋板8，由此可以在腔室l內(nèi)實(shí)現(xiàn)均勻排氣。該擋板8通過多個(gè)支 柱9被支撐于腔室1的底壁。在基座2設(shè)置有用于支撐晶片W并使其可進(jìn)行升降的晶片支撐 桿，該晶片支撐桿可以相對(duì)于基座2的表面進(jìn)行伸縮。在基座2的上方配置有氣體通過板60，該氣體通過板60具有用于 使等離子體化的氣體在使其中的活性種(離子、基團(tuán)(radical)等)能 量衰減的狀態(tài)下通過的多個(gè)貫通孔。該氣體通過板60可以由例如石英 或藍(lán)寶石(Sapphire)、 SiN、 SiC、 A1203、 A1N等陶瓷電介質(zhì)或單結(jié)晶 硅、多晶硅、非結(jié)晶硅等構(gòu)成。在本例中由石英構(gòu)成。該氣體通過板 60以通過分割成上下兩部分的襯墊7夾持其外周部的狀態(tài)被固定。如 圖2所示，該氣體通過板60也可以以由襯墊7內(nèi)周的突起部7a承載 的狀態(tài)安裝。其中，關(guān)于該氣體通過板60的詳細(xì)情況將在后文中描述。在腔室1的側(cè)壁設(shè)置有呈環(huán)狀的氣體導(dǎo)入部件15，該氣體導(dǎo)入部 件15與氣體供給系統(tǒng)16相連接。其中，氣體導(dǎo)入部件也可以配置成 噴淋頭狀。該氣體供給系統(tǒng)16具有例如Ar氣體供給源17、 N2氣體供 給源18,這些氣體分別通過氣體管20到達(dá)氣體導(dǎo)入部件15，再從氣 體導(dǎo)入部件15導(dǎo)入至腔室1內(nèi)。在各個(gè)氣體管20上設(shè)置有質(zhì)量流量控制器(mass flow controller) 21以及其前后的開關(guān)閥22。另外，也可 以使用Kr、 Xe、 He等稀有氣體提代替上述Ar氣體。在上述排氣室11的側(cè)面連接有排氣管23，該排氣管23上連接有 具有高速真空泵的排氣裝置24。并且通過使該排氣裝置24運(yùn)轉(zhuǎn)，將腔 室1內(nèi)的氣體均勻地排出到排氣室11的空間11a內(nèi)，并通過排氣管23 排氣。由此可以將腔室l內(nèi)高速減壓至規(guī)定的真空度，例如0.133Pa。在腔室1的側(cè)壁設(shè)置有，用于在與等離子體處理裝置100鄰接的 搬送室(圖中未示)之間進(jìn)行晶片W的搬入搬出的搬入搬出口25、和 用于開閉該搬入搬出口 25的門閥26。腔室1的上部為開口部，沿著該開口部的周邊部設(shè)置有環(huán)狀的支 撐部27，在該支撐部27通過密封部件29氣密地設(shè)置有由電介質(zhì)例如 石英或者八1203、 A1N等的陶瓷構(gòu)成的，用于透過微波的透過板28。因 此，腔室1內(nèi)保持氣密。在透過板28的上方，與基板2相對(duì)地設(shè)置有圓板狀的平面天線部 件31。該平面天線部件31卡合在腔室1的側(cè)壁上端。平面天線部件 31由例如表面鍍金或鍍銀的銅板或鋁板構(gòu)成，形成為按照規(guī)定圖案貫 通有大量用于放射微波的狹縫孔32的結(jié)構(gòu)。狹縫孔32形成為例如圖3 所示的長(zhǎng)槽狀，典型的是相互鄰接的狹縫孔32彼此之間形成"T"字 狀，并且這些多個(gè)狹縫孔32以同心圓狀配置。狹縫孔32的長(zhǎng)度和排 列間隔根據(jù)微波的波長(zhǎng)(Xg)決定，例如狹縫孔32的間隔可以配置為 Xg/4、 Xg/2或人g。其中，在圖3中，以Ar表示這些配置成同心圓狀的 相互鄰接狹縫孔32之間的間隔。此外，狹縫孔32也可以是圓形狀、 圓弧狀等其他形狀。而且，這些狹縫孔32的配置方式?jīng)]有特別限定， 除了同心圓狀，也可以配置成例如螺旋狀、放射狀。在該平面天線部件31的上面，設(shè)置有介電常數(shù)比真空大的慢波 (slowwave)材料33。該慢波材料33由例如石英、"203等陶瓷、聚 四氟乙烯(polytetmfluoroethylene)等氟類樹脂或聚酰亞胺(polyimide) 系樹脂構(gòu)成，由于微波的波長(zhǎng)在真空中會(huì)變長(zhǎng)，所以該慢波材料33具 有縮短微波的波長(zhǎng)調(diào)整等離子體的功能。并且，可以使平面天線部件 31和透過板28之間，或者慢波材料33和平面天線部件31之間分別密
