br>[0071]另外，慢波板70、上部板110以及下部板120的接觸面分別被未圖示的O形密封圈密封。由此，能夠?qū)⑻幚砣萜?0、槽220的內(nèi)部形成為真空狀態(tài)，并且，避免第I氣體和第2氣體在噴淋板100內(nèi)混合。
[0072]另外，噴淋板100的暴露在等離子體側(cè)的面、S卩、下部板120的下表面以及垂下構(gòu)件101的表面也可以通過(guò)噴鍍而由例如氧化鋁(Al2O3)和氧化釔(Y2O3)的覆膜(未圖示)覆蓋。由此，導(dǎo)體面也可以不暴露在等離子體空間側(cè)。
[0073]圖5是表示垂下構(gòu)件101、下部板120、第2氣體供給口151以及形成于垂下構(gòu)件101的通孔160之間的概略的位置關(guān)系的一個(gè)例子的圖，是表示從斜下方觀察垂下構(gòu)件101附近的狀態(tài)的立體圖。另外，在圖5中，省略槽2 20的記載。例如，如圖5所示，設(shè)于垂下構(gòu)件1I的通孔160在該垂下構(gòu)件101的中央部附近呈同心圓狀配置有多個(gè)。另外，如上所述，第I氣體供給口 133以及通孔150設(shè)于與通孔160相對(duì)應(yīng)的位置。因此，在本實(shí)施方式中，第I氣體供給口 133以及通孔150例如也如圖5所示那樣成為與垂下構(gòu)件101同心圓狀的配置。第2氣體供給口 151與垂下構(gòu)件101的上端部呈例如同心圓狀配置有多個(gè)。另外，在圖5中，第2氣體供給口 151配置于在從下方觀察垂下構(gòu)件101的情況下、被垂下構(gòu)件101覆蓋而無(wú)法看到的位置，但未必需要配置于由于垂下構(gòu)件101而無(wú)法看到的位置。
[0074]接著，一并說(shuō)明噴淋板100以及垂下構(gòu)件101附近的結(jié)構(gòu)與本發(fā)明的原理。在使用了微波的等離子體處理中，為了使在對(duì)晶圓W進(jìn)行成膜時(shí)用作原料氣體的、例如甲硅烷(SiH4)分解為SiH3,需要約8.75eV以上的能量。另一方面，用作等離子體產(chǎn)生用的氣體的例如氮?dú)獾慕Y(jié)合能量為約9.91eV。即，為了激發(fā)氮?dú)舛傻入x子體、氮自由基，需要施加約9.91eV以上的能量。因而，在該情況下的微波等離子體處理中向天線20供給的微波的功率以更高的能量、即、用于激發(fā)等離子體產(chǎn)生用氣體的能量作為基準(zhǔn)來(lái)決定。在此，在使用了金屬表面波的微波等離子體處理(特別是由應(yīng)用了漸逝波的表面波進(jìn)行的等離子體處理)中，通常，天線20的下端面附近、例如距天線下表面大致5mm以內(nèi)的區(qū)域與離開(kāi)天線下表面大致5mm以上的區(qū)域相比，電子溫度較高。
[0075]另外，本發(fā)明人等進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果確認(rèn)了電子溫度在形成于噴淋板100的槽220附近特別高。圖6表示槽220形成于外周部的噴淋板100附近的電子溫度的分布。圖6的縱軸是處理容器10內(nèi)的高度，橫軸是距同軸管60的中心軸線的水平方向上的距離。另外，在圖6中，描繪出了槽220的中心距同軸管60的中心軸線大致35mm的情況的電子溫度分布圖。另夕卜，圖6所示的虛線是電子溫度為IeV的邊界線。在圖6中，表示了如下內(nèi)容:在比該虛線靠近槽220的區(qū)域X(以槽220為中心，大致半徑35mm左右的區(qū)域)中，電子溫度高于leV，槽220的附近成為電子溫度高的區(qū)域。即，在該區(qū)域X中，等離子體產(chǎn)生用氣體以及原料氣體活躍地電離。因此，若如以往那樣從噴淋板供給作為等離子體產(chǎn)生用的氣體的氮?dú)狻⒆鳛樵蠚怏w的甲硅烷氣體這兩者，則氮?dú)庠陔娮訙囟雀叩膮^(qū)域X中被分解而成為氮離子、氮原子自由基、氮原子，但在電子溫度低的區(qū)域中，能量不充分，所以反應(yīng)性高的原子狀氮幾乎沒(méi)有生成。另一方面，甲硅烷氣體在區(qū)域X的外側(cè)也被分解成SiH3,但在電子溫度變高的區(qū)域X中較多地生成SiH2、SiH，因此，在該區(qū)域X過(guò)度地生成SiH2、SiH而形成硅膜，堆積在噴淋板的氣體供給口。
