專利名稱：等離子體處理裝置及等離子體處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對半導(dǎo)體晶圓等被處理體實施等離子體處理的等離子體處理裝置及等離子體處理方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件的制造工序中，對作為被處理體的半導(dǎo)體晶圓進行蝕刻、灰化、成膜等各種處理。這些處理可采用在能夠保持為真空氣氛的處理容器內(nèi)對半導(dǎo)體晶圓實施等離子體處理的等離子體處理裝置。近年來，半導(dǎo)體晶圓的大型化和器件的微細化得到發(fā)展，與此相對應(yīng)，尋求改善等離子體處理的效率性(例如成膜率)和晶圓面內(nèi)的處理均勻性。因此，在等離子體處理裝置的處理容器內(nèi)，在用于載置半導(dǎo)體晶圓的載置臺中埋設(shè)電極，向該電極供給高頻電力，在對半導(dǎo)體晶圓施加偏置電壓的同時進行等離子體處理的方法受到矚目(例如專利文獻1)。在向載置臺的電極供給高頻電力的情況下，與埋設(shè)在載置臺中的電極隔著等離子體生成空間地配置的接地電位的導(dǎo)電性構(gòu)件成為相對電極。即，在向載置臺的電極供給偏壓用的高頻電力時，形成有從該載置臺經(jīng)由等離子體向相對電極、再從相對電極經(jīng)由處理容器的壁等返回到偏壓用高頻電源的地線的高頻電流的路徑(RF回路)。在該高頻電流的路徑并未穩(wěn)定地形成的情況下，在處理容器內(nèi)生成的等離子體的電位(Vp)的振幅變大，難以進行穩(wěn)定的等離子體處理。另外，在等離子體電位的振幅較大時，特別是在幾十1 以下的較低壓力下的處理中，通常由鋁等形成的相對電極的表面有可能因等離子體的作用被濺蝕而發(fā)生污染。為了抑制等離子體電位的振動，需要充分地確保相對電極的面積。但是，在專利文獻1那樣的以往技術(shù)的微波等離子體處理裝置中，由于在處理容器的上部配置有微波透過板，因此，與平行平板方式等的等離子體處理裝置不同，在充分地確保相對電極的面積方面存在裝置構(gòu)造上的制約。由此，對于微波等離子體處理裝置，提出了一種在處理容器的內(nèi)側(cè)、即微波透過板的周緣部設(shè)置能夠裝卸的硅、鋁制的環(huán)狀的相對電極的等離子體處理裝置(例如專利文獻 2、3)。在這些專利文獻2、3的以往技術(shù)中，通過充分地確保相對電極的面積，能夠使向載置臺供給高頻電力時的等離子體的電位(Vp)穩(wěn)定化。但是，由于專利文獻2、3的相對電極緊密貼合于微波透過板，因此，用于導(dǎo)入微波的有效面積變窄，微波的導(dǎo)入自身不穩(wěn)定，有可能不會在處理容器內(nèi)穩(wěn)定地生成等離子體。另外，在微波等離子體處理裝置中，由于在微波透過板的正下方生成等離子體，因此，在微波透過板附近的區(qū)域中電子溫度最高。因此，在像專利文獻2、3那樣使相對電極緊密貼合于微波透過板地突出到處理空間中的情況下，相對電極的頂端易于被等離子體磨削，也有可能發(fā)生污染。專利文獻1 國際公開WO 2009/123198 Al專利文獻2 日本特開平9466095號公報專利文獻3 日本特開平10-214823號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題本發(fā)明即是鑒于上述情況而做成的，其目的在于在向載置被處理體的載置臺的電極供給偏壓用高頻電力的方式的等離子體處理裝置中，抑制等離子體電位的振動，生成穩(wěn)定的等離子體，并防止由金屬制的相對電極的濺蝕導(dǎo)致產(chǎn)生污染。用于解決問題的方案本發(fā)明的等離子體處理裝置包括處理容器，其上部開口，使用等離子體來處理被處理體；載置臺，其用于在上述處理容器內(nèi)載置被處理體；第1電極，其埋設(shè)在上述載置臺中，用于對被處理體施加偏置電壓；電介質(zhì)板，其堵塞上述處理容器的開口而劃分出等離子體生成空間，并使微波透過而將微波導(dǎo)入到上述處理容器內(nèi)；平面天線，其設(shè)置在上述電介質(zhì)板的上方，用于將由微波產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的上述微波經(jīng)由上述電介質(zhì)板導(dǎo)入到上述處理容器內(nèi)；蓋構(gòu)件，其配置在上述處理容器的上部，呈環(huán)狀，并且，在該蓋構(gòu)件的內(nèi)周側(cè)具有朝向上述等離子體生成空間突出的抵接支承部，用該抵接支承部的上表面支承上述電介質(zhì)板的外周部；環(huán)狀的擴張突出部，其與上述電介質(zhì)板之間空開間隔地從上述處理容器或者上述抵接支承部朝向上述處理容器內(nèi)的等離子體生成空間突出，構(gòu)成隔著上述等離子體生成空間而與上述第1電極成對的第2電極的至少一部分；空間，其形成在上述擴張突出部的上表面與上述電介質(zhì)板的下表面之間。本發(fā)明的等離子體處理裝置優(yōu)選上述擴張突出部的上表面與上述電介質(zhì)板的下表面之間的間隔在IOmm 30mm的范圍內(nèi)。本發(fā)明的等離子體處理裝置還優(yōu)選上述擴張突出部以其頂端不到達被載置于上述載置臺上的被處理體的端部的上方的突出量設(shè)置。本發(fā)明的等離子體處理裝置還優(yōu)選設(shè)有用于向上述電介質(zhì)板與上述擴張突出部之間的空間中導(dǎo)入處理氣體的氣體導(dǎo)入口。另外，本發(fā)明的等離子體處理裝置可以是上述擴張突出部與上述蓋構(gòu)件一體形成，或者可以是上述擴張突出部與上述處理容器一體形成。另外，上述擴張突出部既可以是固定于上述蓋構(gòu)件上的輔助電極構(gòu)件，也可以是固定于上述處理容器上的輔助電極構(gòu)件。本發(fā)明的等離子體處理裝置還優(yōu)選在上述擴張突出部的表面設(shè)有凹凸。本發(fā)明的等離子體處理裝置還優(yōu)選上述第2電極的面向上述等離子體生成空間的表面積與上述載置臺中的上述第1電極的埋設(shè)區(qū)域的面積之比在1 5的范圍內(nèi)。本發(fā)明的等離子體處理裝置還優(yōu)選在上述擴張突出部的表面還設(shè)有保護膜。在這種情況下，優(yōu)選上述保護膜由硅形成。本發(fā)明的等離子體處理裝置還優(yōu)選至少沿著上述處理容器的比上述載置臺的載置面的高度低的位置的內(nèi)壁還設(shè)置絕緣板。在這種情況下，上述絕緣板形成至到達與上述處理容器的下部連接設(shè)置的排氣室的位置。本發(fā)明的等離子體處理方法利用下述等離子體處理裝置在處理容器內(nèi)生成等離子體，利用該等離子體來處理被處理體，上述等離子體處理裝置包括處理容器，其上部開口，使用等離子體來處理被處理體；載置臺，其用于在上述處理容器內(nèi)載置被處理體；第1 電極，其埋設(shè)在上述載置臺中，用于對被處理體施加偏置電壓；電介質(zhì)板，其堵塞上述處理容器的開口而劃分出等離子體生成空間，并使微波透過而將微波導(dǎo)入到上述處理容器內(nèi)；平面天線，其設(shè)置在上述電介質(zhì)板的上方，用于將由微波產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的上述微波經(jīng)由上述電介質(zhì)板導(dǎo)入到上述處理容器內(nèi)；蓋構(gòu)件，其配置在上述處理容器的上部，呈環(huán)狀，并且， 在該蓋構(gòu)件的內(nèi)周側(cè)具有朝向上述等離子體生成空間突出的抵接支承部，用該抵接支承部的上表面支承上述電介質(zhì)板的外周部；環(huán)狀的擴張突出部，其與上述電介質(zhì)板之間空開間隔地從上述處理容器或者上述抵接支承部朝向上述處理容器內(nèi)的等離子體生成空間突出， 構(gòu)成隔著上述等離子體生成空間而與上述第1電極成對的第2電極的至少一部分；空間，其形成在上述擴張突出部的上表面與上述電介質(zhì)板的下表面之間。在這種情況下，處理壓力也可以是401 以下。發(fā)明的效果由于本發(fā)明的等離子體處理裝置包括與電介質(zhì)板之間空開間隔地從處理容器或者抵接支承部朝向等離子體生成空間突出、構(gòu)成隔著等離子體生成空間而與第1電極成對的第2電極的至少一部分的擴張突出部，因此，能充分地確保第2電極的面積，能夠抑制等離子體電位(Vp)的振動。另外，通過增大第2電極的面積，也能抑制因等離子體的作用濺蝕第2電極的表面，能夠防止污染。另外，通過以足夠的面積確保第2電極的面積，也能夠抑制其他部位的短路、異常放電。并且，由于與電介質(zhì)板之間空開間隔地設(shè)置擴張突出部， 因此，不會縮小電介質(zhì)板的有效面積，能夠?qū)胱銐虻奈⒉üβ识乖谔幚砣萜鲀?nèi)形成的等離子體穩(wěn)定化。


圖1是本發(fā)明的第1實施方式的等離子體處理裝置的概略剖視圖。圖2A是將圖1的主要部分放大表示的剖視圖。圖2B是表示蓋構(gòu)件的外觀的立體圖。圖3A是表示平面天線的構(gòu)造的圖。圖;3B是表示針對不同的處理壓力和間隙計測處理容器內(nèi)的電子密度和電子溫度的結(jié)果的圖表。圖4是表示控制部的構(gòu)造的說明圖。圖5是本發(fā)明的第2實施方式的等離子體處理裝置的主要部分剖視圖。圖6是本發(fā)明的第3實施方式的等離子體處理裝置的主要部分剖視圖。圖7是本發(fā)明的第4實施方式的等離子體處理裝置的主要部分剖視圖。圖8是本發(fā)明的第5實施方式的等離子體處理裝置的主要部分剖視圖。圖9A是表示在偏壓用電極面積相對于相對電極表面積不充分的情況下對載置臺的電極施加高頻電壓時載置臺的電位的說明圖。圖9B是表示在偏壓用電極面積相對于相對電極表面積充分的情況下對載置臺的電極施加高頻電壓時載置臺的電位的說明圖。圖10是表示等離子體氧化處理中的鋁(Al)污染的量與Vmax的關(guān)系的標(biāo)繪圖。圖11是表示等離子體氧化處理中的相對電極面積比(橫軸)與Vmax(縱軸)的關(guān)系的圖表。圖12是表示另一種條件下的等離子體氧化處理中的相對電極面積比(橫軸)與 Vmax(縱軸)的關(guān)系的圖表。
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圖13是表示又一種條件下的等離子體氧化處理中的相對電極面積比(橫軸)與 Vmax(縱軸)的關(guān)系的圖表。圖14是表示又一種條件下的等離子體氧化處理中的相對電極面積比(橫軸)與 Vmax(縱軸)的關(guān)系的圖表。圖15是表示又一種條件下的等離子體氧化處理中的相對電極面積比(橫軸)與 Vmax(縱軸)的關(guān)系的圖表。圖16是表示又一種條件下的等離子體氧化處理中的相對電極面積比(橫軸)與 Vmax(縱軸)的關(guān)系的圖表。圖17是表示改變處理壓力和相對電極面積比來進行等離子體氧化處理的情況下的Vmax(縱軸)與鋁(Al)污染的量的標(biāo)繪圖。圖18A是表示等離子體氮化處理中的晶圓中央部的氧量的測定結(jié)果的圖表。圖18B是表示等離子體氮化處理中的晶圓緣部的氧量測定結(jié)果的圖表。圖19是本發(fā)明的第3實施方式的等離子體處理裝置的變形例的主要部分剖視圖。
