狀的電介質(zhì)體251，在該電介質(zhì)體251的下表面形成等離子體252。在此，圓柱坐標(biāo)系的半徑是a。另外，電介質(zhì)體251是形成于垂下構(gòu)件101的下方的等離子體鞘，其介電常數(shù)為I。并且，在表面波以圖16所示那樣的圓柱坐標(biāo)系表示的情況下，表示表面波的麥克斯韋方程式例如能夠由圖17所示那樣的、Bessel方程式表示。此外，在圖17所示的式中，Ez是鉛垂方向的電場(chǎng)強(qiáng)度，r是半徑方向的坐標(biāo)，k以及β是微波的波數(shù)。
[0102]并且，在圖16所示的模型中，垂下構(gòu)件101的外周端部敞開(kāi)，因此，若將等離子體鞘的端部、即電介質(zhì)體251的端部作為開(kāi)放端對(duì)圖17的式進(jìn)行求解，則作為Bessel方程式的解，可獲得圖18所示那樣的Bessel函數(shù)。
[0103]并且，若根據(jù)該Bessel函數(shù)求出半徑45mm的垂下構(gòu)件101下表面的電場(chǎng)強(qiáng)度分布的理論值，則獲得例如圖19中以虛線(xiàn)所示那樣的分布。圖15的橫軸表示垂下構(gòu)件101的半徑方向上的位置，縱軸表示電場(chǎng)強(qiáng)度。此外，圖19的實(shí)線(xiàn)是圖15所示的實(shí)測(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度分布。
[0104]如圖19所示，能夠確認(rèn):以圖18的函數(shù)表示的電場(chǎng)強(qiáng)度分布在大致半徑20mm附近的位置具有極小點(diǎn)，與圖15所示的、電場(chǎng)強(qiáng)度分布的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)大致吻合。從該結(jié)果可知:本實(shí)施方式的垂下構(gòu)件101的下表面的電場(chǎng)強(qiáng)度分布可通過(guò)作為Bessel方程式的解所獲得的Bessel函數(shù)求得。
[0105]并且，垂下構(gòu)件101的下表面的電場(chǎng)強(qiáng)度分布在預(yù)定的半徑、本實(shí)施方式為大致半徑20mm的圓的圓周上成為極小的值。因而，如上所述，更優(yōu)選的是，垂下構(gòu)件101下表面的通孔160、以及與該通孔160相對(duì)應(yīng)的第I氣體供給口 133設(shè)置于與Bessel函數(shù)的極小值相對(duì)應(yīng)的位置。通過(guò)這樣設(shè)置，能夠避開(kāi)區(qū)域X的同時(shí)、通過(guò)垂下構(gòu)件101的下表面的電場(chǎng)強(qiáng)度更低的區(qū)域而將原料氣體導(dǎo)入處理容器10內(nèi)。其結(jié)果，能夠更高效地抑制例如作為原料氣體的甲硅烷氣體的過(guò)度的分解。另外，通過(guò)如此將通孔160設(shè)置于考慮了極小值的位置，與不考慮極小值的情況相比，可以使垂下構(gòu)件101的突出長(zhǎng)度L相對(duì)縮短。因此，可以減小處理容器10的容積，能夠獲得節(jié)約空間這樣的效果。另外，也能夠縮短處理容器10內(nèi)的真空排氣所需要的時(shí)間等，因此，可以在提高處理的處理能力這樣的方面也獲得效果。
[0106]另外，出于使原料氣體不通過(guò)區(qū)域X就導(dǎo)入處理容器10內(nèi)這樣的觀點(diǎn)考慮，未必需要將垂下構(gòu)件101設(shè)為作為原料氣體的第I氣體在其內(nèi)部通過(guò)那樣的構(gòu)造，也可以是，例如使用內(nèi)部中空的環(huán)狀的垂下構(gòu)件，向比該垂下構(gòu)件的內(nèi)側(cè)面靠?jī)?nèi)側(cè)的位置供給第I氣體。具體而言，例如，如圖20所示，將直徑朝向下方逐漸變大的、上端和下端開(kāi)口的大致圓環(huán)狀的垂下構(gòu)件320設(shè)于下部板120的下表面。在該情況下，優(yōu)選的是，在下部板120的各通孔150的下端，分別設(shè)置向鉛垂下方延伸預(yù)定的長(zhǎng)度的供給噴嘴321。通過(guò)經(jīng)由供給噴嘴321來(lái)使原料氣體不通過(guò)距噴淋板100的下表面大致5mm以?xún)?nèi)的、電子溫度比較高的區(qū)域就能夠?qū)胩幚砣萜?0內(nèi)。此外，在圖15中，描繪出供給噴嘴321的長(zhǎng)度與垂下構(gòu)件320的長(zhǎng)度L相等的狀態(tài)，但能夠以與上述的供給噴嘴200同樣的方法決定供給噴嘴321的長(zhǎng)度。
