專利名稱：等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗、等離子體處理裝置和等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的安 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗(以下有時簡稱為“電介質(zhì)窗”)、等離子體處理裝置和等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的安裝方法，特別是涉及大致為圓板狀、傳播微波的等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗、具備這種等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的等離子體處理裝置、以及這種等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的安裝方法。
背景技術(shù)：
LSI (Large Scale Integrated circuit :大規(guī)模集成電路)或 MOS (Metal OxideSemiconductor :金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管等的半導(dǎo)體元件，通過對作為被處理基板的半導(dǎo)體基板(晶片)實施蝕刻或CVD (Chemical Vapor Deposition :化學(xué)氣相沉積)、派射等處 理而制造。關(guān)于蝕刻或CVD、濺射等的處理，有使用等離子體作為其能量供給源的處理方法，即等離子體蝕刻或等離子體CVD、等離子體濺射等。在此，在W02009/101927A1 (專利文獻(xiàn)I)公開有關(guān)于在生成等離子體時利用微波的微波等離子體處理裝置的技術(shù)。根據(jù)專利文獻(xiàn)1，微波等離子體處理裝置中設(shè)置有傳播微波的頂板(電介質(zhì)窗)。并且，為了改善圓周向上的傳播的不均勻性，在頂板(電介質(zhì)窗)的等離子體發(fā)生側(cè)的面上設(shè)置凹部，該凹部利用其側(cè)面共振吸收微波、并且微波在其內(nèi)部以單一的模式傳播?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :W02009/101927A
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題在等離子體處理裝置中，相應(yīng)于處理內(nèi)容和被處理基板所要求的特性等，在各種エ藝條件下實施等離子體處理。在此，在等離子體處理裝置中，要求寬的エ藝界限以及生成的等離子體的高的軸對稱性。エ藝界限是指，即使在改變等離子體處理裝置的處理容器內(nèi)的壓力、微波的功率、氣體的種類或使用多種氣體時各自的分壓和流量比等、等離子體處理裝置的エ藝條件的情況下，也能夠穩(wěn)定地生成等離子體、進(jìn)行等離子體處理，期望這種エ藝界限盡可能寬。并且，在等離子體處理中，優(yōu)選使被處理基板的面內(nèi)的處理的程度均勻。具體而言，例如，優(yōu)選盡可能消除周向上的被處理基板的處理的不勻。為了確保這種被處理基板的處理的均勻性，要求生成的等離子體具備高的軸對稱性。即，優(yōu)選在生成的等離子體中，以電介質(zhì)窗的中心或隙縫天線板的中心為軸的対稱性良好。但是，在上述專利文獻(xiàn)I所示的等離子體處理裝置的構(gòu)成、或現(xiàn)有的具備平坦的電介質(zhì)窗的等離子體處理裝置的構(gòu)成中，不能具備寬的エ藝界限、且等離子體的均勻性的雙方的要求。在這種狀況下，例如，通過準(zhǔn)備隙縫數(shù)量不同的多個隙縫天線板，對應(yīng)于エ藝條件的變更更換這些隙縫天線板而對應(yīng)。但是，在每次變更エ藝條件吋，出現(xiàn)隙縫天線板的更換等的操作，操作繁雜，因而不優(yōu)選。并且，需要準(zhǔn)備多個形狀不同的隙縫天線板，在成本方面也不利。本發(fā)明的目的在于提供ー種具有寬的エ藝界限、并且生成的等離子體具有高的軸對稱性的等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗。本發(fā)明的另一目的在于提供ー種具有寬的エ藝界限、并且能夠提高處理的均勻性的等離子體處理裝置。本發(fā)明的又一目的在于提供一種等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的安裝方法 ，能夠容易地將具有寬的エ藝界限、并且生成的等離子體具有高的軸對稱性的等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗安裝在等離子體處理裝置中。用于解決問題的方法 本發(fā)明的等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗配設(shè)于將微波作為等離子體源的等離子體處理裝置，大致為圓板狀，傳播所述微波。在等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗中，在已配設(shè)于等離子體處理裝置時生成等離子體的ー側(cè)的面的徑向外側(cè)區(qū)域，設(shè)置有排列成環(huán)狀、向等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的板厚方向內(nèi)側(cè)凹入呈錐形狀的第一電介質(zhì)窗凹部。在第一電介質(zhì)窗凹部的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域，設(shè)置有從生成等離子體的一側(cè)的面朝向等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的板厚方向內(nèi)側(cè)凹入的多個第二電介質(zhì)窗凹部。多個第二電介質(zhì)窗凹部，以等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的徑向的中心為中心具有旋轉(zhuǎn)對稱性地分別在周向上隔開間隔地配置。通過這樣的構(gòu)成，在電介質(zhì)窗的徑向外側(cè)區(qū)域，通過錐形狀的環(huán)狀的第一電介質(zhì)窗凹部，能夠形成使電介質(zhì)窗的厚度連續(xù)變化的區(qū)域，并能夠形成共振區(qū)域，該共振區(qū)域具有與生成等離子體的各種エ藝條件相適應(yīng)的電介質(zhì)窗的厚度。于是，能夠適應(yīng)各種エ藝條件，確保徑向外側(cè)區(qū)域的等離子體的高的穩(wěn)定性。并且，在電介質(zhì)窗的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域，通過第二電介質(zhì)窗凹部，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的模式固定。于是，即使改變各種エ藝條件，也能夠確保徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域中穩(wěn)定的模式固定的區(qū)域。多個第二電介質(zhì)窗凹部具有旋轉(zhuǎn)對稱性，因而在電介質(zhì)窗的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域，能夠確保穩(wěn)定的模式固定的高的軸對稱性，即使是生成的等離子體，也具有高的軸對稱性。因此，這種構(gòu)成的等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗具有寬的エ藝界限、并且生成的等離子體具有高的軸對稱性。優(yōu)選第二電介質(zhì)窗凹部為從生成等離子體的一側(cè)的面朝向等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的板厚方向內(nèi)側(cè)筆直地凹入的形狀。更優(yōu)選當(dāng)從等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的板厚方向觀察時，第二電介質(zhì)窗凹部為圓孔狀。作為優(yōu)選的一個實施方式，當(dāng)從等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的板厚方向觀察時，圓孔狀的多個第二電介質(zhì)窗凹部的中心，分別位于以等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的徑向的中心為中心的圓上。另外，等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗可以具備位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，當(dāng)將等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗安裝在等離子體處理裝置吋，對等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的周向上的位置進(jìn)行調(diào)整。優(yōu)選位置調(diào)整機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在第一電介質(zhì)窗凹部的徑向外側(cè)區(qū)域的電介質(zhì)窗刻度。