具體實施例方式下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。第1實施方式圖1是示意地表示本發(fā)明的等離子體處理裝置的第1實施方式的等離子體處理裝置100的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。另外，圖2A是將圖1的主要部分放大表示的剖視圖。圖2B 是作為等離子體處理裝置100的構(gòu)成構(gòu)件的蓋構(gòu)件的外觀立體圖。圖3A是表示圖1的等離子體處理裝置100的平面天線的俯視圖。等離子體處理裝置100構(gòu)成為這樣的RLSA微波等離子體處理裝置利用具有多個縫隙狀的孔的平面天線、特別是RLSA (Radial Line Slot Antenna 子午線縫隙天線)向處理容器內(nèi)導(dǎo)入微波，從而使處理容器內(nèi)能夠產(chǎn)生高密度且低電子溫度的微波激發(fā)等離子體。在等離子體處理裝置100中，能夠利用具有1 X IO1Vcm3 5X 1012/cm3的等離子體密度且具有0. 7eV 的低電子溫度的等離子體進行處理。因而，在各種半導(dǎo)體裝置的制造過程中，例如目的在于將被處理體的硅氧化而形成氧化硅膜(例如SiO2膜)或者將被處理體的硅氮化而形成氮化硅膜(例如SiN膜)時，能夠較佳地應(yīng)用等離子體處理裝置100。等離子體處理裝置100具有氣密地構(gòu)成、用于收容作為被處理體的半導(dǎo)體晶圓 (以下簡記作“晶圓”)w的大致圓筒狀的處理容器1。該處理容器1是接地電位，例如由鋁或其合金或者不銹鋼等金屬材料構(gòu)成。另外，處理容器1也可以不是一個容器而被分割成多個部分。另外，在處理容器1的上部設(shè)有用于向等離子體生成空間S中導(dǎo)入微波的能夠開閉的微波導(dǎo)入部26。即，在處理容器1的上端部配置有微波導(dǎo)入部沈。另外，在處理容器1的下部連結(jié)有排氣室11。在處理容器1中形成有多個冷卻水流路3a，能夠?qū)⑻幚砣萜?1的壁冷卻。因而，能抑制由等離子體的熱量所引起的熱膨脹導(dǎo)致發(fā)生處理容器1的壁與微波導(dǎo)入部沈的接觸面部的錯位、等離子體損傷，防止密封性降低、產(chǎn)生微粒。在處理容器1內(nèi)設(shè)有用于水平地支承晶圓W的載置臺5，該載置臺5以利用從排氣室11的底部中央向上方延伸的圓筒狀的支承部4支承的狀態(tài)設(shè)置。作為構(gòu)成載置臺5 和支承部4的材料，例如能夠列舉出石英、A1N、A1203等陶瓷材料，但其中優(yōu)選導(dǎo)熱性良好的AlN0另外，在載置臺5中埋入有電阻加熱型的加熱器如，通過自例如作為200V的交流電源的加熱器電源6供電來加熱載置臺5，利用該熱量加熱作為被處理體的晶圓W。在將加熱器 fe和加熱器電源6連接起來的供電線6a上設(shè)有用于對RF(高頻)進行濾波的濾箱45。載置臺5的溫度利用插入到載置臺5中的未圖示的熱電偶來測定，根據(jù)來自熱電偶的信號控制加熱器電源6，能夠在例如室溫 800°C的范圍內(nèi)穩(wěn)定地控制溫度。另外，在載置臺5的內(nèi)部的表面?zhèn)?，在加熱器fe的上方埋設(shè)有作為第1電極的偏壓用的電極7。該電極7埋設(shè)在與載置于載置臺5上的晶圓W大致對應(yīng)的區(qū)域中。作為電極7的材質(zhì)，例如能夠采用鉬、鎢等導(dǎo)電性材料。電極7例如形成為網(wǎng)狀、網(wǎng)格狀、螺旋狀等形狀。另外，以覆蓋載置臺5的表面及側(cè)壁的整個面的方式設(shè)有罩8a。罩8a用于防止等離子體作用于載置臺5而濺蝕載置臺5從而導(dǎo)致金屬污染。為了引導(dǎo)晶圓W，在該罩8a的表面設(shè)有大于晶圓尺寸、深度與晶圓W的厚度大致相同的凹坑(槽)。將晶圓W配置在該凹坑中。另外，為了將處理容器1內(nèi)均勻排氣，在載置臺5的周圍環(huán)狀地設(shè)有石英制的隔板Sb。 該隔板8b具有多個孔8c，利用支柱(未圖示)來支承該隔板Sb。并且，用于支承晶圓W并使其升降的多個晶圓支承銷(未圖示)能夠相對于載置臺5的表面突出或沒入地設(shè)置在載置臺5中。在處理容器1的底壁Ia的大致中央部形成有圓形的開口部10，在底壁Ia上連接設(shè)有用于將處理容器1內(nèi)部均勻地排氣的排氣室11，該排氣室11與該開口部10相連通，朝向下方突出。在排氣室11的側(cè)面形成有排氣口 11b，在排氣口 lib連接有排氣管23。在該排氣管23上連接有包含真空泵的排氣裝置24。于是，通過使該排氣裝置M工作，處理容器 1內(nèi)的氣體被均勻地排出到排氣室11的空間Ila內(nèi)，經(jīng)由排氣管23被排出。由此，處理容器1內(nèi)能夠高速地減壓至規(guī)定的真空度、例如0. 133Pa。另外，排氣管23也可以連接于排氣室11的底面。另外，排氣室11也可以形成在處理容器1的內(nèi)部。另外，在處理容器1的側(cè)壁Ib上設(shè)有用于將晶圓W搬入或搬出的搬入搬出口及用于開閉該搬入搬出口的閘閥(均未圖示)。處理容器1的上部成為開口部，微波導(dǎo)入部沈能夠以堵塞該開口部的方式氣密地配置在該開口部。該微波導(dǎo)入部沈能夠利用未圖示的開閉機構(gòu)來開閉。微波導(dǎo)入部沈作為主要構(gòu)造，自載置臺5側(cè)起按順序具有蓋構(gòu)件27、微波透過板觀、平面天線31、滯波件 33，并且，利用例如由SUS、鋁、鋁合金等材質(zhì)構(gòu)成的導(dǎo)電性的罩34以覆蓋滯波件33的方式覆蓋微波導(dǎo)入部26。罩34的外周部利用環(huán)狀的按壓環(huán)35隔著固定構(gòu)件36固定在蓋構(gòu)件 27上。蓋構(gòu)件27是接地電位，由與處理容器1相同的材質(zhì)形成。在本實施方式中，在環(huán)狀的蓋構(gòu)件27上形成有開口部。蓋構(gòu)件27的內(nèi)周部分暴露于處理容器1內(nèi)的等離子體生成空間S中，構(gòu)成與作為下部電極的載置臺5的電極7相對的、作為第2電極的相對電極。 環(huán)狀的蓋構(gòu)件27的內(nèi)周面形成比處理容器1的內(nèi)壁面朝向等離子體生成空間S突出的突出部60。如圖2A、圖2B所示，突出部60具有抵接支承部60A和擴張突出部60B，抵接支承部60A位于突出部60的上表面，與微波透過板28抵接來支承微波透過板28 ；擴張突出部 60B比該抵接支承部60A進一步朝向處理容器1內(nèi)的等離子體生成空間S中較大程度地突出。抵接支承部60A和擴張突出部60B形成高度差，在抵接支承部60A上配置有微波透過板觀時，在微波透過板觀與擴張突出部60B之間形成有環(huán)狀的空間Si。在本實施方式中，該擴張突出部60B是核心地發(fā)揮相對電極的功能的部分。另外，空間Sl構(gòu)成等離子體生成空間S的一部分。另外，在蓋構(gòu)件27的抵接支承部60A的內(nèi)周面上，在多處(例如32處)均等地設(shè)有氣體導(dǎo)入口 15a。即，在抵接支承部60A和擴張突出部60B之間形成有高度差的抵接支承部60A的壁上，以環(huán)狀分散地開設(shè)有氣體導(dǎo)入口 15a。各氣體導(dǎo)入口 1 面向空間Sl地開口，從而分別能夠向空間Sl中導(dǎo)入處理氣體。從這些氣體導(dǎo)入口 1 分別設(shè)有向蓋構(gòu)件27 的內(nèi)部傾斜地延伸的氣體導(dǎo)入通路15b。另外，氣體導(dǎo)入通路1 也可以水平地形成。各氣體導(dǎo)入通路1 與沿水平方向形成在蓋構(gòu)件27和處理容器1的上部之間的環(huán)狀通路13相連通。由此，能夠向處理容器1內(nèi)的等離子體生成空間S及空間S 1中均勻地供給處理氣體。在處理容器1和蓋構(gòu)件27的抵接部，沿著環(huán)狀通路13在環(huán)狀通路13的外側(cè)和內(nèi)側(cè)配置有例如0型密封圈等的密封構(gòu)件9a、9b，由此，能夠保持抵接部的氣密狀態(tài)。S卩，在微波導(dǎo)入部26關(guān)閉的狀態(tài)下，成為處理容器1的側(cè)壁Ib的上端面與具有開閉功能的蓋構(gòu)件27之間被密封構(gòu)件9a、9b密封的狀態(tài)。密封構(gòu)件9a、9b例如由KalreZ (商品名 杜邦公司制)等的氟系橡膠材料構(gòu)成。另外，在蓋構(gòu)件27的外周面形成有多個制冷劑流路 27a。通過向制冷劑流路27a中流入制冷劑，能夠?qū)⑸w構(gòu)件27和微波透過板28的外周部冷卻。由此，能夠防止由等離子體的熱量所引起的熱膨脹導(dǎo)致接觸面部位發(fā)生錯位，從而能夠防止密封性降低、產(chǎn)生微粒。作為電介質(zhì)板的微波透過板28由電介質(zhì)、例如石英、A1203、A1N、藍寶石、SiN等陶瓷構(gòu)成。微波透過板觀起到使來自平面天線31的微波透過而將微波導(dǎo)入到處理容器1內(nèi)的等離子體生成空間S中的微波導(dǎo)入窗的功能。微波透過板觀的下表面(載置臺5側(cè)) 并不限定于平坦?fàn)?，為了使微波均勻化而使等離子體穩(wěn)定化，例如也可以形成凹部、槽。微波透過板28的外周部借助密封構(gòu)件四以氣密狀態(tài)支承在蓋構(gòu)件27的突出部 60的抵接支承部60A上。因而，在微波導(dǎo)入部沈關(guān)閉的狀態(tài)下，利用處理容器1和微波透過板觀劃分出等離子體生成空間S，而且，等離子體生成空間S被保持成氣密狀態(tài)。平面天線31呈圓板狀，在微波透過板觀的上方利用罩34的外周部卡定。該平面天線31例如由表面鍍金或鍍銀的銅板、鋁板、鎳板、黃銅板等金屬板構(gòu)成，具有用于放射微波等電磁波的許多個縫隙孔32。該縫隙孔32貫穿平面天線31地形成，兩個孔成對地排列成規(guī)定的圖案。例如，如圖3A所示，縫隙孔32呈長槽狀，典型地，相鄰的縫隙孔32相互間配置成 “T”字狀，這些多個縫隙孔32配置成同心圓狀?？p隙孔32的長度、排列間隔與波導(dǎo)管37內(nèi)的微波的波長(Ag)相應(yīng)地決定，例如縫隙孔32的間隔配置為Xg/4 Ag。另外，在圖 3A中，用ΔΓ表示形成為同心圓狀的相鄰的縫隙孔32相互間的間隔。另外，縫隙孔32也可以是圓形狀、圓弧狀等其他的形狀。并且，縫隙孔32的配置形態(tài)并沒有特別的限定，除了同心圓狀之外，例如也可以配置成螺旋狀、放射狀。滯波件33具有比真空的介電常數(shù)大的介電常數(shù)，其設(shè)置在平面天線31的上表面。 該滯波件33例如由石英、陶瓷、聚四氟乙烯等氟系樹脂、聚酰亞胺系樹脂構(gòu)成。而且，由于在真空中微波的波長變長，因此，具有縮短微波的波長來調(diào)整等離子體的功能。另外，平面天線31與微波透過板28之間、滯波件33與平面天線31之間各自既可以緊密貼合，也可以分開，但優(yōu)選緊密貼合。在罩34中形成有制冷劑流路34a，通過向制冷劑流路34a中流通制冷劑，能將罩 34、滯波件33、平面天線31、微波透過板28和蓋構(gòu)件27冷卻。由此，能夠防止這些構(gòu)件變形、破損，能夠生成穩(wěn)定的等離子體。另外，平面天線31及罩34接地。在罩34的上部中央形成有開口部34b，在該開口部34b上連接有波導(dǎo)管37。在該波導(dǎo)管37的端部通過匹配電路38連接有微波產(chǎn)生裝置39。由此，由微波產(chǎn)生裝置39產(chǎn)生的、例如頻率2. 45GHz的微波能夠通過波導(dǎo)管37向上述平面天線31傳輸。作為微波的頻率,也可以采用8. 35GHzU. 98GHz等。波導(dǎo)管37具有自上述罩34的開口部34b向上方延伸的截面圓筒狀的同軸波導(dǎo)管 37a和通過模式轉(zhuǎn)換器40連接于該同軸波導(dǎo)管37a的上端部的、沿水平方向延伸的矩形波導(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具有將以TE模式在矩形波導(dǎo)管37b內(nèi)傳播的微波轉(zhuǎn)換為TEM模式的功能。在該同軸波導(dǎo)管37a的中心，內(nèi)導(dǎo)體 41從模式轉(zhuǎn)換器40向平面天線31延伸，內(nèi)導(dǎo)體41的下端部連接固定于平面天線31的中心。另外，利用平面天線31和罩34形成扁平波導(dǎo)路。由此，微波通過同軸波導(dǎo)管37a的內(nèi)導(dǎo)體41被導(dǎo)入到平面天線31的中央部，自平面天線31的中央部以放射狀高效且均勻地傳播。接著，說明等離子體處理裝置100的氣體供給構(gòu)造。如圖2A放大所示，在處理容器1的側(cè)壁Ib的任意處(例如均等的4處)，沿鉛垂方向貫穿側(cè)壁Ib的內(nèi)部和底壁Ia地形成有多個氣體供給通路12。氣體供給通路12與形成在處理容器1的側(cè)壁Ib的上端部和蓋構(gòu)件27的下端部的接觸面部的環(huán)狀通路13相連續(xù)。環(huán)狀通路13經(jīng)由氣體供給通路 12、氣體供給管1 與氣體供給裝置16相連接。另外，也可以是沿水平方向形成氣體供給通路而將氣體供給裝置16從處理容器1的側(cè)面連接于環(huán)狀通路13的構(gòu)造。環(huán)狀通路13是在處理容器1的上端面和蓋構(gòu)件27的下端面的抵接部分由臺階部 18和臺階部19形成的氣體流路。臺階部18設(shè)置在蓋構(gòu)件27的下表面。臺階部19設(shè)置在處理容器1的側(cè)壁Ib的上端面。該環(huán)狀通路13以包圍處理容器1內(nèi)的等離子體生成空間 S的方式沿大致水平方向形成為環(huán)狀。另外，也可以通過在處理容器1的側(cè)壁Ib的上端面或蓋構(gòu)件27的下表面形成槽(凹部)來形成環(huán)狀通路13。環(huán)狀通路13具有作為將氣體均等分配地向各氣體導(dǎo)入通路1 供給的氣體分配部件的功能，起到防止處理氣體偏倚地供給到指定的氣體導(dǎo)入口 1 而被不均勻地供給到處理容器1內(nèi)的功能。這樣，在本實施方式中，能夠?qū)碜詺怏w供給裝置16的處理氣體經(jīng)由各氣體供給通路12、環(huán)狀通路13、各氣體導(dǎo)入通路1 從例如32處的氣體導(dǎo)入口 1 均勻地導(dǎo)入到處理容器1內(nèi)的等離子體生成空間S及空間Sl中，因此，能夠提高處理容器1內(nèi)的等離子體的均勻性。