[0076]為了抑制由反應(yīng)生成和氣相反應(yīng)形成的堆積物，降低向天線20供給的微波的功率，由此，使區(qū)域X中的電子溫度下降即可。然而，若出于防止SiH2、SiH的過(guò)度生成的目的降低微波的功率，則無(wú)法獲得用于使等離子體產(chǎn)生用氣體分解的預(yù)定的電子溫度。因此，降低微波的功率也存在極限。
[0077]因此，本發(fā)明人等為了抑制由不必要的反應(yīng)生成和氣相反應(yīng)形成的堆積物堆積到氣體供給口，對(duì)從噴淋板從100供給的原料氣體不通過(guò)電子溫度較高的區(qū)域X地向處理容器10內(nèi)導(dǎo)入的方法進(jìn)行了深入研究。但是，若像以往那樣從處理容器10的側(cè)壁向處理容器10內(nèi)供給原料氣體，則難以控制處理容器10內(nèi)的氣體的流動(dòng)，無(wú)法獲得均勻的等離子體。
[0078]因此，本發(fā)明人等想到了如下方面:以不使等離子體產(chǎn)生用的氣體和原料氣體在噴淋板100的內(nèi)部混合的方式分別設(shè)置氣體流路130、140，而且，將等離子體產(chǎn)生用的氣體向區(qū)域X或區(qū)域X的附近供給，另一方面，分別向與區(qū)域X分開(kāi)的場(chǎng)所供給原料氣體，能夠避免原料氣體的過(guò)度的分解，且使等離子體產(chǎn)生用的氣體高效地激發(fā)。然后，基于該想法，例如，想到了將圖4所示那樣的垂下構(gòu)件101設(shè)于噴淋板100的下端。
[0079]在將垂下構(gòu)件101設(shè)于噴淋板100的下端時(shí)，本發(fā)明人等首先對(duì)噴淋板100附近的電場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行了調(diào)查。在圖7以及圖8中示出了槽220形成于外周部的噴淋板100附近的電場(chǎng)強(qiáng)度的分布以及電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。圖7示出了僅有噴淋板100的情況，圖8示出了在噴淋板100的下端設(shè)有垂下構(gòu)件101的情況的電場(chǎng)強(qiáng)度分布。圖7、圖8的三角形的大小表示電場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)度，三角形的朝向表示電場(chǎng)的朝向。如圖7所示，在沒(méi)有設(shè)置垂下構(gòu)件101的噴淋板100的情況下，電場(chǎng)主要朝向下方，但通過(guò)設(shè)置垂下構(gòu)件101，如圖8所示，確認(rèn)到在垂下構(gòu)件101的外側(cè)面附近橫向的電場(chǎng)強(qiáng)度變高。據(jù)此推測(cè)為在垂下構(gòu)件101的外側(cè)面附近可獲得高電子溫度。認(rèn)為其原因在于，垂下構(gòu)件101的外側(cè)面從上端部朝向下端部向外側(cè)擴(kuò)展，因此，微波被該垂下構(gòu)件101的外側(cè)面向橫向、斜上方向反射，在垂下構(gòu)件101的外側(cè)面附近形成了高能量的狀態(tài)。
[0080]接著，圖9示出了在噴淋板100設(shè)有垂下構(gòu)件101的情況的、噴淋板100附近的電子溫度的分布。此外，在圖9中，同軸管60的中心軸和槽220的中心之間距離與圖6的情況同樣地也為大致35mm，垂下構(gòu)件101的下表面的半徑為大致45mm。從圖9能夠確認(rèn):通過(guò)設(shè)置垂下構(gòu)件1I，電子溫度成為I eV以上的區(qū)域X處于槽220的附近，且分布于垂下構(gòu)件1I的外側(cè)面，在垂下構(gòu)件101的下表面，電子溫度成為大致IeV以下。推測(cè)其原因在于，如上所述，垂下構(gòu)件101的外側(cè)面從上端部朝向下端部向外側(cè)擴(kuò)展，因此，微波被該垂下構(gòu)件101的外側(cè)面向橫向、斜上方向反射，由此，垂下構(gòu)件的外側(cè)面附近的電場(chǎng)強(qiáng)度變高。
