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    • 专利摘要:
    本發明的課題是在於以簡單的構成來使電漿的分布均一化。其解決手段，電漿處理裝置(1)具備對處理容器(2)內導入微波的微波導入裝置(5)。微波導入裝置(5)包括嵌合於頂部(11)的複數個開口部的複數個微波透過板(73)。複數個微波透過板(73)是在嵌合於頂部(11)的複數個開口部的狀態下，配置於與載置台(21)的載置面(21a)平行的1個假想的平面上。複數個微波透過板(73)是包括微波透過板(73A~73G)。微波透過板(73G，73A)的中心點(PG，PA)間距離與微波透過板(73G，73B)的中心點(PG，PB)間距離是被設定成彼此相等或幾乎相等。
    公开号:TW201306080A
    申请号:TW101111097
    申请日:2012-03-29
    公开日:2013-02-01
    发明作者:Yutaka Fujino；Atsushi Ueda；Shigenori Ozaki；Junichi Kitagawa
    申请人:Tokyo Electron Ltd；
    IPC主号:H01J37-00
    专利说明:
    電漿處理裝置及微波導入裝置
    本發明是有關引導預定頻率的微波至處理容器，使電漿生成，而來電漿處理被處理體的電漿處理裝置及微波導入裝置。
    對半導體晶圓等的被處理體實施預定的電漿處理的電漿處理裝置，有利用具有複數個狹槽的平面天線來對處理容器內導入微波而使電漿生成的狹槽天線方式的電漿處理裝置為人所知。又，其他的電漿處理裝置，有利用線圈狀的天線來對處理容器內導入高頻而使電漿生成的感應耦合型電漿(Inductively Coupled Plasma；ICP)方式的電漿處理裝置為人所知。該等的電漿處理裝置可在處理容器內使高密度的電漿生成，藉由所被生成的電漿來進行例如氧化處理、氮化處理、堆積處理、蝕刻處理等。
    為了朝下一代以後的裝置開發，例如為了一面謀求對應於3次元裝置加工或微細化，一面使生產性提升，需要一面確保晶圓面內的處理的均一性，一面使目前直徑300mm的晶圓大型化成直徑450mm。為此，需要使對應於晶圓而大型化的處理容器內的電漿分布(密度分布)均一化。
    就上述狹槽天線方式的微波電漿處理裝置而言，電漿的分布控制是藉由狹槽的形狀或配置、處理容器或微波導入窗的形狀設計等來進行。例如，為了按照處理內容來改變電漿的分布，而需要更換成被調整成最適之不同的狹槽形狀或配置的平面天線。並且，在上述ICP方式的電漿處理裝置也是為了改變電漿的分布，需要變換成被調整成最適之不同的線圈形狀或配置的天線。然而，如此天線的更換是需要再設計等費工費時的龐大作業。
    又，電漿的分布，例如可藉由改變微波的功率、處理壓力、氣體流量等的製程參數來調整成最適的電漿環境。但，由於該等的製程參數無法與製程條件切離，因此在可使製程參數變化的範圍之電漿分布的變化幅度(界限)小，其效果有限。
    又，由於平面天線、處理容器等的製作公差、組裝誤差、同一規格的裝置間的機差等的諸要因，在處理容器內當電漿的對稱性瓦解而電漿的分布偏心時，因為沒有能以簡易的方法來補正的手段，所以會有需要更換平面天線等大規模的裝置改變之問題。
    就可使生產性提升的電漿處理裝置而言，例如記載於專利文獻1那樣，為了同時處理具有大面積的4片被處理基板，而有設置4個介電質線路構件的電漿處理裝置為人所知。又，例如記載於專利文獻2那樣，為了使電漿對於大面積的被處理物均一地分布，而有設置被配列成並列的2個微波導入窗的電漿處理裝置為人所知。在專利文獻1及2所記載的電漿處理裝置是從複數的部位導入微波至處理容器內。
    並且，在專利文獻3記載有從被分割成4個的天線放射微波，合成於空間的技術。在專利文獻4記載有設置複數個天線模組，將導入至腔室內的複數個微波予以空間合成的技術。 [先行技術文獻] [專利文獻]
    [專利文獻1]特開平8-255785號公報[專利文獻2]特開平10-92797號公報[專利文獻3]特開2004-128385號公報[專利文獻4]特開2009-224493號公報
    為了使處理容器內的電漿的分布均一化，如記載於專利文獻1及2的電漿處理裝置那樣，可考量從複數的部位導入微波至處理容器內，控制藉由該等的微波所生成的複數的電漿的分布。然而，記載於專利文獻1的技術是對於1個被處理基板設置1個介電質線路構件者，未考慮控制複數的電漿的分布。並且，就記載於專利文獻2的技術而言，有關與微波導入窗所延伸的方向正交的方向是可控制電漿的分布，但有關微波導入窗所延伸的方向是難以控制電漿的分布。
    在專利文獻3及4中雖記載有將微波合成於空間的情形，但控制電漿的分布之具體的方法未被記載。
    本發明是有鑑於上述問題點而研發者，其目的是在於提供一種從複數的部位導入微波至處理容器內的電漿處理裝置，可以簡單的構成來使電漿的分布均一化的電漿處理裝置及微波導入裝置。
    本發明的電漿處理裝置係具備：處理容器，其係收容被處理體；載置台，其係配置於處理容器的內部，具有載置被處理體的載置面；氣體供給機構，其係對處理容器內供給處理氣體；及微波導入裝置，其係使微波產生，且將微波導入至處理容器內，該微波係用以使處理氣體的電漿生成於處理容器內。
    微波導入裝置係包括：導電性構件，其係配置於處理容器的上部，具有複數的開口部；及複數的微波透過窗，其係嵌合於複數的開口部，使微波透過而導入至處理容器內。
    複數的微波透過窗係在嵌合於複數的開口部的狀態下，配置於與載置面平行的1個假想的平面上，包括第1微波透過窗、及與第1微波透過窗鄰接的第2及第3微波透過窗。
    第1~第3微波透過窗係設定成第1微波透過窗的中心點與第2微波透過窗的中心點的距離、及第1微波透過窗的中心點與第3微波透過窗的中心點的距離為彼此相等或幾乎相等而配置。
    本發明的微波導入裝置係使微波產生，且將微波導入至處理容器內，該微波係用以使處理氣體的電漿生成於收容被處理體的處理容器內，包括：導電性構件，其係配置於處理容器的上部，具有複數的開口部；及複數的微波透過窗，其係嵌合於複數的開口部，使微波透過而導入至處理容器內。
    複數的微波透過窗係在嵌合於複數的開口部的狀態下，配置於1個假想的平面上，包括第1微波透過窗、及與第1微波透過窗鄰接的第2及第3微波透過窗。
    第1~第3微波透過窗係設定成第1微波透過窗的中心點與第2微波透過窗的中心點的距離、及第1微波透過窗的中心點與第3微波透過窗的中心點的距離為彼此相等或幾乎相等而配置。
    在本發明的電漿處理裝置及微波導入裝置中，根據複數的微波透過窗之電漿的分布係形成將根據從各微波透過窗導入的微波所生成的電漿的分布予以合成的分布。另外，在本發明中，所謂「平面形狀」是意指「從與載置面垂直的方向來看時的形狀」。並且，在本發明中，所謂「微波透過窗的中心點」是意指「微波透過窗的平面形狀的中心點」。
    在本發明的電漿處理裝置或微波導入裝置中，複數的微波透過窗係具有：配置於導電性構件的中央部分的1個中心微波透過窗、及以能夠包圍中心微波透過窗的方式，配置於比中央部分更外側的至少6個外側微波透過窗。並且，6個外側微波透過窗及中心微波透過窗係配置成藉由連結6個外側微波透過窗的中心點與中心微波透過窗的中心點之中彼此鄰接的3個中心點來平面狀地形成6個的正三角形，藉由該等6個的正三角形來形成假想的正六角形。
    此情況，被處理體的平面形狀亦可為圓形，根據從複數的微波透過窗導入至處理容器內的各個微波所生成的複數的微波電漿的密度分布亦可為全部相同。並且，將被處理體的平面形狀的直徑設為1，且以Lp來表示鄰接的任意的2個微波透過窗的中心點間的距離時，0.37×Lp+0.26的值為複數的微波電漿的密度分布的全寬半高以上，且3.80×Lp-1.04的值亦可為複數的微波電漿的密度分布的全寬半高以下。
    又，此情況，上述假想的正六角形的外緣亦可涵括將被處理體的平面形狀投影於假想的平面而形成的圖形。
    並且，在本發明的電漿處理裝置或微波導入裝置中，第1~第3微波透過窗亦可配置成藉由互相連結第1~第3微波透過窗的中心點來平面狀地形成假想的正三角形。