接下來，對載置于載置臺5上的晶圓W施加偏置電壓的偏置電壓施加部件進行說明。在埋設(shè)于載置臺5中的電極7上，借助在支承部4中通過的供電線42、匹配箱(M. B.) 43 連接有偏壓施加用的高頻電源44，能夠?qū)AW施加高頻偏壓。如上所述，在用于將來自加熱器電源6的電力向加熱器fe供給的供電線6a上設(shè)有濾箱45。而且，匹配箱43和濾箱45通過屏蔽箱46相連結(jié)而單元化，安裝在排氣室11的底部。屏蔽箱46例如由鋁、SUS 等導(dǎo)電性材料形成。在屏蔽箱46內(nèi)配備有連接于供電線42的銅等材質(zhì)的導(dǎo)電板47，屏蔽箱46與匹配箱43內(nèi)的匹配電路(未圖示)相連接。通過使用導(dǎo)電板47，能夠增大與供電線42的接觸面積，從而能夠減少接觸阻力而降低連接部分的電流損失。這樣，在本實施方式的等離子體處理裝置100中，通過屏蔽箱46將匹配箱43和濾箱45相連結(jié)而單元化，直接連接于處理容器1的下部，因此，能降低自高頻電源44向電極7供給的高頻電力的損失， 能提高電力消耗效率而穩(wěn)定地供給電力。由此，由于能夠?qū)d置在載置臺5上的晶圓W穩(wěn)定地施加高頻偏壓，因此，在處理容器1內(nèi)生成的等離子體穩(wěn)定化，能夠均勻地進行等離子體處理。如上所述，作為上述蓋構(gòu)件27的一部分，在上述蓋構(gòu)件27的內(nèi)周側(cè)形成有具有抵接支承部60A和擴張突出部60B的突出部60。通過這樣一體地形成蓋構(gòu)件27和突出部60， 能夠確保導(dǎo)熱性和導(dǎo)通性。突出部60的擴張突出部60B具有上表面60B1、頂端面60B2和下表面60B3。上述突出部60面向等離子體生成空間S地形成，是起到隔著等離子體生成空間S而與作為第1電極的載置臺5的電極7相對的相對電極(第2電極)的功能的主要部分。具體地講，從圖2A中圓圈所示的部位A起在突出部60的露出的表面(即，抵接支承部 60A的表面及擴張突出部60B的上表面60B1、頂端面60B2和下表面60B 3)迂回而到達圖 2A中圓圈所示的部位B(與上部襯套49a相抵接的抵接端)的表面是起到相對電極的功能的部分；前述的部位A是圖2A中的蓋構(gòu)件27的抵接支承部60A與微波透過板洲抵接的抵接部位的端部；前述的部位B是抵接支承部60A的露出的下表面的端部。在本實施方式中， 蓋構(gòu)件27的從部位A到部位B的環(huán)狀的內(nèi)周表面露出到等離子體生成空間S中并以環(huán)狀形成相對電極。通過這樣使主要成為相對電極的環(huán)狀的構(gòu)件突出到等離子體生成空間中， 即使在由于包括微波透過板28而難以在載置臺5的正上方位置配置相對電極的RLSA方式的等離子體處理裝置100中，也能夠確保相對電極的表面積足夠大。在本實施方式的等離子體處理裝置100中，相對于下部電極起到相對電極的功能的部分露出到等離子體生成空間S中，而且，能夠定義為是處于接地電位的導(dǎo)電性構(gòu)件。另外，如后所述，由于能夠在相對電極的表面設(shè)置保護膜48，因此，“露出到等離子體生成空間 S中”也包含被保護膜48覆蓋的狀態(tài)。另外，作為用于起到相對電極的功能的更具體的定義，例如也能夠?qū)⑾鄬﹄姌O是具有在載置臺5的晶圓載置面的上方面向等離子體生成空間 S的露出表面、且在處理容器1內(nèi)生成等離子體的情況下暴露于lXlO^/cm3以上的電子密度的等離子體中的導(dǎo)電性構(gòu)件作為一個標(biāo)準(zhǔn)。但是，上述電子密度的值終究是例示，并不限定于該數(shù)字。例如，圖3B表示在等離子體處理裝置100中改變處理壓力和間隙G(從晶圓W 的表面到微波透過板觀的距離)的情況下，在處理容器1內(nèi)的微波透過板觀的中心部正下方部位計測電子密度和電子溫度的結(jié)果。這樣，在處理容器1內(nèi)生成的等離子體的電子密度、電子溫度也根據(jù)處理壓力、間隙G而變化，因此，優(yōu)選與處理壓力、間隙G相應(yīng)地調(diào)節(jié)相對電極表面積。另外，間隙G例如優(yōu)選在50mm 150mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選為70mm 120mm 的范圍內(nèi)。作為起到露出到等離子體生成空間S的相對電極的功能的部分的面積(在本說明書中有時記作“相對電極表面積”)與載置臺5中的電極7的埋設(shè)區(qū)域的面積(在本說明書中有時記作“偏壓用電極面積”)的面積比，優(yōu)選為1以上，更優(yōu)選在1 5的范圍內(nèi)，進一步優(yōu)選在1 4的范圍內(nèi)，最好在2 4的范圍內(nèi)。在相對電極表面積與偏壓用電極面積之比(相對電極表面積/偏壓用電極面積)小于1時，等離子體電位的振動變大，無法在處理容器1內(nèi)生成穩(wěn)定的等離子體，并且，相對電極附近的等離子體的濺蝕作用增強，相對電極的表面被磨削，有可能導(dǎo)致鋁污染。另外，相對電極表面積與偏壓用電極面積之比(相對電極表面積/偏壓用電極面積)可以說是越大越好，但鑒于裝置尺寸和構(gòu)造上的制約，使上限為5即可，優(yōu)選上限為4以下。另外，載置臺5中的電極7的埋設(shè)區(qū)域的面積是指，將例如網(wǎng)狀、網(wǎng)格狀、螺旋狀等具有開口、間隙的形狀的電極7包含開口、間隙的部分在內(nèi)地考慮為一個平面的情況下的該平面區(qū)域的面積。起到相對電極的功能的突出部60的頂端部(擴張突出部60B的頂端面60B》優(yōu)選為不到達被載置于載置臺5上的晶圓W的上方(晶圓W的周緣端的位置Pwe)的突出長度。 突出部60的頂端到達比晶圓W周緣端的位置Pwe靠內(nèi)側(cè)的位置時，在處理容器1內(nèi)生成的高密度且均勻的等離子體的大小小于晶圓尺寸，晶圓W周緣部的等離子體密度減小，有可能對晶圓W外周部的處理內(nèi)容的均勻性產(chǎn)生不良影響。另一方面，起到相對電極的功能的突出部60的基端部為與其頂端部(頂端面60B》相反一側(cè)(處理容器1的側(cè)壁Ib側(cè))的與側(cè)壁Ib相抵接的抵接端，但在本實施方式中，突出部60的直到處于其中段的部位B為止的部分露出到等離子體生成空間S內(nèi)即可。即，在本實施方式中，起到相對電極的功能的突出部60的露出的下表面60B3的端部成為圖2A中部位B所示的與上部襯套49a接觸的接點ο另外，面向空間Sl的擴張突出部60B的上表面60B1與微波透過板28的下表面分開地配置。即，擴張突出部60B與微波透過板觀之間空開間隔Ll地朝向等離子體生成空間S突出。這樣，通過在微波透過板觀和擴張突出部60B之間空開間隔Li，不會縮窄微波透過板觀的用于導(dǎo)入微波的有效面積，能夠確保作為相對電極的表面積足夠大。另外，空間Sl成為等離子體生成空間S的一部分，在空間Sl中也能夠生成等離子體，因此，能夠穩(wěn)定地維持處理容器1內(nèi)的等離子體。相對于此，在像以往的等離子體處理裝置那樣不設(shè)置間隔Ll而使微波透過板觀和擴張突出部60B緊密貼合的情況下，在處理容器1內(nèi)欲增大相對電極的表面積時，需要增大微波透過板觀向中心側(cè)的突出量。于是，在生成等離子體時，微波透過板觀的有效面積減少與擴張突出部60B的上表面60B1接觸的接觸面積的量， 因此，向處理容器1內(nèi)的微波功率的供給量降低而不會生成等離子體或者即使生成等離子體也不穩(wěn)定。為了解決這一點，需要增大處理容器1，但設(shè)置面積會增大，裝置的制造成本也變大。另外，在使微波透過板觀和擴張突出部60B緊密貼合的情況下，微波透過板觀與相對電極的接點附近(即擴張突出部60B的頂端)的相對電極表面被高密度的等離子體濺蝕，易于發(fā)生金屬污染。該間隔Ll優(yōu)選大于在微波透過板28的正下方生成的等離子體和微波透過板28 之間的鞘(sheath)的厚度，而且，優(yōu)選為充分大于電子的平均自由行程的距離。例如，在圖 1的等離子體處理裝置100中，在處理壓力為6. 7Pa時，施加50V的高頻偏置電壓的情況下的鞘的厚度為0. 25mm左右，電子的平均自由行程為8mm左右。因而，間隔Ll例如優(yōu)選在 IOmm 30mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在20mm 25mm的范圍內(nèi)。通過使間隔Ll為上述范圍，能夠在處理容器1內(nèi)保持穩(wěn)定的等離子體。在間隔Ll小于IOmm時，在空間Sl內(nèi)發(fā)生異常放電等的等離子體不穩(wěn)定化，特別是在間隔Ll為鞘厚度以下的情況下，存在難以在處理容器 1內(nèi)生成等離子體的情況。另一方面，在間隔Ll大于30mm時，擴張突出部60B過于接近載置臺5的電極7，因此，難以起到相對電極的功能，并且，也有可能由載置臺5的熱量導(dǎo)致擴張突出部60B遭受熱損傷。
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另外，同樣地，為了避免擴張突出部60B過于接近載置臺5的電極7，擴張突出部 60B的厚度(即上表面60B1和下表面60B3之間的距離)L2的上限例如優(yōu)選為20mm。但是，在擴張突出部60B的厚度L2過小時，作為相對電極的效果降低，因此，厚度L2的下限例如優(yōu)選為5mm。因而，擴張突出部60B的厚度L2優(yōu)選在5mm 20mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在 7mm 17mm的范圍內(nèi)。并且，為了使擴張突出部60B起到相對電極的功能，并避免擴張突出部60B過于接近載置臺5的電極7，從擴張突出部60B的下表面60B3到載置臺5的上表面的距離L3(在此是指兩構(gòu)件的高度位置之差的意思)例如優(yōu)選在15mm 60mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在20mm 25mm的范圍內(nèi)。另外，在本實施方式的等離子體處理裝置100中，形成為如下構(gòu)造將氣體導(dǎo)入口 15a設(shè)置在比擴張突出部60B靠上方的位置，向擴張突出部60B和微波透過板28之間的空間S 1中供給處理氣體。利用該構(gòu)造，能夠促進微波透過板觀正下方的空間Sl的氣體置換和排出，并且，易于使處理氣體活性化。結(jié)果，能夠在微波透過板觀正下方的空間Sl的整個區(qū)域中高效地生成等離子體。另外，空間Sl是等離子體生成空間S的一部分。并且， 作為另外的效果，如后述實施例所示，通過向微波透過板觀正下方的空間Sl中供給處理氣體，在等離子體處理裝置100中進行等離子體氮化工藝等的情況下，能夠促進自石英制的微波透過板觀放出的氧排出到處理容器1外，因此，能夠抑制形成的氮化膜中的氮濃度降低。另外，作為自微波透過板觀放出氧的原因，一般認為是下述情況原本存在于石英制的微波透過板觀中的氧放出；在等離子體處理裝置100中對已經(jīng)具有氧化膜的晶圓W進行等離子體處理時，自晶圓W放出的氧暫時吸附于微波透過板觀，該氧在等離子體氮化處理時放出。在本實施方式的等離子體處理裝置100中，在構(gòu)成相對電極的蓋構(gòu)件27的突出部60的露出的表面設(shè)有保護膜48。S卩，由于蓋構(gòu)件27例如是鋁或者鋁合金等金屬制的， 因此，為了防止蓋構(gòu)件27暴露在等離子體中被濺蝕而產(chǎn)生金屬污染、微粒，如圖2A放大所示，涂敷有保護膜48。保護膜48形成在抵接支承部60A的表面及擴張突出部60B的上表面 60B1、頂端面60B2和下表面60B3上。作為保護膜48的材質(zhì)，考慮到因保護膜48被磨削而產(chǎn)生污染、微粒，優(yōu)選硅。作為硅，例如可以是單晶硅、多晶硅等結(jié)晶構(gòu)造，也可以是非晶形構(gòu)造。即使在突出部60上形成保護膜48，也能夠維持作為相對電極的功能，生成穩(wěn)定的等離子體而進行均勻的等離子體處理。保護膜48高效地形成自載置臺5經(jīng)由隔著等離子體生成空間S而作為相對電極的突出部60流到蓋構(gòu)件27的高頻電流路徑，抑制其他部位的短路、異常放電，同時，保護相對電極的表面不受等離子體的氧化作用、濺蝕作用的影響，抑制由作為相對電極的構(gòu)成材質(zhì)的鋁等金屬導(dǎo)致污染。另外，在作為保護膜48形成了硅膜的情況下，即使硅膜因等離子體的氧化作用被氧化而成為二氧化硅膜(S^2膜)，由于是非常薄且介電常數(shù)和電阻率之積較小的材質(zhì)，因此，也很少會妨礙自載置臺5經(jīng)由隔著等離子體生成空間S而作為相對電極的突出部60流到蓋構(gòu)件27的電流路徑，能夠維持穩(wěn)定且適當(dāng)?shù)母哳l電流路徑。另外，作為保護膜48的硅膜，優(yōu)選為膜中的氣孔率較小、致密且低電阻率的膜。在膜中的氣孔率變大時，體積電阻率也變大，因此，例如優(yōu)選氣孔率在 10%的范圍內(nèi)， 體積電阻率在5Χ104Ω Mm2NSXlO5Q ^m2的范圍內(nèi)。該硅膜優(yōu)選利用例如等離子體噴鍍法形成。另外，保護膜48的厚度例如優(yōu)選在10 μ m 800 μ m的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在50 μ m 500μπι的范圍內(nèi)，最好在50μπι 150μπι的范圍內(nèi)。在保護膜48的厚度小于10 μ m時，無法獲得充分的保護作用，在保護膜48的厚度大于800 μ m時，由應(yīng)力導(dǎo)致易于產(chǎn)生裂紋、剝
