等离子处理装置的制作方法

专利名称：等离子处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于使用等离子体对半导体晶圆等被处理体实施成膜处理、蚀 刻处理等的等离子处理装置，特别是涉及能用在半导体处理领域中的技术。在此，所谓半 导体处理是指为了下述目的而实施的各种处理，即、在半导体晶圆、IXD(Liquid Crystal Display液晶显示器)那样的FPD (FlatPanel Display平板显示器)用玻璃基板等被处理 体上以规定图案形成半导体层、绝缘层、导电层等，从而在该被处理体上制造含有半导体器 件、与半导体器件相连接的配线、电极等的构造物。
背景技术：
在制造用于构成半导体集成电路的半导体器件时，在被处理体、例如半导体晶圆 上实施成膜、蚀刻、氧化、扩散、改性、退火、去除自然氧化膜等各种处理。US2006/0286817A1 公开了一种在立式(所谓的分批型)热处理装置中的该种半导体处理方法。在该方法中， 首先将半导体晶圆自晶圆盒移载到立式的晶圆舟皿上，且呈多层地支承该晶圆。晶圆盒能 收容例如25张晶圆，晶圆舟皿能载置30 150张晶圆。然后，将晶圆舟皿自处理容器的下 方装载在处理容器的内部，并且气密地封闭处理容器。然后，在控制了处理气体的流量、处 理压力、处理温度等各种处理条件的状态下实施规定的热处理。为了提高半导体集成电路的特性，重要的是提高半导体器件中的绝缘膜的特性。 通常，主要使用3102膜作为半导体器件中的绝缘膜。但是，最近强烈要求能使半导体集成电 路进一步高集成化、高微细化。在该种状况下，将氮化硅膜(Si3N4膜)用作耐氧化膜、杂质 的防扩散膜、栅极元件的侧壁(side wall)膜等绝缘膜。该氮化硅膜的杂质的扩散系数低， 且氧化阻隔性高，因此非常适合用作上述那样的绝缘膜。此外，现在还要求能实现半导体集成电路的动作速度的高速化，为了满足该要求， 作为能将介电常数降低到非常小来大幅抑制寄生电容的绝缘膜，提出了一种例如作为杂质 添加硼(B)等而成的氮化硅膜(日本特开平6-275608号公报)。另外，除了上述要求，还要求在工艺处理时保持低温，为了满足该要求，提出了一 种等离子处理装置，其采用了即使工艺时的晶圆温度较低也能促进发生反应的等离子体 (日本特开2006-270016号公报、日本特开2007-42823号公报)。图20是表示上述以往的立式等离子处理装置的一个例子的概略示意图，图21是 表示图20所示的装置的等离子体箱的局部剖视图。在图20中，在能对内部气氛进行抽真 空的石英制圆筒体状的处理容器2内支承有多层未图示的半导体晶圆。在该处理容器2的 侧壁上沿其高度方向配置有截面呈矩形的等离子体生成箱4。在该箱4内配置有用于使被 等离子体活化的气体流动的气体喷嘴5。还如图21所示，在该等离子体生成箱4的分隔壁 的外侧两侧沿箱的高度方向配置有分别独立形成的等离子电极6。对该两个等离子电极6 之间施加自等离子体发生用的高频电源8供给的例如13. 56MHz的高频电力。由此，两个等离子电极6为平行平板式电极，在对两个等离子电极6之间施加高频 电力时，利用电容耦合产生等离子体。供给到等离子体生成箱4内的气体被该等离子体活化，利用所形成的活性种即自由基促进发生反应等。另外，通常将该种方式的等离子处理装 置称为电容耦合等离子方式[CCP(CapaCitiVely Coupled Plasma)]的等离子处理装置。在采用电容耦合等离子方式的等离子处理装置中，由于能够利用等离子体的辅助 而促进成膜等的反应，因此即使晶圆温度比较低也能够进行期望的等离子处理。但是，本发 明人等发现在该种等离子处理装置中存在产生微粒、自由基的产生量不足的问题。

发明内容
本发明的目的在于提供一种能够防止产生微粒、并能增加自由基的产生量的等离 子处理装置。本发明的第1技术方案提供一种立式等离子处理装置，其同时对多张被处理体实 施等离子处理，其中，该立式等离子处理装置包括处理容器，其为纵长形状，具有用于收纳 上述被处理体的处理区域且能设定为气密状态；保持器具，其以使上述被处理体相互隔开 间隔地沿垂直方向层叠的状态将该被处理体保持在上述处理容器内；气体供给系统，其用 于向上述处理容器内供给处理气体；排气系统，其用于对上述处理容器内进行排气；以及 活化机构，其用于使上述处理气体等离子化，上述活化机构包括等离子体生成箱，其为纵 长形状，与上述处理区域相对应地安装在上述处理容器上、且用于封闭与上述处理区域气 密地连通的等离子体产生区域；ICP(InductiVelyCoupled Plasma电感耦合等离子体)电 极，其沿上述等离子体生成箱的长度方向配置在上述等离子体生成箱的外侧，且上述ICP 电极具有自上述等离子体生成箱的壁面离开规定距离的离开部分；以及高频电源，其与上 述ICP电极相连接。