    此情況，被處理體的平面形狀亦可為圓形，根據從複數的微波透過窗導入至處理容器內的各個微波所生成的複數的微波電漿的密度分布亦可為全部相同。並且，將被處理體的平面形狀的直徑設為1，且以Lp來表示鄰接的任意的2個微波透過窗的中心點間的距離時，0.474×Lp+0.560的值為複數的微波電漿的密度分布的全寬半高以上，且-19×Lp+21的值亦可為複數的微波電漿的密度分布的全寬半高以上。
    又，此情況，上述假想的正三角形的外緣亦可涵括將被處理體的平面形狀投影於假想的平面而形成的圖形。
    又，本發明的電漿處理裝置的微波導入裝置或本發明的微波導入裝置亦可具有：微波輸出部，其係生成微波，且將微波分配成複數的路徑而輸出；及複數的微波導入模組，其係分別含1個微波透過窗，將從微波輸出部輸出的微波導入至處理容器內，複數的微波導入模組的構成亦可為全部相同。
    就本發明的電漿處理裝置或微波導入裝置而言，第1微波透過窗的中心點與第2微波透過窗的中心點的距離(第1及第2微波透過窗的中心點間距離)、及第1微波透過窗的中心點與第3微波透過窗的中心點的距離(第1及第3微波透過窗的中心點間距離)是設定成彼此相等或幾乎相等。就本發明而言，如前述般，根據複數的微波透過窗之電漿的分布是形成將根據從各微波透過窗導入的微波所生成的電漿的分布予以合成的分布。藉此，若根據本發明，則在從複數的部位導入微波的電漿處理裝置中，可以簡單的構成來使電漿的分布均一化。[第1實施形態]
    以下，參照圖面詳細說明有關本發明的實施形態。首先，參照圖1及圖2，說明有關本發明的第1實施形態的電漿處理裝置的概略構成。圖1是表示本實施形態的電漿處理裝置的概略構成的剖面圖。圖2是表示圖1所示的控制部的構成說明圖。本實施形態的電漿處理裝置1是隨著連續的複數個動作，例如對半導體裝置製造用的半導體晶圓(以下簡稱「晶圓」)W實施成膜處理、擴散處理、蝕刻處理、灰化處理等預定的處理之裝置。
    電漿處理裝置1是具備：收容被處理體的晶圓W的處理容器2、及配置於處理容器2的內部，具有載置晶圓W的載置面21a的載置台21、及對處理容器2內供給氣體的氣體供給機構3、及將處理容器2內減壓排氣的排氣裝置4、及使供以在處理容器2內生成電漿的微波產生且將微波導入至處理容器2內的微波導入裝置5、及控制該等電漿處理裝置1的各構成部的控制部8。另外，對處理容器2內供給氣體的手段，亦可取代氣體供給機構3，而使用不含在電漿處理裝置1的構成中的外部氣體供給機構。
    處理容器2是例如形成大略圓筒形狀。處理容器2是例如藉由鋁及其合金等的金屬材料所形成。微波導入裝置5是設於處理容器2的上部，具有作為對處理容器2內導入電磁波(微波)來生成電漿之電漿生成手段的機能。有關微波導入裝置5的構成會在往後詳細說明。
    處理容器2是具有板狀的頂部11及底部13、及連結頂部11與底部13的側壁部12。頂部11是具有複數的開口部。側壁部12是具有用以在與和處理容器2鄰接之搬送室(未圖示)之間進行晶圓W的搬出入之搬出入口12a。在處理容器2與搬送室(未圖示)之間配置有閘閥G。閘閥G是具有開閉搬出入口12a的機能。閘閥G是在閉狀態下氣密地密封處理容器2，且在開狀態下可在處理容器2與搬送室(未圖示)之間進行晶圓W的移送。
    底部13是具有複數(在圖1是2個)的排氣口13a。電漿處理裝置1更具備連接排氣口13a與排氣裝置4的排氣管14。排氣裝置4具有：APC閥、及可將處理容器2的內部空間高速減壓至預定的真空度之高速真空泵。如此的高速真空泵，例如有渦輪分子泵等。藉由使排氣裝置4的高速真空泵作動，處理容器2的內部空間會被減壓至預定的真空度，例如0.133Pa。
    電漿處理裝置1更具備：在處理容器2內支撐載置台21的支撐構件22、及設於支撐構件22與處理容器2的底部13之間，由絕緣材料所構成的絕緣構件23。載置台21是用以水平載置被處理體的晶圓W者。支撐構件22是具有從底部13的中央往處理容器2的內部空間延伸的圓筒狀的形狀。載置台21及支撐構件22是藉由例如在表面施以防蝕鋁處理(陽極氧化處理)的鋁等所形成。
    電漿處理裝置1更具備：對載置台21供給高頻電力的高頻偏壓電源25、及設於載置台21與高頻偏壓電源25之間的整合器24。高頻偏壓電極25為了引入離子至晶圓W，而對載置台21供給高頻電力。
    雖未圖示，但實際電漿處理裝置1更具備加熱或冷卻載置台21的溫度控制機構。溫度控制機構是例如將晶圓W的溫度控制於25℃(室溫)~900℃的範圍內。並且，載置台21是具有設成可對載置面21a突沒的複數個支撐銷。複數的支撐銷是構成藉由任意的昇降機構來上下變位，於上昇位置，可在與搬送室(未圖示)之間進行晶圓W的交接。
    電漿處理裝置1更具備設於處理容器2的頂部11的氣體導入部15。氣體導入部15是具有形成圓筒形狀的複數個噴嘴16。噴嘴16是具有形成於其下面的氣體孔16a。有關噴嘴16的配置會在往後說明。
    氣體供給機構3是具有：包括氣體供給源31的氣體供給裝置3a、及連接氣體供給源31與氣體導入部15的配管32。另外，在圖1中是圖示1個氣體供給源31，但氣體供給裝置3a亦可按照所使用的氣體種類來含複數的氣體供給源。
    氣體供給源31是例如作為電漿生成用的稀有氣體、或使用在氧化處理、氮化處理、成膜處理、蝕刻處理及灰化處理的處理氣體等的氣體供給源使用。另外，電漿生成用的稀有氣體是例如使用Ar、Kr、Xe、He等。使用在氧化處理的處理氣體是例如使用氧氣、臭氧、NO2氣體等的氧化性氣體。使用在氮化處理的處理氣體是使用氮化氣體、NH3氣體、N2O氣體等。並且，在處理容器2中進行CVD處理時，氣體供給源31是作為成膜原料氣體、或在置換處理容器2內的環境時使用的淨化氣體、在洗滌處理容器2內時使用的洗滌氣體等的供給源使用。另外，成膜原料氣體是例如使用TiCl4氣體及NH3氣體。淨化氣體是例如使用N2、Ar等。洗滌氣體是例如使用ClF3、NF3等。蝕刻氣體是使用CF4氣體、HBr氣體等。灰化氣體是使用氧氣等。
    雖未圖示，但氣體供給裝置3a更包括設於配管32的途中的質量流控制器及開閉閥。被供給至處理容器2內的氣體的種類、或該等的氣體的流量等是藉由質量流控制器及開閉閥來控制。
    電漿處理裝置1的各構成部是分別被連接至控制部8，藉由控制部8來控制。控制部8是典型的電腦。就圖2所示的例子而言，控制部8是具備：具備CPU的製程控制器81、及被連接至此製程控制器81的使用者介面82及記憶部83。
    製程控制器81是在電漿處理裝置1中統括控制例如與溫度、壓力、氣體流量、偏壓施加用的高頻電力、微波輸出等的製程條件有關的各構成部(例如高頻偏壓電源25、氣體供給裝置3a、排氣裝置4、微波導入裝置5等)之控制手段。
    使用者介面82是具有：工程管理者為了管理電漿處理裝置1而進行指令的輸入操作等的鍵盤或觸控面板、及使電漿處理裝置1的運轉狀況可視化顯示的顯示器等。
    在記憶部83中保存有記錄控制程式(軟體)或處理條件資料等的處方，該控制程式(軟體)是用以在製程控制器81的控制下實現被執行於電漿處理裝置1的各種處理者。製程控制器81是按照來自使用者介面82的指示等，因應所需從記憶部83叫出任意的控制程式或處方而實行。藉此，在製程控制器81的控制下，於電漿處理裝置1的處理容器2內進行所望的處理。
    上述的控制程式及處方是例如可利用被儲存於CD-ROM、硬碟、軟碟、快閃記憶體、DVD、藍光光碟等電腦可讀取的記憶媒體的狀態者。並且，上述的處方亦可從其他的裝置例如經由專線來隨時傳送，上線利用。
    其次，參照圖1、圖3~圖6來詳細說明有關微波導入裝置5的構成。圖3是表示微波導入裝置5的構成的說明圖。圖4是表示圖3所示的微波導入機構的剖面圖。圖5是表示圖4所示的微波導入機構的天線部的立體圖。圖6是表示圖4所示的微波導入機構的平面天線的平面圖。
    如前述般，微波導入裝置5是被設在處理容器2的上部，具有作為對處理容器2內導入電磁波(微波)而生成電漿的電漿生成手段之機能。如圖1及圖3所示般，微波導入裝置5是具有：被配置於處理容器2的上部，具有複數個開口部的導電性構件之頂部11、及生成微波且將微波分配於複數個路徑而輸出的微波輸出部50、及將從微波輸出部50輸出的微波導入至處理容器2的天線單元60。就本實施形態而言，處理容器2的頂部11是兼具微波導入裝置5的導電性構件。
