[发明专利]等离子体处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体处理装置。

背景技术

传统上，其中使用微波的等离子体处理装置已经用于例如膜形成处理和/或进行刻蚀处理。此外，背景技术建议在使用微波的等离子体处理装置中，称为喷淋板(shower plate)的气体供应板水平设置在处理容器中以便将等离子体生成空间的上部和处理空间的下部分开(日本专利No.3384795)。

根据背景技术，多个用于将处理气体供应至处理空间中的气体供应孔和多个用于将等离子体生成空间与处理空间连通的开口形成在喷淋板中。根据具有该喷淋板的等离子体处理装置，可降低对基板的损伤并以高处理效率执行优选的等离子体处理。

例如，当使用上述装置执行等离子体CVD处理时，优选地将喷淋板自身的温度控制为恒定，以防止反应产物粘附在喷淋板上。

然而，在等离子体处理过程中，喷淋板的温度，特别是在中央区域的温度由于生成等离子体而产生的热而升高。换句话说，喷淋板整个平面中温度分布变得不均匀。

无需多说，喷淋板自身的材料可以是传热速率高的金属，例如铝。然而，用于将等离子体生成空间和处理空间连通的多个开口形成在喷淋板中。开口形成为用于让由等离子体生成的活性物质通过，且喷淋板的横截面积被设计成尽可能小。因此，从喷淋板的中央区域到喷淋板的外周区域的热阻大，且难于使喷淋板的平面内温度均匀和将喷淋板保持在预期温度。

当喷淋板的平面内温度不均匀或没有保持在预期温度时，热应力增加，且引起喷淋板的变形和/或扭曲。结果，喷淋板自身需要频繁更换，并且取决于具体情况，甚至妨碍了等离子体处理的一致性。

发明内容

本发明是基于前述问题产生的，以便有效地解决这些问题。本发明的目的是提供等离子体处理装置，其能够将气体供应板(喷淋板)保持在所需温度，能够改善气体供应板的平面内温度的均匀性，并因此能够抑制气体供应板的变形和/或扭曲的发生。

本发明是等离子体处理装置，包括：处理容器，具有：其中使处理气体成为等离子体的等离子体生成空间，和其中放置基板且对基板进行等离子体处理的处理空间；气体供应板(所谓的喷淋板)，其被设置在处理容器中以将处理容器中的等离子体生成空间和处理空间分开；处理气体供应孔，其被设置在气体供应板中，用于将处理气体供应至处理容器中；多个开口，其被设置在气体供应板中，用于将等离子体生成空间与处理空间连通；和传热元件，其从气体供应板的中央区域(以拉伸方式)延伸到气体供应板的外周区域，传热元件的传热速率高于形成气体供应板的材料的传热速率。

根据本发明，因为其传热速率高于形成气体供应板的材料的传热速率高的传热元件从气体供应板的中央区域延伸(横跨)到外周区域，与传统装置比较，气体供应板中央区域和外周区域之间的热传递被显著改善。结果，气体供应板的温度可被保持在所需温度，且气体供应板的平面内温度分布的均匀性也被改善。因此，可防止在处理过程中气体供应板的变形和扭曲的出现。

优选地，传热元件被设置在气体供应板内。

此外，优选当气体供应板的面对基板的区域具有纵向条和横向条的栅格时，传热元件(的至少一部分)设置在纵向条或横向条内。在这种情况下，优选气体供应板中的处理气体通道(的一部分)也设置在纵向条或横向条内。

此外，气体供应板通常设置有另外的气体供应孔，用于将等离子体生成气体(用于等离子体激励的气体)供应至等离子体生成空间。这里，如上所述，当气体供应板的面对基板的区域具有纵向条和横向条的栅格时，优选气体供应板中的等离子体生成气体通道(的一部分)也设置在纵向条和横向条中。

而且，优选处理气体通道和等离子体生成气体通道以重叠方式布置，如沿所述气体供应板的纵向所见。在这种情况下，尽管形成了两个通道，将等离子体生成空间与处理空间连通的多个开口的区域不受影响。而且，优选传热元件的至少一部分设置在处理气体通道和等离子体生成气体通道之间。

此外，优选设置用于与气体供应板外周区域的热交换元件进行热交换的加热介质的通道。在这种情况下，容易基于流过加热介质通道的加热介质将整个气体供应板的温度保持在所需温度，且容易控制整个气体供应板温度的均匀性。

例如，热管可当作传热元件的实例。

附图说明

图1是示意性垂直剖面图，示出根据本发明一个实施例的等离子体处理装置的构造；

图2是平面图，示出图1中示出的等离子体处理装置的喷淋板；

图3是纵向剖面图，其示出图2中所示喷淋板的横向条；

图4是平面图，用于说明图2中所示喷淋板的纵向条和纵向条的配置；