本发明的第2技术方案提供一种立式等离子处理装置，其同时对多张被处理体实 施等离子处理，其中，该立式等离子处理装置包括处理容器，其为纵长形状，具有用于收纳 上述被处理体的处理区域且能设定为气密状态；保持器具，其以使上述被处理体相互隔开 间隔地沿垂直方向层叠的状态将该被处理体保持在上述处理容器内；气体供给系统，其用 于向上述处理容器内供给第1和第2处理气体，并且为了供给上述第1处理气体，上述气体 供给系统具有沿上述处理区域配置且沿垂直方向隔开间隔地形成有多个气体喷射孔的第 1气体分散喷嘴；排气系统，其用于对上述处理容器内进行排气，该排气系统在与上述第1 气体分散喷嘴相对的位置上具有形成在上述处理容器上的纵长的排气口 ；以及活化机构， 其用于使自上述气体供给系统供给到上述处理区域中的上述第2处理气体等离子化，上述 活化机构包括第1和第2等离子体生成箱，它们为纵长形状，与上述处理区域相对应地安 装在上述处理容器上、且用于封闭与上述处理区域气密地连通的等离子体产生区域，该第1 和第2等离子体生成箱在上述第1气体分散喷嘴的两侧且与上述排气口相对的位置上分别 具有相对于上述处理区域的纵长的开口 ；第1和第2ICP (Inductively Coupled Plasma)电 极，它们分别沿上述第1和第2等离子体生成箱的长度方向配置在上述第1和第2等离子 体生成箱的外侧；以及高频电源，其是与上述第1和第2ICP电极相连接的共用的高频电源。


图1是表示本发明的第1实施方式的立式等离子处理装置的纵剖主视图。图2是表示图1所示的装置的局部(省略加热器)的横剖俯视图。
图3是表示具有ICP (Inductively Coupled Plasma)电极(在下述说明中指形成 用于生成电感耦合等离子体的感应电磁场的电极)的图1所示的装置中的处理容器的概略 立体图。图4A、图4B是将图1所示的装置中的ICP电极的一部分取出来表示的放大图。图5A是表示将折曲部的圆弧角度θ为3π/2时的电极设在图1所示的装置的等 离子体生成箱中的状态的概略立体图，图5Β是图5Α中的VB部分的放大图。图6Α 图6Ε是分别表示根据本发明的第2 第6实施方式的等离子处理装置所 用的蜿蜒形状的电极的局部的俯视放大图。图7是表示本发明的第7实施方式的等离子处理装置的主要部分的概略立体图。图8是表示根据本发明的第8实施方式的等离子处理装置的主要部分的概略剖视 图。图9Α是表示本发明的第9实施方式的等离子处理装置的主要部分的概略立体图， 图9Β是图9Α所示的装置的横剖视图。图IOA是表示本发明的第10实施方式的等离子处理装置的主要部分的概略立体 图，图IOB是图IOA所示的装置的横剖视图。图IlA是表示本发明的第11实施方式的等离子处理装置的主要部分的概略立体 图，图IlB是表示图IlA所示的装置中的电极的图。图12是表示图IlA所示的装置中的等离子体生成箱的局部的剖视放大图。图13是表示本发明的第12实施方式的等离子处理装置的主要部分的概略立体 图。图14是表示本发明的第13实施方式的等离子处理装置的主要部分的概略立体 图。图15是表示本发明的第14实施方式的等离子处理装置的主要部分的概略剖视 图。图16是表示本发明的第15实施方式的等离子处理装置的主要部分的概略立体 图。图17是表示图16所示的装置中的等离子体生成箱的局部的剖视放大图。图18是表示图16所示的装置中的等离子体生成箱的盖与电极的安装状态的概略 侧视图。图19Α、19Β是分别表示第15实施方式的变形例的局部的概略侧视图。图20是表示以往的立式等离子处理装置的一个例子的概略示意图。图21是表示图20所示的装置中的等离子体生成箱的局部的剖视图。
具体实施例方式本发明人等在开发本发明的过程中研究了与采用电容耦合等离子方式的等离子处理装置有关的以往技术的问题。结果，本发明人等得到下述见解。在使用图20和图21所示的采用电容耦合等离子方式的等离子处理装置的情况下，等离子体生成箱4的由石英构成的内壁被加速了的等离子体中的离子溅射而被蚀刻， 利用施加在离子鞘上的电位差加速上述等离子体。结果，含有石英材料的Si成分、0成分的物质附着在等离子体生成箱4的内表面上、等离子体生成箱4的周边部上，这成为产生微 粒的主要原因。另外，在像上述那样蚀刻内壁时，也使含在石英中的微量金属、例如Na飞散，由此 产生金属污染。此外，由于分别在等离子体生成箱4的两个侧壁上设有等离子电极6，因此 所产生的等离子体对等离子体生成箱4的两个侧壁的各个内表面侧进行蚀刻，从而相应地 增加微粒、加重金属污染。另外，即使为了提高处理效率而欲输入高电力来增加电子密度，由于输入高电力 时上述微粒的产生量急剧增加，因此难以增加电子密度。在这种情况下，也可以增大所施加的高频电力的频率，从而降低电子温度来抑制 蚀刻，并且通过增加自由基的密度来促进发生反应。但是，频率变大时，高频电源本身也变 得大型化，从而装置成本大幅增加。于是，如国际公开W02006/093136号公报所述的那样， 还提出了一种通过设置具有1圈U字形的线圈的放电电极而产生电感耦合等离子体的等离 子处理装置。但是，该公报所公开的装置在实际应用方面存在困难。从该方面考虑，本发明人等所在的开发小组开发了一种在等离子体生成箱中配置 有 ICP (Inductively Coupled Plasma)电极的等离子处理装置(US2009/0056877A1)。但是， 本发明人等发现在解决由ICP电极带来的电容耦合成分所引发的问题、增加自由基的产生 量方面，该等离子处理装置存在改良的余地。下面，参照