    微波輸出部50是具有：電源部51、微波振盪器52、將藉由微波振盪器52所被振盪的微波放大的放大器53、及將藉由放大器53所放大的微波分配於複數的路徑的分配器54。微波振盪器52是使微波以預定的頻率(例如2.45GHz)振盪(例如PLL振盪)。另外，微波的頻率並非限於2.45GHz，亦可為8.35GHz、5.8GHz、1.98GHz等。並且，如此的微波輸出部50亦可適用於將微波的頻率設為800MHz~1GHz的範圍內時。分配器54是一邊使輸入側及輸出側的阻抗整合，一邊分配微波。
    天線單元60是包含複數的天線模組61。複數的天線模組61是分別將藉由分配器54所分配的微波導入至處理容器2內。就本實施形態而言，複數的天線模組61的構成是全部相同。各天線模組61是具有：主要放大所被分配的微波而輸出的放大器部62、及將從放大器部62輸出的微波導入至處理容器2內的微波導入機構63。天線模組61是對應於本發明的微波導入模組。
    放大器部62是包括：使微波的相位變化之相位器62A、及調整被輸入至主放大器62C的微波的電力水準之可變增益放大器62B、及構成為固態放大器的主放大器62C、及將在後述的微波導入機構63的天線部反射而往主放大器62C的反射微波分離之隔離器62D。
    相位器62A是構成使微波的相位變化，而可使微波的放射特性變化。相位器62A是使用在例如按每個天線模組61來調整微波的相位，藉此控制微波的指向性而使電漿的分布變化。另外，在不進行如此的放射特性的調整時，亦可不設置相位器62A。
    可變增益放大器62B是用以調整各個天線模組61的偏差、或調整電漿強度。例如，使可變增益放大器62B按每個天線模組61變化，藉此可調整處理容器2內全體的電漿的分布。
    雖未圖示，但實際主放大器62C是例如包含輸入整合電路、半導體放大元件、輸出整合電路及高Q共振電路。半導體放大元件是例如使用可E級動作的GaAsHEMT、GaNHEMT、LD(Laterally Diffused)-MOS。
    隔離器62D是具有循環器及假負載(同軸終端器)。循環器是將在後述的微波導入機構63的天線部所被反射的反射微波引導至假負載者。假負載是將藉由循環器所引導的反射微波變換成熱者。另外，如前述般，在本實施形態設有複數的天線模組61，藉由複數的天線模組61的各個微波導入機構63來導入至處理容器2內的複數個微波是被合成於處理容器2內。因此，各個的隔離器62D亦可為小型者，可將隔離器62D鄰接於主放大器62C設置。
    如圖1所示般，複數的微波導入機構63是被設於頂部11。如圖4所示般，微波導入機構63是具有：使阻抗整合的調諧器64、及將所被放大的微波放射至處理容器2內的天線部65、及由金屬材料所構成，延伸於圖4的上下方向之具有圓筒狀的形狀的本體容器66、及在本體容器66內延伸於與本體容器66所延伸的方向相同的方向之內側導體67。本體容器66及內側導體67是構成同軸管。本體容器66是構成此同軸管的外側導體。內側導體67是具有棒狀或筒狀的形狀。本體容器66的內周面與內側導體67的外周面之間的空間是形成微波傳送路68。
    雖未圖示，但實際天線模組61更具有設在本體容器66的基端側(上端側)的給電變換部。給電變換部是經由同軸電纜來連接至主放大器62C。隔離器62D是設在同軸電纜的途中。
    天線部65是被設在本體容器66之與給電變換部相反的側。如之後說明那樣，本體容器66之比天線部65更基端側的部分是成為調諧器64的阻抗調整範圍。
    如圖4及圖5所示般，天線部65是具有：被連接至內側導體67的下端部的平面天線71、及被配置在平面天線71的上面側的微波慢波材72、及被配置在平面天線71的下面側的微波透過板73。微波透過板73的下面是露出於處理容器2的內部空間。微波透過板73是經由本體容器66來嵌合於微波導入裝置5的導電性構件之頂部11的開口部。微波透過板73是對應於本發明的微波透過窗。
    平面天線71是具有圓板形狀。並且，平面天線71是具有形成貫通平面天線71的狹槽71a。在圖5及圖6所示的例子是設有4個狹槽71a，各狹槽71a是具有被均等地分割成4個的圓弧形狀。另外，狹槽71a的數量並非限於4個，亦可為5個以上，或1個以上3個以下。
    微波慢波材72是藉由具有比真空更大的介電常數之材料所形成。形成微波慢波材72的材料，例如可使用石英、陶瓷、聚四氟乙烯樹脂等的氟系樹脂、聚醯亞胺樹脂等。微波是在真空中其波長會變長。微波慢波材72是具有縮短微波的波長來調整電漿的機能。並且，微波的相位是依微波慢波材72的厚度而變化。因此，藉由依微波慢波材72的厚度來調整微波的相位，可將平面天線71調整成駐波的波腹的位置。藉此，可抑制平面天線71的反射波的同時，可擴大從平面天線71所放射的微波的放射能量。亦即，可將微波的功率予以效率佳地導入至處理容器2內。
    微波透過板73是藉由介電質材料所形成。形成微波透過板73的介電質材料是例如使用石英或陶瓷等。微波透過板73是形成可以TE模式來有效率地放射微波之類的形狀。就圖5所示的例子而言，微波透過板73是具有長方體形狀。另外，微波透過板73的形狀並非限於長方體形狀，例如亦可為圓柱形狀、五角形柱形狀、六角形柱形狀、八角形柱形狀。
    就上述那樣構成的微波導入機構63而言，在主放大器62C放大的微波是通過本體容器66的內周面與內側導體67的外周面之間(微波傳送路68)來到達平面天線71，從平面天線71的狹槽71a透過微波透過板73來放射至處理容器2的內部空間。
    調諧器64是構成芯塊調諧器。具體而言，如圖4所示，調諧器64是具有：配置於比本體容器66的天線部65更基端部側(上端部側)的部分之2個的芯塊74A，74B、及使2個的芯塊74A，74B動作之致動器75、及控制此致動器75的調諧器控制器76。
    芯塊74A，74B是板狀且具有環狀的形狀，被配置於本體容器66的內周面與內側導體67的外周面之間。並且，芯塊74A，74B是藉由介電質材料所形成。形成芯塊74A，74B的介電質材料，例如可使用比介電常數為10的高純度氧化鋁。高純度氧化鋁是比通常作為形成芯塊的材料使用的石英(比介電常數3.88)或鐵氟龍(註冊商標)(比介電常數2.03)更大比介電常數，因此可縮小芯塊74A，74B的厚度。並且，高純度氧化鋁相較於石英或鐵氟龍(註冊商標)，誘電正接(tanδ)小，具有可縮小微波的損失之特徵。高純度氧化鋁更具有變形小的特徵、及耐熱的特徵。高純度氧化鋁是純度99.9%以上的氧化鋁燒結體為理想。而且，高純度氧化鋁亦可使用單結晶氧化鋁(藍寶石)。
    調諧器64是根據來自調諧器控制器76的指令，藉由致動器75來使芯塊74A，74B移動於上下方向。藉此，調諧器64調整阻抗。例如，調諧器控制器76是以終端部的阻抗能夠形成50Ω的方式調整芯塊74A，74B的位置。
    就本實施形態而言，主放大器62C、調諧器64及平面天線71是彼此近接配置。尤其調諧器64及平面天線71是構成集中定數電路，且具有作為共振器的機能。在平面天線71的安裝部分是存在阻抗不整合。本實施形態可藉由調諧器64含電漿高精度微調，可解除平面天線71之反射的影響。並且，可藉由調諧器64來高精度解除至平面天線71為止的阻抗不整合，可實質地將不整合部分設為電漿空間。藉此，可藉由調諧器64來控制高精度的電漿。
    其次，參照圖7及圖8來說明有關微波透過板73的配置。圖7是圖1所示的處理容器2的頂部11的底面圖。圖8是表示本實施形態的複數個微波透過板73的配置的說明圖。另外，圖7是省略本體容器66的圖示。並且，在以下的說明中，微波透過板73是具有圓柱形狀者。
    微波導入裝置5是含複數的微波透過板73。如前述般，微波透過板73是對應於本發明的微波透過窗。複數的微波透過板73是在嵌合於微波導入裝置5的導電性構件之頂部11的複數個開口部的狀態下，配置於與載置台21的載置面21a平行的1個假想的平面上。並且，複數的微波透過板73是包括在上述假想的平面中，其中心點間的距離彼此相等或幾乎相等的3個微波透過板73。另外，所謂中心點間的距離幾乎相等是由微波透過板73的形狀精度或天線模組61(微波導入機構63)的組裝精度等的觀點來看，意指微波透過板73的位置亦可稍微偏離所望的位置。
    就本實施形態而言，複數的微波透過板73是由被配置成六方最密配置的7個微波透過板73所構成者。具體而言，複數的微波透過板73是由：被配置成其中心點分別與正六角形的頂點一致或幾乎一致的6個微波透過板73A~73F、及被配置成其中心點與正六角形的中心一致或幾乎一致的1個微波透過板73G所構成者。在圖8中，符號PA~PG是分別表示微波透過板73A~73G的中心點。另外，所謂與頂點或中心點幾乎一致是由微波透過板73的形狀精度或天線模組61(微波導入機構63)的組裝精度等的觀點來看，意指微波透過板73的中心點亦可稍微偏離上述的頂點或中心。