接也可以使之相互分離。在腔室1的上面設(shè)置有例如由鋁或不銹鋼等金屬材料構(gòu)成的防護(hù)蓋體34，用以覆蓋上述平面天線部件31和慢波材料33。腔室的上 面和防護(hù)蓋體34之間通過密封部件35密封。在防護(hù)蓋體34中形成有 冷卻水流路34a，通過在其中流通冷卻水，使防護(hù)蓋體34、慢波材料 33、平面天線部件31、透過板28冷卻，由此防止防護(hù)蓋體34、慢波 材料33、平面天線部件31、透過板28發(fā)生變形或者破損。并且，防 護(hù)蓋體34被接地。在防護(hù)蓋體34的上壁的中央形成有開口部36，該開口部與波導(dǎo)管 37相連接。該波導(dǎo)管37的端部通過匹配電路38與微波發(fā)生裝置39 相連接。由此，使得由微波發(fā)生裝置39產(chǎn)生的、例如頻率為2.45GHz 的微波通過波導(dǎo)管37傳播到上述平面天線部件31 。微波的頻率還可以 使用8.35GHz、 1.98GHz等。波導(dǎo)管37具有從上述防護(hù)蓋體34的開口部36向上方延伸出的截 面為圓形的同軸波導(dǎo)管37a、和通過模式轉(zhuǎn)換器40與該同軸波導(dǎo)管37a 的上端部連接的在水平方向上延伸的矩形波導(dǎo)管37b。矩形波導(dǎo)管37b 和同軸波導(dǎo)管37a之間的模式轉(zhuǎn)換器40具有將矩形波導(dǎo)管37b內(nèi)以TE 模式傳播的微波轉(zhuǎn)換成TEM模式的功能。在同軸波導(dǎo)管37a的中心延 伸有內(nèi)導(dǎo)體41，內(nèi)導(dǎo)體41的下端部連接并固定于平面天線部件31的 中心。由此，微波通過同軸波導(dǎo)管37a的內(nèi)導(dǎo)體41高效均勻地以放射 狀傳播到平面天線部件31上。等離子體處理裝置100的各構(gòu)成部與具備CPU的程序控制器50 相連接并被所述程序控制器控制。程序控制器50與用戶接口 51相連 接，該用戶接口由用于工程管理者在管理等離子體處理裝置100時(shí)輸 入指令等操作的鍵盤，和用于可視化顯示等離子體處理裝置100的運(yùn) 作狀況的顯示面板構(gòu)成。另外，程序控制器50還與收納有方案的存儲(chǔ)部52相連接。所述 方案中存儲(chǔ)有用于通過程序控制器50的控制實(shí)現(xiàn)由等離子體處理裝置 IOO執(zhí)行的各種處理的控制程序(軟件)和處理?xiàng)l件數(shù)據(jù)等。并且根據(jù)需要，按照來自用戶接口 51的指示等，從存儲(chǔ)部52中 調(diào)用出任意的方案，并且由程序控制器50執(zhí)行調(diào)用的方案，由此在程
序控制器50的控制下，在等離子體處理裝置100中進(jìn)行所希望的處理。 此外，上述控制程序和處理?xiàng)l件數(shù)據(jù)等的方案還可以以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)(例如CD-ROM、硬盤、軟盤、閃存等)中的方式利 用，或者，通過例如專用傳輸線以從其他的裝置即時(shí)傳送的方式在線 加以利用。接著，對(duì)上述氣體通過板60進(jìn)行更為詳細(xì)的說明。 圖4是表示氣體通過板60的平面圖。圖5是其截面圖。氣體通過板60設(shè)置成使形成有貫通孔的貫通孔形成區(qū)域61包含與被基座2支撐的晶片W相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，并且擴(kuò)張到其外部區(qū)域。該貫通孔形成區(qū)域61具有貫通孔的直徑各不相同的三個(gè)區(qū)域與晶片W的中央部分對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域61a;與晶片W外側(cè)部分相對(duì)應(yīng)的配置在第一區(qū)域61a外周的第二區(qū)域61b;和配置在第二區(qū)域61b外周的包含晶片W的外部區(qū)域的第三區(qū)域61c。并且，在第一區(qū)域61a中形成有具有最小直徑的貫通孔62a,在第三區(qū)域61c中形成有具有最大直徑的貫通孔62c，在第二區(qū)域61b中形成有具有直徑的尺寸在上述兩者之間的貫通孔62b。這里，作為第一區(qū)域61a的貫通孔62a的直徑、第二區(qū)域61b的 貫通孔62b的直徑、第三區(qū)域61c的貫通孔62c的直徑中的任意一個(gè)， 均優(yōu)選在5 15mm的范圍內(nèi)，更為優(yōu)選的是在7 12mm范圍內(nèi)。另 外，優(yōu)選貫通孔62a的直徑貫通孔62b的直徑貫通孔62c的直徑 為1:1 1.2:U 1.4。此外，貫通孔的開口率也很重要，有必要使第一區(qū)域61a的貫通 孑L62a的開口率最小，第三區(qū)域61c的貫通孔62c的開口率最大，第二 區(qū)域61b的貫通孔62b的開口率是在上述兩者之間的值。然后，第一 區(qū)域61a的貫通孔62a的開口率優(yōu)選在25 55%范圍內(nèi)，第二區(qū)域61b 的貫通孔62b的開口率優(yōu)選在30 65%范圍內(nèi)，第三區(qū)域61c的貫通 孔62c的開口率優(yōu)選在50 80%范圍內(nèi)。第一區(qū)域61a的貫通孔62a 的開口率與，第二區(qū)域61b的貫通孔62b的開口率與第三區(qū)域61c的 貫通孔62c的開口率之比優(yōu)選在1:1 2.6:1.1 3.2范圍內(nèi)?？