專(zhuān)利名稱(chēng)：：噴淋板及其制造方法以及使用了該噴淋板的等離子體處理裝置、等離子體處理方法及電...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及在等離子體處理裝置特別是微波等離子體處理裝置中使用的噴淋板及其制造方法、以及使用了該噴淋板(showerplate)的等離子體處理裝置、等離子體處理方法及電子器件的制造方法。
背景技術(shù)：
：等離子體處理工序及等離子體處理裝置對(duì)于近年來(lái)的被稱(chēng)作所謂深亞微米元件或深亞四分之一微米元件的具有O.ljim或者其以下的柵長(zhǎng)度的超微細(xì)化半導(dǎo)體器件的制造、包括液晶顯示裝置的高分辨率平面顯示裝置的制造來(lái)說(shuō)，是不可缺少的技術(shù)。作為半導(dǎo)體器件或液晶顯示裝置的制造中所用的等離子體處理裝置，目前為止使用了各種各樣的等離子體的激發(fā)方式，尤為普遍的是平行平板型高頻激發(fā)等離子體處理裝置或電感耦合型等離子體處理裝置。但是，這些以往的等離子體處理裝置由于等離子體形成不夠均勻，電子密度高的區(qū)域受到限定，因此具有難以用大的處理速度，也就是難以以大的吞吐量(throughput)對(duì)被處理基板整個(gè)面進(jìn)行均勻處理的問(wèn)題。該問(wèn)題在處理大直徑的基板的情況下變得尤為嚴(yán)重。而且在這些以往的等離子體處理裝置中，由于電子溫度高，周此還具有對(duì)形成于被處理基板上的半導(dǎo)體元件造成損傷、由濺射所致的處理室壁的金屬污染大等幾個(gè)本質(zhì)性的問(wèn)題。由此，以往的等離子體處理裝置，一直難以滿(mǎn)足對(duì)半導(dǎo)體器件、液晶顯示裝置的進(jìn)一步微細(xì)化及生產(chǎn)性的進(jìn)一步提高的嚴(yán)格要求。針對(duì)于此，之前人們提出了使用高密度等離子體的微波等離子體處理裝置，該高密度等離子體是利用微波電場(chǎng)激發(fā)的，而不是用直流磁場(chǎng)激發(fā)的。例如，提出了如下結(jié)構(gòu)的等離子體處理裝置，即，從具有以產(chǎn)生均勻微波的方式排列的多個(gè)狹縫(slot)的平面狀天線(xiàn)(徑向線(xiàn)縫隙天線(xiàn))向處理室內(nèi)輻射微波，利用該微波電場(chǎng)將處理室內(nèi)的氣體電離而4激發(fā)等離子體(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。對(duì)于利用此種方法激發(fā)的微波等離子體，可以在天線(xiàn)正下方的寬廣區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)高等離子體密度，能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行均勻的等離子體處理。而且，利用該方法形成的微波等離子體，由于利用微波來(lái)激發(fā)等離子體，因此電子溫度低，可以避免被處理基板的損傷和金屬污染。另外，由于在大面積基板上也可以很容易地激發(fā)均勻的等離子體，因此還可以很容易地應(yīng)對(duì)使用了大口徑半導(dǎo)體基板的半導(dǎo)體器件的制造工序和大型液晶顯示裝置的制造。在這些等離子體處理裝置中，通常來(lái)說(shuō)，為了向處理室內(nèi)均勻地供給等離子體激發(fā)用氣體，使用具備多個(gè)氣體放出孔的噴淋板。但是，噴淋板的使用，有時(shí)使得形成于噴淋板正下方的等離子體向噴淋板的氣體放出孔倒流。如果等離子體向氣體放出孔倒流，則會(huì)產(chǎn)生異常放電和氣體堆積，從而會(huì)有用于激發(fā)等離子體的微波的傳輸效率和成品率發(fā)生惡化的問(wèn)題。作為用于防止該等離子體向氣體放出孔倒流的方法，人們提出過(guò)很多對(duì)噴淋板結(jié)構(gòu)的改良。例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)過(guò)如下內(nèi)容，即，將氣體放出孔的孔徑設(shè)為小于形成于噴淋板正下方的等離子體的鞘層厚度的2倍的做法是有效的。但是，如果只是減小氣體放出孔的孔徑，則作為防止等離子體倒流的手段來(lái)說(shuō)是不夠的。特別是，如果出于減少損傷、提高處理速度的目的，將等離子體密度從以往的101211—3左右提高到101311-3左右，則等離子體的倒流會(huì)變得很明顯，僅利用氣體放出孔的孔徑控制無(wú)法防止等離子體的倒流。另外，很難利用孔加工在噴淋板主體上形成微細(xì)孔徑的氣體放出孔，因而也有加工性的問(wèn)題。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)3中，還提出了使用由透氣性的多孔陶瓷燒結(jié)體制成的噴淋板。這是意圖利用構(gòu)成多孔陶瓷燒結(jié)體的多個(gè)氣孔的壁來(lái)防止等離子體的倒流。但是，由在常溫常壓下燒結(jié)的普通多孔陶瓷燒結(jié)體制成的噴淋板的氣孔直徑波動(dòng)很大，大小從幾jim到20jim左右，另外，最大晶體粒子直徑大到20nm左右，組織不夠均勻，因此表面平坦性差，另外，如果將與等離子體接觸的面設(shè)為多孔陶瓷燒結(jié)體，則有效表面積會(huì)增大，等離子體的電子-離子的復(fù)合增加，從而有等離子體激發(fā)的功率利用系數(shù)差的問(wèn)題。