宣坐兩寸。除了例如等離子體噴鍍法之外，保護膜48也能夠利用PVD(物理氣相生長)、 CVD(化學(xué)氣相生長)等薄膜形成技術(shù)形成。其中，優(yōu)選能夠形成比較廉價且易于加工、能夠容易地將上述氣孔率、體積電阻率控制在良好的范圍內(nèi)的保護膜48的噴鍍法。噴鍍法有火焰噴鍍、電弧噴鍍、激光噴鍍、等離子體噴鍍等，但優(yōu)選能夠控制性較佳地形成高純度的膜的等離子體噴鍍。另外，作為等離子體噴鍍法，能夠列舉出大氣壓等離子體噴鍍法、真空等離子體噴鍍法，哪種方法都能夠使用。另外，作為保護膜48，也能夠替代硅而采用例如TiN、Y2O3> A1203、SiO2等。另外，在本實施方式的等離子體處理裝置100中，在處理容器1的內(nèi)周設(shè)有由石英構(gòu)成的圓筒狀的襯套。襯套包括主要覆蓋處理容器1的上部的內(nèi)表面的作為第1絕緣板的上部襯套49a以及與該上部襯套49a相連而主要覆蓋處理容器1的下部的內(nèi)表面的作為第 2絕緣板的下部襯套49b。上部襯套49a及下部襯套49b發(fā)揮如下作用防止處理容器1的壁與等離子體接觸，防止由處理容器1的構(gòu)成材料導(dǎo)致金屬污染，并且防止自載置臺5朝向處理容器1的側(cè)壁Ib發(fā)生高頻電流的短路、異常放電。配置在與載置臺5的間隔較小、接近載置臺5的位置的下部襯套49b的厚度形成得大于上部襯套49a的厚度。上部襯套49a及下部襯套49b的厚度設(shè)定為不會發(fā)生高頻電流的短路、異常放電那樣程度的厚度，并且也考慮到阻抗地設(shè)定即可。例如從2mm 30mm的厚度范圍內(nèi)選擇，優(yōu)選設(shè)定為下部襯套49b 厚于上部襯套49a。另外，下部襯套49b被設(shè)置為，覆蓋比埋設(shè)有電極7的載置臺5的高度低的高度位置的處理容器1和排氣室11的內(nèi)表面的至少一部分、優(yōu)選為大致全部。這是由于在載置臺5的下方部分，載置臺5和處理容器1之間的距離最短而會發(fā)生異常放電，上述設(shè)置就是為了防止該部位的異常放電。另外，作為上部襯套49a和下部襯套49b的材質(zhì)，優(yōu)選石英， 但也可以應(yīng)用A1203、A1NJ203等陶瓷等電介質(zhì)。另外，上部襯套49a和下部襯套49b也可以通過涂敷上述材料而形成。另外，也可以利用等離子體噴鍍法在例如鋁制的上部襯套49a、 下部襯套49b的表面涂敷例如SW2膜。等離子體處理裝置100的各構(gòu)成部連接于具有計算機的控制部50而被控制。例如，如圖4所示，控制部50包括具有CPU的工藝控制器51、連接于該工藝控制器51的用戶接口 52和存儲部53。工藝控制器51是總體地控制在等離子體處理裝置100中與例如溫度、 壓力、氣體流量、微波輸出、偏壓施加用的高頻電力等工藝條件相關(guān)的各構(gòu)成部(例如加熱器電源6、氣體供給裝置16、排氣裝置M、微波產(chǎn)生裝置39、高頻電源44等)的控制部件。用戶接口 52具有工序管理者為了管理等離子體處理裝置100而進行命令的輸入操作等的鍵盤、將等離子體處理裝置100的運轉(zhuǎn)狀況可視化地顯示的顯示器等。另外，在存儲部53中保存有控制程序(軟件)、記錄有處理條件數(shù)據(jù)等的制程程序等，該控制程序用于利用工藝控制器51的控制來實現(xiàn)要在等離子體處理裝置100中執(zhí)行的各種處理。于是，根據(jù)需要，利用來自用戶接口 52的指示等從存儲部53調(diào)用任意的制程程序而使工藝控制器51執(zhí)行，從而能夠在工藝控制器51的控制下，在等離子體處理裝置100的
14處理容器1內(nèi)進行目標(biāo)處理。另外，上述控制程序、處理條件數(shù)據(jù)等制程程序能夠利用存儲在計算機可讀取的存儲介質(zhì)、例如⑶-ROM、硬盤、軟盤、閃存器、DVD、Blu-ray Disc等中的狀態(tài)的程序。并且，也能夠?qū)⑸鲜鲋瞥坛绦驈钠渌b置通過例如專用線路傳送來利用。在這樣構(gòu)成的本發(fā)明的等離子體處理裝置100中，能夠在例如室溫(25°C左右) 600°C的低溫下對基底膜、基板(晶圓W)等進行無害的等離子體氧化處理、等離子體氮化處理等。另外，由于等離子體處理裝置100的等離子體的均勻性優(yōu)良，因此，即使對大口徑的晶圓W(被處理體)也能夠?qū)崿F(xiàn)工藝的均勻性。接著，說明等離子體處理裝置100的動作。首先，將晶圓W搬入到處理容器1內(nèi)， 載置在載置臺5上。然后，自氣體供給裝置16將處理氣體經(jīng)由氣體供給通路12、環(huán)狀通路 13、氣體導(dǎo)入口 1 導(dǎo)入到處理容器1內(nèi)。作為處理氣體，除了例如Ar、Kr、He等稀有氣體之外，在等離子體氧化處理的情況下，可以以規(guī)定的流量供給例如02、N2O, NO、NO2, CO2等氧化氣體，或者在等離子體氮化處理的情況下，可以以規(guī)定的流量供給例如隊、NH3等含氮氣體。另外，在等離子體氧化處理的情況下，根據(jù)需要也可以添加H2。接著，將來自微波產(chǎn)生裝置39的微波經(jīng)由匹配電路38引導(dǎo)到波導(dǎo)管37，使該微波依次通過矩形波導(dǎo)管37b、模式轉(zhuǎn)換器40和同軸波導(dǎo)管37a并經(jīng)由內(nèi)導(dǎo)體41供給到平面天線31，再自平面天線31的縫隙孔32經(jīng)由微波透過板28放射到處理容器1內(nèi)。其間，微波在矩形波導(dǎo)管37b內(nèi)以TE模式傳輸，該TE模式的微波在模式轉(zhuǎn)換器40被轉(zhuǎn)換為TEM模式，在同軸波導(dǎo)管37a內(nèi)朝向平面天線31傳輸。自平面天線31經(jīng)由微波透過板觀放射到處理容器1的微波在處理容器1內(nèi)形成電磁場，將處理氣體等離子體化。通過自平面天線31的許多個縫隙孔32放射微波，該等離子體成為大致1 X 101°/ cm3 5X 1012/cm3的高密度且在晶圓W附近為大致1. 5Ev以下的低電子溫度等離子體。因而，通過使該等離子體作用于晶圓W，能夠進行抑制了等離子體損傷的處理。另外，在本實施方式中，在進行等離子體處理的期間，自高頻電源44以規(guī)定的頻率向載置臺5的電極7供給高頻電力。自高頻電源44供給的高頻電力的頻率例如優(yōu)選在 IOOkHz 60MHz的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在400kHz 13. 5MHz的范圍內(nèi)。通過使高頻電力的頻率在上述范圍內(nèi)，能夠高效地對載置臺5施加負偏壓。作為晶圓W的每單位面積的功率密度，例如優(yōu)選在0. 2ff/cm2 2. 3ff/cm2的范圍內(nèi)供給高頻電力，更優(yōu)選在0.35W/cm2 1.2W/cm2范圍內(nèi)供給高頻電力。通過使高頻的功率密度在上述范圍內(nèi)，能夠高效地對載置臺5施加負偏壓。另外，高頻功率優(yōu)選在200W 2000W的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在300W 1200W的范圍內(nèi)。 通過使高頻功率在上述范圍內(nèi)，能夠高效地對載置臺5施加負偏壓。供給到載置臺5的電極7中的高頻電力具有維持等離子體的較低的電子溫度、并將等離子體中的離子種引入到晶圓W中的作用。因而，通過向電極7供給高頻電力，對晶圓 W施加偏壓，能夠加快等離子體氧化處理、等離子體氮化處理的速率，且提高晶圓面內(nèi)的處理均勻性。在這種情況下，自高頻電源44經(jīng)由被單元化了的高頻電力的導(dǎo)入部(匹配箱43 及屏蔽箱46內(nèi)的導(dǎo)電板47)和供電線42，以電力損失較少的狀態(tài)高效地向載置臺5的電極 7供給高頻電力。供給到電極7的高頻電力自載置臺5經(jīng)由等離子體生成空間S傳導(dǎo)到具有突出部60的蓋構(gòu)件27，形成經(jīng)由處理容器1的側(cè)壁lb、還經(jīng)由排氣室11的壁傳導(dǎo)到高頻電源44的地線的高頻電流路徑(RF回路)，上述突出部60是起到相對電極的功能的核心部分。在本實施方式中，通過設(shè)置擴張突出部60B，能夠抑制等離子體電位(Vp)的振動而在處理容器1內(nèi)生成穩(wěn)定的等離子體，從而能夠防止由等離子體的濺蝕作用磨削相對電極的表面而導(dǎo)致發(fā)生金屬污染。另外，由于在作為相對電極的突出部60的面向等離子體生成空間S的露出表面設(shè)有導(dǎo)電性的保護膜48 (硅膜或者硅被氧化而成的S^2膜)，因此，能夠保護相對電極的表面，并且，不會妨礙形成供高頻電流自載置臺5經(jīng)由隔著等離子體生成空間S而作為相對電極的突出部60適當(dāng)?shù)亓鞯缴w構(gòu)件27的高頻電流路徑。另外，與保護膜48相鄰地在處理容器1的內(nèi)表面設(shè)有上部襯套49a及比該上部襯套49a厚的下部襯套49b，因此，能夠可靠地抑制這些部位的短路、異常放電。即，利用保護膜48，能夠抑制異常放電，并且，能夠防止金屬污染。如上所述，在本實施方式的等離子體處理裝置100中，利用作為相對電極的突出部60的擴張突出部60B確保相對電極表面積足夠大，形成適當(dāng)?shù)母哳l電流路徑，從而能夠提高被供給到用于載置晶圓W的載置臺5的電極7的偏壓用高頻電力的電力消耗效率。另外，通過在擴張突出部60B與微波透過板28之間形成空間S 1而將相對電極配置為突出到等離子體生成空間S中，能夠在等離子體生成空間S及空間S 1中生成穩(wěn)定的等離子體。另外，能夠防止異常放電而謀求工藝的效率化和穩(wěn)定化。另外，由于將擴張突出部60B與微波透過板觀空開間隔L 1地設(shè)置，因此，不會縮小微波透過板觀的有效面積，能夠充分地導(dǎo)入微波功率，從而能夠使在處理容器1內(nèi)形成的等離子體穩(wěn)定化。第2實施方式接著，參照圖5說明本發(fā)明的第2實施方式的等離子體處理裝置。另外，第2實施方式的等離子體處理裝置101除了其特征部分之外與第1實施方式的等離子體處理裝置 100相同，因此，省略與整體構(gòu)造相關(guān)的說明(圖1、圖3A、圖4)，并且，在圖5中對與圖2A 相同的構(gòu)造標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略說明。在本實施方式的等離子體處理裝置101中，在蓋構(gòu)件27的內(nèi)周側(cè)，作為蓋構(gòu)件27 的一部分形成有突出部61。通過這樣一體地形成蓋構(gòu)件27和突出部61，能夠確保導(dǎo)熱性和導(dǎo)通性。突出部61具有抵接支承部61A和擴張突出部61B。突出部61的擴張突出部61B 具有上表面61B1、頂端面61B2和下表面61B3。突出部61面向等離子體生成空間S地形成，是起到隔著等離子體生成空間S而與作為第1電極的載置臺5的電極7成對的相對電極(第2電極)的功能的主要部分。具體地講，從圖5中圓圈所示的部位A起在突出部61 的露出的表面(即，抵接支承部61A的表面及擴張突出部61B的上表面61B1、頂端面61B2 和下表面61B3)迂回而到達圖5中圓圈所示的部位B (與上部襯套49a相抵接的抵接端) 的內(nèi)周表面是起到相對電極的功能的部分；前述的部位A是圖5中的蓋構(gòu)件27的抵接支承部61A和微波透過板觀抵接的抵接部位的端部；前述的部位B是抵接支承部61A的露出的下表面的端部。在本實施方式中，從部位A到部位B的表面露出到等離子體生成空間S并以環(huán)狀形成相對電極。通過這樣使主要成為相對電極的環(huán)狀的構(gòu)件突出到等離子體生成空間中，即使在由于包括微波透過板觀而難以在載置臺5的正上方位置配置相對電極的RLSA 方式的微波等離子體處理裝置101中，也能夠確保相對電極的表面積足夠大。