[发明专利]顶板以及使用了该顶板的等离子体处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及使通过微波或高频波生成的等离子体作用于半导体晶片等 来进行处理时所使用的等离子体处理装置以及该等离子体处理装置所使用 的顶板。

背景技术

近年来，伴随着半导体产品的高密度化和高细微化，在半导体产品的 制造工序中有时为了进行成膜、蚀刻、灰化等处理而使用等离子体处理装 置，特别是由于即使在0.1～10Pa左右的压力较低的高真空状态下也能够 稳定地产生等离子体，因此出现了应用利用微波或高频波来产生高密度等 离子体的等离子体处理装置的趋势。

在专利文献1～7等中公开了这样的等离子体处理装置。这里，参照 图1来简要地说明例如利用微波的普通的等离子体处理装置。图1是表示 利用微波的以往的普通等离子体处理装置的简要构成图。

在图1中，该等离子体处理装置2在能够抽成真空的处理容器4内设 置有载放半导体晶片的载放台6，在与该载放台6相对的顶板部气密性地 设置有能够透过微波的圆板状的由氮化铝或石英等形成的顶板8。并且， 在处理容器4的侧壁上设置有作为用于向容器内导入预定气体的气体导入 部的气体喷嘴10。

另外，在顶板8的上表面设置有厚度为数mm左右的圆板状的平面天 线部件12、以及用于缩短该平面天线部件12的半径方向上的微波的波长 的慢波材料14，该慢波材料14例如由电介质形成。并且，在平面天线部 件12上形成有很多例如由长槽状的通孔构成的狭槽16。该狭槽16通常配 置成同心圆状或蜗旋状。

另外，在平面天线部件12的中心部连接有同轴导波管18的中心导体 18A，通过模式转换器22将由微波发生器20产生的、例如2.45GHz的微 波转换为预定的振动模式后进行引导。并且，在使微波向平面天线部件12 的半径方向呈放射状传播的同时从设置在平面天线部件12上的狭槽16发 射微波，使该微波透过顶板8，将微波导入到下方的处理容器4内，通过 该微波在处理容器4内的处理空间S中产生等离子体，对半导体晶片W进 行蚀刻或成膜等预定的等离子体处理。

在这样的等离子体处理中，由于向处理空间S内均匀地供应气体对于 提高等离子体处理的面内均匀性来说是非常重要的，因此提出了以下技 术：代替气体喷嘴10而使用淋浴头来作为气体导入部，并且使顶板8具 有该淋浴头功能(参照专利文献4等)。在该情况下，该顶板8为了使微 波透过而无法通过金属来制作，因此通过比金属难以加工的石英或陶瓷材 料来制作。例如，准备淋浴头主体和盖板，在该淋浴头主体的表面上设置 气体分配槽和气体喷出孔，在该淋浴头主体与盖板这两者之间设置O形环 等密封部件来进行气密性的组装，由此来制作顶板8。

专利文献1：日本专利文献特开平3-191073号公报；

专利文献2：日本专利文献特开平5-343334号公报；

专利文献3：日本专利文献特开平9-63793号公报；

专利文献4：日本专利文献特开2002-299240号公报；

专利文献5：日本专利文献特开平9-181052号公报；

专利文献6：日本专利文献特开2003-332326号公报；

专利文献7：日本专利文献特开2004-39972号公报。

发明内容

发明所要解决的问题

在如上述那样具有淋浴头功能的顶板的情况下，由于使用O形环来作 为密封部件，因而温度上升不会太大，因此对等离子体的电力供应量有 限。

另外，根据工艺的不同，有时在电场强的部分会发生异常放电，由于 该异常放电，O形环受到损伤并发生漏气的危险性增加。并且，还存在着 无法避免在淋浴头主体与盖板之间产生间隙而导致从淋浴头主体到盖板侧 的热传导变差、并进而导致淋浴头由于热应力而破损的危险性。

并且，如果如上述那样通过两个部件来构成顶板，则这些部件容易破 损，因此有时会导致无法高压化地供应大量的气体，气体的供应量有限。 在该情况下，也可以考虑增厚该顶板自身，但是如果增厚顶板，则不仅该 顶板的热传导性会下降，而且透过该顶板的微波等会受到影响，电磁场分 布会恶化，因此是不期望的。