另外，該專(zhuān)利文獻(xiàn)3中，還公開(kāi)了如下的結(jié)構(gòu)，5即，不是用多孔陶瓷燒結(jié)體來(lái)構(gòu)成整個(gè)噴淋板，而是在由致密的氧化鋁制成的噴淋板上形成氣體放出用的開(kāi)口部，在該開(kāi)口部安裝常溫常壓下燒結(jié)的普通多孔陶瓷燒結(jié)體，經(jīng)由該多孔陶瓷燒結(jié)體將氣體放出。但是，由于該結(jié)構(gòu)中也是特性與所述常溫常壓下燒結(jié)的多孔陶瓷燒結(jié)體大致相同的普通多孔陶瓷燒結(jié)體接觸等離子體，因此沒(méi)有消除因表面平坦性差而產(chǎn)生的上述問(wèn)題。另外，本申請(qǐng)的申請(qǐng)人以前在專(zhuān)利文獻(xiàn)4中提出了不是從噴淋板的結(jié)構(gòu)方面出發(fā)而是利用氣體放出孔的直徑尺寸的調(diào)整來(lái)防止等離子體倒流的方法。即，通過(guò)將氣體放出孔的直徑尺寸設(shè)定為0.1~小于0.3mm,并且將其直徑尺寸公差設(shè)定為土0.002mm以?xún)?nèi)的精度，來(lái)防止等離子體的倒流，并且消除氣體的放出量的波動(dòng)。但是，在將等離子體密度提高為101311-3的條件下將該噴淋板實(shí)際用于微波等離子體處理裝置中后，結(jié)果如圖12所示，在形成于噴淋板主體400與覆蓋板401之間的填充等離子體激發(fā)用氣體的空間402和與之連通的縱孔403上發(fā)現(xiàn)了被認(rèn)為是由等離子體的倒流導(dǎo)致的淡棕色的變色部分。專(zhuān)利文獻(xiàn)l:日本特開(kāi)平9-63793號(hào)>^才艮專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2005-33167號(hào)7>才艮專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2004-39972號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4:國(guó)際公開(kāi)第06/112392號(hào)小冊(cè)子
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問(wèn)題在于，提供一種可以更為徹底地防止等離子體倒流的產(chǎn)生、能夠?qū)崿F(xiàn)效率良好的等離子體激發(fā)的噴淋板。本發(fā)明人基于等離子體的倒流是不是受氣體放出孔的長(zhǎng)度與孔徑之比(長(zhǎng)度/孔徑，以下稱(chēng)作"縱橫比"。)的影響的想法，反復(fù)進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)如果將該縱橫比設(shè)定為20以上，則可以出乎意料地阻止等離子體的倒流，從而完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明提供一種噴淋板，其配置于等離子體處理裝置的處理室中，具備為了在所述處理室中產(chǎn)生等離子體而放出等離子體激發(fā)用氣體的多個(gè)氣體放出孔，通過(guò)將氣體放出孔的縱橫比設(shè)定為20以上，來(lái)防止等離子體的倒流。圖1是表示氣體放出孔的縱橫比與等離子體倒流的關(guān)系的說(shuō)明圖。如果等離子體處理裝置的處理室內(nèi)的壓力降低，則平均自由行程變長(zhǎng)，構(gòu)成等離子體的電子直線(xiàn)行進(jìn)的距離變長(zhǎng)。這樣，如果假定電子直線(xiàn)行進(jìn)，則圖i所示的等離子體的可進(jìn)入角度e就由氣體放出孔A的縱橫比唯一地決定。即，如果增大氣體放出孔A的縱橫比，則等離子體的可進(jìn)入角度e就會(huì)變小，從而可以防止等離子體的倒流。本發(fā)明基于該想法闡明了氣體放出孔a的縱橫比的構(gòu)成要件，通過(guò)如上所述那樣將氣體放出孔a的縱橫比設(shè)定為20以上，可以出乎意料地阻止等離子體的倒流。使用鉆頭或其他工具通過(guò)孔加工方法在噴淋板主體上很難形成具有像本發(fā)明中所規(guī)定的那樣的縱橫比的微細(xì)且細(xì)長(zhǎng)的氣體放出孔，因而還有加工性的問(wèn)題。所以，本發(fā)明中，釆用了將設(shè)有l(wèi)個(gè)或多個(gè)氣體放出孔的陶瓷構(gòu)件安裝在噴淋板的多個(gè)縱孔中的結(jié)構(gòu)。即，將氣體放出孔形成于與噴淋板分立的陶瓷構(gòu)件上，將該陶瓷構(gòu)件安裝于開(kāi)^:在噴淋板上的縱孔中。通過(guò)采用此種結(jié)構(gòu)，與利用孔加工在噴淋板上形成氣體放出孔的情況相比，可以消除伴隨著氣體放出孔的加工不良產(chǎn)生的噴淋板的成品率降低，很容易形成具有本發(fā)明中所規(guī)定的縱橫比的微細(xì)且細(xì)長(zhǎng)的氣體放出孔。另外，可以利用注射成形、擠出成形或者特殊的澆注成形法等來(lái)形成設(shè)有氣體放出孔的陶瓷構(gòu)件。作為氣體放出孔的具體的尺寸，優(yōu)選將其孔徑設(shè)定為形成于噴淋板正下方的等離子體的鞘層厚度的2倍以下，并且使其長(zhǎng)度大于處理室中的電子的平均自由行程。此外，使用上述本發(fā)明的噴淋板，可以將等離子體激發(fā)用氣體向等離子體處理裝置內(nèi)供給，用微波激發(fā)所供給的等離子體激發(fā)用氣體而產(chǎn)生等離子體，可以使用該等離子體對(duì)基板進(jìn)行氧化、氮化、氧氮化、cvd、蝕刻、等離子體照射等處理。