基于上述见解构成的本发明的实施方式。另外，在下述说明 中，对具有大致相同的功能和结构的构成要素标注相同的附图标记，只在必要时进行重复 说明。第1实施方式图1是表示本发明的第1实施方式的立式等离子处理装置的纵剖主视图。图2是 表示图1所示的装置的局部(省略加热器)的横剖俯视图。图3是表示图1所示的装置中 的具有ICP电极的处理容器的概略立体图。图4A、图4B是将图1所示的装置中的ICP电极 的一部分取出来表示的放大图。该等离子处理装置12具有能选择性地供给第1处理气体 和第2处理气体的处理区域，上述第1处理气体含有硅烷类气体即二氯硅烷(DCS)气体，上 述第2处理气体含有氮化气体即氨(NH3)气。等离子处理装置12在上述处理区域内利用 等离子体活化NH3气体，同时在被处理体上形成氮化硅膜。等离子处理装置12具有下端开口且有顶的圆筒体形状的处理容器14，该处理容 器14在内部规定出处理区域15，该处理区域15用于对隔开间隔地层叠的多个半导体晶圆 (被处理体)进行收纳并对这些半导体晶圆进行处理。整个处理容器14例如由石英形成。 将石英制的顶板16配置在处理容器14内的顶部来封闭该处理容器14的顶部。成形为圆 筒体形状的例如由不锈钢构成的歧管(manifold) 18夹着0型密封圈等密封构件20地与处 理容器14的下端开口相连结。另外，歧管18的部分也由石英构成，也能利用圆筒体形状的 石英制处理容器构成其整体。歧管18支承处理容器14的下端。通过歧管18的下端开口使石英制的晶圆舟皿 22升降，由此将晶圆舟皿22装载在处理容器14中或自处理容器14卸下晶圆舟皿22。在 晶圆舟皿22上载置有多层的许多张半导体晶圆W作为被处理体。例如，在本实施方式的情 况下，能在晶圆舟皿22的支柱22A上以大致相等的间距呈多层地支承的例如50 150张左右的直径为300mm的晶圆W。晶圆舟皿22借助石英制的保温筒24载置在工作台26上。工作台26支承在贯穿 例如不锈钢制的盖体28的旋转轴30上，该盖体28对歧管18的下端开口进行开闭。例如 磁性流体密封件32介于旋转轴30的贯穿部，从而气密地密封旋转轴30且能旋转地支承旋 转轴30。例如由0型密封圈等构成的密封构件34介于盖体28的周边部和歧管18的下端 部，保持容器内的密封性。旋转轴30安装在由例如船式升降机(boat elevator)等升降机构35支承的臂36 的顶端上。利用升降机构35—体地升降晶圆舟皿22和盖体28等。另外，也可以将工作台 26固定设在盖体28侧，从而不使晶圆舟皿22旋转地处理晶圆W。用于向处理容器14内的处理区域15中供给规定的处理气体的气体供给部与歧管 18的侧部相连接。气体供给部包括第2处理气体供给系统38、第1处理气体供给系统40 以及吹扫气体供给系统42。第1处理气体供给系统40供给含有DCS (二氯硅烷)气体的第 1处理气体作为硅烷类气体。第2处理气体供给系统38供给含有氨(NH3)气的第2处理气 体作为氮化气体。吹扫气体供给系统42供给惰性气体、例如N2气体作为吹扫气体。根据需 要在第1和第2处理气体中混合适量的载气，但在下述说明中，为了方便说明，不提及载气。
具体而言，第2和第1处理气体供给系统38、40分别具有气体分散喷嘴44、46，该 气体分散喷嘴44、46由向内侧贯穿歧管18的侧壁而向上弯曲地延伸的石英管构成(参照 图1)。在各个气体分散喷嘴44、46上沿它们的长度方向(上下方向)且横跨晶圆舟皿22 上的整个晶圆W地隔开规定间隔地形成有多个气体喷射孔44A、46A。气体喷射孔44A、46A 以形成与晶圆舟皿22上的多个晶圆W平行的气流的方式、沿水平方向大致均勻地分别供给 对应的处理气体。另一方面，吹扫气体供给系统42具有贯穿歧管18的侧壁地设置的较短 的气体喷嘴48。喷嘴44、46、48分别经由气体供给管线(气体通路)52、54、56与NH3气体、DCS气 体以及N2气体的气体源38S、40S、42S相连接。在气体供给管线52、54、56上配置有开关 阀52A、54A、56A和质量流量控制器(mass flow controller)那样的流量控制器52B、54B、 56B。由此，能够分别控制NH3气体、DCS气体以及N2气体的流量并进行供给。在处理容器14的一部分侧壁上沿其高度方向配置有气体活化机构60。活化机构 60主要包括沿处理容器14的长度方向配置的等离子体生成箱64、沿该等离子体生成箱64 配置的ICP电极66、以及与该ICP电极66相连接的高频(radio frequency)电源68。为 了对处理容器14的内部气氛进行真空排气，在处理容器14的与等离子体生成箱64相反一 侧上配置有细长的排气口 62，例如通过沿上下方向削掉处理容器14的侧壁而形成该排气 Π 62。具体而言，等离子体生成箱64具有上下细长的开口 70，通过沿上下方向以规定宽 度削掉处理容器14的侧壁而形成开口 70。利用气密地焊接接合在处理容器14的外壁上 的石英制的盖72覆盖开口 70。盖72向处理容器14的外侧突出地截面呈凹部、即截面呈U 字状，并且具有上下细长的形状。即、盖72由自处理容器14向放射方向延伸且彼此相对的 一对侧壁72Α、72Β、和将该侧壁72Α、72Β的外端连结起来的背面壁73构成。另外，该侧壁 72Α、72Β的上下端也被分隔壁封闭。将盖72的厚度、即上述侧壁72Α、72Β以及背面壁73的 厚度分别设定为例如4. 5 6. 5mm左右以能承受处理容器内的减压状态与大气压之间的压差。利用该结构，形成自处理容器14的侧壁突出且一侧向处理容器14内开口的等离子体生成箱64。即、等离子体生成箱64封闭等离子体产生区域，其内部空间与处理容器14 内的处理区域15相连通。开口 70沿上下方向形成为足够长的长度，以能在高度方向上涵 盖被保持在晶圆舟皿22上的所有晶圆W。