[0107]在以上的實(shí)施方式中，上部板110的氣體流路130以及下部板120的氣體流路140分別經(jīng)由一個(gè)供給管132、142與第I氣體供給源131、第2氣體供給源141連接，但也可以是，例如氣體流路130、氣體流路140設(shè)為分別獨(dú)立的環(huán)狀且呈同心圓狀的流路，在各個(gè)氣體流路設(shè)有多個(gè)供給管132以及多個(gè)供給管142，對(duì)向各流路供給的氣體的流量進(jìn)行控制。通過(guò)那樣設(shè)置，可以針對(duì)下部板120的各區(qū)域控制氣體的供給量，例如與電場(chǎng)強(qiáng)度分布相對(duì)應(yīng)地控制原料氣體、等離子體產(chǎn)生用氣體的供給量，能夠?qū)AW進(jìn)行更均勻的等離子體處理。
[0108]尤其是，在如以往那樣使用沒(méi)有垂下構(gòu)件101的噴淋板100來(lái)向處理容器10內(nèi)供給甲硅烷氣體作為原料氣體的情況下，原料氣體在噴淋板100下表面被過(guò)度分解，因此，難以控制SiH3的生成量，但在本發(fā)明中，通過(guò)經(jīng)由垂下構(gòu)件101供給甲硅烷氣體，能夠抑制過(guò)度的SiH3的生成。因而，能夠通過(guò)控制甲硅烷氣體的供給量來(lái)容易地調(diào)整SiH3的生成量，由此，可以控制晶圓W上的成膜量。在該情況下，還通過(guò)設(shè)置多個(gè)供給管132以及多個(gè)供給管142來(lái)針對(duì)下部板120的每個(gè)預(yù)定的區(qū)域控制氣體的供給量，能夠針對(duì)各區(qū)域進(jìn)一步嚴(yán)密地調(diào)整氮自由基和SiH3的生成量，因此，可以對(duì)晶圓W實(shí)施更均勻的等離子體處理
[0109]另外，在以上的實(shí)施方式中，噴淋板100由上部板110和下部板120構(gòu)成，但只要是第I氣體的氣體流路130和第2氣體的氣體流路140獨(dú)立地形成、氣體不會(huì)在噴淋板100的內(nèi)部混合的結(jié)構(gòu)，對(duì)于噴淋板100如何構(gòu)成，并不限定于本實(shí)施方式，能夠任意地設(shè)定。
[0110]以上，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)地說(shuō)明，本發(fā)明并部限定于該例子。只要是具有本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域的通常知識(shí)的人，在權(quán)利要求書(shū)所記載的技術(shù)思想的范疇內(nèi)能想到各種變更例或修正例是顯而易見(jiàn)的，這些也當(dāng)然被理解為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0111]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0112]1、等離子體處理裝置；10、處理容器；11、基座；12、支承構(gòu)件；13、匹配器；14、高頻電源;30、微波傳輸機(jī)構(gòu);40、微波輸出部;50、天線(xiàn)模塊;100、噴淋板;101、垂下構(gòu)件；110、上部板；120、下部板；130、氣體流路；133、第I氣體供給口； 140、氣體流路；151、第2氣體供給口； 220、槽;500、控制裝置;U、等離子體空間;W、晶圓;X、區(qū)域。