梢赃m當(dāng)?shù)貨Q定第一區(qū)域61a的直徑Dl、第二區(qū)域61b的直徑 D2、第三區(qū)域61c的直徑D3，但是如圖4所示，優(yōu)選直徑D2與晶片W的直徑大致一致。即，優(yōu)選使第二區(qū)域61b和第三區(qū)域61c的邊界 與被基座2支撐的晶片W的外周邊緣相對(duì)應(yīng)。此外，當(dāng)晶片W的直 徑作為]時(shí)，優(yōu)選貫通孔形成區(qū)域6i的直徑在U 2.0范圍內(nèi)，更為 優(yōu)選的是在U 1.5范圍內(nèi)。當(dāng)晶片W使用的是300mm晶片時(shí)，優(yōu)選第一區(qū)域61a的貫通 孔62a的直徑為7 11mm，第二區(qū)域61b的貫通孔62b的直徑為7 llmm，上述第三區(qū)域61c的貫通孔62c的直徑為9 13mm，第一區(qū)域 6la的直徑Dl為80 l卯mm，第二區(qū)域61b的直徑D2為250 450mm，第三區(qū)域61c的直徑D3為400 650mm。當(dāng)使用300mm晶 片時(shí)作為合適的典型例，可以列舉第一區(qū)域61a的貫通孔62a的直 徑為9.5mm，第二區(qū)域61b的貫通孔62b的直徑為9.7mm，第三區(qū) 域61c的貫通孔62c的直徑為llmm，第一區(qū)域61a的直徑Dl為 125mm，第二區(qū)域61b的直徑D2為300mm,第三區(qū)域61c的直徑 D3為425mm。關(guān)于當(dāng)使用的晶片W為300mm晶片時(shí)的開口率，在滿足第一區(qū) 域61a的直徑Dl為80 l卯mm，第二區(qū)域61b的直徑D2為250 450mm，第三區(qū)域61c的直徑D3為400 650mm的上述優(yōu)選范圍的 基礎(chǔ)上，優(yōu)選第一區(qū)域61a的貫通孔62a的開口率為25 55X，第二 區(qū)域61b的貫通孔62b的開口率為30 65%，第三區(qū)域61c的貫通孔 62c的開口率為50 80%。作為當(dāng)使用300mm晶片時(shí)的合適的典型例， 可以列舉第一區(qū)域61a的貫通孔62a的開口率為42.2%，第二區(qū)域 61b的貫通孔62b的開口率為47.6%，第三區(qū)域61c的貫通孔62c的 開口率為66.8%，第一區(qū)域61a的直徑Dl為125mm，第二區(qū)域61b 的直徑D2為300mm，第三區(qū)域61c的直徑D3為425mm。此時(shí)的 第一區(qū)域61a的貫通孔62a的開口率，與第二區(qū)域61b的貫通孔62b 的開口率與第三區(qū)域61c的貫通孔62c的開口率之比為1:1.12丄58。氣體通過板60的安裝位置優(yōu)選接近晶片W的位置，氣體通過板 60的下端與晶片W之間的距離例如優(yōu)選為3 20mm，更為優(yōu)選的是 10mm左右。在這種情況下，氣體通過板60的上端與透過板28的下端 之間的距離例如優(yōu)選為20 50mm。如上所述，該氣體通過板60是用于使等離子體化的氣體中的活性種(離子、自由基等)的能量衰減的部件，由于該氣體通過板60為電 介質(zhì)，所以可以主要使等離子體中的自由基通過，并且使離子的能量 衰減。在這樣構(gòu)成的RLSA方式的等離子體處理裝置100中，首先，將 門閥26打開，從搬入搬出口 25將具有硅層的晶片W搬入腔室1內(nèi)， 并載置于基座2上。然后，從氣體供給系統(tǒng)16的Ar氣體供給源17和 N2氣體供給源18，將Ar氣體、N2氣體按照規(guī)定的流量通過氣體導(dǎo)入 部件15導(dǎo)入腔室1內(nèi)。具體的說，例如將Ar等稀有氣體的流量設(shè)定為100 3000mL/min， N2氣體流量設(shè)定為10 1000mL/min，將腔室內(nèi)的處理壓力調(diào)整為1.3 1333Pa，將晶片W的溫度加熱到300 500°C 。其次，將來自微波發(fā)生裝置39的微波經(jīng)由匹配電路38導(dǎo)入波導(dǎo) 管37，使其依次通過矩形波導(dǎo)管37b、模式轉(zhuǎn)換器40、和同軸波導(dǎo)管 37a，再通過內(nèi)導(dǎo)體41供給到平面天線部件31，從平面天線部件31的 狹縫經(jīng)由透過板28向腔室1內(nèi)放射。微波在矩形波導(dǎo)管37b內(nèi)以TE 模式傳播，該TE模式的微波通過模式轉(zhuǎn)換器40被轉(zhuǎn)換成TEM模式， 在同軸波導(dǎo)管37a內(nèi)向著平面天線部件31傳播。通過從平面天線部件 31經(jīng)由透過板28向腔室1內(nèi)放射的微波，在腔室1內(nèi)形成電磁場(chǎng)，將 Ar氣體、N2氣體等離子體化。