如图3所示，附设在等离子体生成箱64上的ICP电极66由与一对侧壁72A、72B中 的任意一个、在此为侧壁72A的外侧表面相接并沿该侧壁72A的长度方向(上下方向)延 伸的1个电极构成。电极66在侧壁72A的上端离开等离子体生成箱64地向外侧折返，相 对于等离子体生成箱64而形成为大致半圈的线圈。为了安全起见，利用例如由石英等构成 的绝缘板82覆盖电极66。第2处理气体的气体分散喷嘴44在比晶圆舟皿22上的最下级晶圆W更靠下的位 置上向处理容器14的径向外侧弯曲。之后，气体分散喷嘴44在等离子体生成箱64内的最 里侧(距处理容器14的中心最远的部分)位置上垂直立起。还如图2所示，气体分散喷嘴 44设在比面对电极66的区域(感应电磁场最强的位置)、即实际主要产生等离子体的等离 子体产生区域更向外侧离开的位置上。自气体分散喷嘴44的气体喷射孔44A喷出的含有 NH3气体的第2处理气体被喷向等离子体产生区域且在此被选择性地激励(分解或活化)， 从而第2处理气体在该状态下被供给到晶圆舟皿22上的晶圆W上。在盖72的外侧覆盖该盖72地安装有例如由石英构成的绝缘保护罩(未图示)。 在绝缘保护罩(未图示)的内侧且与电极66相对的部分上配置有由制冷剂通路构成的冷 却机构(未图示)。通过使例如冷却了的氮气作为制冷剂在制冷剂通路中流动来冷却电极 66。在气体活化机构60的开口 70的外侧附近、即开口 70的外侧(处理容器14内) 的一方侧垂直立起地配置有第1处理气体的气体分散喷嘴46。自形成在气体分散喷嘴46 上的气体喷射孔46A朝向处理容器14的中心方向喷射含有DCS气体的第1处理气体。另一方面，在与气体活化机构60相对地设置的排气口 62上通过焊接以覆盖该排 气口 62的方式安装有由石英构成的截面成形为U字形的排气口盖84。排气口盖84沿处理 容器14的侧壁向上延伸、且在处理容器14的上方形成气体出口 86。配置有真空泵等的真 空排气系统GE与气体出口 86相连接。以围着处理容器14的方式配置用于加热处理容器14内的气氛和晶圆W的加热器 88。在处理容器14内的排气口 62附近配置有用于控制加热器88的热电偶(未图示)。另外，等离子处理装置12具有用于控制整个装置的动作的由计算机等构成的主 控制部90。主控制部90按照预先存储在主控制部90所附带的存储部92中的处理制程程 序、依据例如所要形成的膜的膜厚、组成等条件进行成膜处理。在该存储部92中还预先存 储有处理气体流量与膜的膜厚、组成之间的关系作为控制数据。因而，主控制部90能够根 据这些预先存储的处理制程程序、控制数据控制升降机构35、气体供给系统38、40、42、排 气系统GE、气体活化机构60、加热器88等。另外，能达到上述目的的存储介质例如是磁盘 (软盘、硬盘(一个例子是存储部92所包含的硬盘)等)、光盘(⑶、DVD等)、光磁盘(M0 等)、半导体存储器等。如图4A、图4B所示，附设在等离子体生成箱64上的ICP电极66由具有多个折曲部74的蜿蜒形状的电极构成，且尽量大地设置电极相对于等离子体生成箱64的电极设置 面积和电极设置长度。具体而言，多个折曲部74包括左右反向折曲的第1和第2折曲部， 第1和第2折曲部交替连接从而形成蜿蜒形状。各折曲部74呈圆弧形状、具体而言呈半圆 状的圆弧形状。换言之，使半圆状圆弧的折曲部74交替反向连接而连成S字形，从而形成 蜿蜒形状。该折曲部74的圆弧状并不限于半圆状。具体而言，该圆弧的半径R在5 150mm左右的范围内、例如在5 50mm左右的 范围内，圆弧角度θ在“π/6 3π/2”的范围内，优选在“π/2 3π/2”的范围内，在 此是半圆弧状、即设定为“ θ = π”。另外，电极66的宽度W也由侧壁72Α的宽度决定，为 2 IOmm左右。另外，该蜿蜒形状的间距Pl例如为20 IOOOmm左右。另外，电极的蜿蜒 宽度被设定成，即、不会到达与被收容在等离子体生成箱64内的气体分散喷嘴44相对应的 位置、且不会使所形成的等离子体接触气体分散喷嘴44。
当使高频电流在该种电极66中流动时，如图4Β所示，在电极66的圆弧内侧的圆 形区域76 (图中以斜线表示)中，由高频电流产生的电场变强而使等离子体密度局部增高， 从而形成高密度等离子体区。在该区域76内、特别是圆弧的最深部分的月牙区域76Α的电 场尤其变强。由于该区域76是以彼此隔开规定距离地分散在等离子体生成箱64内的状态 产生的，因此能够整体扩大等离子体产生区，而且还能使等离子体的密度均勻。将晶圆W与该电极66的距离上述晶圆W最近的部分之间的距离Ll设在40mm以 上。这是为了防止出现自等离子体生成箱64泄露出的等离子体与晶圆W直接接触而在晶 圆W上产生由等离子体引发的损伤的情况。电极66除了采用具有多个折曲部74的蜿蜒形状的电极之外，也可以将电极本身 设为宽幅的板状来增大电极的设置面积。但在这种情况下，由于电极本身的热容量增大，因 此电极的自发热随着高频电流的增大而越来越大，无法忽视。结果，有可能对晶圆W的温度 控制产生不良影响，改变了成膜率等。因而，将该电极的宽度设为2 IOmm左右。ICP电极 66的基端部侧借助供电线80与高频电源68相连接，该供电线80在中途设有用于实现阻抗 (impedance)匹配的匹配电路78。在匹配电路78与高频电源68之间输送调整信号(未图 示)而自动调整阻抗。