    如圖7所示，微波透過板73G是被配置於頂部11的中央部分。6個微波透過板73A~73F是以能夠包圍微波透過板73G的方式，配置於比頂部11的中央部分更外側。因此，微波透過板73G是對應於本發明的中心微波透過窗，微波透過板73A~73F是對應於本發明的外側微波透過窗。另外，在本實施形態中，所謂「頂部11的中央部分」是意指「頂部11的平面形狀的中央部分」。
    微波透過板73A~73G是一邊符合以下的第1及第2條件，一邊被配置。第1條件是藉由連結微波透過板73A~73G的中心點PA~PG之中彼此鄰接的3個中心點來平面狀地形成6個的正三角形者。第2條件是藉由該等6個的正三角形來形成假想的正六角形者。如圖8所示，若將微波透過板73A~73F的中心點PA~PF連結成包圍微波透過板73G，則會形成上述假想的正六角形。
    另外，在圖8中，符號W是表示將晶圓W的平面形狀投影於配置有複數個微波透過板73的假想平面而形成的圖形(以下簡稱為晶圓W的平面形狀)。在圖8所示的例子，晶圓W的平面形狀是圓形。在本實施形態中，成為微波透過板73A~73F的中心點PA~PF的基準之正六角形的外緣是包含晶圓W的平面形狀。微波透過板73G的中心點PG是與晶圓W的平面形狀(圓)的中心點一致或幾乎一致。微波透過板73A~73F的中心點PA~PF是在相對於晶圓W的平面形狀之同心圓的圓周上，以均等或大致均等的間隔來配置。
    就本實施形態而言，在全部的微波透過板73中，彼此鄰接的任意的3個微波透過板73的中心點間的距離是彼此相等或幾乎相等。以下，針對於此，舉例說明微波透過板73A，73B，73G。如圖8所示，微波透過板73A，73B的中心點PA，PB是與正六角形的鄰接的2個頂點一致。並且，微波透過板73G的中心點PG是與正六角形的中心點一致。如圖8所示，連結中心點PA，PB，PG的圖形是形成正三角形。因此，中心點PA，PB，PG間的距離是彼此形成相等。
    有關上述微波透過板73A，73B，73G的說明是針對彼此鄰接的3個微波透過板73的組合的哪個皆適用。因此，就本實施形態而言，在全部的微波透過板73中，彼此鄰接的任意的3個微波透過板73的中心點間的距離是彼此相等或幾乎相等。另外，在本發明中，鄰接的2個微波透過板73是符合：在連結該等2個微波透過板73的中心點間的第1線部分上未配置其他微波透過板73的條件、及第1線部分會連結其他2個微波透過板73的中心點間，未與比第1線部分更短的第2線部分交叉的條件。
    在此，說明有關本發明的第1~第3微波透過窗。在有關上述微波透過板73A，73B，73G的說明中，例如微波透過板73G是對應於本發明的第1微波透過窗，微波透過板73A，73B是對應於與第1微波透過窗鄰接的第2及第3微波透過窗。由上述的說明可明確，微波透過板73G的中心點PG與微波透過板73A的中心點PA的距離(微波透過板73G，73A的中心點PG，PA間距離)、及微波透過板73G的中心點PG與微波透過板73B的中心點PB的距離(微波透過板73G，73B的中心點PG，PB間距離)是彼此相等或幾乎相等。
    另外，當微波透過板73G對應於本發明的第1微波透過窗時，並非限於微波透過板73A，73B，微波透過板73A~73F之中的任意的2個微波透過板可對應於本發明的第2及第3微波透過窗。並且，微波透過板73A亦可對應於本發明的第1微波透過窗。此情況，微波透過板73B，73F，73G之中的任意的2個微波透過板會對應於本發明的第2及第3微波透過窗。同樣，微波透過板73B~73F之中的任一個微波透過板亦可對應於本發明的第1微波透過窗。
    當對應於第1~第3微波透過窗的微波透過板73的組合為(73A，73B，73G)、(73B，73C，73G)、(73C，73D，73G)、(73D，73E，73G)、(73E，73F，73G)、(73F，73A，73G)的其中任一個時，微波透過板73G對應於本發明的第1微波透過窗時，第1~第3微波透過窗是彼此鄰接。此情況，第1及第2微波透過窗的中心點間距離、第1及第3微波透過窗的中心點間距離、及第2及第3微波透過窗的中心點間距離是彼此相等或幾乎相等。在有關上述微波透過板73A，73B，73G的說明中，微波透過板73G，73A的中心點PG，PA間距離、微波透過板73G，73B的中心點PG，PB間距離、及微波透過板73A，73B的中心點PA，PB間距離是彼此相等或幾乎相等。
    如圖4所示，微波導入機構63是形成含微波透過板73的一體構造。就本實施形態而言，複數的微波導入機構63是由7個微波導入機構63所構成者。各微波導入機構63是對應於配置有圖7及圖8所示的微波透過板73的位置來配置。並且，如圖7所示，氣體導入部15的複數個噴嘴16是在微波透過板73A~73F與微波透過板73G之間，配置成包圍微波透過板73G的周圍。
    其次，說明有關鄰接的任意2個微波透過板73的中心點間的距離的理想範圍。首先，參照圖8~圖10來說明有關載置台21的載置面21a的任意測定點的電漿密度。圖9是模式性地表示電漿源與測定點的關係的說明圖。圖10是模式性地表示電漿的密度分布的說明圖。另外，所謂電漿源是對應於本實施形態的微波透過板73者。在圖9中，符號201，202，203是表示任意的3個電漿源。又，符號204是表示載置面21a上的測定點。又，附上符號201a，202a，203a的箭號是分別模式性地表示從電漿源201，202，203往測定點204的電漿者。在圖10中，附上符號200的曲線是表示藉由任意的電漿源所產生的電漿的密度分布。又，記號FWHM(full width at half maximum)是表示此電漿的密度分布的全寬半高。
    在此，如以下般定義x方向、y方向、z方向。x方向及y方向是與圖1所示的載置台21的載置面21a平行的方向，彼此正交的2個方向。z方向是與載置面21a垂直的方向，離開載置面21a的方向。就載置面21a而言是設為z=0者。在圖9是圖示如此被定義的x，y，z的各方向。
    複數的電漿源是被配置於與載置面21a平行的1個假想的平面(與配置有複數的微波透過板73的假想的平面相同)。在此，以Z來表示此假想的平面與載置面21a之間的距離。並且，以(xn，yn，Z)來表示任意的電漿源的座標，以(X，Y，0)來表示測定點204的座標。根據測定點204的任意的1個電漿源之電漿密度Ne(n)是以下記的式(1)來表示。
    Ne(n)(X，Y)=an．exp[-{(X-xn)2+(Y-yn)2}/2σ2]/2πσ2………(1)
    另外，式(1)是經驗取得的近似式。σ2是以下記的式(2)來表示。
    σ2=FWHM2/(8．ln2)………(2)
    另外，an及σ2是有關電漿強度的係數，依存於投入電漿源的功率、及從配置有電漿源的假想平面到載置面21a的距離(Z)。
    如圖9所示，根據複數的電漿源之電漿會到達測定點204。測定點204之根據所有電漿源的電漿密度Ne(total)可以根據藉由式(1)所示的1個電漿源之電漿密度Ne(n)的和來表示。當根據Np個的電漿源之電漿到達測定點204時，電漿密度Ne(total)是以下記的式(3)來表示。
    Ne(total)=Σ(n=1~Np)Ne(n)………(3)
    其次，說明有關針對鄰接的任意的2個微波透過板73的中心點間的距離的理想範圍所求得的第1模擬的結果。就第1模擬而言，如圖8所示，平面形狀為圓形，利用上述的式(1)~(3)來計算直徑Dw為1的晶圓W上的電漿密度。並且，電漿源、亦即微波透過板73的配置是設為圖8所示的配置。另外，在圖8中，記號Lp是表示鄰接的任意的2個微波透過板73的中心點間的距離。並且，根據複數的微波透過板73之複數的微波電漿的密度分布是全部相同。另外，實際在使處理容器2內的微波電漿的密度分布均一化時是例如進行只使根據微波透過板73G(中心微波透過窗)的微波電漿的密度分布變化，而使處理容器2內的電漿的密度分布最適化。