在本發(fā)明的另一方面中，本發(fā)明的等離子體處理裝置是將微波作為等離子體源的等離子體處理裝置。另外，等離子體處理裝置具備大致為圓板狀、傳播微波的等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗。在此，在等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗中，在已配設(shè)于等離子體處理裝置中時生成等離子體的ー側(cè)的面的徑向外側(cè)區(qū)域，設(shè)置有排列成環(huán)狀、向等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的板厚方向內(nèi)側(cè)凹入呈錐形狀的第一電介質(zhì)窗凹部。另外，在第一電介質(zhì)窗凹部的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域，設(shè)置有從生成等離子體的一側(cè)的面朝向等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的板厚方向內(nèi)側(cè)凹入的多個第二電介質(zhì)窗凹部。多個第二電介質(zhì)窗凹部，以等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的徑向的中心為中心具有旋轉(zhuǎn)對稱性地分別在周向上隔開間隔地配置。根據(jù)這種等離子體處理裝置，能夠具有寬的エ藝界限、并且提高處理的均勻性。優(yōu)選具備隙縫天線板，該隙縫天線板大致為圓板狀，設(shè)置有在板厚方向上貫通的多個隙縫，配置在等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的上方側(cè)，向等離子體處理裝置用電介質(zhì) 窗放射微波。隙縫天線板具有多個隙縫對，該多個隙縫對由位于隙縫天線板的中心部側(cè)、向一個方向延伸的第一隙縫和向與ー個方向垂直的方向延伸的第二隙縫構(gòu)成，第一隙縫孔以至少一部分與第二電介質(zhì)窗凹部重合的方式設(shè)置。此外，優(yōu)選隙縫天線板具有多個由第一隙縫和第二隙縫構(gòu)成的隙縫對，該第一隙縫向ー個方向延伸，該第二隙縫向與ー個方向垂直的方向延伸，當(dāng)從板厚方向觀察時，第二電介質(zhì)窗凹部位于隙縫天線板中的第一隙縫的長邊方向的寬度的區(qū)域與第二隙縫的長邊方向的寬度的區(qū)域重合的區(qū)域。另外，優(yōu)選隙縫天線板具有多個由第一隙縫和第二隙縫構(gòu)成的隙縫對，該第一隙縫向ー個方向延伸，該第二隙縫向與ー個方向垂直的方向延伸，在多個與設(shè)置有第二電介質(zhì)窗凹部的位置相對應(yīng)的位置，分別設(shè)置有多個隙縫對。更優(yōu)選具備位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，當(dāng)將等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗安裝在等離子體處理裝置吋，對等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的周向上的位置進(jìn)行調(diào)整，該位置調(diào)整機(jī)構(gòu)對等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗與隙縫天線板的周向上的相對位置進(jìn)行調(diào)整。并且，優(yōu)選隙縫的短邊方向的長度與長邊方向的長度之比為1/4以上且低于I。在本發(fā)明的又一方面中，本發(fā)明的等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的安裝方法是將微波作為等離子體源的等離子體處理裝置所具備的、大致為圓板狀、用于傳播微波的等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的安裝方法。等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗，在等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗中，在已配設(shè)于等離子體處理裝置中時生成等離子體的ー側(cè)的面的徑向外側(cè)區(qū)域，設(shè)置有排列成環(huán)狀、向等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的板厚方向內(nèi)側(cè)凹入呈錐形狀的第一電介質(zhì)窗凹部，在第一電介質(zhì)窗凹部的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域，設(shè)置有從生成等離子體的一側(cè)的面朝向等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的板厚方向內(nèi)側(cè)凹入的多個第二電介質(zhì)窗凹部，多個第二電介質(zhì)窗凹部，以等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的徑向的中心為中心具有旋轉(zhuǎn)對稱性地分別在周向上隔開間隔地配置。等離子體處理裝置具備隙縫天線板，該隙縫天線板大致為圓板狀，設(shè)置有在板厚方向貫通的多個隙縫，配置在等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的上方側(cè)，向等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗放射微波。在此，在將等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗安裝在等離子體處理裝置吋，調(diào)整設(shè)置于等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的第二電介質(zhì)窗凹部、與設(shè)置在隙縫天線板的隙縫的周向上的位置關(guān)系，將等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗安裝在等離子體處理裝置。根據(jù)這種等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的安裝方法，能夠更容易地進(jìn)行周向上的對位，安裝等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗。優(yōu)選等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗設(shè)置有用于調(diào)整周向上的位置的電介質(zhì)窗刻度，在隙縫天線板設(shè)置有作為周向的位置的基準(zhǔn)的標(biāo)記，使用電介質(zhì)窗刻度和標(biāo)記，調(diào)整等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗和隙縫天線板的周向上的位置關(guān)系。發(fā)明效果根據(jù)這種等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗，在電介質(zhì)窗的徑向外側(cè)區(qū)域，通過錐形狀的環(huán)狀的第一電介質(zhì)窗凹部，能夠形成使電介質(zhì)窗的厚度連續(xù)變化的區(qū)域，并能夠形成共振區(qū)域，該共振區(qū)域具有與生成等離子體的各種エ藝條件相適應(yīng)的電介質(zhì)窗的厚度。于是，能夠適應(yīng)各種エ藝條件，確保徑向外側(cè)區(qū)域的等離子體的高的穩(wěn)定性。并且，在電介質(zhì)窗的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域，通過第二電介質(zhì)窗凹部，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的模式固定。于是，即使改變各 種エ藝條件，也能夠確保徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域中穩(wěn)定的模式固定的區(qū)域。多個第二電介質(zhì)窗凹部具有旋轉(zhuǎn)對稱性，因而在電介質(zhì)窗的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域，能夠確保穩(wěn)定的模式固定的高的軸對稱性，即使是生成的等離子體，也具有高的軸對稱性。因此，這種構(gòu)成的等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗具有寬的エ藝界限、并且生成的等離子體具有高的軸對稱性。另外，根據(jù)這種等離子體處理裝置，能夠具有寬的エ藝界限、并且提高處理的均勻性。另外，根據(jù)這種等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的安裝方法，能夠更容易地進(jìn)行周向上的對位，安裝等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗。