而且，在本實施方式的等離子體處理裝置101中，將核心地起到相對電極的功能的突出部61的擴張突出部61B的表面(即上表面61B1、頂端面61B2和下表面61B3)形成為截面形狀呈凹凸，能夠確保相對電極的表面積足夠大。這樣，通過設(shè)計構(gòu)成相對電極的擴張突出部61B的形狀，能夠在處理容器1內(nèi)的有限的空間中確保相對電極的面積較大。在本實施方式中，為了抑制等離子體電位的振動而在處理容器1內(nèi)生成穩(wěn)定的等離子體，并減弱相對電極附近的等離子體的濺蝕作用，露出到等離子體生成空間S中的相對電極表面積與偏壓用電極面積的面積比也優(yōu)選為1以上，更優(yōu)選在1 5的范圍內(nèi)，進一步優(yōu)選在1 4的范圍內(nèi)，最好在2 4的范圍內(nèi)。另外，在圖5所示的等離子體處理裝置101中，上述面積比約為5。另外，起到相對電極的功能的突出部61的頂端面61B2優(yōu)選為不到達被載置于載置臺5上的晶圓W的周緣端的位置Pwe的突出量。突出部61的頂端到達比晶圓W的周緣端的位置Pwe靠內(nèi)側(cè)的位置時，在處理容器1內(nèi)生成的高密度的等離子體區(qū)域小于晶圓尺寸， 晶圓W的周緣部的等離子體密度減小，有可能對晶圓W的外周部的處理內(nèi)容的均勻性產(chǎn)生不良影響。另一方面，起到相對電極的功能的突出部61的基端部為與其頂端部(頂端面 61B2)相反一側(cè)(處理容器1的側(cè)壁Ib側(cè))的與側(cè)壁Ib相抵接的抵接端，但在本實施方式中，突出部61的直到處于其中段的部位B為止的部分露出到等離子體生成空間S內(nèi)即可。 即，在本實施方式中，起到相對電極的功能的突出部61的抵接支承部61A的露出的下表面的端部成為圖5中部位B所示的與上部襯套49a接觸的接點。另外，面向空間Sl的擴張突出部61B的上表面61B1與微波透過板觀的下表面分開地配置。即，擴張突出部61B與微波透過板觀之間空開間隔Ll地朝向等離子體生成空間S突出。通過這樣在微波透過板觀和擴張突出部61B之間空開間隔Li，不會縮窄微波透過板觀的用于導(dǎo)入微波的有效面積，能夠確保作為相對電極的表面積足夠大。另外，空間Sl成為等離子體生成空間S的一部分，在空間Sl中也能夠生成等離子體，因此，能夠均勻地對晶圓W進行等離子體處理。相對于此，在不設(shè)置間隔Ll而使微波透過板觀和擴張突出部61B緊密貼合的情況下，在處理容器1內(nèi)欲增大相對電極的表面積時，需要增大微波透過板觀向中心側(cè)突出的突出量。于是，在生成等離子體時，微波透過板觀的有效面積減少擴張突出部61B的量，因此，向處理容器1內(nèi)的微波功率供給量降低而不會生成等離子體或者即使生成等離子體也不穩(wěn)定。為了解決這一點，需要增大處理容器1，但設(shè)置面積會增大，裝置的制造成本也變大。該間隔Ll優(yōu)選大于在微波透過板28的正下方生成的等離子體和微波透過板28 之間的鞘的厚度，而且，優(yōu)選為足夠大于電子的平均自由行程的距離。間隔Ll例如優(yōu)選在 IOmm 30mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在20mm 25mm的范圍內(nèi)。在間隔Ll小于IOmm時，在空間 Sl內(nèi)發(fā)生異常放電等的等離子體有可能不穩(wěn)定化，特別是在間隔Ll為鞘厚度以下的情況下，存在難以在處理容器1內(nèi)生成等離子體的情況。另一方面，在間隔Ll大于30mm時，擴張突出部61B過于接近載置臺5的電極7，因此，難以起到相對電極的功能，并且，也有可能由載置臺5的熱量導(dǎo)致擴張突出部61B遭受熱損傷。另外，同樣地，為了避免擴張突出部61B過于接近載置臺5的電極7，擴張突出部 61B的厚度(即上表面61B1和下表面61B3之間的距離)L2的上限例如優(yōu)選為20mm。但是， 在擴張突出部61B的厚度L2過小時，作為相對電極的效果降低，因此，厚度L2的下限例如優(yōu)選為5mm以上。因而，擴張突出部61B的厚度L2優(yōu)選在5mm 20mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在
177mm 17mm的范圍內(nèi)。并且，為了使擴張突出部61B起到相對電極的功能，并避免擴張突出部61B過于接近載置臺5的電極7，從擴張突出部61B的下表面61B3到載置臺5的上表面的距離L3 (在此是指兩構(gòu)件的高度位置之差的意思)例如優(yōu)選在15mm 60mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在20mm 25mm的范圍內(nèi)。另外，在本實施方式的等離子體處理裝置101中，形成為如下構(gòu)造將氣體導(dǎo)入口 1 設(shè)置于比擴張突出部61B靠上方的位置的抵接支承部61A，向擴張突出部61B和微波透過板觀之間的空間Sl中供給處理氣體。利用該構(gòu)造，能夠促進作為等離子體生成空間S 的一部分的微波透過板觀正下方的空間Sl的氣體置換和排出，并且，易于使處理氣體活性化。結(jié)果，能夠在微波透過板觀正下方的空間Sl的整個區(qū)域中高效地生成等離子體。并且，作為另外的效果，通過向微波透過板觀的正下方的空間Sl中供給處理氣體，在等離子體處理裝置101中進行例如等離子體氮化工藝等的情況下，能夠促進自石英制的微波透過板觀放出的氧排出，因此，能夠抑制形成的氮化膜中的氮濃度降低。另外，在本實施方式中，在突出部61露出的表面設(shè)有保護膜48。保護膜48用于防止突出部61暴露在等離子體中被濺蝕而產(chǎn)生金屬污染、微粒。即使在突出部61上形成保護膜48，也能夠維持作為相對電極的功能，生成穩(wěn)定的等離子體而能夠進行均勻的等離子體處理。另外，擴張突出部61B的凹凸并不限定于圖5所示的波形，作為能夠擴大表面積的形狀，能夠做成例如槽形狀、孔形狀等任意形狀。但是，從防止在面向等離子體生成空間S 的擴張突出部61B的表面發(fā)生異常放電、防止產(chǎn)生微粒的方面考慮，優(yōu)選圖5所示那樣的將角部弄圓而成的波形。另外，凹凸并不一定必須形成在擴張突出部61B的整個面上，例如也可以僅設(shè)置在擴張突出部61B的上表面61B1上或者僅設(shè)置在下表面61B3上。本實施方式的其他構(gòu)造及效果與第1實施方式相同。第3實施方式接著，參照圖6說明本發(fā)明的第3實施方式的等離子體處理裝置。另外，第3實施方式的等離子體處理裝置102除了其特征部分之外與第1實施方式的等離子體處理裝置 100相同，因此，省略與整體構(gòu)造相關(guān)的說明(圖1、圖3A、圖4)，并且，在圖6中對與圖2A 相同的構(gòu)造標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略說明。在第1及第2實施方式的等離子體處理裝置中，在蓋構(gòu)件27的突出部60、61上設(shè)置擴張突出部60B、61B，作為主要起到相對電極的功能的部分，但在本實施方式的等離子體處理裝置102中，在處理容器1的上部，作為處理容器1的一部分設(shè)置突出到內(nèi)側(cè)的擴張突出部62，擴大起到相對電極的功能的部分的面積。通過這樣一體地形成處理容器1和擴張突出部62，能夠確保導(dǎo)熱性和導(dǎo)通性。擴張突出部62的一部分與蓋構(gòu)件27的用于支承微波透過板觀的抵接支承部60'相抵接且電連接。擴張突出部62設(shè)置在處理容器1的側(cè)壁Ib的上端。擴張突出部62包括與蓋構(gòu)件27的抵接支承部60'相抵接的抵接部分62A和具有露出的上表面62B1、頂端面62B2和下表面62B3的露出部分62B。抵接支承部60'及擴張突出部62均面向等離子體生成空間 S地形成，是起到隔著等離子體生成空間S地與作為第1電極的載置臺5的電極7成對的相對電極(第2電極)的功能的主要部分。具體地講，從圖6中的圓圈所示的部位A起在抵
18接支承部60'的露出的表面及擴張突出部62的表面(即，擴張突出部62的露出的上表面 62B1、頂端面62B2和下表面62B!3)迂回而到達圖6中圓圈所示的部位B(與上部襯套49a 抵接的抵接端)的內(nèi)周表面是起到相對電極的功能的部分；前述的部位A是圖6中的蓋構(gòu)件27的抵接支承部60'和微波透過板觀抵接的抵接部位的端部；前述的部位B是擴張突出部62的露出的下表面的端部。在本實施方式中，從部位A到部位B的表面露出到等離子體生成空間S中并以環(huán)狀形成相對電極。這樣，相對電極能利用具有面向等離子體生成空間S的表面的多個構(gòu)件(蓋構(gòu)件27和處理容器1)形成。而且，通過使主要成為相對電極的環(huán)狀的構(gòu)件突出到等離子體生成空間，即使在由于包括微波透過板觀而難以在載置臺5 的正上方位置配置相對電極的RLSA方式的微波等離子體處理裝置102中，也能夠確保相對電極的表面積足夠大。另外，在本實施方式中，由于將也應(yīng)稱作相對電極的擴張部分的擴張突出部62設(shè)置在處理容器1的上部，因此，在欲減小從載置于載置臺5上的晶圓W的表面到微波透過板觀的距離(間隙G，參照圖1)的情況下非常有效。在本實施方式中，為了抑制等離子體電位的振動而在處理容器1內(nèi)生成穩(wěn)定的等離子體，并減弱相對電極附近的等離子體的濺蝕作用，露出到等離子體生成空間S的相對電極表面積與偏壓用電極面積的面積比也優(yōu)選為1以上，更優(yōu)選在1 5的范圍內(nèi)，進一步優(yōu)選在1 4的范圍內(nèi)，最好在2 4的范圍內(nèi)。另外，起到相對電極的功能的擴張突出部62的頂端面62B2優(yōu)選為不到達被載置于載置臺5上的晶圓W的周緣端的位置Pwe的突出量。擴張突出部62的頂端到達比晶圓W 的周緣端的位置Pwe靠內(nèi)側(cè)的位置時，在處理容器1內(nèi)生成的高密度的等離子體區(qū)域小于晶圓尺寸，晶圓W的周緣部的等離子體密度減小，有可能對晶圓W的外周部的處理內(nèi)容的均勻性產(chǎn)生不良影響。另一方面，起到相對電極的功能的擴張突出部62的基端部為與其頂端部 (頂端面62B》相反一側(cè)(處理容器1的側(cè)壁Ib側(cè))的自側(cè)壁Ib彎曲的角部，但在本實施方式中，擴張突出部62的直到處于其中段的部位B為止的部分露出到等離子體生成空間S 內(nèi)即可。即，在本實施方式中，起到相對電極的功能的擴張突出部62的露出的下表面的端部成為圖6中部位B所示的與上部襯套49a接觸的接點。另外，擴張突出部62的面向空間Sl的上表面62B1與微波透過板28的下表面分開地配置。即，擴張突出部62與微波透過板觀之間空開間隔Ll地朝向等離子體生成空間 S突出。這樣，通過在微波透過板28和擴張突出部62之間空開間隔Li，不會縮窄微波透過板洲用于導(dǎo)入微波的有效面積，能夠確保作為相對電極的表面積足夠大。另外，空間Sl成為等離子體生成空間S的一部分，在空間Sl中也能夠生成等離子體，因此，能夠均勻地對晶圓W進行等離子體處理。相對于此，在不設(shè)置間隔Ll而使微波透過板觀和擴張突出部62 緊密貼合的情況下，在處理容器1內(nèi)欲增大相對電極的表面積時，需要增大微波透過板觀向中心側(cè)的突出量。于是，在生成等離子體時，微波透過板觀的有效面積減少與擴張突出部62的上表面62B1接觸的接觸面積的量，因此，向處理容器1內(nèi)的微波功率供給量降低而不會生成等離子體或者即使生成等離子體也不穩(wěn)定。為了解決這一點，需要增大處理容器 1，但設(shè)置面積會增大，裝置的制造成本也變大。該間隔Ll優(yōu)選大于在微波透過板28的正下方生成的等離子體和微波透過板28 之間的鞘的厚度，間隔Ll例如優(yōu)選在IOmm 30mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在20mm 25mm的范圍內(nèi)。在間隔Ll小于IOmm時，在空間Sl內(nèi)會發(fā)生異常放電等的等離子體不穩(wěn)定化，特別是在間隔Ll為鞘厚度以下的情況下，存在難以在處理容器1內(nèi)生成等離子體的情況。另一方面，在間隔Ll大于30mm時，擴張突出部62過于接近載置臺5的電極7，因此，難以起到相對電極的功能，并且，也有可能由載置臺5的熱量導(dǎo)致擴張突出部62遭受熱損傷。另外，同樣地，為了避免擴張突出部62過于接近載置臺5的電極7，擴張突出部62 的厚度(即上表面62B1和下表面62B3之間的距離)L2的上限例如優(yōu)選為20mm。但是，在擴張突出部62的厚度L2過小時，作為相對電極的效果降低，因此，厚度L2的下限例如優(yōu)選為5mm。因而，擴張突出部62的厚度L2優(yōu)選在5mm 20mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在7mm 17mm 的范圍內(nèi)。