    第1模擬是使Lp及FWHM皆變化於0.1~2.0的範圍內，而求取晶圓W上的微波電漿的密度分布，根據此密度分布來求取微波電漿的密度分布的均一性。表示微波電漿的密度分布的均一性的指標是使用以百分率表示用晶圓W上的電漿密度的平均值除以晶圓W上的電漿密度的最大值與最小值的差的1/2之值者。
    在圖11顯示第1模擬的結果。在圖11中，橫軸是表示Lp，縱軸是表示FWHM。在圖11是記載表示上述微波電漿的密度分布的均一性的指標的值，且連結此值相等的點來描繪曲線。由圖11可知，隨著Lp與FWHM皆變大，微波電漿的密度分布的均一性會提升。
    另外，表示上述微波電漿的密度分布的均一性的指標的值是例如10%以下為理想。為了實現此，Lp及FWHM是例如符合下記的式(4)為理想。
    0.37×Lp+0.26≦FWHM≦3.80×Lp-1.04………(4)
    另外，在圖11中，符號205是表示以FWHM=0.37×Lp+0.26所示的直線，符號206是表示以FWHM=3.80×Lp-1.04所示的直線。由第1模擬的結果所理解般，當複數的微波透過板73被配置成圖8所示般時，鄰接的任意2個微波透過板73的中心點間的距離Lp是符合上述的式(4)為理想。
    其次，說明有關電漿處理裝置1的電漿處理之一例。在此是舉使用含有氮的氣體作為處理氣體，對晶圓W的表面實施電漿氮化處理時為例，說明有關電漿處理的程序。首先，例如由使用者介面82，以能夠在電漿處理裝置1中進行電漿氮化處理的方式，對製程控制器81輸入指令。其次，製程控制器81會接受此指令，讀出被保存於記憶部83或電腦可讀取的記憶媒體之處方。其次，以能夠依照根據處方的條件來實行電漿氮化處理的方式，從製程控制器81送出控制訊號至電漿處理裝置1的各終端裝置(例如高頻偏壓電源25、氣體供給裝置3a、排氣裝置4、微波導入裝置5等)。
    其次，閘閥G形成開狀態，晶圓W會藉由搬送裝置(未圖示)通過閘閥G及搬出入口12a來搬入至處理容器2內。晶圓W是被載置於載置台21的載置面21a。其次，閘閥G形成閉狀態，處理容器2內會藉由排氣裝置4來減壓排氣。其次，預定的流量的稀有氣體及含氮氣體會藉由氣體供給機構3經由氣體導入部15來導入至處理容器2內。處理容器2的內部空間是藉由調整排氣量及氣體供給量來調整成預定的壓力。
    其次，在微波輸出部50中，使產生導入至處理容器2內的微波。從微波輸出部50的分配器54輸出的複數個微波是被輸入至天線單元60的複數個天線模組61，藉由各天線模組61來導入至處理容器2內。就各天線模組61而言，微波是傳播於放大器部62及微波導入機構63。到達微波導入機構63的天線部65的微波是從平面天線71的狹槽71a透過微波透過板73來放射至處理容器2內的晶圓W的上方的空間。如此，微波會分別從各天線模組61導入至處理容器2內。
    如上述般從複數的部位導入至處理容器2內的微波是分別在處理容器2內形成電磁場。藉此，使被導入至處理容器2內的不活性氣體或含氮氣體等的處理氣體電漿化。而且，藉由電漿中的活性種，例如自由基或離子的作用來使晶圓W的矽表面氮化而形成矽氮化膜SiN的薄膜。
    一旦從製程控制器81送出使電漿處理終了於電漿處理裝置1的各終端裝置的控制訊號，則會停止微波的產生，且停止稀有氣體及含氮氣體的供給，結束對晶圓W的電漿處理。其次，閘閥G形成開狀態，藉由搬送裝置(未圖示)來搬出晶圓W。
    另外，可藉由使用含氧氣體取代含氮氣體來對晶圓W實施氧化處理。並且，可藉由使用成膜原料氣體，利用電漿CVD法來對晶圓W實施成膜處理。
    其次，說明有關本實施形態的電漿處理裝置1的效果。在本實施形態中，對應於本發明的第1微波透過窗的微波透過板73的中心點與對應於第2微波透過窗的微波透過板73的中心點的距離(第1及第2微波透過窗的中心點間距離)、及對應於本發明的第1微波透過窗的微波透過板73的中心點與對應於第3微波透過窗的微波透過板73的中心點的距離(第1及第3微波透過窗的中心點間距離)是被設定成彼此相等或幾乎相等。晶圓W上的任意的點的電漿密度是如參照式(1)~(3)來說明那樣，以根據複數的微波透過板73之複數的電漿密度的和來表示。
    可是，若配置成鄰接的複數個微波透過板的中心點間距離不同，則會產生以下那樣的問題。在此，思索有關某1個微波透過板(以下稱為第4微波透過板)離開其他2個微波透過板(以下稱為第5及第6微波透過板)而配置的情況。根據第4~第6微波透過板之微波電漿的密度分布是形成合成根據各微波透過板之微波電漿的密度分布的分布。因此，當根據各微波透過板之微波電漿的密度分布全部相同時，在第4微波透過板的附近是電漿密度會變小，在第4及第5微波透過板的附近是電漿密度會變大。並且，當如此在電漿密度有偏倚時，例如為了調整根據第4微波透過板之微波電漿的密度分布，可考慮更換含第4微波透過板的天線模組的平面天線，但如此的平面天線的更換是形成需要費工費時的龐大作業。或，為了調整根據第4微波透過板之微波電漿的密度分布，雖亦可考慮例如藉由改變微波的功率等來微調整，但在可使微波的功率變化的範圍之微波電漿的密度分布的變化幅度(界限)小，其效果有限。
    對此，在本實施形態中，由於第1及第2微波透過窗的中心點間距離與第1及第3微波透過窗的中心點間距離是被設定成彼此相等或幾乎相等，因此容易使微波電漿的密度分布均一化。例如，藉由使含微波透過板73的複數個天線模組61的構成全部形成相同，在使分別根據3個微波透過板73的3個微波電漿的密度分布全部形成相同時，至少對應於第2微波透過窗的微波透過板73的附近之微波電漿的密度分布與對應於第3微波透過窗的微波透過板73的附近之微波電漿的密度分布是形成相等。如此，若根據本實施形態，則可用簡單的構成來使波電漿的密度分布均一化。
    並且，在本實施形態中，容易藉由使第1及第2微波透過窗的中心點間距離、第1及第3微波透過窗的中心點間距離、第2及第3微波透過窗的中心點間距離彼此相等來令微波電漿的密度分布均一化。此情況，因為對應於第1~第3微波透過窗的3個微波透過板73的中心點間的距離彼此相等或幾乎相等，所以可使分別根據3個微波透過板73的3個微波電漿的密度分布全部形成相同。此情況，在3個微波透過板73的各個附近的電漿密度不會產生偏倚。如此，在本實施形態不需要因為電漿密度產生偏倚而藉由上述那樣平面天線的更換等來調整微波電漿的密度分布。因此，若根據本實施形態，則可用簡單的構成來使微波電漿的密度分布均一化。
    並且，在本實施形態中，微波透過板73G是被配置於頂部11的中央部分，6個微波透過板73A~73F是以能夠包圍微波透過板73G的方式，配置於比頂部11的中央部分更外側。藉此，若根據本實施形態，則可在寬廣的區域使微波電漿的密度分布均一化。
    並且，在本實施形態中，複數的天線模組61的構成是全部相同。藉此，若根據本實施形態，則在各天線模組61中可使用同樣的電漿產生條件，微波電漿的密度分布的調整形成容易。
    另外，對應於正六角形的內側之區域的下方的電漿密度是形成比對應於正六角形的外側之區域的下方的電漿密度更大。就本實施形態而言，如參照圖8說明那樣，成為微波透過板73A~73F的中心點的基準之正六角形的外緣是包含晶圓W的平面形狀。藉此，若根據本實施形態，則可在電漿密度大的區域配置晶圓W。
    為了使微波電漿的密度分布均一化，亦可考量儘可能設置多數的微波透過板。以下，將具有如此構成的電漿處理裝置稱為第1比較例的電漿處理裝置。第1比較例的電漿處理裝置的其他構成是與本實施形態的電漿處理裝置1相同。就如此構成的第1比較例的電漿處理裝置而言，因為含微波透過板的天線模組61的數量也變多，所以初期成本及維修成本會變高。並且，隨著天線模組61的數量變多，作業性也惡化。
    又，就第1比較例的電漿處理裝置而言，因為微波透過板密集，所以處理容器2的頂部11之微波透過板的間隔窄，無法自由地配置氣體導入部15的複數個噴嘴16。又，隨著配置由介電質材料所構成的微波透過板，相對的，由金屬材料所構成的處理容器2的內側的表面積、特別是對應於本發明的導電性構件的頂部11的表面積會變少，根據高頻偏壓電源25的偏壓施加效率恐有降低之虞。又，微波透過板的設置面積變多，含頂部11的處理容器2會大型化。
    對於此，若根據本實施形態，則不用設置多數的微波透過板，可使微波電漿的密度分布均一化。因此，若根據本實施形態，則不會發生第1比較例的電漿處理裝置之上述的問題。 [第2實施形態]
    其次，參照圖12來說明有關本發明的第2實施形態的電漿處理裝置。圖12是表示本實施形態的複數個微波透過板的配置的說明圖。本實施形態的電漿處理裝置的構成，基本上是與第1實施形態的電漿處理裝置1相同。