另外，在縱孔中安裝了具有l(wèi)個(gè)以上的氣體放出孔的陶瓷構(gòu)件的本發(fā)明的噴淋板可以如下這樣制造，即，在使原料粉末成形并加工形成了縱孔的噴淋板的生料體、脫脂體或預(yù)燒結(jié)體的所述縱孔中，裝入具有l(wèi)個(gè)以上的氣體放出孔的陶資構(gòu)件的生料體、脫脂體、預(yù)燒結(jié)體或燒結(jié)體，之后，同時(shí)進(jìn)行燒結(jié)。另外，也可以如下這樣來(lái)制造，即，與所述陶瓷構(gòu)件同時(shí)裝入多孔氣體流通體的生料體、脫脂體、預(yù)燒結(jié)體或燒結(jié)體，之后同時(shí)進(jìn)行燒結(jié)。根據(jù)本發(fā)明，由于可以防止等離子體向噴淋板的縱孔部分倒流，抑制噴淋板內(nèi)部的異常放電和氣體堆積的產(chǎn)生，因此可以防止用于激發(fā)等離子體的微波的傳輸效率和成品率的惡化。圖1是表示氣體放出孔的縱橫比與等離子體倒流的關(guān)系的說(shuō)明圖。圖2表示本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖3表示圖2所示的噴淋板的橫孔與縱孔的配置。圖4表示圖2所示的噴淋板的縱孔的詳細(xì)情況。圖5表示縱孔的其他例子。圖6表示縱孔的另一其他例子。圖7表示本發(fā)明的第二實(shí)施例。圖8表示從圖7所示的噴淋板的頂面看到的橫孔與縱孔的配置。圖9表示圖7所示的噴淋板與覆蓋板的配置。圖IO表示圖7所示的噴淋板的縱孔的詳細(xì)情況。圖ll表示本發(fā)明的噴淋板的縱孔的其他例子。圖12表示以往的噴淋板。符號(hào)說(shuō)明101-排氣口，102-處理室，103-被處理基板，104-保持臺(tái)，105-縱孔，105a-第一縱孔，105b-第二縱孔,106國(guó)噴淋板,107-密封用O形圏，108-覆蓋板，109-密封用0形團(tuán)，110-氣體導(dǎo)入口，111-氣體供給孔，112-空間，113、113，-陶瓷構(gòu)件，113a、113a，-氣體放出孔，114-多孔陶瓷燒結(jié)體(多孔氣體流通體)，115-倒角加工，116-縫隙板，117-滯波板，118-同軸波導(dǎo)管，119-金屬板，120-冷卻用流路，121-下段噴淋板，121a-氣體流路，121b-噴嘴，121c-開(kāi)口部，122-處理氣體供給口，123-RF電源，200-噴淋板，201-壁面，202-密封用O形團(tuán)，203-環(huán)狀空間，204-橫孔，205-縱孔，205a-第一縱孔，205b-第二縱孔，300-凹部具體實(shí)施例方式以下，基于實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。實(shí)施例1圖2中表示本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖2示出了微波等離子體處理裝置。圖示的微波等離子體處理裝置具有經(jīng)由多個(gè)排氣口IOI排氣的處理室102，在處理室102中配置有保持被處理基板103的保持臺(tái)104。為了對(duì)處理室102進(jìn)行均勻排氣，處理室102在保持臺(tái)104的周?chē)?guī)定了環(huán)狀的空間，多個(gè)排氣口101以與空間連通的方式以等間隔，也就是相對(duì)于被處理基板103軸對(duì)稱(chēng)地排列。通過(guò)排列配置該排氣口101，可以從排氣口101對(duì)處理室102進(jìn)行均勻排氣。在處理室102的上部，在與保持臺(tái)104上的被處理基板103對(duì)應(yīng)的位置，作為處理室102的外壁的一部分，夾著密封用O形圏107安裝有板狀的噴淋板106，該噴、淋板106由作為直徑為408mm、相對(duì)介電常數(shù)為9.8并且屬于低微波介電損耗(介電損耗為9x10"以下、更優(yōu)選5x10"以下)的電介質(zhì)的氧化鋁制成，形成了多個(gè)(230個(gè))開(kāi)口部，也就是縱孔105。另外，在處理室102上，在噴淋板106的頂面?zhèn)?，也就是在隔著噴淋?06與保持臺(tái)104相對(duì)的一側(cè)，夾著另外的密封用O形圏109安裝有由氧化鋁制成的覆蓋板108。圖3是表示噴淋板106與覆蓋板108的配置的立體示意圖。參照?qǐng)D2及圖3，在噴淋板106頂面與覆蓋板108之間，形成有填充等離子體激發(fā)用氣體的空間112，該等離子體激發(fā)用氣體是從等離子體激發(fā)用氣體供給口110經(jīng)由開(kāi)設(shè)于噴淋板106內(nèi)的連通的氣體供給孔111供給的。換言之，在覆蓋板108上，在覆蓋板108的靠噴淋板106側(cè)的面的與縱孔105及氣體供給孔111對(duì)應(yīng)的位置，以使縱孔105和氣體供給孔111相連的方式設(shè)有槽，在噴淋板106與覆蓋板108之間形成空間112。即，縱孔105配置成與空間112連通。圖4表示縱孔105的詳細(xì)情況。圖4中，(a)為剖面圖，(b)、(c)為仰視圖?？v孔105由設(shè)于處理室102側(cè)的直徑2.5mm、高lmm的第一縱孔105a，以及接著設(shè)于其前端(氣體導(dǎo)入側(cè))的直徑3mm、高8mm的第二縱孔105b構(gòu)成，在該縱孔105中安裝有陶資構(gòu)件113。