通過該含氮元素的等離子體，對(duì)晶片W 上形成的硅氧化膜進(jìn)行氮化處理。此時(shí)，微波發(fā)生裝置39的功率優(yōu)選 為0.5 5kW，更為優(yōu)選的是1 3kW。通過從平面天線部件31的多個(gè)狹縫孔32放射該微波等離子體， 該微波等離子體形成為大約1X10W 5X10力ci^的高密度的，并且在 晶片W的附近為大約1.5eV以下，甚至0.7eV以下的低電子溫度等離 子體。這樣形成的微波等離子體由于離子等的等離子體損害比較少， 再通過設(shè)置氣體通過板60，能夠使這種等離子體損害變得非常少。艮口， 等離子體在通過這種氣體通過板60的氣體貫通孔時(shí)，可以使等離子體 中的活性種(離子等)的能量衰減，由于能夠控制活性種均勻地通過， 所以通過氣體通過板60以后的等離子體更為溫和，從而能夠進(jìn)一步降 低對(duì)晶片的等離子體損害。并且，通過等離子體中的活性種、主要是 氮自由基(N*)等的作用，使晶片W上形成的硅氧化膜的表面氮化。 對(duì)于這種情況，在現(xiàn)有技術(shù)中氣體通過板的貫通孔是均等地配置， 但是這種情況下，由于晶片W的中心部附近的等離子體過強(qiáng)，中心部 的氮化力強(qiáng)，難以實(shí)現(xiàn)均勻的氮化處理。因此，嘗試過減小氣體通過 板的與晶片中央部對(duì)應(yīng)部分的貫通孔的直徑大小來抑制氮?dú)?活性氮) 供給量，從而抑制對(duì)晶片中央的氮化力，但是僅僅這樣仍然不夠。因此，在本發(fā)明中，如上所述，設(shè)置氣體通過板60的貫通孔形成區(qū)域61，使其包含與被支撐在基座2上的晶片W相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，而且延伸到其外部區(qū)域，并且其是具有貫通孔的直徑各不相同的三個(gè)區(qū)域與晶片W的中央部分對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域61a、與晶片W外側(cè)部分相對(duì)應(yīng) 的配置在第一區(qū)域61a外周的第二區(qū)域61b、和配置在第二區(qū)域61b外 周的包括晶片W的外部區(qū)域的第三區(qū)域61c，第一區(qū)域61a的貫通孔 62a設(shè)置為最小直徑，第三區(qū)域61c的貫通孔62c設(shè)置為最大直徑，第 二區(qū)域61b的貫通孔62b的直徑設(shè)置在上述兩者之間。通過這樣的構(gòu)成方式，不僅能夠極其有效地緩解晶片W中央部的 氮?dú)獾入x子體(活性氮)過于集中，同時(shí)還可以緩解其周邊的氮?dú)獾?離子體(活性氮)分布的不均勻，從而可以對(duì)晶片W的整個(gè)面實(shí)施均 勻的氮?dú)獾入x子體處理。具體的說，第一區(qū)域61a的貫通孔62a的直徑、第二區(qū)域61b的 貫通孔62b的直徑、第三區(qū)域61c的貫通孔62c的直徑中的任意一個(gè) 都在5 15mm范圍內(nèi)，更為優(yōu)選的是在7 12mm范圍內(nèi)，通過使貫 通孔62a的直徑貫通孔62b的直徑貫通孔62c的直徑在1:1 1.2:1.1 1.4范圍內(nèi)，可以使氮?dú)獾入x子體(活性氮)均勻分布的效果進(jìn)一步提 咼°這種情況下的氮?dú)獾入x子體(活性氮)分布的均勻性也被貫通孔 的開口率左右，關(guān)于開口率也需要構(gòu)成為第一區(qū)域61a的貫通孔62a 的開口率最小，第三區(qū)域61c的貫通孔62c的幵口率最大，第二區(qū)域 61b的貫通孔62b的開口率為上述兩者之間的值。具體 的說，優(yōu)選第一區(qū)域61a的貫通孔62a的開口率為25 55% ， 優(yōu)選第二區(qū)域61b的貫通孔62b的開口率為30 65%，優(yōu)選第三區(qū)域 61c的貫通孔62c的開口率為50 80%，由此可以使氮?dú)獾入x子體(活 性氮)分布的均勻效果進(jìn)一步提高。
第二區(qū)域61b的直徑D2與晶片W的直徑大致一致，gp，通過使 第二區(qū)域61b和第三區(qū)域61c的邊界與被支撐在基座2上的晶片W的 外周邊緣相對(duì)應(yīng)，可以提高第二區(qū)域61b的氮?dú)獾入x子體(活性氮) 分布的均勻化效果好，并且能夠進(jìn)一步提高晶片W整體的氮?dú)獾入x子 體(活性氮)分布的均勻性。此外，當(dāng)以晶片W的直徑為1時(shí)，通過 使貫通孔形成區(qū)域61的直徑在1.1 2.0范圍內(nèi)，優(yōu)選的是在1.1 1.5 范圍內(nèi)，可以提高對(duì)晶片W的氮元素導(dǎo)入的均勻性。