[0081]因而，如圖4所示，通過(guò)將第2氣體供給口151配置于垂下構(gòu)件101的外側(cè)面的外側(cè)，將第I氣體供給口 133以及通孔150、160配置于比垂下構(gòu)件101的外側(cè)面靠?jī)?nèi)側(cè)的位置，從而，一方面，能夠向區(qū)域X集中地供給等離子體產(chǎn)生用氣體，另一方面，使容易分解的原料氣體不通過(guò)區(qū)域X就能夠?qū)胩幚砣萜?0內(nèi)。在該情況下，能夠抑制原料氣體在區(qū)域X被過(guò)度分解，因此，能夠抑制由原料氣體生成前體(日文力一寸)，防止通孔160、第2氣體供給口 151閉塞。
[0082]此外，也對(duì)設(shè)置有垂下構(gòu)件101的情況的噴淋板100附近的電子密度進(jìn)行了確認(rèn)，結(jié)果，如圖10所示，確認(rèn)了在槽220的附近且是垂下構(gòu)件101的外側(cè)面附近形成了高密度的區(qū)域。據(jù)此也能夠確認(rèn):區(qū)域X成為高能量的狀態(tài)，在該區(qū)域X中使等離子體產(chǎn)生用的氣體高效地激發(fā)。
[0083]在此，例如，如從圖9能夠確認(rèn)那樣，電子溫度較高的區(qū)域X從垂下構(gòu)件101的外側(cè)面向外側(cè)方向分布，例如，在從下方觀察垂下構(gòu)件的情況下，在垂下構(gòu)件1I底面的外側(cè)的位置也分布有區(qū)域X。因此，如上所述，第2氣體供給口 151未必需要設(shè)置于在從下方觀察垂下構(gòu)件101的情況下被垂下構(gòu)件101覆蓋而無(wú)法看到的位置，設(shè)置于面對(duì)區(qū)域X的位置即可。此外，由本發(fā)明人等確認(rèn)了:例如，如本實(shí)施方式那樣在垂下構(gòu)件101的外側(cè)面具有以噴淋板100的下部板120和垂下構(gòu)件101的連接點(diǎn)為原點(diǎn)的拋物線形狀的情況下，在該拋物線的焦點(diǎn)附近成為高能量狀態(tài)。在該情況下，優(yōu)選第2氣體供給口 151設(shè)于面對(duì)焦點(diǎn)附近的位置。
[0084]此外，由于在下部板120設(shè)置突起物即垂下構(gòu)件101，所以表面波也在該垂下構(gòu)件1I傳播，因此等離子體空間U中的均勻的等離子體的生成有可能被阻礙。因此，優(yōu)選的是，垂下構(gòu)件101的長(zhǎng)度L的最大值為向處理容器10內(nèi)導(dǎo)入的微波的波長(zhǎng)以下，更優(yōu)選為波長(zhǎng)的1/2以下。由本發(fā)明人等確認(rèn)了:通過(guò)如此設(shè)定垂下構(gòu)件101的長(zhǎng)度L，能夠抑制表面波在垂下構(gòu)件101的傳播，能夠在處理容器10內(nèi)穩(wěn)定地生成等離子體。在本實(shí)施方式中，使用了波長(zhǎng)為348.6mm即860MHz的微波，因此，優(yōu)選的是，垂下構(gòu)件101的長(zhǎng)度L設(shè)定在大致1mm?60mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選設(shè)定在20mm?40mm的范圍內(nèi)。
[0085]本實(shí)施方式的等離子體處理裝置I基于以上那樣的見(jiàn)解。接著，對(duì)于使用等離子體處理裝置I進(jìn)行的處理，以在晶圓W形成氮化硅膜的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。