陶瓷構(gòu)件113由氧化鋁系陶瓷的擠出成形品制成，安裝于第一縱孔105a中的部分為外徑2.5mmx長(zhǎng)lmm,安裝于第二縱孔105b中的部分為外徑3mmx長(zhǎng)7mm,全長(zhǎng)為8mm，在其內(nèi)部設(shè)有直徑0.05mmx長(zhǎng)8mm的氣體放出孔113a。即，氣體放出孔113a的縱橫比(長(zhǎng)度/孔徑)為8/0.05=160。氣體放出孔113a的個(gè)數(shù)沒(méi)有特別限定。圖4(b)、(c)中表示了7~3個(gè)的例子，然而更優(yōu)選使個(gè)數(shù)盡可能多，來(lái)減慢氣體放出速度。而且，在如該例所示將氣體放出孔113a的直徑減小到0.05mm左右的情況下，也可以將陶資構(gòu)件113的外徑減小到lmm左右。圖5表示縱孔105的其他例子。圖5中，(a)為剖面圖，(b)為仰視圖。該例子中，僅設(shè)有1個(gè)直徑0.2mm、長(zhǎng)810mm的氣體放出孔113a。圖6表示縱孔105的另一個(gè)例子。圖6中，(a)為剖面圖，(b)為仰視圖。圖6中，縱孔105從處理室102側(cè)起由直徑5mm、高5mm的第一縱孔105a和直徑10mm、高10mm的第二縱孔105b構(gòu)成，在該縱孔105中，安裝有形成了6個(gè)直徑0.05mm的氣體放出孔113a、總高8mm的圓柱狀的陶瓷構(gòu)件113。另外，圖4~圖6所示的縱孔105中，在其氣體導(dǎo)入側(cè)的角部，為了防止因微波的電場(chǎng)集中而對(duì)等離子體激發(fā)用氣體點(diǎn)火而自行產(chǎn)生等離子體的情況，實(shí)施有倒角加工115。該倒角加工采用倒C角加工，更優(yōu)選采用倒R角加工，也可以在倒C角后對(duì)該角部進(jìn)行倒R角加工。另外，圖6中示出了如下的例子，即，為了實(shí)現(xiàn)防止等離子體倒流的雙重安全對(duì)策，或者為了消除對(duì)等離子體激發(fā)用氣體點(diǎn)火而自行產(chǎn)生等離子體的空間，在陶瓷構(gòu)件113的氣體導(dǎo)入側(cè)，設(shè)置了在氣體流通方向上具有連通的氣孔的多孔陶瓷燒結(jié)體114。下面，參照?qǐng)D2給出等離子體激發(fā)用氣體向處理室中的導(dǎo)入方法。10從氣體導(dǎo)入口110導(dǎo)入的等離子體激發(fā)用氣體經(jīng)由氣體供給孔111及空間112導(dǎo)入縱孔105，從設(shè)于其頭端部分的陶瓷構(gòu)件113的氣體放出孔113a向處理室102放出。在覆蓋噴淋板106的頂面的覆蓋板108的頂面，設(shè)有用于輻射微波的開(kāi)設(shè)了多條狹縫的徑向線(xiàn)縫隙天線(xiàn)的縫隙板116、用于使微波沿徑向傳播的滯波板117、及用于將微波導(dǎo)入天線(xiàn)的同軸波導(dǎo)管118。另外，滯波板117被狹縫板116和金屬板119夾持。在金屬板119上設(shè)有冷卻用流路120。此種構(gòu)成中，利用從縫隙板116輻射的微波，將從噴淋板106供給的等離子體激發(fā)用氣體電離，由此，在噴淋板106正下方的幾微米的區(qū)域中生成高密度等離子體。所生成的等離子體通過(guò)擴(kuò)散到達(dá)被處理基板103。除了從噴淋板106導(dǎo)入等離子體激發(fā)用氣體以外，也可以從噴淋板106還導(dǎo)入氧氣或氨氣來(lái)作為積極生成原子團(tuán)的氣體。圖示的等離子體處理裝置中，在處理室102中，在噴淋板106與被處理基板103之間配置有由鋁或不銹鋼等導(dǎo)體制成的下段噴淋板121。該下段噴淋板121具備用于將從處理氣體供給口122供給的處理氣體導(dǎo)入到處理室102內(nèi)的被處理基板103的多條氣體流路121a，處理氣體通過(guò)形成于氣體流路121a的與被處理基板103對(duì)應(yīng)的面上的多個(gè)噴嘴121b,向下段噴淋板121與被處理基板103之間的空間放出。這里作為處理氣體，在Plasma-EnhancedChemicalVaporDeposition(PECVD)處理的情況下、在進(jìn)行硅系薄膜形成的情況下，導(dǎo)入硅烷氣體或乙硅烷氣體，在形成低介電常數(shù)膜的情況下，導(dǎo)入CsFs氣體。另外，也可以是導(dǎo)入有機(jī)金屬氣體作為處理氣體的CVD。另外，在ReactiveIonEtching(RIE)處理的情況下、在硅氧化膜蝕刻的情況下，導(dǎo)入C5F8氣體和氧氣，在蝕刻金屬膜或硅的情況下，導(dǎo)入氯氣或HBr氣體。在蝕刻之時(shí)需要離子能量的情況下，在設(shè)于所述保持臺(tái)104內(nèi)部的電極上經(jīng)由電容器連接RF電源123，通過(guò)施加RF功率而在被處理基板103上產(chǎn)生自偏置電壓。所流過(guò)的處理氣體的氣體種類(lèi)并不限定于上述種類(lèi)，根據(jù)處理來(lái)設(shè)定流過(guò)的氣體、壓力。在下段噴淋板121上，在相鄰的氣體流路121a之間，形成有開(kāi)口部121c，該開(kāi)口部121c具有通過(guò)擴(kuò)散使在下段噴淋板121的上部利用ii微波激發(fā)的等離子體高效地通過(guò)被處理基板103與下段噴淋板121之間的空間的大小。另外，因暴露于高密度等離子體中而流入噴淋板106的熱流，經(jīng)由縫隙板116、滯波板117及金屬板119通過(guò)在冷卻用流路120中流動(dòng)的水等制冷劑排熱。