并且，為了使擴張突出部62起到相對電極的功能，并避免擴張突出部62過于接近載置臺5的電極7，從擴張突出部62的下表面62B3到載置臺5的上表面的距離L3 (在此是指兩構(gòu)件的高度位置之差的意思)例如優(yōu)選在15mm 60mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在20mm 25mm的范圍內(nèi)。另外，在本實施方式的等離子體處理裝置102中，將氣體導(dǎo)入口 1 設(shè)置于比擴張突出部62靠上方的位置的抵接支承部60 ’，向擴張突出部62和微波透過板觀之間的空間 Sl中供給處理氣體。利用該構(gòu)造，能夠促進作為等離子體生成空間S的一部分的微波透過板觀正下方的空間Sl的氣體置換和排出，并且，易于使處理氣體活性化。結(jié)果，能夠在微波透過板觀正下方的空間Sl的整個區(qū)域中高效地生成等離子體。并且，作為另外的效果， 通過向微波透過板28的正下方的空間Sl中供給處理氣體，在等離子體處理裝置102中進行例如等離子體氮化工藝等的情況下，能夠促進自石英制的微波透過板觀放出的氧排出， 因此，能夠抑制形成的氮化膜中的氮濃度降低。在本實施方式的等離子體處理裝置102中，在構(gòu)成相對電極的抵接支承部60'及擴張突出部62的表面設(shè)有保護膜48。S卩，如圖6所示，在鋁制的蓋構(gòu)件27的抵接支承部 60'的暴露在等離子體中的露出的表面上涂敷有保護膜48。另外，在設(shè)置于處理容器1上的擴張突出部62的暴露在等離子體中的露出的表面上也涂敷有保護膜48。保護膜48用于防止抵接支承部60'及擴張突出部62暴露在等離子體中被濺蝕而產(chǎn)生金屬污染、微粒。即使在抵接支承部60'、擴張突出部62上形成保護膜48，也能夠維持作為相對電極的功能， 生成穩(wěn)定的等離子體而能夠進行均勻的等離子體處理。本實施方式的其他構(gòu)造及效果與第1實施方式相同。第4實施方式接著，參照圖7說明本發(fā)明的第4實施方式的等離子體處理裝置。另外，第4實施方式的等離子體處理裝置103除了其特征部分之外與第1實施方式相同，因此，省略與整體構(gòu)造相關(guān)的說明(圖1、圖3A、圖4)，并且，在圖7中對與圖2A相同的構(gòu)造標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略說明。在本實施方式的等離子體處理裝置103中，在蓋構(gòu)件27的抵接支承部60'上附加地安裝能裝卸的環(huán)狀的輔助電極構(gòu)件而設(shè)置擴張突出部63。也可以通過這樣安裝附加的構(gòu)件來形成相對電極的一部分或者全部。通過將擴張突出部63做成與蓋構(gòu)件27、處理容器1 分別獨立的構(gòu)件，作為消耗品能夠容易地更換。擴張突出部63具有上表面63a、頂端面6 和下表面63c。構(gòu)成擴張突出部63的輔助電極構(gòu)件只要是導(dǎo)電體就沒有特別的限制，除了例如鋁或者鋁合金或不銹鋼等金屬材料之外，也可以采用例如硅等。特別是在由硅形成擴張突出部63的情況下，不必在表面設(shè)置保護膜，因此非常有利。擴張突出部63能夠利用例如未圖示的螺釘?shù)热我獾墓潭ǚ椒ü潭ㄔ谏w構(gòu)件27的抵接支承部60'的內(nèi)周面。在本實施方式的等離子體處理裝置103中，擴張突出部63面向等離子體生成空間 S地形成，是起到隔著等離子體生成空間S而與作為第1電極的載置臺5的電極7成對的相對電極(第2電極)的功能的主要部分。具體地講，從圖7中圓圈所示的部位A起在抵接支承部60'的露出的表面及擴張突出部63的表面(即，擴張突出部63的露出的上表面 63a、頂端面6 和下表面63c)迂回而到達圖7中圓圈所示的部位B的內(nèi)周表面是起到相對電極的功能的部分；前述的部位A是圖7中的蓋構(gòu)件27的抵接支承部60'和微波透過板觀抵接的抵接部位的端部；前述的部位B是抵接支承部60'的露出的下表面的端部。在本實施方式中，從部位A到部位B的表面露出到等離子體生成空間S并以環(huán)狀形成相對電極。這樣，相對電極能夠利用具有面向等離子體生成空間S的表面的多個構(gòu)件(蓋構(gòu)件27 和擴張突出部63的輔助電極構(gòu)件)形成。而且，通過使主要成為相對電極的環(huán)狀的構(gòu)件突出到等離子體生成空間S中，即使在由于包括微波透過板觀而難以在載置臺5的正上方位置配置相對電極的RLSA方式的微波等離子體處理裝置103中，也能夠確保相對電極的表面積足夠大。在本實施方式中，通過在蓋構(gòu)件27的抵接支承部60'上附加地安裝擴張突出部 63，能夠充分地確保起到相對電極的功能的部分的表面積。通過這樣由多個構(gòu)件組合地構(gòu)成相對電極，能夠在處理容器1內(nèi)的有限的空間中以足夠的面積確保相對電極的面積。在本實施方式中，為了抑制等離子體電位的振動而在處理容器1內(nèi)生成穩(wěn)定的等離子體，并減弱相對電極附近的等離子體的濺蝕作用，露出到等離子體生成空間S的相對電極表面積與偏壓用電極面積的面積比也優(yōu)選為1以上，更優(yōu)選在1 5的范圍內(nèi)，進一步優(yōu)選在1 4的范圍內(nèi)，最好在2 4的范圍內(nèi)。另外，起到相對電極的功能的擴張突出部63的頂端部(頂端面63b)優(yōu)選為不到達被載置于載置臺5上的晶圓W的周緣端的位置Pwe的突出長度。擴張突出部63的頂端到達比晶圓W的周緣端的位置Pwe靠內(nèi)側(cè)的位置時，在處理容器1內(nèi)生成的高密度的等離子體區(qū)域小于晶圓尺寸，晶圓W的周緣部的等離子體密度減小，有可能對晶圓W的外周部的處理內(nèi)容的均勻性產(chǎn)生不良影響。另一方面，擴張突出部63的與頂端部(頂端面63b)相反一側(cè)的、超過擴張突出部63和抵接支承部60'的接合部位直到部位B為止的部分露出到等離子體生成空間S中。即，在本實施方式中，起到相對電極的功能的抵接支承部60'的露出的下表面的端部成為圖7中部位B所示的與上部襯套49a接觸的接點。另外，擴張突出部63的上表面63a與微波透過板觀的下表面分開地配置。即，擴張突出部63與微波透過板28之間空開間隔Ll地朝向等離子體生成空間S突出。通過這樣在微波透過板觀和擴張突出部63之間空開間隔Li，不會縮窄微波透過板觀用于導(dǎo)入微波的有效面積，能夠確保作為相對電極的表面積足夠大。另外，空間Sl成為等離子體生成空間S的一部分，在空間Sl中也能夠生成等離子體，因此，能夠均勻地對晶圓W進行等離子體處理。相對于此，在不設(shè)置間隔Ll而使微波透過板觀和擴張突出部63緊密貼合的情況下，在處理容器1內(nèi)欲增大相對電極的表面積時，需要增大微波透過板觀向中心側(cè)的突出量。于是，在生成等離子體時，微波透過板觀的有效面積減少與擴張突出部63的上表面63a接觸的接觸面積的量，因此，向處理容器1內(nèi)的微波功率供給量降低而不會生成等離子體或者即使生成等離子體也不穩(wěn)定。為了解決這一點，需要增大處理容器1，但設(shè)置面積會增大，裝置的制造成本也變大。該間隔Ll優(yōu)選大于在微波透過板28的正下方生成的等離子體和微波透過板28 之間的鞘的厚度，間隔Ll例如優(yōu)選在IOmm 30mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在20mm 25mm的范圍內(nèi)。在間隔Ll小于IOmm時，在空間Sl內(nèi)發(fā)生異常放電等的等離子體不穩(wěn)定化，特別是在間隔Ll為鞘厚度以下的情況下，存在難以在處理容器1內(nèi)生成等離子體的情況。另一方面，在間隔L 1大于30mm時，擴張突出部63過于接近載置臺5的電極7，因此，難以起到相對電極的功能，并且，也有可能由載置臺5的熱量導(dǎo)致擴張突出部63遭受熱損傷。另外，同樣地，為了避免擴張突出部63過于接近載置臺5的電極7，擴張突出部63 的厚度(即上表面63a和下表面63c之間的距離)L2的上限例如優(yōu)選為20mm。但是，在擴張突出部63的厚度L2過小時，作為相對電極的效果降低，因此，厚度L2的下限例如優(yōu)選為 5mm。因而，擴張突出部63的厚度L2優(yōu)選在5mm 20mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在7mm 17mm 的范圍內(nèi)。并且，為了使擴張突出部63起到相對電極的功能，并與上述同樣地避免擴張突出部63過于接近載置臺5的電極7，從擴張突出部63的下表面63c到載置臺5的上表面的距離L3 (在此是指兩構(gòu)件的高度位置之差的意思)例如優(yōu)選在15mm 60mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在20mm 25mm的范圍內(nèi)。另外，在本實施方式的等離子體處理裝置103中，形成為如下構(gòu)造將氣體導(dǎo)入口 15a設(shè)置于比擴張突出部63靠上方的位置的抵接支承部60'，向擴張突出部63和微波透過板觀之間的空間Sl中供給處理氣體。利用該構(gòu)造，能夠促進作為等離子體生成空間S 的一部分的微波透過板觀正下方的空間Sl的氣體置換和排出，并且，易于使處理氣體活性化。結(jié)果，能夠在微波透過板觀正下方的空間Sl的整個區(qū)域中高效地生成等離子體。并且，作為另外的效果，通過向微波透過板觀的正下方的空間S 1中供給處理氣體，在等離子體處理裝置103中進行例如等離子體氮化工藝等的情況下，能夠促進自石英制的微波透過板觀放出的氧排出，因此，能夠抑制形成的氮化膜中的氮濃度降低。另外，擴張突出部63的形狀并不限定于圖7所示的截面形狀，作為能夠擴大表面積的形狀，能夠做成例如截面L字形或者做成在表面設(shè)有凹凸、槽的形狀等任意形狀。但是，從防止在面向等離子體生成空間S的擴張突出部63的表面發(fā)生異常放電、防止產(chǎn)生微粒的方面考慮，優(yōu)選圖7所示那樣的將角部弄圓而成的形狀。另外，在本實施方式中，也在抵接支承部60'及擴張突出部63的面向等離子體生成空間S的露出的表面設(shè)有保護膜 48。保護膜48用于防止抵接支承部60'及擴張突出部63暴露在等離子體中被濺蝕而產(chǎn)生金屬污染、微粒。即使在抵接支承部60'及擴張突出部63上形成保護膜48，也能夠維持作為相對電極的功能，生成穩(wěn)定的等離子體而能夠進行均勻的等離子體處理。另外，在由硅形成整個擴張突出部63的情況下，也可以不設(shè)置保護膜。本實施方式的其他構(gòu)造及效果與第1實施方式相同。第5實施方式接著，參照圖8說明本發(fā)明的第5實施方式的等離子體處理裝置。另外，第5實施方式的等離子體處理裝置104除了其特征部分之外與第1實施方式相同，因此，省略與整體構(gòu)造相關(guān)的說明(圖1、圖3A、圖4)，并且，在圖8中對與圖2A相同的構(gòu)造標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略說明。在第4實施方式的等離子體處理裝置103中，將擴張突出部63 (輔助電極構(gòu)件) 安裝在蓋構(gòu)件27中，但在本實施方式的等離子體處理裝置104中，將擴張突出部64(環(huán)狀的輔助電極構(gòu)件)可裝卸地安裝在處理容器1的上部。也可以通過這樣安裝附加的構(gòu)件來形成相對電極的一部分或者全部。通過將擴張突出部64做成與蓋構(gòu)件27、處理容器1分別獨立的構(gòu)件，作為消耗品能夠容易地更換。擴張突出部64具有上表面64a、頂端面64b和下表面64c。在擴張突出部64的上表面6 上，與蓋構(gòu)件27的抵接支承部60'的形狀相應(yīng)地設(shè)有高度差。另外，擴張突出部64的下表面Mc具有多個(圖8中為兩個)環(huán)狀的槽 64d。擴張突出部64只要是導(dǎo)電體就沒有特別的限制，除了例如鋁或者鋁合金或不銹鋼等金屬材料之外，也可以采用例如硅等。特別是在由硅形成擴張突出部64的情況下，不必在表面設(shè)置保護膜，因此非常有利。擴張突出部64能夠利用例如未圖示的螺釘?shù)热我獾墓潭ǚ椒ü潭ㄔ谔幚砣萜?的側(cè)壁Ib的內(nèi)表面。在本實施方式的等離子體處理裝置104中，擴張突出部64面向等離子體生成空間 S地形成，是起到隔著等離子體生成空間S而與作為第1電極的載置臺5的電極7成對的相對電極(第2電極)的功能的主要部分。具體地講，從圖8中圓圈所示的部位A起在抵接支承部60'的露出的表面及擴張突出部64的表面(S卩，擴張突出部64的上表面64a、頂端面64b和下表面64c)迂回而到達圖8中圓圈所示的部位B的內(nèi)周表面是起到相對電極的功能的部分；前述的部位A是圖8中的蓋構(gòu)件27的抵接支承部60'和微波透過板觀抵接的抵接部位的端部；前述的部位B是擴張突出部64的露出的下表面的端部。