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種等離子體處理裝置，其具有等離子體產(chǎn)生用天線(xiàn)，該等離子體產(chǎn)生用天線(xiàn)包括向處理容器內(nèi)供給第I氣體和第2氣體的噴淋板，利用由于微波的供給而形成于所述噴淋板的表面的表面波形成等離子體而對(duì)基板進(jìn)行處理，其中， 該等離子體處理裝置具有由導(dǎo)電體構(gòu)成的垂下構(gòu)件，該垂下構(gòu)件從所述噴淋板的下端面向下方突出， 所述垂下構(gòu)件的外側(cè)面從上端部朝向下端部向外側(cè)擴(kuò)展， 所述噴淋板具有用于向所述處理容器內(nèi)供給第I氣體的多個(gè)第I氣體供給口和用于向所述處理容器內(nèi)供給第2氣體的多個(gè)第2氣體供給口， 所述第I氣體供給口配置于比所述垂下構(gòu)件的外側(cè)面靠?jī)?nèi)側(cè)的位置， 所述第2氣體供給口配置于比所述垂下構(gòu)件的外側(cè)面靠外側(cè)的位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中， 在所述垂下構(gòu)件的內(nèi)部形成有從該垂下構(gòu)件的上端部面連通到下端面的通孔， 所述第I氣體供給口與所述通孔連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中， 所述垂下構(gòu)件的下表面是圓形， 所述第I氣體供給口設(shè)于與作為Bessel方程式的解所獲得的、所述垂下構(gòu)件的下端面處的電場(chǎng)強(qiáng)度分布的極小值相當(dāng)?shù)奈恢谩?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中， 所述垂下構(gòu)件形成為環(huán)狀， 所述第I氣體供給口配置于比所述垂下構(gòu)件的內(nèi)側(cè)面靠?jī)?nèi)側(cè)的位置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的等離子體處理裝置，其中， 各個(gè)所述第I氣體供給口分別與從所述噴淋板下表面向鉛垂下方突出的多個(gè)供給噴嘴連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中， 所述垂下構(gòu)件的外側(cè)面是隨著向下而向外側(cè)逐漸擴(kuò)展的拋物線(xiàn)形狀。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中， 所述第I氣體是比所述第2氣體更容易被等離子體分解的氣體。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其中， 所述第I氣體是原料氣體，所述第2氣體是等離子體產(chǎn)生用的氣體。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中， 在所述噴淋板設(shè)有向所述處理容器內(nèi)輻射微波的微波輻射孔， 微波輻射孔以在俯視時(shí)位于比所述垂下構(gòu)件的外周端部靠?jī)?nèi)側(cè)的位置的方式配置。
【專(zhuān)利摘要】一種等離子體處理裝置，其具有等離子體產(chǎn)生用天線(xiàn)，該等離子體產(chǎn)生用天線(xiàn)包括向處理容器內(nèi)供給第1氣體和第2氣體的噴淋板，利用由于微波的供給而形成于該噴淋板表面的表面波形成等離子體而對(duì)基板進(jìn)行處理，其中，具有從噴淋板的下端面向下方突出的導(dǎo)電體的垂下構(gòu)件，該垂下構(gòu)件的外側(cè)面從上端部朝向下端部向外側(cè)擴(kuò)展，噴淋板具有多個(gè)第1氣體供給口和多個(gè)第2氣體供給口，第1氣體供給口配置于比垂下構(gòu)件的外側(cè)面靠?jī)?nèi)側(cè)的位置，第2氣體供給口配置于比垂下構(gòu)件的外側(cè)面靠外側(cè)的位置。
【IPC分類(lèi)】H05H1/46, H01L21/31, C23C16/455, C23C16/511, H01L21/205
【公開(kāi)號(hào)】CN105531800
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480050227
【發(fā)明人】池田太郎, 河西繁, 原恵美子, 藤野豊, 長(zhǎng)田勇輝, 中込淳, 小松智仁
【申請(qǐng)人】東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社
【公開(kāi)日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2014年9月4日
【公告號(hào)】WO2015037508A1