這里，再次參照?qǐng)D4，在圖4所示的由氧化鋁材料制成的圓柱狀的陶瓷構(gòu)件113上開(kāi)設(shè)的多個(gè)氣體放出孔113a如上所述，直徑為0.05mm。該數(shù)值小于作為101211-3的高密度等離子體的鞘層厚度的0.04jun的2倍，然而大于作為101311-3的高密度等離子體的鞘層厚度的O.Olnm的2倍。而且，形成于與等離子體接觸的物體表面的鞘層的厚度d可以利用下式提供。[數(shù)學(xué)式1這里，V。是等離子體與物體的電位差(單位為V)，Te是電子溫度(單位為eV)，^D為利用下式提供的德拜長(zhǎng)度。[數(shù)學(xué)式2A。=￡^=7.43x《^[m〗這里，S。為真空導(dǎo)磁率，k為玻爾茲曼常數(shù)，He為等離子體的電子密度。如表l所示，如果等離子體的電子密度上升則德拜長(zhǎng)度減小，因此從防止等離子體倒流的角度考慮，可以說(shuō)氣體放出孔113a的孔徑越小越好。1表1<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>另外，通過(guò)使氣體放出孔113a的長(zhǎng)度大于作為電子散射之前的平均距離的平均自由行程，可以出乎意料地減少等離子體的倒流。表2表示電子的平均自由行程。平均自由行程與壓力成反比，在0.1Torr時(shí)達(dá)到4mm。由于實(shí)際上氣體放出孔113a的氣體導(dǎo)入側(cè)壓力高，因此平均自由行程小于4mm，而在圖4中，將0.05mm直徑的氣體放出孔113a的長(zhǎng)度設(shè)定為8mm，設(shè)定為大于平均自由行程的值。表2Ar氣氣氛中電子的平均自由行程<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>但是，由于平均自由行程終究是平均距離，因此從統(tǒng)計(jì)上來(lái)看，有可能存在未散射而行進(jìn)更長(zhǎng)距離的電子。這樣，慎重起見(jiàn)，為了更為徹底地防止等離子體的倒流，也可以如圖6所示，在氣體放出孔113a的氣體導(dǎo)入側(cè)設(shè)置在氣體流通方向具有連通的氣孔的多孔陶瓷燒結(jié)體114。對(duì)于多孔陶瓷燒結(jié)體114的氣孔直徑的大小，為了抑制等離子體向氣孔中倒流，在第二縱孔105b中異常放電，優(yōu)選為在形成于噴淋板106正下方的高密度等離子體的鞘層厚度的2倍以下，最好為鞘層厚度以下。圖6的多孔陶瓷燒結(jié)體114的平均氣孔直徑為lOfim以下，更優(yōu)選為5jim以下，在與作為101311-3的高密度等離子體的鞘層厚度的10jim相同程度以下。通過(guò)如此設(shè)置，即使對(duì)于101311-3的高密度等離子體，也可以使用本噴淋板。利用具有以上構(gòu)成的噴淋板106，可以防止等離子體向縱孔105的氣體導(dǎo)入側(cè)倒流，可以抑制噴淋板105內(nèi)部的異常放電、氣體堆積的產(chǎn)生，因此可以防止用于激發(fā)等離子體的微波的傳輸效率和成品率的惡化。另外，可以在不妨礙與等離子體接觸的面的平坦度的情況下實(shí)現(xiàn)效率良好的等離子體激發(fā)。此外，由于氣體放出孔113a是利用擠出成形法等在與噴淋板105分立的陶資構(gòu)件113上形成的，因此與在噴淋板上利用孔加工形成氣體放出孔的情況相比，可以很容易地形成微細(xì)而長(zhǎng)的氣體放出孔。另外，對(duì)被處理基板103均勻地進(jìn)行等離子體激發(fā)用氣體的供給，繼而從下段噴淋板121經(jīng)由噴嘴121b將處理氣體向被處理基板103放出，結(jié)果均勻地形成了從設(shè)于下段噴淋板121上的噴嘴121b朝向被處理基板103的處理氣體的流動(dòng)，處理氣體向噴淋板106的上部流回的成分變少。其結(jié)果是，因暴露于高密度等離子體中所致的過(guò)度離解所造成的處理氣體分子的分解減少，并且，即使處理氣體是堆積性氣體，也很難引起因向噴淋板106上堆積而造成的微波導(dǎo)入效率的惡化等，因此可以縮短清洗時(shí)間，提高處理穩(wěn)定性、再現(xiàn)性，從而提高生產(chǎn)性，并且能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的基板處理。在以上的實(shí)施例中，第一縱孔105a及第二縱孔105b的個(gè)數(shù)、直徑及長(zhǎng)度、開(kāi)設(shè)于陶瓷構(gòu)件113上的氣體放出孔113a的個(gè)數(shù)、直徑及長(zhǎng)度等并不限于本實(shí)施例的數(shù)值。實(shí)施例2圖7表示本發(fā)明的第二實(shí)施例。參照?qǐng)D7，示出了微波等離子體處理裝置。與第一實(shí)施例重復(fù)的部分使用相同的符號(hào)，省略說(shuō)明。本實(shí)施例中，在處理室102的上部，在與保持臺(tái)104上的被處理基板103對(duì)應(yīng)的位置，作為處理室102的外壁的一部分，夾著密封用O形圏107安裝有噴淋板200，該噴淋板200由作為相對(duì)介電常數(shù)為9.8并且屬于低微波介電損耗(介電損耗為9xl0-4以下)的電介質(zhì)的氧化鋁制成。另外，在構(gòu)成處理室102的壁面201上，在與噴淋板200的側(cè)面對(duì)應(yīng)的位置，i殳有由2個(gè)密封用O形圏202和噴'淋板200的側(cè)面包圍的環(huán)狀空間203。環(huán)狀空間203與導(dǎo)入等離子體激發(fā)用氣體的氣體導(dǎo)入口110連通。