圖I是示意性地表示本發(fā)明的一個實施方式的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的截面示意圖。圖2是從板厚方向觀察本發(fā)明的一個實施方式的等離子體處理裝置所具備的隙縫天線板的圖。圖3是圖I所示的等離子體處理裝置所具備的電介質(zhì)窗的截面圖。圖4是從圖3中箭頭IV的方向觀察圖3所示的電介質(zhì)窗的圖。圖5是從與圖3中箭頭IV的方向相反的方向觀察圖3所示的電介質(zhì)窗的圖。圖6是橫向觀察圖3所示的電介質(zhì)窗的側(cè)面圖。圖7是表示隙縫天線板和電介質(zhì)窗的安裝狀態(tài)的圖。圖8是從板厚方向觀察隙縫數(shù)量比圖2所示的隙縫天線板少的隙縫天線板的圖。圖9是表示在第一等離子體處理裝置中生成有等離子體的狀態(tài)的照片。圖10表示在圖I所示的等離子體處理裝置中生成有等離子體的狀態(tài)的照片。圖11是表示生成的等離子體的電子密度與距被處理基板W的中心的距離之間的關(guān)系的圖表。圖12是表示在微波功率為2000 (W)等的條件下，在第一等離子體處理裝置中進(jìn)行了蝕刻處理時的被處理基板的處理狀態(tài)的圖。
圖13是表示在微波功率為2000 (W)等的條件下，在第二等離子體處理裝置中進(jìn)行了蝕刻處理時的被處理基板的處理狀態(tài)的圖。圖14是表示在微波功率為2000 (W)等的條件下，在圖I所示的等離子體處理裝置中進(jìn)行了蝕刻處理時的被處理基板的處理狀態(tài)的圖。圖15是表示在微波功率為2000 (W)等的條件下，在第一等離子體處理裝置中進(jìn)行了蝕刻處理時的蝕刻深度與距被處理基板的中心的距離之間的關(guān)系的圖表。圖16是表示在微波功率為2000 (W)等的條件下，在第二等離子體處理裝置中進(jìn)行了蝕刻處理時的蝕刻深度與距被處理基板的中心的距離之間的關(guān)系的圖表。圖17是表示在微波功率為2000 (W)等的條件下，在圖I所示的等離子體處理裝置中進(jìn)行了蝕刻處理時的蝕刻深度與距被處理基板的中心的距離之間的關(guān)系的圖表。圖18是表示在微波功率為3000 (W)等的條件下，在第二等離子體處理裝置中進(jìn) 行了蝕刻處理時的被處理基板的處理狀態(tài)的圖。圖19是表示在微波功率為3000 (W)等的條件下，在圖I所示的等離子體處理裝置中進(jìn)行了蝕刻處理時的被處理基板的處理狀態(tài)的圖。圖20是表示在微波功率為3000 (W)等的條件下，在第二等離子體處理裝置中進(jìn)行了蝕刻處理時的蝕刻深度與距被處理基板的中心的距離之間的關(guān)系的圖表。圖21是表示在微波功率為3000 (W)等的條件下，在圖I所示的等離子體處理裝置中進(jìn)行了蝕刻處理時的蝕刻深度與距被處理基板的中心的距離之間的關(guān)系的圖表。圖22是表示偏離因子(factor)與エ藝條件之間的關(guān)系的圖表。圖23是表不本發(fā)明的另ー實施方式的電介質(zhì)窗的截面圖。圖24是表不本發(fā)明的又ー實施方式的電介質(zhì)窗的截面圖。圖25是表示在第5エ藝條件下，在具備圖3和圖23所示的電介質(zhì)窗的等離子體處理裝置中進(jìn)行了蝕刻處理時的蝕刻深度與距被處理基板的中心的距離之間的關(guān)系的圖表。圖26是表示在第六エ藝條件下，在具備圖3和圖23所示的電介質(zhì)窗的等離子體處理裝置中進(jìn)行了蝕刻處理時的蝕刻深度與距被處理基板的中心的距離之間的關(guān)系的圖表。
具體實施例方式下面，參照

本發(fā)明的實施方式。首先，對于本發(fā)明的一個實施方式的等離子體處理裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明。圖I是示意性地表示本發(fā)明的一個實施方式的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的截面示意圖。圖2是從板厚方向觀察圖I所示的等離子體處理裝置所具備的隙縫天線板的圖。參照圖I和圖2，本發(fā)明的一個實施方式的等離子體處理裝置11是將微波作為等離子體源的微波等離子體處理裝置。等離子體處理裝置11具備處理容器12，其內(nèi)部具有對被處理基板W進(jìn)行等離子體處理的處理空間；氣體供給部13，其向處理容器12內(nèi)供給等離子體處理用的氣體等；保持臺14，其設(shè)置在處理容器12內(nèi)，在其上方保持被處理基板W ;微波發(fā)生器15，其設(shè)置在處理容器12的外部，產(chǎn)生等離子體激發(fā)用的微波；向處理容器12內(nèi)導(dǎo)入由微波發(fā)生器15發(fā)生的微波的波導(dǎo)管16和同軸波導(dǎo)管17 ;電介質(zhì)板18，其與同軸波導(dǎo)管17的下方端部連接，使通過同軸波導(dǎo)管17導(dǎo)入的微波在徑向上傳播；隙縫天線板31，其配置在電介質(zhì)板18的下方側(cè)，具有多個放射由電介質(zhì)板18傳播的微波的隙縫32 ;電介質(zhì)窗41，其配置在隙縫天線板31的下方側(cè)，使從隙縫32放射的微波徑向傳播、并且向處理容器12內(nèi)透射；和控制部(未圖示)，其對等離子體處理裝置11整體進(jìn)行控制?？刂撇靠刂茪怏w供給部13中的氣體流量、處理容器12內(nèi)的壓力等用于對被處理基板W進(jìn)行等離子體處理的工藝條件。其中，為了便于理解，在圖I中示意性地表示隙縫32的開口形狀。處理容器12包括位于保持臺14的下方側(cè)的底部19a ;從底部19a的外周向上方延伸的側(cè)壁19b ;和以載置在側(cè)壁19b的上方側(cè)的方式配置、在其上方能夠載置電介質(zhì)窗41的環(huán)狀部件19c。側(cè)壁19b為圓筒狀。在處理容器12的底部19a的徑向的中央側(cè)設(shè)置有排氣用的排氣孔20。處理容器12的上部側(cè)開口，通過配置在處理容器12的上部側(cè)的電介質(zhì)窗41、以及存在于電介質(zhì)窗41和處理容器12之間、具體而言作為存在于電介質(zhì)窗41和構(gòu)成處理容器12的環(huán)狀部件19c之間的密封部件O型環(huán)21，處理容器12以能夠密封的方式構(gòu)成。保持臺14經(jīng)由匹配單元和供電棒(均未圖示)與RF (radio frequency :射頻)偏 壓用的高頻電源電連接。該高頻電源以規(guī)定的功率輸出適于控制引入被處理基板W的離子的能量的規(guī)定的頻率，例如輸出13. 56MHz的高頻。匹配單元收容有匹配器，該匹配器用于在高頻電源側(cè)的阻抗與主要有電極、等離子體、處理容器12等負(fù)載側(cè)的阻抗之間取得匹配，該匹配器中包括隔直流電容器(blocking capacitor)。氣體供給部13包括中心氣體供給部24，其具有向被處理基板W的中央供給氣體的氣體供給口 23 ;和外部氣體供給部26，其由圓環(huán)狀的中空狀部件27構(gòu)成，具有向徑向內(nèi)側(cè)供給氣體的氣體供給口 25。中心氣體供給部24的氣體供給口 23以使圓板狀的電介質(zhì)窗41的徑向的中心區(qū)域開口的方式設(shè)置。中心氣體供給部24將構(gòu)成同軸波導(dǎo)管17的中空狀的中心導(dǎo)體22a的中空部分作為氣體的供給路。中心氣體供給部24具備噴射器部45，該噴射器部45收納在電介質(zhì)窗41內(nèi)，向處理容器12內(nèi)噴出并供給氣體。構(gòu)成外部氣體供給部26的中空狀部件27，在處理容器12內(nèi)，由從側(cè)壁19b的內(nèi)壁面朝向徑向筆直延伸的多個支承部件28支承。中空狀部件27的內(nèi)徑尺寸比被處理基板W的外徑尺寸稍大。中空狀部件27的中空部分的截面大致為矩形。中空狀部件27，在保持臺14的上方側(cè)，以避開被處理基板W的正上區(qū)域的方式配置。外部氣體供給部26的氣體供給口 25，以將圓環(huán)狀的中空狀部件27中內(nèi)側(cè)的壁面開口為圓孔狀的方式設(shè)置有多個。多個氣體供給口 25隔開規(guī)定的間隔，大致均等地配置。中心氣體供給部24和外部氣體供給部26分別從處理容器12外向處理容器12內(nèi)供給等離子體處理用的氣體等。關(guān)于從氣體供給口 23、25供給的氣體的各自的流動方向，如圖I中的箭頭F1和F2所示。其中，從中心氣體供給部24和外部氣體供給部26供給的氣體的流量比和氣體的種類，可以任意選擇，例如、從中心氣體供給部24和外部氣體供給部26分別供給不同種類的氣體、完全不從中心氣體供給部24供給而只從外部氣體供給部26向處理容器12內(nèi)供給氣體均可。其中,通過氣體供給部13具備這樣的中心氣體供給部24和外部氣體供給部26的構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)徑向上處理的均勻性的微調(diào)。具體而言，例如，在與被處理基板W的中央?yún)^(qū)域的處理相比，被處理基板W的端部區(qū)域的處理不充分的情況下，在中心氣體供給部24和外部氣體供給部26的流量比中增大從外部氣體供給部26供給的氣體的流量比，促進(jìn)端部區(qū)域的等離子體處理，實現(xiàn)處理的均勻性的微調(diào)。具有調(diào)諧器29的微波發(fā)生器15，經(jīng)由由中心導(dǎo)體22a和外周導(dǎo)體22b構(gòu)成的同軸波導(dǎo)管17和模式轉(zhuǎn)換器30，與導(dǎo)入微波的波導(dǎo)管16的上游側(cè)連接。構(gòu)成同軸波導(dǎo)管17、均為圓筒狀的中心導(dǎo)體22a和外周導(dǎo)體22b，以使其徑向的中心一致、隔開中心導(dǎo)體22a的外徑面與外周導(dǎo)體22b的內(nèi)徑面之間的間隔的方式、沿圖3中的紙面上下方向延伸地配置。例如，由微波發(fā)生器15產(chǎn)生的TE模式的微波經(jīng)過波導(dǎo)管16，通過模式轉(zhuǎn)換器30轉(zhuǎn)換為TEM模式，在同軸波導(dǎo)管17中傳播。作為在微波發(fā)生器15中產(chǎn)生的微波的頻率，例如選擇