    就本實施形態而言，微波導入裝置5是含複數的微波透過板273，而取代第1實施形態之複數的微波透過板73。複數的微波透過板273是被配置於與載置台21的載置面21a平行的1個假想的平面上。並且，複數的微波透過板273是包括在上述假想的平面中，其平面形狀的中心點間的距離彼此相等或幾乎相等的3個微波透過板273。就本實施形態而言，複數的微波透過板273是由配置成中心點會分別與正三角形的頂點一致或大略一致的3個微波透過板273A，273B，273C所構成者。在圖12中，符號PA，PB，PC是分別表示微波透過板273A，273B，273C的中心點。3個微波透過板273A，273B，273C的中心點PA，PB，PC間的距離Lp是彼此相等或幾乎相等。
    微波透過板273A，273B，273C是一邊符合藉由連結微波透過板273A，273B，273C的中心點PA，PB，PC來形成假想的正三角形之條件，一邊配置。如圖12所示般，藉由連結微波透過板273A，273B，273C的中心點PA，PB，PC來形成上述假想的正三角形。
    另外，在圖12所示的例子，晶圓W的平面形狀是圓形。就本實施形態而言，成為微波透過板273A~273C的中心點的基準之正三角形的外緣是包含晶圓W的平面形狀。微波透過板273A~273C的中心點PA~PC是在相對於晶圓W的平面形狀之同心圓的圓周上，以均等或大致均等的間隔來配置。
    其次，與第1模擬同樣，針對有關鄰接的任意2個微波透過板273的中心點間的距離、亦即3個微波透過板273A，273B，273C的中心點PA，PB，PC間的距離Lp的理想範圍所求得的第2模擬的結果來說明。就第2模擬而言，電漿源、亦即微波透過板273A，273B，273C的配置是設為圖12所示的配置。第2模擬的其他條件是與第1模擬相同。
    在圖13中顯示第2模擬的結果。在圖13中，橫軸是表示Lp，縱軸是表示FWHM。在圖13是與第1模擬同樣記載微波電漿的密度分布的均一性的指標的值，且連結此值相等的點來描繪曲線。由圖13可知，隨著Lp及FWHM皆變大，微波電漿的密度分布的均一性會提升。
    另外，與第1模擬同樣，表示上述微波電漿的密度分布的均一性的指標的值是例如10%以下為理想。為了實現此，Lp及FWHM是例如符合下記的式(5)、(6)為理想。
    FWHM≧0.47×Lp+0.56………(5)
    FWHM≧-19×Lp+21………(6)
    另外，在圖13中，符號207是表示以FWHM=0.47×Lp+0.56所示的直線，符號208是表示以FWHM=-19×Lp+21所示的直線。由第2模擬的結果所理解般，當3個微波透過板273A，273B，273C如圖12所示般配置時，3個微波透過板273A，273B，273C的中心點PA，PB，PC間的距離Lp是符合上述的式(5)、(6)為理想。
    本實施形態的其他構成、作用及效果是與第1實施形態同樣。
    可是，第1實施形態之微波透過板73的數量是7個，比第2實施形態之微波透過板273的數量(3個)更多。但，若根據第1實施形態之圖8所示的微波透過板73的配置，則相較於第2實施形態之圖12所示的微波透過板273的配置，可縮小頂部11的直徑。以下，詳細說明有關於此。
    在此是思索有關將複數的微波透過板373配置成其中心點與多角形的頂點一致的情況。圖14是將複數的微波透過板373的配置簡略化而顯示的說明圖。在圖14中，(a)是表示微波透過板373的數量為3~6時的配置。在圖14中，(e)是表示微波透過板373的數量為無限時的配置。(a)所示的微波透過板373是對應於第2實施形態的微波透過板273A~273C。(b)所示的微波透過板373是對應於第1實施形態的微波透過板73A~73F。
    在圖14中，以二點虛線所示的多角形的外緣是包含晶圓W的平面形狀，且連接於晶圓W的平面形狀的外緣。此情況，在圖14中以一點虛線所示的頂部11的最小的直徑是形成與全部通過微波透過板373的中心點的圓(多角形的外接圓)的直徑加上微波透過板373的直徑者相等。上述圓的半徑R是以下記的式(7)來表示。
    R=Dw/{2．cos(π/Np)}………(7)
    另外，在式(7)中，Dw是表示晶圓W的直徑，Np是表示微波透過板373的數量。可由上述的式(7)及微波透過板373的直徑來取得頂部11的最小的直徑。在圖15顯示微波透過板373的數量Np與上述圓的半徑R的關係。在圖15中，橫軸是表示微波透過板373的數量Np，縱軸是表示上述圓的半徑R。由圖15所理解般，隨著微波透過板373的數量Np變大，頂部的半徑會變小。由此結果所理解般，若根據微波透過板73的數量為7個的第1實施形態，則相較於微波透過板273的數量為3個的第2實施形態，可縮小頂部11的直徑。
    如此，若根據第1實施形態，則相較於第2實施形態，可縮小頂部11的直徑，使處理容器2小型化。另一方面，若根據第2實施形態，則相較於第1實施形態，可減少微波透過板273，而減少天線模組61的數量。將微波透過板的配置設為第1實施形態之圖8所示的配置、或設為第2實施形態之圖12所示的配置，可按照電漿處理裝置1的要求規格來適當設定。
    其次，說明有關上述各實施形態的其他效果。如前述般，上述各實施形態的電漿處理裝置1是從複數的部位導入微波至處理容器2內。在此，將從1個部位導入微波至處理容器內的電漿處理裝置稱為第2比較例的電漿處理裝置。以下，一邊與第2比較例的電漿處理裝置作比較，一邊說明有關上述各實施形態的效果。
    圖16是模式性地表示第2比較例的電漿處理裝置的構成的剖面圖。第2比較例的電漿處理裝置501是具備處理容器502、載置台521及支撐構件522。處理容器502、載置台521及支撐構件522的構成是與圖1所示的處理容器2、載置台21及支撐構件22的構成相同。
    電漿處理裝置501是取代圖1及圖3所示的微波導入裝置5，而具備微波導入裝置505。微波導入裝置505是被設於處理容器2的上部。微波導入裝置505可使用只含1個微波透過板573的既知構成的微波導入裝置。微波透過板573是例如具有圓板形狀。微波透過板573的平面形狀的直徑是比晶圓W的直徑更大，例如460mm。
    電漿處理裝置501更具備：具有板狀的形狀且具有複數的貫通孔之淋浴板510。淋浴板510是以能夠將處理容器502內的空間隔成上下的方式，配置於載置台521與微波導入裝置505之間。形成淋浴板510的材料，例如可使用石英。淋浴板510是按照電漿處理裝置501的電漿處理的內容來設置者。具體而言，例如淋浴板510是在電漿處理裝置501中進行使用低密度的電漿之電漿處理時設置。
    電漿處理裝置501的其他構成是與第1或第2實施形態的電漿處理裝置1相同。
    在電漿處理裝置501中，由於微波透過板573的數量為1個，所以需要將微波透過板573的平面形狀形成比晶圓W的平面形狀更大。一旦微波透過板573的面積變大，則為了使電漿安定地點燃及放電，所必要的微波的功率也會變大。例如，當微波透過板573具有圓板形狀，微波透過板573的平面形狀的直徑為460mm時，為了使電漿安定地點燃及放電，所必要的微波的功率的最小值為1000W。
    一旦如上述般微波的功率變大，則會生成比較高密度的電漿。在此，於電漿處理裝置501中使用低密度的電漿來進行電漿處理時，需要變更電漿處理裝置501的構成。例如，藉由使應上述的淋浴板510來隔開微波透過板573與晶圓W，可縮小晶圓W的附近的電漿密度。
    對此，在上述各實施形態是設有複數的微波透過板73或273，因此相較於電漿處理裝置501的微波透過板573，可縮小微波透過板73或273的面積。另外，當微波透過板73，273具有圓柱形狀時，微波透過板73，273的平面形狀的直徑是例如90~200mm的範圍內。其結果，若根據上述各實施形態，則相較於電漿處理裝置501，可縮小為了使電漿安定地點燃及放電所必要的微波的功率。藉此，若根據上述各實施形態，則不用變更電漿處理裝置1的構成，以單一的構成，在電漿處理裝置1中，除了使用高密度的電漿之電漿處理，亦可進行使用低密度的電漿之電漿處理。亦即，若根據上述各實施形態，則相較於比較例的電漿處理裝置501，由於電漿密度的控制的自由度大，所以可以單一的裝置構成來進行從低密度至高密度的電漿之處理。