另一方面，在噴淋板200的側(cè)面，在橫向上以朝向噴淋板200的中心方向的方式開(kāi)設(shè)有直徑lmm的多個(gè)橫孔204。同時(shí)，以與該橫孔204連通的方式，連通到處理室102地開(kāi)設(shè)有多個(gè)(230個(gè))縱孔205。圖8表示從噴淋板200的頂面看到的橫孔204與縱孔205的配置。圖9是表示橫孔204與縱孔205的配置的立體示意圖。另外，圖10表示縱孔205的其他詳細(xì)例子?？v孔205由設(shè)于處理室102側(cè)的直徑10mm、深8mm的第一縱孔205a，以及接著設(shè)于其前端(氣體導(dǎo)入側(cè))的直徑lmm的第二縱孔205b構(gòu)成，與橫孔204連通。另外，在第一縱孔205a中，從處理室102側(cè)看，依次安裝有由氧化鋁擠出成形品制成的開(kāi)i殳有多個(gè)直徑0.05mm的氣體放出孔113a的高6mm的陶瓷構(gòu)件113，以及直徑10mm、高2mm的圓柱狀的在氣體流通方向具有連通的氣孔的多孔陶瓷燒結(jié)體114。即、本實(shí)施例中的氣體放出孔113a的縱橫比(長(zhǎng)度/孔徑)為6/0.05=120。本實(shí)施例中，從氣體導(dǎo)入口IIO導(dǎo)入的等離子體激發(fā)用氣體被導(dǎo)入環(huán)狀空間203，繼而經(jīng)由橫孔204、縱孔205，最終從設(shè)于縱孔205的頭端部分的氣體放出孔113a導(dǎo)入到處理室102。以上的本實(shí)施例中，也可以獲得與第一實(shí)施例相同的效果。而且，本實(shí)施例中，第一縱孔205a及第二縱孔205b的個(gè)數(shù)、直徑及長(zhǎng)度，開(kāi)設(shè)于陶瓷構(gòu)件113的氣體放出孔113a的個(gè)數(shù)、直徑及長(zhǎng)度等并不限于實(shí)施例的數(shù)值。另外，設(shè)于氣體放出孔113a的氣體導(dǎo)入側(cè)的多孔陶瓷燒結(jié)體并不是必要構(gòu)成要件。實(shí)施例3圖11表示本發(fā)明的噴淋板的縱孔的其他例子。對(duì)于與上述第一實(shí)施例及第二實(shí)施例對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)使用相同的符號(hào)說(shuō)明。圖ll的例子中，在第二縱孔105b(或205b)中，安裝有設(shè)置了6個(gè)直徑0.05mm的氣體放出孔113a，的直徑lmm長(zhǎng)4mm的陶瓷構(gòu)件113，，在第一縱孔105a(或205a)中，安裝有外徑7mm高2mm且設(shè)置了61個(gè)直徑0.05mm的氣體放出孔113a的陶瓷構(gòu)件113。另外，在陶瓷構(gòu)件113的氣體導(dǎo)入側(cè)設(shè)有直徑5mm深0.2mm的凹部300，在從6個(gè)氣體放出孔113a，放出的等離子體激發(fā)用氣體向該凹部300中擴(kuò)散而充滿(mǎn)后，從61個(gè)氣體放出孔113a中放出。即，相對(duì)于6個(gè)氣體放出孔113a，的氣體流通速度，從61個(gè)氣體放出孔113a中放出的氣體速度被減少為約1/10，結(jié)果，由于等離子體激發(fā)用氣體從陶瓷構(gòu)件113的很大的面，朝向處理室102緩慢地放出，因此將形成沒(méi)有紊流現(xiàn)象的均勻的等離子體。也可以取代陶瓷構(gòu)件113，而安裝圖6中所使用的那樣的多孔陶瓷燒結(jié)體114。以上的各實(shí)施例中所說(shuō)明的在縱孔中安裝了陶瓷構(gòu)件(113、113，)的噴淋板可以利用以下的方法來(lái)制造。(制造例1)對(duì)平均粉末粒徑為0.6nm、純度為99.99%的IOO質(zhì)量份入1203粉末，摻合5質(zhì)量份擠出成形用粘合劑和15質(zhì)量份水分并混勻，之后，從規(guī)定的擠出成形噴嘴中擠出并干燥，由此得到形成有氣體放出孔的坯孔(在燒結(jié)后成為氣體放出孔的孔)的陶瓷構(gòu)件用生料體。準(zhǔn)備將該陶瓷構(gòu)件用生料體在400~600匸燒制而成的脫脂體、在600~1200X:燒制而成的預(yù)燒結(jié)體、在1200~約1400匸(相對(duì)密度達(dá)到95%的燒結(jié)溫度)下燒結(jié)而成的預(yù)備燒結(jié)體、以及以使相對(duì)密度達(dá)到95%以上的方式燒結(jié)而成的燒結(jié)體，并且測(cè)出各燒制溫度(燒結(jié)溫度)下的燒制收縮率和燒制后的尺寸。另外，測(cè)出在與噴淋板的燒結(jié)溫度相同的溫度下燒結(jié)時(shí)的燒結(jié)收縮率，其結(jié)果是，相對(duì)于生料體為18.8。/o。另一方面，作為噴淋板用材料，準(zhǔn)備如下這樣得到的噴淋板用生料體，即，對(duì)在平均粉末粒徑為0.6nm、純度為99.99%的Al203粉末中摻合3質(zhì)量％的石蠟而得到的平均粒徑為70nm的噴霧干燥造粒粉體以78-147MPa的各種壓力進(jìn)行沖壓成形，之后，將外徑、厚度、橫孔及縱孔等成形加工為規(guī)定尺寸。該噴淋板用生料體的燒結(jié)收縮率隨著沖壓16成形壓力的不同而不同，78MPa的情況下燒結(jié)收縮率為19%，147MPa的情況下為16.2%。