ICP电极66的一端侧、在此为电极66的下端侧是接地的。作为高频电源68的频 率，使用例如13. 56MHz，但并不限于此，也能使用在4MH ζ 27. 12MHz范围内的频率。利用电感耦合式电磁场形成等离子体，该电磁场是在被供给到ICP电极66中的高 频电力的作用下而在等离子体生成箱64内产生的。在此，等离子体生成箱64的长度是Im 左右。另外，宽度Hl (参照图2)是50 120mm左右、例如被设定为55mm左右，厚度Η2为 5 50mm，优选为20 50mm左右、例如被设定为35mm左右。另外，ICP电极66例如由镍 合金形成，其厚度为3 5mm左右，宽度为2 IOmm左右。接下来，说明使用图1所示的装置进行的成膜方法(所谓的ALD(Atomic Layer Deposition原子层沉积)成膜或MLD (Molecular Layer Deposition分子层沉积)成膜)。 在该成膜方法中，利用ALD或MLD在半导体晶圆W上形成氮化硅膜。因此，向收纳有晶圆W 的处理区域15内选择性地供给含有硅烷类气体即二氯硅烷(DCS)气体的第1处理气体和 含有氮化气体即氨(NH3)气的第2处理气体。具体而言，利用下述操作进行成膜处理。首先，将保持有多张、例如50 150张的尺寸为300mm的晶圆W的常温的晶圆舟皿22装载在被设定成规定温度的处理容器14内，并且封闭处理容器14。然后，对处理容器14内进行抽真空而将其维持成规定的处理压力，并使处理容器14处于待机状态直到使晶 圆温度升高而稳定在成膜用的处理温度为止。然后，一边使晶圆舟皿22旋转一边控制流量 地分别自气体分散喷嘴46、44间歇地供给第1和第2处理气体。在此，隔着间歇期间(吹 扫期间)而反复进行多次交替地供给第1和第2处理气体的循环。然后，对在每个循环中 形成的硅氮化物的薄膜进行层叠，从而获得最终厚度的氮化硅膜。具体而言，自气体分散喷嘴46的气体喷射孔46A形成与晶圆舟皿22上的多个晶 圆W平行的气流地供给含有DCS气体的第1处理气体。在该期间内，DCS气体被处理区域 15的加热温度活化，DCS气体的分子、或DCS气体的分子分解而成的分解生成物的分子或原 子吸附在晶圆上。另一方面，自气体分散喷嘴44的气体喷射孔44A形成与晶圆舟皿22上的多个晶 圆W平行的气流地供给含有NH3气体的第2处理气体。在供给第2处理气体时，在整个供 给时间或在供给时间的一部分时间内、将气体活化机构60的高频电源68设定为连通状态。 此时的高频电力68的输出例如在50W 3kW的范围内。在气体活化机构60被设定为连通状态的情况下，第2处理气体在通过面对ICP电 极66的等离子体产生区域时被激励而使一部分被等离子化。此时，例如生成N*、NH*, NH2*, NH3*等自由基(活性种)(符号“*”表示自由基)。上述自由基自气体活化机构60的开口 70流向处理容器14的中心，以层流状态被供给到晶圆W彼此之间。上述自由基与附着在晶圆W的表面上的DCS气体的分子等发生反应，由此在晶圆 W上形成硅氮化物的薄膜。另外，相反当DCS气体在晶圆W的表面附着有源自NH3气体的自 由基的部位流过的情况下，自由基也与DCS气体同样发生反应，在晶圆W上形成硅氮化物的 薄膜。在利用等离子体产生区域形成等离子体时，等离子体生成箱64使用的是蜿蜒形 状的ICP电极66而非以往装置所用的平行平板式的电容耦合式电极。因此，由该电极66 的电磁场产生的等离子体的离子鞘电位差变小，结果等离子体中的离子的加速度变小，所 以能够防止盖72的内表面被离子的溅射而被蚀刻。因此，能够大幅抑制导致半导体产品的 成品率下降的微粒的产生。由于电极66只设在一对侧壁72A、72B中的一个侧壁侧上，因此被等离子体中的离 子溅射的区域相应减少，从而能够大幅抑制因蚀刻产生的微粒。由于能够抑制盖72的内壁 表面被蚀刻，因此还能抑制Na等的金属污染。另外，通过采用ICP电极66，能够不增大高频电力、频率地增加自由基密度，因此 能够高效地进行等离子处理。即、由于能够输入高电力，因此能够抑制微粒的产生且增加电 子密度，结果能够提高等离子处理效率。此外，由于以蜿蜒形状设置电极66，因此如图4B所示，特别是圆形区域76、月牙状 区域76A中的电场变强。由此，能够增大上述区域中的等离子体的密度，并且通过扩大电极 的设置面积还能增加自由基的生成量。结果，能够提高等离子处理效率从而提高生产率。使用第1实施方式的实施例的等离子处理装置和依照以往技术构成的比较例的 等离子处理装置进行实际的成膜处理，测量所产生的微粒和金属污染。使用图1 图4B所 示的等离子处理装置作为实施例的等离子处理装置。使用图20和图21所示的具有电容耦合式电极的等离子处理装置作为比较例的等离子处理装置。在实施例和比较例中，工艺条件相同。在实施例中，将电极66的圆弧角θ设为180度(θ = π )。实验的结果可知，在比较例的等离子处理装置中，在累积膜厚为0.5 Ι.Ομπι左 右时，在半导体晶圆W上观测到的微粒急剧增加，必须清洗处理容器等。在实施例的等离子 处理装置中，即使累积膜厚大于1. 0 μ m，所观测到的微粒的增加量仍然很少，获得良好的实 验结果。关于半导体晶圆上的金属污染、特别是钠(Na)污染，在比较例中的等离子处理装 置中为lXliTatoms/cm2左右。在实施例的等离子处理装置中为0. 8 X liTatoms/cm2以下， 能够获得良好的实验结果。