當(dāng)晶片W使用的是300mm晶片時(shí)，使第一區(qū)域61a的貫通孔62a 的直徑為7 llmm，第二區(qū)域的貫通孔的直徑為7 11mm，上述第三 區(qū)域的貫通孔的直徑為9 13mm，第一區(qū)域61a的直徑Dl為80 190mm，第二區(qū)域61b的直徑D2為250 450mm，第三區(qū)域61c的 直徑D3為400 650mm，由此可以很好地維持利用氮?dú)獾入x子體(活 性氮)進(jìn)行的處理的均勻性。在同樣的情況下，使第一區(qū)域61a的貫通孔62a的開口率為25 55%，使第二區(qū)域61b的貫通孔62b的開口率為30 65%，使第三區(qū) 域61c的貫通孔62c的開口率為50 80%，以此代替對(duì)貫通孔的直徑 進(jìn)行規(guī)定，從而可以很好地維持由氮?dú)獾入x子體(活性氮)進(jìn)行的處 理的均一性。接下來，對(duì)確認(rèn)本發(fā)明效果的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行說明。作為氣體通過板準(zhǔn)備如圖4和圖5所示，本發(fā)明的范圍內(nèi)的氣 體通過板(實(shí)施例)，第一區(qū)域61a的貫通孔62a的直徑為9.5mm， 第二區(qū)域61b的貫通孔62b的直徑為9.7mm，第三區(qū)域61c的貫通孔 62c的直徑為llmm，并且它們以12.5mm的間距(pitch)形成(第 一區(qū)域61a的貫通孔62a的開口率為42.2%，第二區(qū)域61b的貫通孔 62b的開口率為47.6%，第三區(qū)域61c的貫通孔62c的開口率66.8 %)，第一區(qū)域61a的直徑Dl為125mm，第二區(qū)域61b的直徑D2 為300mm，第三區(qū)域61c的直徑D3為425mm;和如圖6所示的氣 體通過板(比較例l):貫通孔形成區(qū)域的直徑為350mm，在該區(qū)域以 12.5mm的間距(pitch)均勻地形成有直徑10mm的貫通孔(開口率51 %);和如圖7所示的氣體通過板(比較例2):貫通孔形成區(qū)域的直徑 為350mm，在中央部的直徑為200mm的區(qū)域中以12.5mm的間距(pitch)形成有直徑9.5mm的貫通孔(開口率44.4%)，在其外側(cè)的區(qū) 域中以12.5mm的間距(pitch)形成有直徑10mm的貫通孔(開口率 52.4%.)，再對(duì)在300mm晶片上形成的氧化膜進(jìn)行氮化處理，并求出此 時(shí)的N劑量(通過XPS求出的值)的面內(nèi)均勻性。作為該情況下的條 件為從氣體通過板到晶片的距離為30mm，腔室內(nèi)壓力為6.7Pa， Ar 氣體流量為1000mL/min， N2氣體流量為40mL/min，微波功率為 1500W,溫度為400°C 。并且，晶片W上的氧化膜通過WVG( Water Vapor Generator:水蒸氣發(fā)生器)用熱CVD成膜，所形成的膜厚為1.2nm、 1.6nm。其結(jié)果如圖8A 圖8C所示。如圖8B所示，比較例1的中央部的 N劑量變得非常高，可知其均勻性很差。另外，如圖8C所示，比較例 2中中央部的N劑量雖然降低了，但是在其周圍形成有N劑量高的部 分，所以說均勻性不夠充分。而與之相對(duì)地，如圖8A所示，可知在實(shí) 施例中整體的均勻性都很高。用數(shù)值來評(píng)價(jià)此時(shí)的N劑量的均勻性，結(jié)果如下比較例1的N 劑量的1cj的平均值為7.9%，比較例2中為4.2% ，與此相對(duì)在實(shí)施例 中該值為2.4%， N劑量的均勻性顯著提高，達(dá)到作為要求值的低于3.0 %的水平。由此可以確認(rèn)實(shí)施例的情況與比較例1、 2相比，可以提高 等離子體處理的均勻性。此外，本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，可以有各種變形。例如 在上述實(shí)施方式中，作為基板以半導(dǎo)體晶片，特別是300mm的晶片為 例進(jìn)行了說明，但是不局限于此，可適用于200mm以上的半導(dǎo)體晶片， 而且，也并不局限于半導(dǎo)體晶片，也能適用于以液晶顯示裝置(LCD) 用玻璃基板為代表的平板顯示器(FPD: flat panel display)用基板等其 他基板。另外，在上述實(shí)施方式中表示了 RLSA方式的等離子體處理 裝置，但是不局限于此，也可以是例如遠(yuǎn)程(remote)等離子體方式、 ICP等離子體方式、ECR等離子體方式、表面反射波等離子體方式、 磁控(magnetron)等離子體方式、電容耦合等離子體方式等的等離子 體處理裝置。并且，在上述實(shí)施方式中，是以氮化處理為例進(jìn)行的說明，但是 不局限于此，也可以適用于氧化處理，還有可能適用于成膜處理或蝕 刻處理等其他等離子體處理。但是，本發(fā)明對(duì)上述的氮化處理，特別 是對(duì)極薄膜(氧化膜)進(jìn)行氮化處理時(shí)尤為適用。這種情況下，使N不擴(kuò)散到與基板的交界面，而是堆積在表面0.5nm以內(nèi)，從而能夠提 高閾值、硼穿透、離子特性等設(shè)備特性。此外，在適用于對(duì)柵極氧化 膜的氮化時(shí)，對(duì)于氧化膜為2.5nm以下的情況特別有效。本發(fā)明的等離子體處理裝置適用于半導(dǎo)體基板的氮化處理、氧化 處理。