2.45GHz ο在此，對于上述的隙縫天線板31的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。隙縫天線板31為薄板狀、圓板狀。隙縫天線板31的板厚方向的兩個表面各自為平坦的。隙縫天線板31設(shè)置有多個在板厚方向上貫通的多個隙縫32。隙縫32，以在一個方向上長的第一隙縫33、和在與第一隙縫33正交的方向上長的第二隙縫34相鄰成為一對的方式形成。具體而言，相鄰的兩個隙縫33、34形成一對，大致呈“ 字形狀配置而構(gòu)成。S卩，隙縫天線板31具有隙縫對40， 該隙縫對40由在一個方向上延伸的第一隙縫33和在與一個方向垂直的方向上延伸的第二隙縫34構(gòu)成。其中，關(guān)于隙縫對40的一個例子，由圖2中的虛線所示的區(qū)域表示。在本實施方式中，第一隙縫33的開口寬度、即、第一隙縫33中在長邊方向上延伸的一側(cè)的壁部30a與在長邊方向上延伸的另一側(cè)的壁部30b之間的長度W1，約為12mm。另一方面，圖2中的長度W2所示的第一隙縫33的長邊方向的長度、即、第一隙縫33的長邊方向上的一側(cè)的端部30c與第一隙縫33的長邊方向上的另一側(cè)的端部30d之間的長度W2，約為50mm。關(guān)于第一隙縫33,其短邊方向上的長度與長邊方向上的長度之比W1ZiW2為12/50,約為1/4。第一隙縫33的開口形狀與第二隙縫34的開口形狀相同。即，第二隙縫34是使第一隙縫33傾斜90度的形狀。其中，在構(gòu)成稱為隙縫的長孔時，長度之比W1ZiW2小于I。設(shè)置的隙縫對40大致分為配置于內(nèi)周側(cè)的內(nèi)周側(cè)隙縫對組35和配置于外周側(cè)的外周側(cè)隙縫對組36。內(nèi)周側(cè)隙縫對組35是圖2中的點劃線所示的假想圓的內(nèi)側(cè)區(qū)域中設(shè)置的7對隙縫對40。外周側(cè)隙縫對組36是圖2中的點劃線所示的假想圓的外側(cè)區(qū)域中設(shè)置的28對隙縫對40。在內(nèi)周側(cè)隙縫對組35中，7對隙縫對40分別在周向上等間隔地配置。通過這樣構(gòu)成，能夠在與設(shè)置有后述的第二電介質(zhì)窗凹部的位置相對應(yīng)的位置，分別設(shè)置配置于內(nèi)周側(cè)隙縫對組35的7對隙縫對40。在外周側(cè)隙縫對組36中，28對隙縫對40分別在周向上等間隔地配置。在隙縫天線板31的徑向的中央也設(shè)置有貫通孔37。并且，在外周側(cè)隙縫對組36的外徑側(cè)的區(qū)域，為了容易進(jìn)行隙縫天線板31的周向上的對位，以在板厚方向上貫通的方式設(shè)置有基準(zhǔn)孔39。S卩，標(biāo)記該基準(zhǔn)孔39的位置，進(jìn)行隙縫天線板31相對處理容器12和電介質(zhì)窗41的周向上的對位。隙縫天線板31，除去基準(zhǔn)孔39之外，具有以徑向的中心38作為中心的旋轉(zhuǎn)對稱性。由微波發(fā)生器15產(chǎn)生的微波，經(jīng)過同軸波導(dǎo)管17，向電介質(zhì)板18傳播，從設(shè)置于隙縫天線板31的多個隙縫32向電介質(zhì)窗41放射。透過了電介質(zhì)窗41的微波，在電介質(zhì)窗41的正下方產(chǎn)生電場，在處理容器12內(nèi)生成等離子體。在電介質(zhì)窗41的正下方生成的等離子體，向離開電介質(zhì)窗41的方向、即向朝向保持臺14的方向擴(kuò)散。于是，在由擴(kuò)散的等離子體形成的、包括載置在保持臺14上的被處理基板的等離子體擴(kuò)散區(qū)域中，進(jìn)行對被處理基板W的等離子體蝕刻處理等的等離子體處理。在等離子體處理裝置11中用于處理的微波等離子體，由包括上述結(jié)構(gòu)的隙縫天線板31和電介質(zhì)窗41的放射線隙縫天線(RLSA Radial Line Slot Antena (徑向線隙縫天線))生成。下面，具體說明本發(fā)明的一個實施方式的電介質(zhì)窗41的構(gòu)成。圖3是表示本發(fā)明的一個實施方式的電介質(zhì)窗41的截面圖，相當(dāng)于圖I所示的截面。圖4是表示從下側(cè)、SP從圖3中的箭頭IV的方向觀察圖3所示的電介質(zhì)窗41的圖。圖5是從上側(cè)、即從與圖3中的箭頭IV的方向相反的方向觀察圖3所示的電介質(zhì)窗41的圖。圖6是表示從橫向觀察圖3所示的電介質(zhì)窗41的側(cè)面圖。圖4中的III 一 III截面相當(dāng)于圖3。參照圖I 圖6，本發(fā)明的一個實施方式的電介質(zhì)窗41為大致圓板狀，具有規(guī)定的板厚。電介質(zhì)窗41由電介質(zhì)構(gòu)成，作為電介質(zhì)窗41的具體的材質(zhì)，能夠列舉有石英或氧化鋁等。電介質(zhì)窗41，以將圖3中的下側(cè)載置在構(gòu)成處理容器12的側(cè)壁19b的一部分的環(huán)狀部件19c上的方式，安裝設(shè)置在等離子體處理裝置11中。在電介質(zhì)窗41的徑向的中央，設(shè)置有在板厚方向上、即在貫通圖3中的紙面上下方向上貫通的貫通孔42。在貫通孔42中，下側(cè)區(qū)域為中心氣體供給部24的氣體供給口 23， 上側(cè)區(qū)域為收容凹部43，該收容凹部43收容構(gòu)成中心氣體供給部24的噴射器部45。其中，由圖3中的點劃線表示電介質(zhì)窗41的徑向的中心44。電介質(zhì)窗41中，在配設(shè)于等離子體處理裝置11時作為生成等離子體的一側(cè)的下表面46的徑向外側(cè)區(qū)域,設(shè)置有連接成環(huán)狀、朝向電介質(zhì)窗41的板厚方向內(nèi)側(cè)、在此朝向圖3中的紙面上方方向凹入成錐形狀的第一電介質(zhì)窗凹部47。下表面46設(shè)置于電介質(zhì)窗41的徑向的中央?yún)^(qū)域，除了設(shè)置后述的第二電介質(zhì)窗凹部53a 53g的區(qū)域之外，由平坦的、即在徑向上筆直地延伸的平面構(gòu)成。第一電介質(zhì)窗凹部47由從下表面46的外徑區(qū)域朝向外徑側(cè)的錐形狀構(gòu)成，具體而言，由相對于下表面46向圖3中的紙面上方向傾斜延伸的內(nèi)側(cè)錐面48，從內(nèi)側(cè)錐面48向外徑側(cè)沿徑向筆直地延伸、即與下表面46平行地延伸的平面49，和從平面49向外徑側(cè)呈錐形狀地延伸、具體而言相對于下表面46向圖3中的紙面下方向傾斜延伸的外側(cè)錐面50構(gòu)成。錐的角度、即、例如由內(nèi)側(cè)錐面相對于平面49延伸的方向規(guī)定的角度、和由外側(cè)錐面50相對于平面49延伸的方向規(guī)定的角度,可以任意設(shè)定,在本實施方式中，以在周向上的任意位置均相同的方式構(gòu)成。內(nèi)側(cè)錐面48、平面49、外側(cè)錐面50以分別由平滑的曲面連接的方式形成。其中，外側(cè)錐面50的外徑區(qū)域，設(shè)置有朝向外徑側(cè)沿徑向筆直地延伸、即與下表面46平行地延伸的平面52。該平面52構(gòu)成電介質(zhì)窗41的支承面。即，電介質(zhì)窗41，通過將平面52載置在環(huán)狀部件19c的內(nèi)徑側(cè)區(qū)域中設(shè)置的上部側(cè)的端面19d，安裝在等離子體處理裝置11中。其中，在端面19d中，以能夠配置上述O型環(huán)21的方式，設(shè)置有向圖I中的紙面下方向凹入的O型環(huán)收容凹部19e。并且，從容易理解的觀點出發(fā)，在圖4中，用虛線表示設(shè)置有第一電介質(zhì)窗凹部47的區(qū)域。通過該第一電介質(zhì)窗凹部47，能夠在電介質(zhì)窗41的徑向外側(cè)區(qū)域形成使電介質(zhì)窗41的厚度連續(xù)變化的區(qū)域，形成共振區(qū)域，該共振區(qū)域具有與生產(chǎn)等離子體的各種工藝條件相適應(yīng)的電介質(zhì)窗41的厚度。于是，能夠相應(yīng)于各種工藝條件，確保徑向外側(cè)區(qū)域中的等離子體的高穩(wěn)定性。在此，在電介質(zhì)窗41中，在第一電介質(zhì)窗凹部47的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域，設(shè)置有從下表面46朝向板厚方向內(nèi)側(cè)凹入、在此朝向圖3中的紙面上方向凹入的第二電介質(zhì)窗凹部53a。第二電介質(zhì)窗凹部53a為從下表面46朝向圖3中的紙面上方向筆直地凹入的形狀。當(dāng)從電介質(zhì)窗41的板厚方向觀察時，在此從圖3中的紙面下方觀察時，第二電介質(zhì)窗凹部53a為圓孔狀。S卩，第二電介質(zhì)窗凹部53a,由從下表面46向圖3中的紙面上方筆直地延伸的圓筒面54、和在圓筒面54的上側(cè)端部在徑向筆直地延伸、即與下表面46平行地延伸的平面55構(gòu)成。第二電介質(zhì)窗凹部53a，在本實施方式中，合計設(shè)置7個。