在本實施方式中，從部位A到部位B的表面露出到等離子體生成空間S并以環(huán)狀形成相對電極。這樣，相對電極能夠利用具有面向等離子體生成空間S的表面的多個構(gòu)件(蓋構(gòu)件27和擴張突出部64)形成。而且，通過使主要成為相對電極的環(huán)狀的構(gòu)件突出到等離子體生成空間，即使在由于包括微波透過板28而難以在載置臺5的正上方位置配置相對電極的RLSA方式的微波等離子體處理裝置104中，也能夠確保相對電極的表面積足夠大。在本實施方式中，通過在蓋構(gòu)件27的抵接支承部60'上附加地安裝擴張突出部 64，能夠充分地確保起到相對電極的功能的部分的表面積。通過這樣由多個構(gòu)件組合地構(gòu)成相對電極，能夠在處理容器1內(nèi)的有限的空間中確保相對電極的面積。在本實施方式中， 為了抑制等離子體電位的振動而在處理容器1內(nèi)生成穩(wěn)定的等離子體，并減弱相對電極附近的等離子體的濺蝕作用，露出到等離子體生成空間S中的相對電極表面積與偏壓用電極面積的面積比也優(yōu)選為1以上，更優(yōu)選在1 5的范圍內(nèi)，進一步優(yōu)選在1 4的范圍內(nèi)， 最好在2 4的范圍內(nèi)。另外，起到相對電極的功能的擴張突出部64的頂端部(頂端面64b)優(yōu)選為不到達被載置于載置臺5上的晶圓W的周緣端的位置Pwe的突出長度。擴張突出部64的頂端到達比晶圓W周緣端的位置Pwe靠內(nèi)側(cè)的位置時，在處理容器1內(nèi)生成的高密度的等離子體區(qū)域小于晶圓尺寸，晶圓W的周緣部的等離子體密度減小，有可能對晶圓W的外周部的處理內(nèi)容的均勻性產(chǎn)生不良影響。另一方面，擴張突出部64的基端部為與其頂端部(頂端面64b) 相反一側(cè)的與側(cè)壁Ib抵接的抵接端，但在本實施方式中，擴張突出部64的直到處于其中段的部位B為止的部分露出到等離子體生成空間S中。即，在本實施方式中，起到相對電極的功能的擴張突出部64的露出的下表面6 的端部成為圖8中部位B所示的與上部襯套49a 接觸的接點。另外，擴張突出部64的上表面6 與微波透過板28的下表面分開地配置。即，擴張突出部64與微波透過板28之間空開間隔Ll地朝向等離子體生成空間S突出。通過這樣在微波透過板觀和擴張突出部64之間空開間隔Li，不會縮窄微波透過板觀用于導(dǎo)入微波的有效面積，能夠確保相對電極的表面積足夠大。另外，空間Sl成為等離子體生成空間S的一部分，在空間Sl也能夠生成等離子體，因此，能夠均勻地對晶圓W進行等離子體處理。相對于此，在不設(shè)置間隔Ll而使微波透過板觀和擴張突出部64緊密貼合的情況下， 在處理容器1內(nèi)欲增大相對電極的表面積時，需要增大微波透過板觀向中心側(cè)的突出量。 于是，在生成等離子體時，微波透過板觀的有效面積減少與擴張突出部64的上表面6 接觸的接觸面積的量，因此，向處理容器1內(nèi)的微波功率供給量降低而不會生成等離子體或者即使生成等離子體也不穩(wěn)定。為了解決這一點，需要增大處理容器1，但設(shè)置面積會增大， 裝置的制造成本也變大。該間隔Ll優(yōu)選大于在微波透過板28的正下方生成的等離子體和微波透過板28 之間的鞘的厚度，間隔Ll例如優(yōu)選在IOmm 30mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在20mm 25mm的范圍內(nèi)。在間隔Ll小于IOmm時，等離子體有時不穩(wěn)定，特別是在間隔Ll為鞘厚度以下的情況下，存在難以在處理容器1內(nèi)生成等離子體的情況。另一方面，在間隔Ll大于30mm時， 擴張突出部64過于接近載置臺5的電極7，因此，難以起到相對電極的功能，并且，也有可能由載置臺5的熱量導(dǎo)致擴張突出部64遭受熱損傷。另外，同樣地，為了避免擴張突出部64過于接近載置臺5的電極7，擴張突出部64 的厚度(在此是上表面6 和下表面64c的下端之間的距離)L2的上限例如優(yōu)選為20mm。 但是，在擴張突出部64的厚度L2過小時，作為相對電極的效果降低，因此，厚度L2的下限例如優(yōu)選為5mm以上。因而，擴張突出部64的厚度L2優(yōu)選在5mm 20mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在7mm 17mm的范圍內(nèi)。并且，為了使擴張突出部64起到相對電極的功能，并與上述同樣地避免擴張突出部64過于接近載置臺5的電極7，從擴張突出部64的下表面64c的下端到載置臺5的上表面的距離L3 (在此是指兩構(gòu)件的高度位置之差的意思)例如優(yōu)選在15mm 60mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在20mm 25mm的范圍內(nèi)。另外，在本實施方式的等離子體處理裝置104中，形成為如下構(gòu)造將氣體導(dǎo)入口 15a設(shè)置于比擴張突出部64靠上方的位置的抵接支承部60'，向擴張突出部64和微波透過板觀之間的空間Sl中供給處理氣體。利用該構(gòu)造，能夠促進作為等離子體生成空間S 的一部分的微波透過板觀正下方的空間Sl的氣體置換和排出，并且，易于使處理氣體活性化。結(jié)果，能夠在微波透過板觀正下方的空間Sl的整個區(qū)域中高效地生成等離子體。并且，作為次要的效果，通過向微波透過板觀的正下方的空間Sl中供給處理氣體，在等離子體處理裝置104中進行例如等離子體氮化工藝等的情況下，能夠促進自石英制的微波透過板觀放出的氧排出，因此，能夠抑制形成的氮化膜中的氮濃度降低。另外，圖8的擴張突出部64為了確保表面積，在下表面64c中設(shè)有兩個環(huán)狀的槽 64d，但能夠擴大表面積的形狀并不限定于圖8所示的截面形狀。擴張突出部64的形狀能夠做成例如環(huán)狀、以任意配置形成有多個孔部的形狀等任意形狀。但是，從防止在面向等離子體生成空間S的擴張突出部64的表面發(fā)生異常放電、防止產(chǎn)生微粒的方面考慮，優(yōu)選將圖8所示那樣的將角部弄圓而成的形狀。另外，在圖8中，使擴張突出部64抵接于蓋構(gòu)件 27的抵接支承部60'，但也可以與抵接支承部60'分開。在本實施方式中，在抵接支承部60'的面向等離子體生成空間S的露出表面設(shè)有保護膜48。另一方面，擴張突出部64也可以整體由硅形成而不設(shè)置保護膜。但是，在由鋁等金屬材料形成擴張突出部64的情況下，例如能夠利用等離子體噴鍍在擴張突出部64的表面涂敷S^2膜等來設(shè)置保護膜。即使形成保護膜48，也能夠維持作為相對電極的功能， 生成穩(wěn)定的等離子體而能夠進行均勻的等離子體處理。本實施方式的其他構(gòu)造及效果與第1實施方式相同。在上述第1 第5實施方式中說明的特征性構(gòu)造能夠互相組合。例如，也可以在第1實施方式(圖1、圖2A、圖2B)的擴張突出部60B、第3實施方式(圖6)的擴張突出部 62上，像第2實施方式那樣設(shè)置凹凸來進一步擴大表面積。同樣地，也可以在第4實施方式 (圖7)、第5實施方式(圖8)的擴張突出部63、64上，像第2實施方式那樣地設(shè)置凹凸來進一步擴大表面積。另外，既可以在蓋構(gòu)件27和處理容器1這兩者上設(shè)置起到相對電極的功能的突出部，也可以在蓋構(gòu)件27和處理容器1這兩者上設(shè)置起到相對電極的功能的輔助電極構(gòu)件 (擴張突出部63、64)。接著，根據(jù)實驗結(jié)果說明本發(fā)明的作用效果。在與圖1的等離子體處理裝置100 相同構(gòu)造的等離子體處理裝置中，若在對載置臺5的電極7施加高頻電壓時測定載置臺5 的電位，則產(chǎn)生圖9A及圖9B示意地所示那樣的交流波形。圖9A表示相對電極表面積相對于偏壓用電極面積不足夠大的大小的情況，圖9B表示相對電極表面積相對于偏壓用電極面積足夠大的大小的情況。圖中的Vmax是載置臺5的高頻電壓的振幅的最大值，一般認為 Vmax-GND(接地電位)的電位差與等離子體電位(Vp)的振動振幅相對應(yīng)。在相對電極表面積相對于偏壓用電極面積不足夠大的圖9A中，Vp利用高頻振動，Vmax變大。另一方面，在相對電極表面積相對于偏壓用電極面積足夠大的圖9B中，基本上不使等離子體電位變化就能夠產(chǎn)生自偏壓(Vdc)。接著，圖10表示對于在等離子體處理裝置中改變處理條件來進行等離子體氧化處理的情況下產(chǎn)生的鋁(Al)污染的量與Vmax的關(guān)系進行調(diào)查的結(jié)果。處理條件如下所述。 處理壓力為6. 67Pa,20Pa或401^。作為處理氣體，采用Ar氣和仏氣，使處理氣體中的氧氣的流量比率為0. 5體積％、1體積％、25體積％或50體積％。另外，向載置臺5的電極7供給的偏壓用高頻電力的頻率為13. 56MHz，高頻功率為450W、600W或900W。由圖10可知，與處理條件無關(guān)，在Vmax上升時，Al污染與其成正比地增加。一般認為Al污染的原因在于 Al制的蓋構(gòu)件27被濺蝕。為了抑制Al污染，將Vmax的值抑制得較小的做法有效，應(yīng)理解為，例如為了將Al污染抑制在TXlOlatoms/cm2]以下，使Vmax為70V以下即可。而且， 為了抑制Vmax，如圖9B所示，使相對電極表面積大于偏壓用電極面積的做法有效。因此，進行用于調(diào)查使偏壓用電極面積恒定、改變相對電極表面積的情況下的 Vmax變化的實驗。圖11 圖16是表示對于在與圖1的等離子體處理裝置100相同構(gòu)造的等離子體處理裝置中在各種處理條件下進行等離子體氧化處理的情況下的相對電極面積比(橫軸)與Vmax(縱軸)的關(guān)系的圖表。在此，相對電極面積比是指用相對電極表面積除以偏壓用電極面積而得到的值。另外，作為處理氣體，采用Ar氣和氧氣。另外，向載置臺5的電極7供給的偏壓用高頻電力的頻率為13. 56MHz,高頻功率為0W(未施加)、300W、 450W、600W 或 900W。圖11是使處理壓力為6. 67Pa、氧氣流量比率為0. 5體積％、用于生成等離子體的微波功率為1200W的條件下的實驗結(jié)果。圖12是使處理壓力為6. 67Pa、氧氣流量比率為 50體積％、微波功率為3400W的條件下的實驗結(jié)果。圖13是使處理壓力為20Pa、氧氣流量比率為0. 5體積％、微波功率為1200W的條件下的實驗結(jié)果。圖14是使處理壓力為20Pa、 氧氣流量比率為50體積％、微波功率為3400W的條件下的實驗結(jié)果。圖15是使處理壓力為40Pa、氧氣流量比率為0. 5體積％、微波功率為1200W的條件下的實驗結(jié)果。圖16是使處理壓力為40 、氧氣流量比率為50體積％、微波功率為3400W的條件下的實驗結(jié)果。相對電極表面積為500cm2、1400cm2、1800cm2、2200cm2或3150cm2，偏壓用電極面積為855cm2。由圖11 圖16的圖表可知，隨著相對電極面積比變大，Vmax減小。還可明確， 該傾向在處理壓力為6. 67Pa的情況下最為顯著，壓力越低，通過增加相對電極面積比產(chǎn)生的Vmax的抑制效果越大。在與圖1的等離子體處理裝置100相同構(gòu)造的等離子體處理裝置中，為了可靠地獲得通過增加相對電極面積比產(chǎn)生的Vmax的抑制效果，一般認為優(yōu)選在 40Pa以下的處理壓力下進行等離子體處理。根據(jù)以上結(jié)果，對于在與圖1的等離子體處理裝置100相同構(gòu)造的等離子體處理裝置中改變相對電極表面積進行等離子體氧化處理的情況下產(chǎn)生的鋁(Al)污染的量進行了調(diào)查。在該實驗中，使相對電極表面積為2200cm2 (面積比大)、1800cm2 (面積比中)、 500cm2 (面積比小)，偏壓用電極面積為855cm2。另外，處理壓力被設(shè)定為在6. 67Pa 401 的范圍內(nèi)不同的壓力條件。圖17表示其結(jié)果。另夕卜，圖17中的“5.0E10”、“1.8E11”等標(biāo)記分別是指Al污染量為“5. OX 101°個”、“1.8X IO11個”等意思。由該結(jié)果可知，在相對電極表面積為2200cm2 (面積比大)或1800cm2 (面積比中)的情況下，能夠在40 以下的處理壓力下將Vmax抑制在70V以下(參照圖10)，是也能夠充分抑制Al污染的值。但是，在相對電極表面積為500cm2 (面積比小)的情況下，在20 以下的處理壓力時，無法將Vmax 抑制在70V以下(參照圖10)，A1污染也會大幅度增加。由該結(jié)果可知，為了將Vm ax抑制在70V以下，使相對電極表面積為1800cm2(面積比中)以上的做法有效。因而，表示相對電極面積比(相對電極表面積/偏壓用電極面積)優(yōu)選為1 5，更優(yōu)選為2 5，最好為 2 4。接著，進行對于在與圖1的等離子體處理裝置100相同構(gòu)造的等離子體處理裝置中由處理氣體的導(dǎo)入位置的不同產(chǎn)生的效果進行驗證的實驗。在該實驗中，對于在等離子體氮化處理中、從圖1的氣體導(dǎo)入口 1 導(dǎo)入處理氣體的情況(實施例圖1的形態(tài))和在比突出部60靠下方的側(cè)壁Ib上以環(huán)狀設(shè)置氣環(huán)(gas ring)來導(dǎo)入處理氣體的情況(比較例省略圖示)下的氮化硅膜中的氧量進行了比較。等離子體氮化處理的對象是直徑300mm 的晶圓W表面的硅。氮化硅膜中的氧量利用X射線光電子分析裝置(XPS)對晶圓W的中央部和緣部進行測定。等離子體氮化處理條件如下所述，使隊流量比率、處理壓力及高頻偏壓電力發(fā)生變化。