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括用于處理被處理基板的能夠進(jìn)行真空排氣的處理容器；向所述處理容器內(nèi)導(dǎo)入處理氣體的處理氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)；在所述處理容器內(nèi)生成所述處理氣體的等離子體的等離子體生成機(jī)構(gòu)；在所述處理容器內(nèi)支撐被處理基板的基板支撐臺(tái)；和設(shè)置于所述處理容器內(nèi)的等離子體生成部和所述基板支撐臺(tái)之間的、具有用于使等離子體化后的氣體通過的多個(gè)貫通孔的氣體通過板，其中，所述氣體通過板被設(shè)置為，使形成有所述貫通孔的貫通孔形成區(qū)域包括與被所述基板支撐臺(tái)支撐的基板相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，并且擴(kuò)張到其外部區(qū)域，所述貫通孔形成區(qū)域包括貫通孔的直徑各不相同的三個(gè)區(qū)域與被處理基板的中央部分相對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域；以與被處理基板的外側(cè)部分對(duì)應(yīng)的方式配置在所述第一區(qū)域的外周的第二區(qū)域；和配置在所述第二區(qū)域的外周并包括基板的外部區(qū)域的第三區(qū)域，所述多個(gè)貫通孔，以使所述第一區(qū)域的貫通孔的直徑最小、使所述第三區(qū)域的貫通孔的直徑最大的方式形成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述第一區(qū)域的貫通孔的直徑、所述第二區(qū)域的貫通孔的直徑、和所述第三區(qū)域的貫通孔的直徑在5 15mm范圍內(nèi)，它們的比為1:1 1.2:1.1 1.4。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域的邊界與被所述基板支撐臺(tái)支撐的被處理基板的外周邊緣相對(duì)應(yīng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于將所述被處理基板的直徑作為1時(shí)，所述貫通孔形成區(qū)域的直徑 在1.1 2.0范圍內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的等離子體處理裝置，其特征在于當(dāng)使用直徑為300mm的半導(dǎo)體晶片作為被處理基板時(shí)，所述第一 區(qū)域的直徑為80 190mm，貫通孔的直徑為7 10mm;所述第二區(qū)域 的直徑為250 450mm，貫通孔的直徑為7.5 10.5mm;所述第三區(qū)域 的直徑為400 650mm，貫通孔的直徑為9 13mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述等離子體生成機(jī)構(gòu)包括微波發(fā)生源、配置于所述處理容器上方的用于向所述處理容器發(fā)射微波的平面天線、和從所述微波發(fā)生 源將微波導(dǎo)向所述平面天線的波導(dǎo)路。
7. —種等離子體處理裝置，其特征在于，包括用于處理被處理基板的能夠進(jìn)行真空排氣的處理容器； 向所述處理容器內(nèi)導(dǎo)入處理氣體的處理氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)；在所述處理容器內(nèi)生成所述處理氣體的等離子體的等離子體生成 機(jī)構(gòu)；在所述處理容器內(nèi)支撐被處理基板的基板支撐臺(tái)；和 設(shè)置于所述處理容器內(nèi)的等離子體生成部和所述基板支撐臺(tái)之間的、具有用于使等離子體化后的氣體通過的多個(gè)貫通孔的氣體通過板，其中，所述氣體通過板被設(shè)置為，使形成有所述貫通孔的貫通孔形成區(qū) 域包括與被所述基板支撐臺(tái)支撐的基板相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，并且擴(kuò)張到其 