7個第二電介質(zhì)窗凹部53a、53b、53c、53d、53e、53f、53g的形狀分別等同。S卩，第二電介質(zhì)窗凹部53a 53g的凹入方式和其大小、孔的直徑等，分別等同。7個第二電介質(zhì)窗凹部53a 53g,以電介質(zhì)窗41的徑向的中心56為中心具有旋轉(zhuǎn)對稱性地分別隔開間隔地配置。在這種情況下，圓孔狀的7個第二電介質(zhì)窗凹部53a 53f的中心57a、57b、57c、57d、57e、57f、57g，當(dāng)從電介質(zhì)窗41的板厚方向觀察時，分別位于以電介質(zhì)窗41的徑向的中心56為中心的圓58上。即，在將電介質(zhì)窗41以徑向的中心56為中心旋轉(zhuǎn)360度/7的51. 42度時，與使其旋轉(zhuǎn)前為相同形狀。圓58在圖4中由點劃線表示。其中，在本實施方式中，圖4中的長度L1所示的圓58的PCD (Pitch Circle Diameter :節(jié)圓直徑)、即、節(jié)距圓的直徑約為154mm,圖4中的長度L2所不的第二電介質(zhì)窗凹部53a 53g的直徑約為φ·30 ΤΠ 。此外,第二電介質(zhì)窗凹部53a的凹入量、S卩、圖3中的長度L3所示的下表面46與平面55之間的板厚方向上的間隔任意確 定，在本實施方式中約為32mm。其中,在本實施方式中，電介質(zhì)窗41的直徑約為458mm。通過該第二電介質(zhì)窗凹部53a 53g，能夠使微波的電場集中，能夠在電介質(zhì)窗41的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域進(jìn)行穩(wěn)定的模式固定。于是，即使改變各種工藝條件，也能夠確保徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域中穩(wěn)定的模式固定的區(qū)域。由于7個第二電介質(zhì)窗凹部53a 53g具有旋轉(zhuǎn)對稱性，所以能夠在電介質(zhì)窗41的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域確保穩(wěn)定的模式固定的高的軸對稱性，即使是生成的等離子體也具有高的軸對稱性。由此，這種構(gòu)成的電介質(zhì)窗41具有寬的工藝界限，并且生成的等離子體具有高的軸對稱性。其中，關(guān)于工藝界限的寬度，能夠通過相應(yīng)于所要求的工藝界限的寬度來改變第二電介質(zhì)窗凹部的大小及其位置來應(yīng)對。此外，當(dāng)關(guān)于徑向的處理的均勻性進(jìn)行闡述時，存在在被處理基板中徑向的中心側(cè)與徑向的外側(cè)、所謂的端部側(cè)相比蝕刻處理快的中心優(yōu)先的現(xiàn)象，以及作為其相反的現(xiàn)象的徑向的中心側(cè)與徑向的外側(cè)相比蝕刻處理慢的邊緣優(yōu)先的現(xiàn)象，但是能夠通過改變第二電介質(zhì)窗凹部的大小及其位置來應(yīng)對。另一方面，作為上述本發(fā)明的一個實施方式的等離子體處理裝置的構(gòu)成，調(diào)整工藝條件，減少中心優(yōu)先或邊緣優(yōu)先的現(xiàn)象，能夠減小其影響。即，能夠確保作為上述本發(fā)明的一個實施方式的等離子體處理裝置的構(gòu)成所要求的寬的工藝界限和周向上的處理的均勻性，調(diào)節(jié)工藝條件，能夠提高徑向的處理的均勻性。關(guān)于這一點后述。在此，在電介質(zhì)窗41中，作為調(diào)節(jié)電介質(zhì)窗41的周向上的位置的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，在電介質(zhì)窗41的上表面59設(shè)置有電介質(zhì)窗刻度60。電介質(zhì)窗刻度60在周向上隔開等間隔地設(shè)置。該電介質(zhì)窗刻度60，在將隙縫天線板31配置在電介質(zhì)窗41之上時，設(shè)置在未被隙縫天線板31覆蓋的區(qū)域。具體而言，設(shè)置在第一電介質(zhì)窗凹部47的外徑側(cè)區(qū)域。通過設(shè)置這種電介質(zhì)窗刻度60，進(jìn)行容易電介質(zhì)窗41的周向上的對位。其中，從容易理解的觀點出發(fā)，在圖5中，省略電介質(zhì)窗刻度60的一部分的圖不。接著，說明該電介質(zhì)窗41的安裝方法。圖7是表示隙縫天線板31與電介質(zhì)窗41的安裝狀態(tài)的圖。圖7相當(dāng)于在電介質(zhì)窗41的上側(cè)載置有隙縫天線板31的狀態(tài)。參照圖7，由于設(shè)置于電介質(zhì)窗41的第二電介質(zhì)窗凹部53a 53g的周向上的位置、以及由于設(shè)置于隙縫天線板31的隙縫天線板31的隙縫32，電介質(zhì)窗41中的電場的周向上的強(qiáng)度分布發(fā)生變化，與此對應(yīng)生成的等離子體的強(qiáng)度也發(fā)生變化。特別是在內(nèi)徑側(cè)區(qū)域，由于設(shè)置有第二電介質(zhì)窗凹部53a 53g的區(qū)域與設(shè)置有隙縫32的區(qū)域在板厚方向是否重疊、或者其重疊程度，電場的周向上的強(qiáng)度分布發(fā)生很大的變化。例如，如圖7所示，優(yōu)選在從板厚方向觀察的情況下，第二電介質(zhì)窗凹部53a 53g位于隙縫天線板31中的第一隙縫33的長邊方向上的寬度的區(qū)域65a與第二隙縫34的長邊方向上的寬度的區(qū)域65b重疊的區(qū)域65c。在此，第二電介質(zhì)窗凹部53a 53g位于區(qū)域65c，除了包括第二電介質(zhì)窗凹部53a 53g完全覆蓋區(qū)域65c內(nèi)的狀態(tài)之外，也包括區(qū)域65c的一部分與第二電介質(zhì)窗凹部53a 53g的一部分重合的狀態(tài)。由于這種區(qū)域65c是微波的電場強(qiáng)度強(qiáng)的區(qū)域，所以能夠充分地向第二電介質(zhì)窗凹部53a 53g的內(nèi)部供給微波。另外，在此情況下，能夠使配置在內(nèi)周側(cè)隙縫對組35內(nèi)的7對隙縫對40分別位于與設(shè)置有第二電介質(zhì)窗凹部53a 53g的位置相對應(yīng)的位置，能夠有效地向第二電介質(zhì)窗凹 部53a 53g的內(nèi)部供給微波。其中，在圖7中，區(qū)域65a、65b、65c分別以不同的陰影表示。在將電介質(zhì)窗41安裝在等離子體處理裝置11時，調(diào)整設(shè)置于電介質(zhì)窗41的第二電介質(zhì)窗凹部53a 53g、和設(shè)置于隙縫天線板31的隙縫32的周向上的位置關(guān)系，將電介質(zhì)窗41安裝在等離子體處理裝置11。在此，利用用于調(diào)節(jié)電介質(zhì)窗41的周向上的位置的電介質(zhì)窗刻度60、以及成為設(shè)置于隙縫天線板31的周向上的位置的基準(zhǔn)的、作為標(biāo)記的基準(zhǔn)孔39。具體而言，預(yù)先求出以隙縫天線板31和電介質(zhì)窗41的中心為中心61、連接中心61和基準(zhǔn)孔39的中心的點劃線所示的假想線62、與連接中心61和設(shè)置在最外周的任意的隙縫32的周向端部64的雙點劃線所示的假想線63所成的角度Θ，基于該角度Θ與形成的電場的強(qiáng)度分布的關(guān)系，以得到所要求角度Θ的方式使電介質(zhì)窗41相對于隙縫天線板31旋轉(zhuǎn),從而獲得所要求的角度Θ。由此，能夠更容易地調(diào)整周向上的位置。即，設(shè)置于電介質(zhì)窗41的第二電介質(zhì)窗凹部53a 53g從上方側(cè)觀察不到，即從隙縫天線板31觀察不到，難以一邊從上方側(cè)觀察一邊進(jìn)行電介質(zhì)窗41的周向上的對位，但是，根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，使用電介質(zhì)窗刻度60和基準(zhǔn)孔39，能夠更容易地調(diào)節(jié)電介質(zhì)窗41對隙縫天線板31的周向上的位置。在此，在電介質(zhì)窗41對隙縫天線板31的周向上的對位調(diào)整中，可以利用設(shè)置在上述的等離子體處理裝置11的控制部自動地進(jìn)行。即，例如，對電介質(zhì)窗41的周向上的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)可以構(gòu)成為，包括能夠使電介質(zhì)窗41在周向上旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，利用傳感器檢測基準(zhǔn)孔39的位置和電介質(zhì)窗刻度60的刻度，使電介質(zhì)窗41旋轉(zhuǎn)，以獲得輸入至控制部的角度Θ。其中，在上述實施方式中，等離子體處理裝置具備圖2所示形狀的隙縫天線板，但并不限定于此，例如，也可以是改變了隙縫的數(shù)量及其配置狀態(tài)的隙縫天線板。例如，內(nèi)周側(cè)隙縫對組的隙縫的配置和數(shù)量相同，但是如圖8所示的隙縫天線板66的方式，將外周側(cè)隙縫對組的隙縫由28對變更為26對、大致均等地配置的隙縫天線板也能夠適用。其中，圖8是從板厚方向觀察與圖2所示的隙縫天線板相比減少隙縫的數(shù)量、減小隙縫67的開口寬度的隙縫天線板66的圖。在本實施方式中，隙縫67的開口寬度，即，在隙縫67中，沿長邊方向的一側(cè)的壁部68a與沿長邊方向的另一側(cè)的壁部68b之間的長度W3,約為6mm。