    在此，說明有關顯示上述效果的實驗結果。就實驗而言，首先，在電漿處理裝置501中，進行在第1實施形態所說明的電漿氮化處理。在此是對載置於載置台521的晶圓W進行使用高密度的電漿之電漿氮化處理(以下稱為高密度電漿氮化處理)、及使用低密度的電漿之電漿氮化處理(以下稱為低密度電漿氮化處理)。
    電漿處理裝置501的高密度電漿氮化處理的條件是如以下般。將微波透過板573與晶圓W之間的間隔(間隙)設為79mm，將微波的功率設為1500W，且將處理容器502內的壓力設為20Pa。並且，電漿生成用的稀有氣體為使用1000sccm的Ar，氮化處理氣體為使用200sccm的N2。而且，將晶圓W的溫度設為500℃。另外，不設圖16所示的淋浴板510來進行電漿氮化處理。
    電漿處理裝置501的低密度電漿氮化處理的條件是如以下般。將微波透過板573與晶圓W之間的間隔(間隙)設為134mm，將微波的功率設為1500W，且將處理容器502內的壓力設為7Pa。並且，電漿生成用的稀有氣體為使用1000sccm的Ar，氮化處理氣體為使用40sccm的N2。而且，將晶圓W的溫度設為500℃。另外，設置圖16所示的淋浴板510來進行電漿氮化處理。
    就實驗而言，其次，上述各實施形態的電漿處理裝置1，如第1實施形態的電漿處理裝置1那樣，使用含7個微波透過板73的電漿處理裝置(以下稱為實施例的電漿處理裝置)來對載置於載置台21的晶圓W進行高密度電漿氮化處理及低密度電漿氮化處理。就實驗而言，是將微波透過板73與晶圓W之間的間隔(間隙)固定於85mm。並且，在處理容器2內未設淋浴板。
    在實施例的電漿處理裝置的高密度電漿氮化處理是將從1個微波透過板73導入的微波的功率設為400W。實施例的電漿處理裝置的高密度電漿氮化處理的其他條件是除了微波透過板73與晶圓W之間的間隔(間隙)以外，與電漿處理裝置501的高密度電漿氮化處理的條件相同。
    在實施例的電漿處理裝置的低密度電漿氮化處理是將從1個微波透過板73導入的微波的功率設為50W。實施例的電漿處理裝置的低密度電漿氮化處理的其他條件是除了微波透過板73與晶圓W之間的間隔(間隙)、及淋浴板的有無以外，與電漿處理裝置501的低密度電漿氮化處理的條件相同。
    圖17是表示高密度電漿氮化處理的氮化膜厚與低密度電漿氮化處理的氮化膜厚的特性圖。在圖17中，橫軸是表示氮化時間，縱軸是表示氮化膜厚。由圖17可知，實施例的電漿處理裝置是在高密度電漿氮化處理及低密度電漿氮化處理的哪個，皆是氮化時間與氮化膜厚的關係形成與第2比較例的電漿處理裝置501的結果大致相同。由此結果所理解般，在第2比較例的電漿處理裝置501中，為了進行使用高密度的電漿之電漿處理及使用低密度的電漿之電漿處理的雙方，需要變更電漿處理裝置501的構成。對此，若根據上述各實施形態，則可不用變更電漿處理裝置1的構成，以單一的構成來進行使用高密度的電漿之電漿處理及使用低密度的電漿之電漿處理的雙方。
    又，若根據上述各實施形態，則相較於電漿處理裝置501，可對晶圓W進行均一的電漿處理。圖18是表示圖17所示的電漿氮化處理的氮化膜厚的均一性的特性圖。在圖18中，橫軸是表示氮化膜厚，縱軸是表示均一性的指標之R/2avg。另外，R/2avg是以百分率表示用氮化膜厚的平均值除以氮化膜厚的最大值與最小值的差的1/2之值。由圖18可知，在實施例的電漿處理裝置，相較於電漿處理裝置501，高密度電漿氮化處理之R/2avg的值會變小。此結果，相較於電漿處理裝置501，在實施例的電漿處理裝置是顯示在晶圓W的面內形成均一膜厚的氮化膜。其理由，可想像如以下般。
    在電漿處理裝置501，因為微波透過板573的面積大，所以電漿的密度分布難形成均一。相對的，在實施例的電漿處理裝置，各個微波透過窗73的面積要比微波透過板573來得小。因此，相較於電漿處理裝置501之電漿的密度分布，在實施例的電漿處理裝置，藉由從各個微波透過窗73導入的微波所生成的電漿的密度分布是形成均一。而且，在實施例的電漿處理裝置，如在第1實施形態所說明那樣，是以晶圓W的附近之電漿的密度分布能夠形成均一的方式，配置複數的微波透過窗73。藉此，在實施例的電漿處理裝置，相較於電漿處理裝置501，晶圓W的附近之電漿的密度分布會形成均一。其結果，在實施例的電漿處理裝置，相較於電漿處理裝置501，可形成均一的氮化膜。
    另外，若根據上述各實施形態，則不僅如上述般改變氮化膜厚，亦可改變被氮化膜的氮濃度。
    並且，若根據上述各實施形態，則可在1個電漿處理裝置1中，不從處理容器2內搬出晶圓W，一邊改變電漿的密度，一邊連續進行電漿處理。例如，可為以下的(1)~(4)那樣的處理。
    (1)可利用高密度的電漿在晶圓W形成膜厚大的氧化膜，利用低密度的電漿來進行使氧化膜的上面稍微氮化的處理。
    (2)在蝕刻層疊膜時，可一邊按照被蝕刻膜的種類來改變電漿的密度，一邊進行蝕刻處理。此情況，可不使電漿的生成中斷地使電漿的密度連續地變化，該情況亦可抑制電漿的模式跳變的發生。
    (3)藉由電漿氮化處理來將蝕刻遮罩改質時，可一邊改變電漿的密度，一邊進行改質處理。藉此，可使蝕刻處理的蝕刻遮罩與被蝕刻膜的選擇比提升。
    (4)利用高密度的電漿來進行蝕刻處理之後，除去蝕刻遮罩，因此可利用低密度的氧電漿來進行灰化處理。
    又，若根據上述各實施形態，則因為不需要像電漿處理裝置501那樣設置淋浴板510，所以可防止電漿中的活性種的輸送效率降低。藉此，若根據上述各實施形態，則例如可防止在成膜處理中膜質劣化。
    又，若根據上述各實施形態，則因為不需要設置淋浴板510，所以相較於電漿處理裝置501，可縮小間隙，因此可使處理容器2小型化。因此，若根據上述各實施形態，則可進行處理容器2的內部空間的容積或間隙大時難的處理，例如根據PE-ALD法的成膜處理。
    又，若根據上述各實施形態，則因為不需要設置成為使電漿中的離子失活的原因之淋浴板510，所以相較於電漿處理裝置501，可提高電漿的離子性。此特長，尤其是在對載置台21施加高頻偏壓的製程中有效。藉此，若根據上述各實施形態，則例如在使用氧電漿的改質處理等中，可提高根據離子性強的電漿之改質效果。
    另外，本發明並非限於上述各實施形態，亦可實施各種的變更。例如，本發明的電漿處理裝置或微波導入裝置是除了電漿氮化處理裝置以外，例如可適用於電漿氧化處理裝置或電漿CVD處理裝置、電漿蝕刻處理裝置、電漿灰化處理裝置等。而且，本發明的電漿處理裝置或微波導入裝置並非限於以半導體晶圓作為被處理體時，例如亦可適用於以太陽電池面板的基板或平板顯示器用基板作為被處理體的電漿處理裝置。
    又，上述各實施形態是使用微波電漿處理裝置，但亦可使用例如ICP電漿方式、ECR電漿方式、表面波電漿方式、磁控管電漿方式等其他方式的電漿處理裝置。又，並非限於真空處理，亦可利用大氣壓電漿。
    1‧‧‧電漿處理裝置
    2‧‧‧處理容器
    3‧‧‧氣體供給機構
    4‧‧‧排氣裝置
    5‧‧‧微波導入裝置
    8‧‧‧控制部
    14‧‧‧排氣管
    15‧‧‧氣體導入部
    16‧‧‧噴嘴
    21‧‧‧載置台
    21a‧‧‧載置面
    24‧‧‧整合器
    25‧‧‧高頻偏壓電源
    50‧‧‧微波輸出部
    51‧‧‧電源部
    52‧‧‧微波振盪器
    53‧‧‧放大器
    54‧‧‧分配器
    60‧‧‧天線單元
    61‧‧‧天線模組
    62‧‧‧放大器部
    63‧‧‧微波導入機構
    64‧‧‧調諧器
    65‧‧‧天線部
    66‧‧‧本體容器
    67‧‧‧內側導體
    71‧‧‧平面天線
    71a‧‧‧狹槽
    72‧‧‧微波慢波材
    73‧‧‧微波透過板
    81‧‧‧製程控制器
    82‧‧‧使用者介面
    83‧‧‧記憶部
    W‧‧‧半導體晶圓
    圖1是表示本發明的第1實施形態的電漿處理裝置的概略構成的剖面圖。
    圖2是表示圖1所示的控制部的構成的說明圖。
    圖3是表示圖1所示的微波導入裝置的構成的說明圖。
    圖4是表示圖3所示的微波導入機構的剖面圖。
    圖5是表示圖4所示的微波導入機構的天線部的立體圖。
    圖6是表示圖4所示的微波導入機構的平面天線的平面圖。