外部區(qū)域，所述貫通孔形成區(qū)域包括貫通孔的開口率各不相同的三個(gè)區(qū)域與被處理基板的中央部分相對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域；以與被處理基板的外側(cè) 部分對(duì)應(yīng)的方式配置在所述第一區(qū)域的外周的第二區(qū)域；和配置在所 述第二區(qū)域的外周并包括基板的外部區(qū)域的第三區(qū)域，所述多個(gè)貫通孔，以使所述第一區(qū)域的貫通孔的開口率最小、使所述第三區(qū)域的貫通孔的開口率最大的方式形成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述第一區(qū)域的貫通孔的開口率在25 55%范圍內(nèi)，所述第二區(qū) 域的貫通孔的開口率在30 65%范圍內(nèi)，所述第三區(qū)域的貫通孔的開 口率在50 80%范圍內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域的邊界與被所述基板支撐臺(tái)支撐的被處理基板的外周邊緣相對(duì)應(yīng)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其特征在于將所述被處理基板的直徑作為1時(shí)，所述貫通孔形成區(qū)域的直徑在1.1 2.0范圍內(nèi)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其特征在于 當(dāng)使用直徑為300mm的半導(dǎo)體晶片作為被處理基板時(shí)，所述第一區(qū)域的直徑為80 190mm,貫通孔的開口率為25 55 % ;所述第二區(qū) 域的直徑為250 450mm，貫通孔的開口率為30 65%;所述第三區(qū) 域的直徑為400 650mm，貫通孔的開口率為50 80%。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述等離子體生成機(jī)構(gòu)包括微波發(fā)生源、配置于所述處理容器上方的用于向所述處理容器中發(fā)射微波的平面天線、和將微波從所述 微波發(fā)生源導(dǎo)向所述平面天線的波導(dǎo)路。
13. —種氣體通過板，其特征在于在處理容器內(nèi)在由基板支撐臺(tái)支撐被處理基板的狀態(tài)下，在處理 容器內(nèi)生成處理氣體的等離子體，通過該等離子體對(duì)被處理基板實(shí)施 等離子體處理的等離子體處理裝置中，所述氣體通過板設(shè)置于所述處 理容器內(nèi)的等離子體生成部和所述基板支撐臺(tái)之間，具有多個(gè)用于使 等離子體化的氣體通過的貫通孔， 并且所述氣體通過板被設(shè)置為，使形成有所述貫通孔的貫通孔形 成區(qū)域包括與被所述基板支撐臺(tái)支撐的基板相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，并擴(kuò)張到 其外部區(qū)域，所述貫通孔形成區(qū)域，具有貫通孔的直徑各不相同的三個(gè)區(qū)域 與被處理基板的中央部分相對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域、以與被處理基板的外側(cè) 部分相對(duì)應(yīng)的方式配置在所述第一區(qū)域的外周的第二區(qū)域、和配置在 所述第二區(qū)域的外周的包括基板的外部區(qū)域的第三區(qū)域，所述多個(gè)貫通孔，以使所述第一區(qū)域的貫通孔的直徑最小、使所 述第三區(qū)域的貫通孔的直徑最大的方式形成。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的氣體通過板，其特征在于 所述第一區(qū)域的貫通孔的直徑、所述第二區(qū)域的貫通孔的直徑、和所述第三區(qū)域的貫通孔的直徑在5 15mm范圍內(nèi)，它們的比為1:1 1.2:1.1 1.4。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的氣體通過板，其特征在于在等離子體處理裝置中，所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域的邊界與 被所述基板支撐臺(tái)支撐的被處理基板的外周邊緣相對(duì)應(yīng)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的氣體通過板，其特征在于將所述被處理基板的直徑作為1時(shí)，所述貫通孔形成區(qū)域的直徑在1.1 2.0范圍內(nèi)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的氣體通過板，其特征在于當(dāng)使用直徑為300mm的半導(dǎo)體晶片作為被處理基板時(shí)，所述第一 區(qū)域的直徑為80 190mm，貫通孔的直徑為7 10mm;所述第二區(qū)域 的直徑為250 450mm，貫通孔的直徑為7.5 10.5mm;所述第三區(qū)域 的直徑為400 650mm，貫通孔的直徑為9 13mm。