該長度W3大約是圖2所示的隙縫天線板所設(shè)置的隙縫33時的長度W1的一半。另一方面，圖8中的長度W4所示的隙縫67的長邊方向上的長度，即，隙縫67的長邊方向上的一側(cè)的端部68c與隙縫67的長邊方向上的另一側(cè)的端部68d之間的長度W4約為50mm。該長度W4與設(shè)置在圖2所示的隙縫天線板的隙縫33的情況下的長度W2相同。關(guān)于隙縫67，短邊方向上的長度與長邊方向上的長度之比13/胃4為6/50，約為1/8。其它的隙縫的構(gòu)成等與圖2所示的隙縫天線板31相同，因而省略其說明。在此，關(guān)于隙縫的開口形狀，寬度變得越寬，導(dǎo)入的微波的功率越下降，但是在周向上的偏差方面強(qiáng)。即，當(dāng)隙縫的開口寬度變窄時，雖然能夠以該程度有力地放射微波，由于隙縫天線板的安裝時的隙縫的位置在周向上的偏差、或微波的傳播的混亂，有時會導(dǎo)致微波的放射極弱。另一方面，當(dāng)隙縫的開口寬度變寬時，雖然微波的放射整體上變?nèi)?，但是對?yīng)于隙縫天線板的安裝時的周向上的隙縫的位置的偏差、或微波的傳播的混亂，能夠不變得極弱地放射微波。接著，對于等離子體處理裝置中的等離子體的生成狀態(tài)進(jìn)行說明。圖9是表示在第一等離子體處理裝置中生成有等離子體的狀態(tài)的照片。圖10是表示在上述結(jié)構(gòu)的等離子體處理裝置11中生成有等離子體的狀態(tài)的照片。圖9和圖10是從板厚方向拍攝電介質(zhì)窗的照片。在此，第一等離子體處理裝置是具備圖2所示的隙縫天線板、和僅設(shè)置有第一電介質(zhì)窗凹部的電介質(zhì)窗的結(jié)構(gòu)。此外，作為工藝條件，處理容器內(nèi)的壓力為lOO(mTorr)、微波功率為1000 (W)、供給的氣體為氬氣(Ar)氣體和氧氣(O2)氣體、Ar/02的流量為300/500(sccm)0參照圖9，在第一等離子體處理裝置中，在徑向外側(cè)區(qū)域，能夠確認(rèn)在周向上大致等間隔地形成的等離子體的強(qiáng)發(fā)光。但是，在徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域，完全不能確認(rèn)等離子體的強(qiáng)發(fā)光。對此，參照圖10，在本發(fā)明的一個實施方式的等離子體處理裝置中，在徑向外側(cè)區(qū)域，能夠確認(rèn)在周向上大致等間隔地形成的等離子體的強(qiáng)發(fā)光，并且，在徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域，能夠確認(rèn)相當(dāng)于第二電介質(zhì)窗凹部的區(qū)域中的7個等離子體的強(qiáng)發(fā)光。接著，對等離子體處理裝置中的等離子體的電子密度的狀態(tài)進(jìn)行說明。圖11是表示生成的等離子體的電子密度與距被處理基板W的中心的距離之間的關(guān)系的圖表。在圖11中，縱軸表示等離子體的電子密度(cm_3)，橫軸表示距被處理基板W的中心O的距離(mm)。其中，電子密度的測量使用PAP(Plasma Absorption Probe :等離子體振動探針)。使用PAP測量的處理容器內(nèi)的高度方向的位置為，以圖I中上述的作為平面52的支承面為基準(zhǔn)，向下方IOOmm的位置。測量在一 240mm左右至+ IOOmm的范圍內(nèi)進(jìn)行。另外,氣體的供給,不進(jìn)行來自中心氣體供給部的氣體供給，僅從外部氣體供給部進(jìn)行氣體供給。其中，在圖11中，白色菱形表示在圖I所示的等離子體處理裝置中處理容器內(nèi)壓力50 (mTorr)、微波功率1500 (W)、Ar/02的流量為500/300 (sccm)的情況，白色方形表示圖I所示的等離子體處理裝置中處理容器內(nèi)壓力50 (mTorr)、微波功率2000 (W)、Ar/02的流量為200/600 (sccm)的情況，黑色三角表示圖9所示的等離子體發(fā)光的第一等離子體處理裝置中處理容器內(nèi)壓力50 (mTorr)、微波功率1500 (ff),Ar/O2的流量為500/300 (sccm)的情況，黑色圓形表示圖9所示的等離子體發(fā)光的第一等離子體處理裝置中處理容器內(nèi)壓力 50 (mTorr)、微波功率 2000 (W)、Ar/02 的流量為 200/600 (sccm)的情況。、
參照圖11，在第一等離子體處理裝置的情況下，-150 -130mm附近為電子密度的峰值，朝向被處理基板的中央附近、即距離Omm附近，圖表的形狀下凹，可見在被處理基板的中央?yún)^(qū)域附近電子密度的減低。對此，在圖I所示的等離子體處理裝置的情況下，沒有發(fā)現(xiàn)在第一等離子體處理裝置的中央附近電子密度的降低，在一 IOOmm至中央?yún)^(qū)域中，能夠把握電子密度大體相等。接著，對于上述結(jié)構(gòu)的等離子體處理裝置11與其它的等離子體處理裝置的處理程度的差進(jìn)行說明。圖12和圖13是表示在其它的等離子體處理裝置中進(jìn)行了蝕刻處理時的被處理基板的處理狀態(tài)的圖。圖12是表示使用上述第一等離子體處理裝置的情況，具體而言、使用圖2所示的隙縫天線板、作為電介質(zhì)窗僅設(shè)置有第一電介質(zhì)窗凹部的等離子體處理裝置。圖13是表示使用第二等離子體處理裝置的情況，具體而言、使用圖8所示的隙縫天線板、作為電介質(zhì)窗僅設(shè)置有第一電介質(zhì)窗凹部的等離子體處理裝置。圖14是表示在圖I所示的等離子體處理裝置中進(jìn)行了蝕刻處理時的被處理基板的處理狀態(tài)的圖。在圖12 圖14中，圖像濃度的濃淡程度表示處理的程度。即，圖像濃度相同的區(qū)域為蝕刻深度相同的區(qū)域。 圖15是表示在第一等離子體處理裝置進(jìn)行了蝕刻處理時蝕刻深度與距被處理基板的中心的距離之間的關(guān)系的圖表。圖16是表示在第二等離子體處理裝置進(jìn)行了蝕刻處理時蝕刻深度與距被處理基板的中心的距離之間的關(guān)系的圖表。圖17是表示在圖I所示的等離子體處理裝置中進(jìn)行了蝕刻處理時蝕刻深度與距被處理基板的中心的距離之間的關(guān)系的圖表。在圖15 圖17中，縱軸表不蝕刻深度(A )，橫軸表不距被處理基板的中心的距離(mm)。另外，在圖15 圖17中，黑色圓形是在通過被處理基板的中心、在圖12 圖14所示的被處理基板的左右方向上延伸的X軸的位置進(jìn)行測定的情況，黑色三角是通過被處理基板的中心、在與X軸正交的Y軸的位置進(jìn)行測定的情況。即，Y軸是在圖12 圖14所示的被處理基板的上下方向上延伸的軸，在Y軸中，負(fù)向的距離是從圖12 圖14所示的被處理基板的中心向下側(cè)的區(qū)域。其中，在X軸中，負(fù)向的距離是從圖12 圖14所示的被處理基板的中心向左側(cè)的區(qū)域。此外，作為工藝條件，處理容器內(nèi)壓力為20 (mTorr)、微波功率為 2000 (W)、RF 偏壓為 80 (W)、Ar/CHF3/02 的流量為 450/50/2 (sccm)。參照圖12、圖13、圖15、圖16，在其它的等離子體處理裝置的情況下，蝕刻深度的不勻、即面內(nèi)的處理的程度的差異大。特別是在周向上，其蝕刻深度的分布的偏差大。對此，參照圖14和圖17，在本發(fā)明的一個實施方式的等離子體處理裝置的情況下，蝕刻深度的不勻小，周向上的蝕刻深度的分布的偏差小。另外，對于改變工藝條件的情況也進(jìn)行了探討。具體而言，處理容器內(nèi)壓力為20(mTorr)、微波功率為 3000 (W)、RF 偏壓為 200 (W)、Ar/CF4 的流量為 500/100 (sccm)的情況如圖18 圖21所示。圖18為與圖13所示的情況相同的裝置構(gòu)成的情況，圖19為與圖14所示的情況相同的裝置構(gòu)成的情況，圖20為與圖16所示的情況相同的裝置構(gòu)成的情況，圖21為與圖17所示的情況相同的裝置構(gòu)成的情況。參照圖18 圖21，可知與圖12 圖17所示的情況具有同樣的趨勢。圖22是表示偏離因子與工藝條件的關(guān)系的圖表?？v軸表示偏離因子(％)的值，橫軸表示工藝條件。在圖22所示的柱狀圖中，最左側(cè)是具備圖8所示的隙縫天線、和僅設(shè)置有第一電介質(zhì)窗凹部的電介質(zhì)窗的第二等離子體處理裝置的情況，中間是具備圖2所示的隙縫天線、和僅設(shè)置有第一電介質(zhì)窗凹部的電介質(zhì)窗的第一等離子體處理裝置的情況，最右側(cè)是圖I所示的本發(fā)明的一個實施方式的等離子體處理裝置的情況。在此，偏離因子是指從被處理基板的中心到朝向被處理基板的端部方向150mm的點為止，對于每個將直徑每次增大25mm的位置、并且在作為最外周部分的約152mm位置，累計分別算出的周向上的均勻性(％)的值。列舉具體的計算方法的一個例子，第二工藝條件下的中間的圖，即在具備圖2所示的隙縫天線、和僅設(shè)置有第一電介質(zhì)窗凹部的電介質(zhì)窗的第一等離子體處理裝置的情況下，25mm的位置的周向上的均勻性約為2%、50mm的位置的周向上的均勻性約為6%、75mm的位置的周向上的均勻性約為8%、IOOmm的位置的周向上的均勻性約為11%、125mm的位置的周向上的均勻性約為11. 5%、150mm的位置的周向上的均勻性約為13%、152mm的位置的周向上的均勻性約為13%，偏離因子是將它們分別相加的值約64. 5%ο關(guān)于偏離因子，該值本身越小，表示周向上的位置上的處理的程度的差越小，因而 優(yōu)選該值小。另外，為了確保寬的工藝界限，優(yōu)選即使在各工藝條件之間，該值的差異也小。即，即使在某一工藝條件下偏離因子的值小，在其它工藝條件下偏離因子的值大的情況并不優(yōu)選。即，從考慮到周向上的處理的均勻性，并且提高等離子體處理裝置的可靠性的觀點，即、從即使改變工藝條件、也能夠減小對處理的均勻性的影響的觀點出發(fā)，偏離因子的值本身越小、并且各工藝條件下的偏離因子的值的差越小越好。在此，圖22中的橫軸所示的工藝條件，第一工藝條件 第六工藝條件以6個圖案進(jìn)行。在表I中表示各工藝條件的內(nèi)容。其中，第I和第2工藝條件表示有機(jī)膜的蝕刻處理的一個例子，第三 第六工藝條件表示氧化膜的蝕刻處理的一個例子。[表 I]
