[发明专利]等离子体处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于对半导体晶片等被处理体实施等离子体处理的等离子体处理装置。

背景技术

在半导体设备的制造工序中，对作为被处理体的半导体晶片进行蚀刻、灰化、成膜等各种工艺处理。在这些处理中，使用在能够保持真空气氛的处理容器内对半导体晶片实施等离子体处理的等离子体处理装置。在等离子体处理装置中，处理容器的内壁由铝等的金属形成。因此，如果暴露于强的等离子体中，则内壁面被等离子体削去而产生颗粒，产生由铝等引起的金属污染，对设备造成恶劣影响。

为了解决这样的问题，提出了一种技术，其在利用平面天线向处理容器内导入微波而产生等离子体的RLSA微波等离子体方式的等离子体处理装置中，用硅涂敷在处理容器内暴露于等离子体的部位。(例如参照日本特开2007-250569号公报)。

然而，近年来，半导体晶片的大型化和设备的精细化正在发展，对应于此，要求改善等离子体处理的效率性(例如成膜速率)和晶片面内的处理的均匀性(膜厚的均匀性)。因此，在等离子体处理装置的处理容器内对埋设在载置半导体晶片的载置台内的电极供给高频电力，在向半导体晶片施加偏压的同时进行等离子体处理的方法，在以等离子体氧化处理为代表的成膜处理中被受到关注。

在向载置台的电极供给高频电力的情况下，需要在处理容器内隔开等离子体处理空间设置与上述载置台的电极相对的电极(相对电极)。作为相对电极的材质优选导电性的金属，但在等离子体氧化处理中，在相对电极附近产生具有强氧化作用的等离子体，相对电极的表面被氧化而发生劣化，成为金属污染和颗粒产生的原因。针对这样的问题点，通过用铝、钇氧化物等的金属氧化物覆盖相对电极的表面能够提高耐久性。但是，在用上述金属氧化物覆盖相对电极的情况下，由于电阻率和介电常数高所以绝缘性优异，但随着等离子体的生成，表面电位上升，相对电极和等离子体之间的电位差变大，因此存在形成覆盖物(sheath)，易于受到等离子体的溅射作用，容易使被覆盖部位的劣化加剧的问题。此外，为了抑制相对电极的溅射，优选使相对电极的面积与下部电极相比较变大，但与等离子体接触的相对电极的面积增加，也提高了金属污染增加的可能性。此外，在日本特开2007-250569号所公开的RLSA微波等离子体方式的等离子体处理装置中，由于在处理容器的上部配置有微波导入部，所以与平行平板方式等的等离子体处理装置不同，增大相对电极的面积，从装置结构上的制约出发考虑也是困难的。

此外，通常当向载置台内的电极供给偏压用的高频电力时，形成有从该载置台通过等离子体处理空间向相对电极、并且从相对电极通过处理容器的壁等向偏压用的高频电源的地线返回的高频电流的路径(RF返回电路)。在这样的高频电流的路径没有稳定形成的情况下，高频电力的电力消耗效率降低。此外，如果在高频电流路径的途中产生短路或异常放电，则产生处理效率降低，或无法实现处理的稳定化这样的问题。例如，如果应从载置台通过等离子体处理空间朝向相对电极的高频电力，发生朝向位于更接近的位置的处理容器的侧壁等的短路，则高频电力的电力消耗效率降低，并且处理效率降低。此外，例如在以防止相对电极的损伤为目的，用金属氧化物覆盖相对电极的情况下，如上所述，被覆盖的部位的表面电位容易上升，因此有可能不仅溅射作用增强，而且在该部位易于产生异常放电。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种等离子体处理装置，其为向载置被处理体的载置台的电极供给偏压用的高频电力的方式的等离子体处理装置，优化高频电流的路径而使电力消耗效率升高，并且防止异常放电，实现处理的效率化。

本发明的等离子体处理装置，其特征在于，包括：在上部具有开口部的、使用等离子体对被处理体进行处理的处理容器；向上述处理容器内供给处理气体的气体供给机构；对上述处理容器内进行减压排气的排气机构；在上述处理容器内载置被处理体的载置台；埋设于上述载置台的、用于向被处理体施加偏压的第一电极；第二电极，该第二电极以至少其一部分面对上述处理容器内的等离子体的生成区域的方式配置，由从上述第一电极隔着等离子体处理空间而形成的导电性部件构成；电介质板，其被支承在上述第二电极，堵塞上述处理容器的上述开口并且透过微波；和平面天线，其设置在上述电介质板的上方，通过波导管与微波发生装置连接并且向上述处理容器内导入微波，在与上述等离子体的生成区域面对的部分的上述第二电极的表面设置有涂敷硅而形成的保护膜，并且沿着上述处理容器的上部的内壁设置有第一绝缘板，与该第一绝缘板相邻沿着上述处理容器的下部的内壁设置有第二绝缘板。