18. —種氣體通過板，其特征在于在處理容器內(nèi)在由基板支撐臺(tái)支撐被處理基板的狀態(tài)下，在處理 容器內(nèi)生成處理氣體的等離子體，通過該等離子體對(duì)被處理基板實(shí)施 等離子體處理的等離子體處理裝置中，所述氣體通過板設(shè)置于所述處 理容器內(nèi)的等離子體生成部和所述基板支撐臺(tái)之間，具有用于使等離 子體化的氣體通過的多個(gè)貫通孔，所述氣體通過板被設(shè)置為，使形成有所述貫通孔的貫通孔形成區(qū) 域包括與被所述基板支撐臺(tái)支撐的基板相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，并且擴(kuò)張到其 外部區(qū)域，所述貫通孔形成區(qū)域，具有貫通孔的開口率各不相同的三個(gè)區(qū)域 與被處理基板的中央部分相對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域；以與被處理基板的外側(cè) 部分相對(duì)應(yīng)的方式配置在所述第一區(qū)域的外周的第二區(qū)域；和配置在所述第二區(qū)域的外周并包括基板的外部區(qū)域的第三區(qū)域，所述多個(gè)貫通孔，以使所述第一區(qū)域的貫通孔的開口率最小、使 所述第三區(qū)域的貫通孔的開口率最大的方式形成。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的氣體通過板，其特征在于 所述第一區(qū)域的貫通孔的開口率在25 55%范圍內(nèi)，所述第二區(qū)域的貫通孔的開口率在30 65%范圍內(nèi)，所述第三區(qū)域的貫通孔的開 口率在50 80%范圍內(nèi)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的氣體通過板，其特征在于 所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域的邊界與被所述基板支撐臺(tái)支撐的被處理基板的外周邊緣相對(duì)應(yīng)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的氣體通過板，其特征在于 將所述被處理基板的直徑作為1時(shí)，所述貫通孔形成區(qū)域的直徑在1.1 2.0范圍內(nèi)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的氣體通過板，其特征在于 當(dāng)使用直徑為300mm的半導(dǎo)體晶片作為被處理基板時(shí)、所述第一區(qū)域的直徑為80 190mm，貫通孔的開口率為25 55% ;所述第二區(qū) 域的直徑為250 450mm，貫通孔的開口率為30 65%;所述第三區(qū)域的直徑為400 650mm，貫通孔的開口率為50 80%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在處理容器內(nèi)生成處理氣體的等離子體，對(duì)基板實(shí)施等離子體處理的等離子體處理裝置，該等離子體處理裝置具有設(shè)置于處理容器內(nèi)的等離子體生成部和基座(2)之間的氣體通過板(60)。該氣體通過板(60)的貫通孔形成區(qū)域(61)包含與基座(2)上的基板(W)相對(duì)應(yīng)的區(qū)域以及其外部區(qū)域，貫通孔形成區(qū)域(61)具有與基板(W)的中央部分相對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域(61a)；配置在第一區(qū)域(61a)外周的第二區(qū)域(61b)；和配置在第二區(qū)域(61b)外周的包含基板(W)的外部區(qū)域的第三區(qū)域(61c)，并且第一區(qū)域(61a)的貫通孔(62a)的直徑最小，第三區(qū)域(61c)的貫通孔(62c)的直徑最大。
文檔編號(hào)C23C16/455GK101133479SQ20068000698
公開日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2006年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月4日
發(fā)明者前川浩治, 高橋哲朗 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社