电极66的圆弧状折曲部74的圆弧角度θ如上所述在Ji /6 3 π /2的范围内。 在该角度θ小于η/6时，将大幅削弱将电极66形成为蜿蜒形状的优点。另外，在θ大于 3 π /2时，蜿蜒形状的程度变得过大而过度折曲。在这种情况下，虽取决于电极66的宽度， 但例如沿上下方向相邻的折曲部74彼此接触而处于短路状态。图5Α是表示将折曲部的圆弧角度θ为3π/2时的电极设在等离子体生成箱64 中的状态的概略立体图，图5Β是图5Α中的VB部分的放大图。如图5Α、图5Β所示，θ = 3 π/2时是能将电极66形成为蜿蜒形状的大致极限值。在将θ的值设在该极限值以上时， 沿上下方向相邻的折曲部66彼此接触而发生短路。这样，采用第1实施方式，沿着用于划分等离子体生成箱64的盖72的长度方向配 置有蜿蜒形状的ICP电极66。因此，能够防止用于划分等离子体生成箱64的盖72的内壁 表面被蚀刻从而抑制产生微粒、金属污染。另外，能够增大电极面积从而增加自由基的产生 量。另外，电极66除了配置在侧壁72Α上之外、也可以配置在另一个侧壁72Β上。第2 第6实施方式图6Α 图6Ε是分别表示本发明的第2 第6实施方式的等离子处理装置所使用 的蜿蜒形状的电极的局部的俯视放大图。在之前的第1实施方式中，蜿蜒形状的电极66具 有呈圆弧形状的折曲部74。除此之外也可以使用图6Α 图6Ε所示的蜿蜒形状的电极66。在图6Α所示的第2实施方式中，电极66的折曲部74形成为椭圆弧形状，使该折 曲部74交替地反向相连从而将电极66整体形成为蜿蜒形状。例如可以采用摆线、正弦曲 线等形状作为电极66的蜿蜒形状，该蜿蜒形状没有特别限定。在图6Β所示的第3实施方式中，蜿蜒形状的电极66包括折曲部74和具有规定长 度的直线部100。使上述折曲部74和直线部100交替地连结从而形成锯齿形状或羊肠形 状。在这种情况下，折曲部74呈例如微小的圆弧状。在图6C所示的第4实施方式中，蜿蜒形状的电极66与图6Β的情况相同地包括折 曲部74和具有规定长度的直线部100。使上述折曲部74和直线部100交替地连结从而形 成曲柄形状。在这种情况下，折曲部74呈例如微小的圆弧状。另外，直线部100交替地使 用长的直线部100Α和短的直线部100Β。另外，也可以使用均为相同长度的直线部作为上述 直线部100。图6D所示的第5实施方式与图6Β所示的第3实施方式相似。在第5实施方式中， 蜿蜒形状的电极66由均为规定的相同长度的直线部100构成。使直线部100以规定角度 交替地向不同方向倾斜并连结直线部100，从而形成锯齿形状或羊肠形状。
图6E所示的第6实施方式与图6C所示的第4实施方式相似。在第6实施方式中，蜿蜒形状的电极66的所有直线部100均由一长一短的2种长度的直线部100A、100B构成， 使上述2种直线部100A、100B交替地连结成直角从而形成曲柄形状。在这种情况下，也可 以使用均为相同长度的直线部作为直线部100。在第2 第6实施方式中，也能起到与之前参照图4A、图4B等说明了的第1实施 方式的情况相同的作用效果。另外，在上述第1 第6实施方式中，利用折曲部74和/或 直线部100形成的蜿蜒形状能够具有更小的间距、例如正弦曲线的间距。第7实施方式图7是表示本发明的第7实施方式的等离子处理装置的主要部分的概略立体图。 在之前的第1 第6实施方式中，电极66配置在一对侧壁72A、72B中的任意一个侧壁的外 表面上。另一方面，在图7所示的第7实施方式中，电极66配置在背面壁73的外表面上。关于其他结构，在第1实施方式中说明的内容也能全部应用在本实施方式中。另 夕卜，能够将在第1 第6实施方式中说明的所有电极用作该电极66。在这种情况下，也能发 挥与之前的第1实施方式中说明的装置相同的作用效果。第8实施方式图8是表示本发明的第8实施方式的等离子处理装置的主要部分的概略剖视图。 在之前的第1 第7实施方式中，盖72的截面形成为矩形形状。另一方面，在图8所示的 第8实施方式中，盖72与一对侧壁72A、72B的一侧直接连结从而截面形成为V字形。电极 66配置在一对侧壁72A、72B中的任意一个侧壁的外侧。关于其他结构，在第1实施方式中说明的内容也能全部应用在本实施方式中。另 夕卜，能够将在第1 第6实施方式中说明的所有电极用作该电极66。在这种情况下，也能发 挥与之前的第1实施方式中说明的装置相同的作用效果。第9实施方式图9A是表示本发明的第9实施方式的等离子处理装置的主要部分的概略立体图。 图9B表示图9A所示的装置的横剖视图。在之前的第1 第7实施方式中，利用截面是直线 性的侧壁形成盖72。另一方面，在图9A、图9B所示的第9实施方式中，利用截面是曲线性 的侧壁形成盖72，且沿该侧壁102的外表面配置电极66。在这种情况下，盖72的侧壁102 的截面形状可以是圆弧形状、椭圆弧形状等任意一种曲线形状。关于其他结构，在第1实施方式中说明的内容也能全部应用在本实施方式中。另 夕卜，能够将在第1 第6实施方式中说明的所有电极用作该电极66。在这种情况下，也能发 挥与之前的第1实施方式中说明的电极相同的作用效果。第10实施方式图IOA是表示本发明的第10实施方式的等离子处理装置的主要部分的概略立体 图。图IOB表示图IOA所示的装置的横剖视图。在之前的第1 第8实施方式中，使盖72 自处理容器14的壁向外侧突出地配置该盖72，且等离子体生成箱64划分形成在处理容器 14的外侧。