這里，通過(guò)在以78MPa的壓力進(jìn)行沖壓成形而得到的噴淋板用生料體的縱孔(與圖4的第二縱孔105b對(duì)應(yīng)的內(nèi)徑尺寸為3.7mm)中，安裝所述陶瓷構(gòu)件用生料體(與圖4的第二縱孔105b對(duì)應(yīng)的外徑尺寸為3.695mm)，在1500X:的溫度下同時(shí)燒結(jié)，而得到實(shí)施例1的圖4中所示的噴淋板。此時(shí)，第二縱孔105b燒結(jié)后的尺寸在計(jì)算上為，內(nèi)徑x(100%-oz、一i7ynQ1—,oo^7mm曰拔始漆掩叢AA楚—擁谷始外徑尺寸為3.695x0.812=3.000mm。該第二縱孔105b部分的所述內(nèi)徑尺寸與外徑尺寸的差0.003mm作為相互間的熱壓配合力發(fā)揮作用，產(chǎn)生相互間的燒結(jié)結(jié)合力，其結(jié)果是，可以確保牢固的安裝固定。(制造例2)準(zhǔn)備與在所述制造例1中所準(zhǔn)備的噴淋板用生料體相同的噴淋板用生料體、和在450"C下燒制而基本上不產(chǎn)生燒制收縮的脫脂體，向各縱孔中安裝制造例1中準(zhǔn)備的陶瓷構(gòu)件用脫脂體、預(yù)燒結(jié)體、預(yù)備燒結(jié)體及燒結(jié)體，同時(shí)進(jìn)行燒結(jié)。本制造例與所述制造例l相同，使用實(shí)施例1的與圖4所示的第二縱孔105b對(duì)應(yīng)的內(nèi)徑尺寸為3.7mm的噴'淋板用生料體和脫脂體，并且預(yù)先測(cè)量出安裝于縱孔105中的陶瓷構(gòu)件的脫脂體、預(yù)燒結(jié)體、預(yù)備燒結(jié)體及燒結(jié)體的燒結(jié)收縮率和燒結(jié)后的尺寸，使用這些陶瓷構(gòu)件燒結(jié)后的與第二縱孔105b對(duì)應(yīng)的部分的外徑尺寸相當(dāng)于比第二縱孔105b的內(nèi)徑尺寸大lftm以上的尺寸的陶乾構(gòu)件。這樣，該尺寸差就作為熱壓配合力發(fā)揮作用，相當(dāng)于該熱壓配合力的燒結(jié)結(jié)合力越大，就越能形成安裝交界層的晶體粒子一體化了的連續(xù)相。將與第二縱孔105b相當(dāng)?shù)臒Y(jié)體外徑尺寸為3.1mm的陶瓷構(gòu)件安裝于縱孔中并同時(shí)燒結(jié)，將產(chǎn)生0.103mm(100nm以上)的尺寸差，與該尺寸差相當(dāng)?shù)臒釅号浜狭Φ拇蟛糠郑趪娏馨鍌?cè)被組成晶粒的位錯(cuò)、擴(kuò)散燒結(jié)、輕微的塑性流動(dòng)所吸收，一部分被陶瓷構(gòu)件吸收，其結(jié)果是，可以牢固地安裝噴淋板及陶資構(gòu)件這雙方，而都不產(chǎn)生由拉伸應(yīng)力和壓縮應(yīng)力引起的破損或裂紋。(制造例3)17在將以下噴淋板用生料體以600~1200r;進(jìn)行燒制而形成的預(yù)燒結(jié)體的縱孔中，安裝熱壓配合力與1100nm的尺寸差相當(dāng)?shù)奶沾蓸?gòu)件的預(yù)燒結(jié)體或燒結(jié)體，制造了實(shí)施例1的圖4所示的噴淋板，該噴淋板用生料體是所述制造例l及2中準(zhǔn)備的并調(diào)查了燒結(jié)尺寸的、以沖壓成形壓力147MPa成形的噴淋板用生料體。'另夕卜，在燒制噴淋板用生料體，使其相對(duì)密度處于95~97%的范圍內(nèi)而得到的預(yù)備燒結(jié)體的縱孔中，安裝陶瓷構(gòu)件的燒結(jié)體，并在溫度為1450t:、惰性氣體的壓力為1500kg/cm2的氣氛中進(jìn)行HIP處理，由此也可以實(shí)現(xiàn)被同時(shí)燒結(jié)了的牢固的安裝。另外，通過(guò)將噴淋板的縱孔與陶瓷構(gòu)件的尺寸形狀形成為實(shí)施例2的如圖IO所示的直線(xiàn)形狀，也就是使陶瓷構(gòu)件的外徑呈圓柱狀，制造將變得簡(jiǎn)單，安裝及同時(shí)燒結(jié)也變得容易，因此十分便利。(制造例4)關(guān)于多孔氣體流通體，可如下這樣來(lái)得到在平均粉末粒徑為0.6nm、純度為99.99%的Al203粉末中摻合3質(zhì)量。/。的石蠟，得到平均粒徑為70nm的噴霧造粒粉體，對(duì)該噴霧造粒粉體以粉體的狀態(tài)在800。C下燒制而得到預(yù)燒結(jié)粉體，之后，添加并混合所述噴淋板用的人1203粉末，然后進(jìn)行沖壓成形而得到生料體，然后將其燒結(jié)，從而得到多孔氣體流通體用材料，對(duì)于該多孔氣體流通體用材料，由連通了的氣孔形成的氣體流通路徑中的隘路的氣孔直徑為2fim，介電損耗為2.5xl(T4、平均晶體粒徑為1.5nm，最大晶體粒徑為3nm，氣孔率為40%,平均氣孔直徑為3fim，最大氣孔直徑為5jim，彎曲強(qiáng)度為300MPa。準(zhǔn)備如下的材料，即，在將以1200n以上的溫度燒結(jié)該多孔氣體流通體用的生料體而得到的預(yù)燒結(jié)體或燒結(jié)體的外徑和厚度加工為規(guī)定尺寸后，進(jìn)行了超聲波清洗的材料，通過(guò)利用與所述制造例1~3相同的方法，安裝于噴淋板用生料體或脫脂體的縱孔中并同時(shí)燒結(jié)，可以得到如圖6及圖10中所示的噴淋板。產(chǎn)業(yè)可利用性本發(fā)明的噴淋板除了可以用于微波等離子體處理裝置中以外，還可以用于平行平板型高頻激發(fā)等離子體處理裝置、電感耦合型等離子體處理裝置等各種等離子體處理裝置中。18權(quán)利要求1.