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N2流量比率17%N2 流量333mL/min (sccm)，Ar 流量1667mL/min (sccm)N2流量比率40%N2 流量800mL/min (sccm)，Ar 流量1200mL/min (sccm)處理壓力6·67Pa,20Pa 或 I33Pa微波功率1500W高頻偏壓電力0W(未施加)、450W或900W處理時間90秒圖18A表示晶圓W中央部的氮化硅膜中的氧量的測定結(jié)果，圖18B表示晶圓W緣部的氮化硅膜中的氧量的測定結(jié)果。能夠確認，與從比突出部60靠下方的位置導(dǎo)入處理氣體的比較例相比，在從氣體導(dǎo)入口 1 導(dǎo)入處理氣體的實施例中，在處理壓力為6. 67Pa 133 的范圍內(nèi)氮化硅膜中的氧濃度降低。實施例的氧濃度降低與是否施加高頻偏壓無關(guān)， 不論是在晶圓W的中央部還是緣部都顯示相同的傾向。在氧濃度原本較高的處理壓力為 133Pa的晶圓W緣部的測定結(jié)果中，能夠確認，與比較例相比，實施例氧濃度最大降低8%左右ο為了擴大相對電極面積，在設(shè)有擴張突出部60B的與圖1相同構(gòu)造的等離子體處理裝置中，擴張突出部60B與微波透過板觀之間的封閉的空間Sl成為氣體積存處，在等離子體氮化處理時易于導(dǎo)致氧混入到氮化硅膜中。氧混入是存在于微波透過板觀中的氧利用等離子體的作用放出到等離子體生成空間S中而混入到利用等離子體氮化處理形成的氮化硅膜中的現(xiàn)象。在比較例中，由于從比突出部60靠下方的位置導(dǎo)入處理氣體，因此，在微波透過板觀正下方的空間Sl中發(fā)生氣體滯留。結(jié)果，一般認為從微波透過板觀放出來的氧長時間逗留在空間Sl中，難以從處理容器1排出，導(dǎo)致氧向晶圓W表面的氮化硅膜中混入的幾率升高。另一方面，在實施例中，通過從氣體導(dǎo)入口 15a向微波透過板觀正下方的空間Sl中導(dǎo)入處理氣體，能夠使從微波透過板觀排出來的氧自空間Sl迅速地移動。結(jié)果，一般認為能夠高效地將氧排出到處理容器1之外，因此，能夠降低氧向晶圓W上的氮化硅膜中混入。像以上詳細說明的那樣，本發(fā)明的各實施方式的等離子體處理裝置包括構(gòu)成隔著等離子體生成空間S而與電極7成對的相對電極的至少一部分的擴張突出部60B、61B、62、 63、64，上述擴張突出部60B、61B、62、63、64與微波透過板28之間空開間隔Ll地從處理容器1或者蓋構(gòu)件27朝向等離子體生成空間S突出，因此，能充分地確保相對電極的面積，能夠抑制等離子體電位(Vp)的振動。另外，通過增大相對電極的面積，也能抑制在等離子體的作用下而濺蝕相對電極的表面，能夠防止污染。另外，通過以足夠的面積確保相對電極的面積，也能夠抑制其他部位的短路、異常放電。并且，由于與微波透過板觀之間空開間隔地設(shè)置擴張突出部60B、61B、62、63、64，因此，不會縮小微波透過板28的有效面積，能夠?qū)胱銐虻奈⒉üβ识乖谔幚砣萜?內(nèi)形成的等離子體穩(wěn)定化。以上，出于例示的目的詳細地說明了本發(fā)明的實施方式，但本發(fā)明并不限定于上述實施方式。例如，在上述實施方式中，例示了支承微波透過板觀的蓋構(gòu)件27是微波導(dǎo)入部沈的一部分的構(gòu)造，但也可以是支承微波透過板28的蓋構(gòu)件27形成處理容器1的一部分。
另外，在上述實施方式中，在蓋構(gòu)件27上設(shè)有氣體導(dǎo)入口 15a，但也可以在除蓋構(gòu)件27之外的構(gòu)件上設(shè)置氣體導(dǎo)入口 15a。例如，圖19是表示與處理容器1的側(cè)壁Ib—體地設(shè)有擴張突出部62的形態(tài)(第3實施方式參照圖6)的變形例的等離子體處理裝置102A 的主要部分剖視圖。如圖19所示，通過形成設(shè)置在處理容器1的側(cè)壁Ib上端的槽形的環(huán)狀通路13A，在側(cè)壁Ib內(nèi)形成與該環(huán)狀通路13A相連通的氣體導(dǎo)入通路15b，能夠在側(cè)壁Ib 的上部設(shè)置氣體導(dǎo)入口 15a。即使這樣，也能夠從氣體導(dǎo)入口 15a向微波透過板觀和擴張突出部62之間的空間Sl中供給處理氣體。另外，在上述實施方式中，表示了作為暴露在等離子體中的構(gòu)件的蓋構(gòu)件27的主體材質(zhì)采用鋁的情況下的實驗結(jié)果，但即使在采用不銹鋼等其他金屬的情況下，也能夠獲得同樣的效果。另外，擴張突出部并不一定限定為環(huán)狀，也可以做成互相分離的多個擴張突出部朝向等離子體生成空間S突出的形狀。另外，等離子體處理的內(nèi)容只要是向載置臺5的電極7供給高頻電力的工藝即可， 不限定于等離子體氧化處理或者等離子體氮化處理，例如能夠?qū)⒌入x子體CVD處理、蝕刻處理等各種等離子體處理作為對象。并且，被處理體也并不限定于半導(dǎo)體晶圓，能夠?qū)PD 用玻璃基板等其他的基板作為對象。
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理裝置，其包括處理容器，其上部開口，用于使用等離子體來處理被處理體； 載置臺，其用于在上述處理容器內(nèi)載置被處理體； 第1電極，其埋設(shè)在上述載置臺中，用于對被處理體施加偏置電壓； 電介質(zhì)板，其堵塞上述處理容器的開口而劃分出等離子體生成空間，并使微波透過而將微波導(dǎo)入到上述處理容器內(nèi)；平面天線，其設(shè)置在上述電介質(zhì)板的上方，用于將由微波產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的上述微波經(jīng)由上述電介質(zhì)板導(dǎo)入到上述處理容器內(nèi)；蓋構(gòu)件，其配置在上述處理容器的上部，呈環(huán)狀，并且，在該蓋構(gòu)件的內(nèi)周側(cè)具有朝向上述等離子體生成空間突出的抵接支承部，用該抵接支承部的上表面支承上述電介質(zhì)板的外周部；環(huán)狀的擴張突出部，其與上述電介質(zhì)板之間空開間隔地從上述處理容器或者上述抵接支承部朝向上述處理容器內(nèi)的等離子體生成空間突出，構(gòu)成隔著上述等離子體生成空間而與上述第1電極成對的第2電極的至少一部分；空間，其形成在上述擴張突出部的上表面與上述電介質(zhì)板的下表面之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中，上述擴張突出部的上表面與上述電介質(zhì)板的下表面之間的間隔在IOmm 30mm的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其中，上述擴張突出部以其頂端不到達被載置于上述載置臺上的被處理體的端部的上方的突出量設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其中，該等離子體處理裝置設(shè)有用于向上述電介質(zhì)板與上述擴張突出部之間的空間中導(dǎo)入處理氣體的氣體導(dǎo)入口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其中， 上述擴張突出部與上述蓋構(gòu)件一體形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其中， 上述擴張突出部與上述處理容器一體形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其中， 上述擴張突出部是固定于上述蓋構(gòu)件上的輔助電極構(gòu)件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其中， 上述擴張突出部是固定于上述處理容器上的輔助電極構(gòu)件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其中， 在上述擴張突出部的表面設(shè)有凹凸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其中，上述第2電極的面向上述等離子體生成空間的表面積與上述載置臺中的上述第1電極埋設(shè)區(qū)域的面積之比在1 5的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其中， 在上述擴張突出部的表面還設(shè)有保護膜。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的等離子體處理裝置，其中， 上述保護膜由硅形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其中，至少沿著上述處理容器的比上述載置臺的載置面的高度低的位置的內(nèi)壁還設(shè)有絕緣板。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的等離子體處理裝置，其中，上述絕緣板形成至到達與上述處理容器的下部連接設(shè)置的排氣室的位置。
15.一種等離子體處理方法，其利用等離子體處理裝置在處理容器內(nèi)生成等離子體，利用該等離子體來處理被處理體，上述等離子體處理裝置包括處理容器，其上部開口，使用等離子體來處理被處理體； 載置臺，其用于在上述處理容器內(nèi)載置被處理體； 第1電極，其埋設(shè)在上述載置臺中，用于對被處理體施加偏置電壓； 電介質(zhì)板，其堵塞上述處理容器的開口而劃分出等離子體生成空間，并使微波透過而將微波導(dǎo)入到上述處理容器內(nèi)；平面天線，其設(shè)置在上述電介質(zhì)板的上方，用于將由微波產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的上述微波經(jīng)由上述電介質(zhì)板導(dǎo)入到上述處理容器內(nèi)；蓋構(gòu)件，其配置在上述處理容器的上部，呈環(huán)狀，并且，在該蓋構(gòu)件的內(nèi)周側(cè)具有朝向上述等離子體生成空間突出的抵接支承部，用該抵接支承部的上表面支承上述電介質(zhì)板的外周部；環(huán)狀的擴張突出部，其與上述電介質(zhì)板之間空開間隔地從上述處理容器或者上述抵接支承部朝向上述處理容器內(nèi)的等離子體生成空間突出，構(gòu)成隔著上述等離子體生成空間而與上述第1電極成對的第2電極的至少一部分；空間，其形成在上述擴張突出部的上表面與上述電介質(zhì)板的下表面之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的等離子體處理方法，其中， 處理壓力是40 以下。
全文摘要
本發(fā)明提供等離子體處理裝置及等離子體處理方法。該等離子體處理裝置是向載置被處理體的載置臺的電極供給偏壓用高頻電力的方式的等離子體處理裝置，抑制等離子體電位的振動，生成穩(wěn)定的等離子體，并防止由金屬制的相對電極的濺蝕導(dǎo)致產(chǎn)生污染。在蓋構(gòu)件(27)的內(nèi)周側(cè)形成有擴張突出部(60)。擴張突出部(60)面向等離子體生成空間(S)地形成，是起到隔著等離子體生成空間(S)與載置臺(5)的電極(7)成對的相對電極的功能的主要部分。相對電極表面積與偏壓用電極面積之比(相對電極表面積/偏壓用電極面積)優(yōu)選在1～5的范圍內(nèi)。
文檔編號H05H1/24GK102403182SQ20111027626
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者中村秀雄, 北川淳一, 山下潤, 門田太一 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社