處理容器內(nèi)壓力微波功率RF偏壓氣體的種類氣體的流量 (mTorr)(W)(W)(sccm)
第工藝條件1501500 200 Ar/HBr/02 300/25/5~
第二工藝條件203000 300 Ar/Cl2400/50~
第二工藝條件20^)0080 Ar/CHF3/02450/50/2
第兩工藝條件403000 200 AiVCHF4 500/100~
第五工藝條件203000 200 Micm4 500/100~
第六工藝條件201500 200 Ar/CHF4 500/100~參照圖22和表1，在本發(fā)明的一個實施方式的等離子體處理裝置中，即使在任意工藝條件下，偏離因子的值都很小，最大也僅為第六工藝條件下的17左右的值。另一方面，在第二等離子體處理裝置中，雖然也具有偏離因子的值小的工藝條件，但是在第三工藝條件和第六工藝條件下，其值大，分別達(dá)到60左右。即使在第一等離子體處理裝置中，雖然具有偏離因子的值小的工藝條件，但是在第二工藝條件和第三工藝條件下，其值大，分別達(dá)到55左右。即，即使從提高等離子體處理裝置的可靠性的觀點出發(fā)，本發(fā)明的一個實施方式的等離子體處理裝置也優(yōu)異。對此，也考慮以下問題。在第一工藝條件下，壓力為150mTorr，是較高的壓力，對于各種情況，幾乎觀察不到偏離因子的差。但是，對于第二 第六工藝條件，壓力為20 40mTorr，是較低的壓力。在這種低壓的條件下，存在等離子體容易稍稍偏移的趨勢，但在本發(fā)明的一個實施方式的等離子體處理裝置中，除了上述電介質(zhì)窗的構(gòu)造之外，還具備具有寬度較寬的隙縫的隙縫天線板，因而認(rèn)為能夠進(jìn)一步提高微波的放射的周向上的均勻性，有助于可靠性的提高。即，通過使隙縫的短邊方向上的長度與長邊方向上的長度之比為1/4以上，即使在低壓條件下，相應(yīng)于周向上的偏移，也能夠確保處理的均勻性，并且能夠提高等離子體處理裝置的可靠性。其中，作為電介質(zhì)窗的形狀，不限于圖3所示的形狀，例如也可以為圖23和圖24所示的形狀。圖23是表示本發(fā)明另一實施方式的電介質(zhì)窗的截面圖。圖24是表示本發(fā)明的又一實施方式的電介質(zhì)窗的截面圖。圖23和圖24所不的截面相當(dāng)于圖3所不的截面。參照圖23，本發(fā)明的另一實施方式的電介質(zhì)窗71，與圖3所示的電介質(zhì)窗41同樣，設(shè)置有連接為環(huán)狀的錐形狀的第一電介質(zhì)窗凹部72和向板厚方向筆直地凹入的形狀的第二電介質(zhì)窗凹部73。在此，在與圖3所示的電介質(zhì)窗41的結(jié)構(gòu)的對比中，關(guān)于第二電·介質(zhì)窗凹部73，上述PCD相同，但是它們的大小設(shè)置得比圖3所示的電介質(zhì)窗41的第二電介質(zhì)窗凹部53a 53g小。在本實施方式中，相當(dāng)于圖4中的長度L2、圖23中的長度L4所示的第二電介質(zhì)窗凹部73的直徑為(p20miTL·另外，參照圖24，本發(fā)明的又一實施方式的電介質(zhì)窗76，與圖3所示的電介質(zhì)窗41同樣，設(shè)置有連接成環(huán)狀的錐形狀的第一電介質(zhì)窗凹部77和向板厚方向筆直地凹入的形狀的第二電介質(zhì)窗凹部78。在此，關(guān)于第二電介質(zhì)窗凹部78，在于圖3所示的電介質(zhì)窗41的結(jié)構(gòu)的對比中，它們的大小相同，但是與圖3所示的電介質(zhì)窗41的第二電介質(zhì)窗凹部53a 53g相比,設(shè)置在內(nèi)徑側(cè)。在本實施方式中，相當(dāng)于圖4中的長度L1、圖24中的長度L5所示的P⑶為140mm。接著，在另一等離子體處理裝置以及本發(fā)明的一個實施方式的等離子體處理裝置中，關(guān)于等離子體的穩(wěn)定性進(jìn)行了評價。表2是表示在圖3所示的電介質(zhì)窗、圖23所示的電介質(zhì)窗、圖24所的電介質(zhì)窗和僅設(shè)置有第一電介質(zhì)窗凹部的電介質(zhì)窗中，改變了氣體的流量的情況下的等離子體的穩(wěn)定性的表。其中，隙縫天線板31均使用圖2所示的結(jié)構(gòu)。在表2中，圓形標(biāo)記表示等離子體穩(wěn)定的狀態(tài)。三角形標(biāo)記表示波動(hunting)狀態(tài),即，表示微波的匹配單元中未獲得匹配的狀態(tài)、不穩(wěn)定的狀態(tài)。X標(biāo)記表示微波的反射值超出等離子體處理裝置所設(shè)置的鎖定值、工藝停止的狀態(tài)。此外，“MW”表示微波，分別以2000W、2500W、3000W進(jìn)行評價。此外，表2中的最上層表示Ar/HBr的各氣體的流量(sccm)。表2中的評價從上層開始按照具備圖3所示的電介質(zhì)窗的等離子體處理裝置、具備圖24所示的電介質(zhì)窗的等離子體處理裝置、具備圖23所示的電介質(zhì)窗的等離子體處理裝置、具備僅設(shè)置有第一電介質(zhì)窗凹部的電介質(zhì)窗的等離子體處理裝置的順序表示。在表2中，評價中，各工藝條件選的左側(cè)，發(fā)生微波的一側(cè)，在靠近設(shè)置有所謂電介質(zhì)窗的位置的區(qū)域中，具備等離子體的穩(wěn)定性，右側(cè)，RF偏壓側(cè)，在靠近設(shè)置有所謂保持臺的位置的區(qū)域中，具備等離子體的穩(wěn)定性。[表2]
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理裝置，將微波作為等離子體源，該等離子體處理裝置的特征在于: 具備大致為圓板狀、傳播所述微波的等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗， 在所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗中，在已配設(shè)于所述等離子體處理裝置時生成等離子體的ー側(cè)的面的徑向外側(cè)區(qū)域，設(shè)置有排列成環(huán)狀、向所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的板厚方向內(nèi)側(cè)凹入呈錐形狀的第一電介質(zhì)窗凹部， 在所述第一電介質(zhì)窗凹部的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域，設(shè)置有從生成所述等離子體的一側(cè)的面朝向所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的板厚方向內(nèi)側(cè)凹入的多個第二電介質(zhì)窗凹部， 多個所述第二電介質(zhì)窗凹部，以所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的徑向的中心為中 心具有旋轉(zhuǎn)對稱性地分別在周向上隔開間隔地配置。
2.如權(quán)利要求I所述的等離子體處理裝置，其特征在于 具備隙縫天線板，該隙縫天線板大致為圓板狀，設(shè)置有在板厚方向貫通的多個隙縫，配置在所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的上方側(cè)，向所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗放射所述微波。
3.如權(quán)利要求2所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述隙縫天線板具有多個隙縫對，該多個隙縫對由位于所述隙縫天線板的中心部側(cè)的、向ー個方向延伸的第一隙縫和向與所述ー個方向垂直的方向延伸的第二隙縫構(gòu)成， 所述第一隙縫孔以至少一部分與所述第二電介質(zhì)窗凹部重合的方式設(shè)置。
4.如權(quán)利要求2所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述隙縫天線板具有多個由第一隙縫和第二隙縫構(gòu)成的隙縫對，所述第一隙縫向ー個方向延伸，所述第二隙縫向與所述ー個方向垂直的方向延伸， 當(dāng)從板厚方向觀察時，所述第二電介質(zhì)窗凹部位于所述隙縫天線板中的所述第一隙縫的長邊方向上的寬度的區(qū)域與所述第ニ隙縫的長邊方向上的寬度的區(qū)域重合的區(qū)域。
5.如權(quán)利要求2所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述隙縫天線板具有多個由第一隙縫和第二隙縫構(gòu)成的隙縫對，所述第一隙縫向ー個方向延伸，所述第二隙縫向與所述ー個方向垂直的方向延伸， 在多個與設(shè)置有所述第二電介質(zhì)窗凹部的位置相對應(yīng)的位置，分別設(shè)置有多個所述隙縫對。