另一方面，在图10A、图IOB所示的第10实施方式中，使盖72沿处理容器14的 长度方向自处理容器14的壁向内侧突出地配置该盖72，且等离子体生成箱64划分形成在 处理容器14的内侧。在用于形成等离子体生成箱64的处理容器14的壁的外表面上沿处理容器14的长度方向配置有蜿蜒形状的ICP电极66。例如在盖72在中央部上形成沿上下方向延伸的狭缝状开口 106，在等离子体生成箱64内产生的自由基被供给到处理区域15内的半导体晶 圆W上。在这种情况下，处理容器14的局部侧壁起到用于划分形成等离子体生成箱64的 一部分的功能。关于其他结构，在第1实施方式中说明的内容也能全部应用在本实施方式中。另外，能够将在第1 第6实施方式中说明的所有电极用作该电极66。在这种情况下，也能 发挥与之前的第1实施方式中说明的装置相同的作用效果。另外，在第7 第10实施方式 中，形成在处理容器14上的排气口 62和排气口盖84与第1实施方式相同，因此省略图示。第11实施方式图IlA是表示本发明的第11实施方式的等离子处理装置的主要部分的概略立体 图。图IlB是表示图IlA所示的装置的电极的图。图12是表示图IlA所示的装置的等离 子体生成箱的局部的剖视放大图。在之前的第1 第10实施方式中，利用1个等离子体生 成箱64形成气体活化机构60。另一方面，在图IlA 图12所示的第11实施方式中，为了 增加自由基的产生量，利用多个、例如2个等离子体生成箱形成气体活化机构60。具体而 言，在处理容器14的侧壁上，在之前的第1实施方式中说明的第1个等离子体生成箱64旁 边与该等离子体生成箱64并列地配置沿上下方向延伸的第2个等离子体生成箱64-1。假设收容例如直径是300mm的晶圆W，则处理容器14的直径为345 390mm左右。 在这种情况下，2个等离子体生成箱64、64-1之间的距离为例如180 300mm左右。利用与 构成上述盖72的侧壁72A、72B以及背面壁83相同的侧壁72A_1、72B_1以及背面壁83_1 形成用于划分第2个等离子体生成箱64-1的盖72-1。同样利用分隔壁划分该侧壁72A-1、 72B-1的上下端侧。在2个等离子体生成箱64、64_1之间的中间的处理容器14内的位置上配置有第 1处理气体的气体分散喷嘴46。换言之，2个等离子体生成箱64、64-1距气体分散喷嘴46 等距离地配置在气体分散喷嘴46的两侧。因而，2个等离子体生成箱64、64-1的开口 70、 70-1以气体分散喷嘴46为中心而对称配置。另外，排气口 62(参照图1)位于相对于容器 中心轴线与气体分散喷嘴46相反的一侧。在第2等离子体生成箱64-1内也配置有与设在等离子体生成箱64内的气体分散 喷嘴44相同构造的气体分散喷嘴44-1。自该气体分散喷嘴44-1的气体喷射孔44A-1同样 控制流量地喷射含有NH3气体的第2处理气体。也可以自第1个气体分散喷嘴44形成分 支地设置第2个气体分散喷嘴44-1，或者单独设置一个新的气体分散喷嘴44-1。在2个等离子体生成箱64、64_1上分别配置有自由基产生用的ICP电极66、66_1。 2个电极66、66-1分别沿2个等离子体生成箱64、64-1的彼此相对的侧壁72A、72A_1的长 度方向配置在该侧壁72A、72A-1上。与第1个电极66同样，第2个电极66_1也形成为蜿 蜒形状，且利用与绝缘板82相同构造的绝缘板82-1覆盖该电极66-1。2个电极66、66_1在整个2个等离子体生成箱64、64_1之间互相串联连接。即、 该电路具有相当于在图2所示那样的高频电源68的电路的供电线80的中途设置第2个电 极66-1而成的结构。由此，能够自1个高频电源68向串联连接的2个电极66、66-1施加 高频电力。另外，也可以将该第2个电极66-1配置在另一方的侧壁72B-1侧。另外，该电极66-1的蜿蜒形状可以是图5A 图6E中说明的那样的形状中的任意一种。采用第11实施方式，在2个等离子体生成箱64、64_1中，分别能够发挥之前在第 1实施方式中说明的那样的激励作用而产生氨气的自由基(活性种)。由于在2处产生氨 气的自由基，因此相应地增加整个处理容器14内的自由基的产生量，从而增加自由基的密 度。由此，能够促进发生反应，提高成膜率，从而提高生产率。假设输入到1个电极中的高频电力与第1实施方式的情况相同，则在该第11实施 方式中输入的是2倍的高频电力。但是，各个等离子体生成箱64、64-1内的等离子体密度 仍与第1实施方式的情况相同。因而，能够抑制盖72、72-1的内表面被溅射，所以也能与第 1实施方式的情况同样地抑制微粒的产生量。关于其他结构，在第1实施方式中说明的内容也能全部应用在本实施方式中。另 夕卜，能够将在第1 第6实施方式中说明的所有电极用作该电极66。在这种情况下，也能发 挥与之前的第1实施方式中说明的装置相同的作用效果。另外，在此说明了设有2个等离 子体生成箱64、64-1的情况，但也可以配置3个以上的等离子体生成箱。该点也同样适用 于以下说明的其他实施方式。第12实施方式图13是表示本发明的第12实施方式的等离子处理装置的主要部分的概略立体 图。在上述第11实施方式中，电极66、66-1配置在各等离子体生成箱64、64-1的一个侧壁 上。另一方面，在图13所示的第12实施方式中，电极66、66-1配置在背面壁上。