    圖7是圖1所示的處理容器的頂部的底面圖。
    圖8是表示本發明的第1實施形態的複數個微波透過板的配置的說明圖。
    圖9是模式性地表示電漿源與測定點的關係的說明圖。
    圖10是模式性地表示電漿的密度分布的說明圖。
    圖11是表示藉由第1模擬所求取的微波電漿的密度分布的均一性的特性圖。
    圖12是表示本發明的第2實施形態的複數個微波透過板的配置的說明圖。
    圖13是表示藉由第2模擬所求取的微波電漿的密度分布的均一性的特性圖。
    圖14是表示複數的微波透過板的配置與處理容器的頂部的直徑的關係的說明圖。
    圖15是表示微波透過板的數量與全部通過微波透過板的中心點的圓的半徑的關係的特性圖。
    圖16是模式性地表示第2比較例的電漿處理裝置的構成的剖面圖。
    圖17是表示高密度電漿氮化處理的氮化膜厚與低密度電漿氮化處理的氮化膜厚的特性圖。
    圖18是表示圖17所示的電漿氮化處理的氮化膜厚的均一性的特性圖。
    73,73A~73G‧‧‧微波透過板
    W‧‧‧半導體晶圓
    PA~PF‧‧‧中心點
    权利要求:
    Claims (16)
    [1] 一種電漿處理裝置，其特徵係具備：處理容器，其係收容被處理體；載置台，其係配置於前述處理容器的內部，具有載置前述被處理體的載置面；氣體供給機構，其係對前述處理容器內供給處理氣體；及微波導入裝置，其係使微波產生，且將前述微波導入至前述處理容器內，該微波係用以使前述處理氣體的電漿生成於前述處理容器內，前述微波導入裝置係包括：導電性構件，其係配置於前述處理容器的上部，具有複數的開口部；及複數的微波透過窗，其係嵌合於前述複數的開口部，使微波透過而導入至前述處理容器內，前述複數的微波透過窗係在嵌合於前述複數的開口部的狀態下，配置於與前述載置面平行的1個假想的平面上，包括第1微波透過窗、及與前述第1微波透過窗鄰接的第2及第3微波透過窗，前述第1~第3微波透過窗係設定成前述第1微波透過窗的中心點與前述第2微波透過窗的中心點的距離、及前述第1微波透過窗的中心點與前述第3微波透過窗的中心點的距離為彼此相等或幾乎相等而配置。
    [2] 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，前述複數的微波透過窗係具有：配置於前述導電性構件的中央部分的1個中心微波透過窗、及以能夠包圍前述中心微波透過窗的方式，配置於比前述中央部分更外側的至少6個外側微波透過窗，前述6個外側微波透過窗及前述中心微波透過窗係配置成藉由連結前述6個外側微波透過窗的中心點與前述中心微波透過窗的中心點之中彼此鄰接的3個中心點來平面狀地形成6個的正三角形，藉由該等6個的正三角形來形成假想的正六角形。
    [3] 如申請專利範圍第2項之電漿處理裝置，其中，前述被處理體的平面形狀為圓形，根據從前述複數的微波透過窗導入至前述處理容器內的各個微波所生成的複數的微波電漿的密度分布係全部相同，將前述被處理體的平面形狀的直徑設為1，且以Lp來表示鄰接的任意的2個微波透過窗的中心點間的距離時，0.37×Lp+0.26的值為前述複數的微波電漿的密度分布的全寬半高以上，且3.80×Lp-1.04的值為前述複數的微波電漿的密度分布的全寬半高以下。
    [4] 如申請專利範圍第2或3項之電漿處理裝置，其中，前述假想的正六角形的外緣係涵括將前述被處理體的平面形狀投影於前述假想的平面而形成的圖形。
    [5] 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，前述第1~第3微波透過窗係配置成藉由互相連結前述第1~第3微波透過窗的中心點來平面狀地形成假想的正三角形。
    [6] 如申請專利範圍第5項之電漿處理裝置，其中，前述被處理體的平面形狀為圓形，根據從前述複數的微波透過窗導入至前述處理容器內的各個微波所生成的複數的微波電漿的密度分布係全部相同，將前述被處理體的平面形狀的直徑設為1，且以Lp來表示鄰接的任意的2個微波透過窗的中心點間的距離時，0.47×Lp+0.56的值為前述複數的微波電漿的密度分布的全寬半高以上，且-19×Lp+21的值為前述複數的微波電漿的密度分布的全寬半高以上。
    [7] 如申請專利範圍第5或6項之電漿處理裝置，其中，前述假想的正三角形的外緣係涵括將前述被處理體的平面形狀投影於前述假想的平面而形成的圖形。
    [8] 如申請專利範圍第1~7項中的任一項所記載之電漿處理裝置，其中，前述微波導入裝置係具有：微波輸出部，其係生成微波，且將微波分配成複數的路徑而輸出；及複數的微波導入模組，其係分別含1個微波透過窗，將從前述微波輸出部輸出的微波導入至前述處理容器內，前述複數的微波導入模組的構成係全部相同。
    [9] 一種微波導入裝置，係使微波產生，且將前述微波導入至前述處理容器內，該微波係用以使處理氣體的電漿生成於收容被處理體的處理容器內，其特徵係包括：導電性構件，其係配置於前述處理容器的上部，具有複數的開口部；及複數的微波透過窗，其係嵌合於前述複數的開口部，使微波透過而導入至前述處理容器內，前述複數的微波透過窗係在嵌合於前述複數的開口部的狀態下，配置於1個假想的平面上，包括第1微波透過窗、及與前述第1微波透過窗鄰接的第2及第3微波透過窗，前述第1~第3微波透過窗係設定成前述第1微波透過窗的中心點與前述第2微波透過窗的中心點的距離、及前述第1微波透過窗的中心點與前述第3微波透過窗的中心點的距離為彼此相等或幾乎相等而配置。
    [10] 如申請專利範圍第9項之微波導入裝置，其中，前述複數的微波透過窗係具有：配置於前述導電性構件的中央部分的1個中心微波透過窗、及以能夠包圍前述中心微波透過窗的方式，配置於比前述中央部分更外側的至少6個外側微波透過窗，前述6個外側微波透過窗及前述中心微波透過窗係配置成藉由互相連結前述6個外側微波透過窗的中心點與前述中心微波透過窗的中心點來平面狀地形成6個的正三角形，藉由該等6個的正三角形來形成假想的正六角形。
    [11] 如申請專利範圍第10項之微波導入裝置，其中，前述被處理體的平面形狀為圓形，根據從前述複數的微波透過窗導入至前述處理容器內的各個微波所生成的複數的微波電漿的密度分布係全部相同，將前述被處理體的平面形狀的直徑設為1，且以Lp來表示鄰接的任意的2個微波透過窗的中心點間的距離時，0.37×Lp+0.26的值為前述複數的微波電漿的密度分布的全寬半高以上，且3.80×Lp-1.04的值為前述複數的微波電漿的密度分布的全寬半高以下。
    [12] 如申請專利範圍第10或11項之微波導入裝置，其中，前述假想的正六角形的外緣係涵括將前述被處理體的平面形狀投影於前述假想的平面而形成的圖形。
    [13] 如申請專利範圍第9項之微波導入裝置，其中，前述第1~第3微波透過窗係配置成藉由互相連結前述第1~第3微波透過窗的中心點來平面狀地形成假想的正三角形。
    [14] 如申請專利範圍第13項之微波導入裝置，其中，前述被處理體的平面形狀為圓形，根據從前述複數的微波透過窗導入至前述處理容器內的各個微波所生成的複數的微波電漿的密度分布係全部相同，將前述被處理體的平面形狀的直徑設為1，且以Lp來表示鄰接的任意的2個微波透過窗的中心點間的距離時，0.47×Lp+0.56的值為前述複數的微波電漿的密度分布的全寬半高以上，且-19×Lp+21的值為前述複數的微波電漿的密度分布的全寬半高以上。
    [15] 如申請專利範圍第13或14項之微波導入裝置，其中，前述假想的正三角形的外緣係涵括將前述被處理體的平面形狀投影於前述假想的平面而形成的圖形。
    [16] 如申請專利範圍第9~15項中的任一項所記載之微波導入裝置，其中，具有：微波輸出部，其係生成微波，且將微波分配成複數的路徑而輸出；及複數的微波導入模組，其係分別含1個微波透過窗，將從前述微波輸出部輸出的微波導入至前述處理容器內，前述複數的微波導入模組的構成係全部相同。
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    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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