6.如權(quán)利要求2所述的等離子體處理裝置，其特征在于 具備位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，當(dāng)將所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗安裝在所述等離子體處理裝置時，對所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的周向上的位置進(jìn)行調(diào)整， 所述位置調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗與所述隙縫天線板的周向上的相對位置。
7.如權(quán)利要求2所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述隙縫的短邊方向上的長度與長邊方向上的長度之比為1/4以上且低于I。
8.一種等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗，其特征在干配設(shè)于將微波作為等離子體源的等離子體處理裝置，大致為圓板狀，傳播所述微波，在所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗中，在已配設(shè)于所述等離子體處理裝置時生成等離子體的ー側(cè)的面的徑向外側(cè)區(qū)域，設(shè)置有排列成環(huán)狀、向所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的板厚方向內(nèi)側(cè)凹入呈錐形狀的第一電介質(zhì)窗凹部， 在所述第一電介質(zhì)窗凹部的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域，設(shè)置有從生成所述等離子體的一側(cè)的面朝向所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的板厚方向內(nèi)側(cè)凹入的多個第二電介質(zhì)窗凹部， 多個所述第二電介質(zhì)窗凹部，以所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的徑向的中心為中心具有旋轉(zhuǎn)對稱性地分別在周向上隔開間隔地配置。
9.如權(quán)利要求8所述的等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗，其特征在于 所述第二電介質(zhì)窗凹部為從生成所述等離子體的一側(cè)的面朝向所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的板厚方向內(nèi)側(cè)筆直地凹入的形狀。
10.如權(quán)利要求8所述的等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗，其特征在于 從所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的板厚方向觀察時，所述第二電介質(zhì)窗凹部為圓孔狀。
11.如權(quán)利要求10所述的等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗，其特征在于 從所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的板厚方向觀察時，圓孔狀的多個所述第二電介質(zhì)窗凹部的中心，分別位于以所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的徑向的中心為中心的圓上。
12.如權(quán)利要求8所述的等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗，其特征在于 具備位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，當(dāng)將所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗安裝在所述等離子體處理裝置時，對所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的周向上的位置進(jìn)行調(diào)整。
13.如權(quán)利要求12所述的等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗，其特征在于 所述位置調(diào)整機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述第一電介質(zhì)窗凹部的徑向外側(cè)區(qū)域的電介質(zhì)窗刻度。
14.一種等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的安裝方法，其特征在于 其為將微波作為等離子體源的等離子體處理裝置所具備的、大致為圓板狀、傳播所述微波的等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的安裝方法， 所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗，在所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗中，在已配設(shè)于所述等離子體處理裝置時生成等離子體的ー側(cè)的面的徑向外側(cè)區(qū)域，設(shè)置有排列成環(huán)狀、向所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的板厚方向內(nèi)側(cè)凹入呈錐形狀的第一電介質(zhì)窗凹部， 在所述第一電介質(zhì)窗凹部的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域，設(shè)置有從生成所述等離子體的一側(cè)的面朝向所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的板厚方向內(nèi)側(cè)凹入的多個第二電介質(zhì)窗凹部， 多個所述第二電介質(zhì)窗凹部，以所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的徑向的中心為中心具有旋轉(zhuǎn)對稱性地分別在周向上隔開間隔地配置， 所述等離子體處理裝置具備隙縫天線板，該隙縫天線板大致為圓板狀，設(shè)置有在板厚方向貫通的多個隙縫，配置在所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的上方側(cè)，向所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗放射所述微波， 當(dāng)將所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗安裝在所述等離子體處理裝置吋，調(diào)整設(shè)置于所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的第二電介質(zhì)窗凹部、與設(shè)置在所述隙縫天線板的隙縫的周向上的位置關(guān)系，將所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗安裝在所述等離子體處理裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗的安裝方法，其特征在于在所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗設(shè)置有用于調(diào)整周向上的位置的電介質(zhì)窗刻度，在所述隙縫天線板設(shè)置有作為周向上的位置的基準(zhǔn)的標(biāo)記，使用所述電介質(zhì)窗刻度和所述標(biāo)記，調(diào)整所述等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗和所述隙縫天線板的周向上的位置關(guān)系o
全文摘要
在等離子體處理裝置用電介質(zhì)窗(41)中，在生成等離子體的一側(cè)的面的徑向外側(cè)區(qū)域，設(shè)置有排列成環(huán)狀、向電介質(zhì)窗(41)的板厚方向內(nèi)側(cè)凹入成錐形狀的第一電介質(zhì)窗凹部(47)。在第一電介質(zhì)窗凹部(47)的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域，設(shè)置有從生成等離子體的一側(cè)的面朝向電介質(zhì)窗(41)的板厚方向內(nèi)側(cè)凹入的多個第二電介質(zhì)窗凹部(53a～53g)。多個第二電介質(zhì)窗凹部(53a～53g)，以電介質(zhì)窗(41)的徑向的中心(56)為中心具有旋轉(zhuǎn)對稱性地分別在周向上隔開間隔地配置。
文檔編號H01L21/205GK102792427SQ20118001345
公開日2012年11月21日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者吉川彌, 吉川潤, 松本直樹 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社