一種噴淋板，配置于等離子體處理裝置中，具備為了在所述裝置內(nèi)產(chǎn)生等離子體而放出等離子體激發(fā)用氣體的多個(gè)氣體放出孔，在分別安裝于在噴淋板上開(kāi)設(shè)的多個(gè)縱孔中的陶瓷構(gòu)件上設(shè)置至少一個(gè)以上的氣體放出孔，氣體放出孔的長(zhǎng)度與孔徑的縱橫比(長(zhǎng)度/孔徑)為20以上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴淋板，其特征在于，氣體放出孔的孔徑為形成于噴淋板正下方的等離子體的鞘層厚度的2倍以下，并且長(zhǎng)度長(zhǎng)于所述處理室中的電子的平均自由行程。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴淋板，其特征在于，所述縱孔的氣體導(dǎo)入側(cè)的端部進(jìn)行了倒角。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的噴淋板，其特征在于，所述縱孔的直徑在長(zhǎng)度方向上不同。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴淋板，其特征在于，所述縱孔的氣體導(dǎo)入側(cè)的直徑大于氣體放出側(cè)的直徑。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴淋板，其特征在于，所述縱孔的氣體導(dǎo)入側(cè)的直徑小于氣體放出側(cè)的直徑。7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任意一項(xiàng)所述的噴淋板，其特征在于，所述陶瓷構(gòu)件被安裝于所述縱孔的大徑部和小徑部雙方中。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的噴淋板，其特征在于，所同一平面。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的噴淋板，其特征在于，所述陶瓷構(gòu)件的氣體導(dǎo)入側(cè)的端面處于所述縱孔的內(nèi)部。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的噴淋板，其特征在于，在所述縱孔的內(nèi)部安裝有多孔陶瓷構(gòu)件，并且該多孔陶瓷構(gòu)件比所述陶瓷構(gòu)件的氣體導(dǎo)入側(cè)的端面更靠近氣體導(dǎo)入側(cè)。11.根據(jù)權(quán)利要求1~10中任意一項(xiàng)所述的噴淋板，其特征在于，在各陶瓷構(gòu)件上設(shè)有多個(gè)氣體放出孔。12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的噴淋板，其特征在于，在所述縱孔的氣體導(dǎo)入側(cè)的小徑部安裝有第一陶瓷構(gòu)件，并且在所述縱孔的氣體放出側(cè)的大徑部安裝有第二陶瓷構(gòu)件，在該第二陶瓷構(gòu)件的氣體導(dǎo)入側(cè)設(shè)有凹部，從所述第一陶資構(gòu)件的氣體放出孔放出的等離子體激發(fā)用氣體向所述凹部中擴(kuò)散而充滿(mǎn)后，從所述第二陶瓷構(gòu)件的氣體放出孔向等離子體處理裝置內(nèi)放出，所述第二陶乾構(gòu)件的氣體放出孔的數(shù)目多于所述第一陶瓷構(gòu)件的氣體放出孔的數(shù)目。13.—種噴淋板的制造方法，向使原料粉末成形并加工形成了縱孔的噴淋板的生料體、脫脂體或預(yù)燒結(jié)體的所述縱孔中，裝入具有l(wèi)個(gè)以上氣體放出孔的陶乾構(gòu)件的生料體、脫脂體、預(yù)燒結(jié)體或燒結(jié)體后，同時(shí)進(jìn)行燒結(jié)。14.一種配置了權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的噴淋板的等離子體處理裝置。15.—種等離子體處理方法，使用權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的噴淋板向等離子體處理裝置內(nèi)供給等離子體激發(fā)用氣體，利用微波激發(fā)所供給的等離子體激發(fā)用氣體而產(chǎn)生等離子體，使用該等離子體對(duì)基板實(shí)施氧化、氮化、氧氮化、CVD、蝕刻或等離子體照射。16.—種包括利用權(quán)利要求15所述的等離子體處理方法來(lái)處理基板的工序的電子器件的制造方法。全文摘要本發(fā)明提供可以更為徹底地防止等離子體倒流的產(chǎn)生、能夠?qū)崿F(xiàn)效率良好的等離子體激發(fā)的噴淋板。噴淋板(105)配置于等離子體處理裝置的處理室(102)中，具備為了在處理室(102)中產(chǎn)生等離子體而放出等離子體激發(fā)用氣體的多個(gè)氣體放出孔(113a)，將氣體放出孔的長(zhǎng)度與孔徑的縱橫比(長(zhǎng)度/孔徑)設(shè)定為20以上。氣體放出孔(113a)形成于與噴淋板(106)分立的陶瓷構(gòu)件(113)上，將該陶瓷構(gòu)件(113)安裝于開(kāi)設(shè)在噴淋板(106)上的縱孔(105)中。文檔編號(hào)H05H1/46GK101491164SQ20078002703公開(kāi)日2009年7月22日申請(qǐng)日期2007年7月18日優(yōu)先權(quán)日2006年7月20日發(fā)明者后藤哲也,大見(jiàn)忠弘,桶作正廣,石橋清隆申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社;國(guó)立大學(xué)法人東北大學(xué)