该第12实施方式与图7所示的第7实施方式相似。如图13所示，2个串联连接 的电极66、66-1分别沿着用于划分2个等离子体生成箱64、64-1的盖72、72_1的各背面壁 83,83-1的长度方向配置在各背面壁83、83-1上。关于其他结构，在第1实施方式中说明的内容也能全部应用在本实施方式中。另 夕卜，能够将在第1 第6实施方式中说明的所有电极用作该电极66、66-1。在这种情况下， 也能发挥与之前的第1和第11实施方式中说明的装置相同的作用效果。第13实施方式图14是表示本发明的第13实施方式的等离子处理装置的主要部分的概略立体 图。在上述第11和第12实施方式中，利用截面是直线的侧壁形成用于划分各等离子体生 成箱64、64-1的盖72、72-1。另一方面，在图14所示的第13实施方式中，利用截面是曲线 的侧壁形成盖72、72-1。该第13实施方式与图9A、图9B所示的第9实施方式相似。如图14所示，2个串 联连接的电极66、66-1分别沿着截面为曲线状的盖72、72-1的长度方向配置在盖72、72_1 的外侧。盖72、72-1的截面形状可以是圆弧形状、椭圆弧形状等任意一种曲线形状。关于其他结构，在第1实施方式中说明的内容也能全部应用在本实施方式中。另 夕卜，能够将在第1 第6实施方式中说明的所有电极用作该电极66、66-1。在这种情况下， 也能发挥与之前的第1和第11实施方式中说明的装置相同的作用效果。第14实施方式图15是表示本发明的第14实施方式的等离子处理装置的主要部分的概略剖视 图。在上述第11 第13实施方式中，使盖72、72-1自处理容器14的壁向外侧突出地配置 该盖72、72-1，且等离子体生成箱64、64-1被划分形成在处理容器14的外侧。另一方面，在图15所示的第14实施方式中，使盖72、72-1沿处理容器14的长度方向自处理容器14的 壁向内侧突出地配置该盖72、72-1，且等离子体生成箱64、64-1被划分形成在处理容器14 的内侧。该第14实施方式与图10A、图IOB所示的第10实施方式相似。如图15所示，在处 理容器14的壁面上沿其长度方向相邻地配置有2个盖72、72-1，在该盖72、72_1的内部分 别形成等离子体生成箱64、64-1。2个串联连接的电极66、66-1分别沿着与2个等离子体 生成箱64、64-1相对应的处理容器14的侧壁部分的长度方向配置在处理容器14的侧壁部 分的外表面上。在各个盖72、72-1的中央部分别形成沿上下方向延伸的狭缝状的开口 106、 106-1。关于其他结构，在第1实施方式中说明的内容也能全部应用在本实施方式中。另 夕卜，能够将在第1 第6实施方式中说明的所有电极用作该电极66、66-1。在这种情况下， 也能发挥与之前的第1、第11以及第9实施方式中说明的装置相同的作用效果。另外，在上述第7 第10实施方式和第12 第14实施方式中，省略说明用于覆 盖电极66、66-1的绝缘板82、82-1。但当然也能在这些实施方式中配置绝缘板。第15实施方式图16是表示本发明的第15实施方式的等离子处理装置的主要部分的概略剖视 图。图17是表示图16所示的装置的等离子体生成箱的局部的剖视放大图。图18是表示 图16所示的装置中的盖与电极的安装状态的概略侧视图。在之前第1 第14实施方式中， 使电极66、66-1接触盖72的壁的外表面地配置电极66、66-1。另一方面，在图16 图18 所示的第15实施方式中，使该电极66、66-1的全部或局部自该盖的壁的外表面离开地配置 电极 66、66-1。其理由如下所述。即、在等离子体生成箱64中，当向电极输入高频电力时，产生驻 波，但该驻波也有时不均勻。在这种情况下，增大电磁场整体或局部的强度，从而在电磁场 中被加速了的离子溅射盖的内表面而可能增加产生上述微粒、加重金属污染。为了防止上 述现象，如上所述使电极整体或局部自盖的壁的外表面稍微离开地配置该电极。由此，能够 降低电极离开该外表面的部分中的等离子体生成箱内的电容性的电磁场的强度。具体而言，如图16 图18所示，以第1实施方式的结构为基础构成第15实施方 式。使电极66整体不接触盖72的侧壁72A的外表面72S、自外表面72S稍微离开地配置该 电极66，在外表面72S与电极66之间形成均勻尺寸的间隙200。在这种情况下，能够稍微 减弱利用在电极66中流动的高频电力而产生在等离子体生成箱64内的电磁场的强度。在本实施方式中，由石英构成的截面呈U字形的绝缘板82借助其两端被固定在盖 72的外表面72S上。电极66沿U字形的绝缘板82的长度方向安装在U字形的绝缘板82 的内表面上。外表面72S与电极66之间的距离L3 (间隙200的尺寸)设在0. 5 20mm左右的 范围内。在该距离L3小于0. 5mm的情况下，为了抑制内表面壁被溅射而降低等离子体生成 箱64内的电磁场强度的效果不够充分。相反，在距离L3大于20mm的情况下，等离子体生 成箱64内的电磁场强度过度降低而对成膜量和均勻性带来不良影响。在上述结构中，也可以考虑通过进一步加厚盖72的厚度(4. 5 6. 5mm左右)来 降低电磁场强度。但在这种情况下，制作上的难度增加，且在缩减制造成本以及缩短制作期间方面不现实。在该第15实施方式的情况下，关于其他结构，在第1实施方式中说明的内容也能 够全部应用在本实施方式中。并且在这种情况下，也能发挥与之前的第1实施方式中说明 的装置相同的作用效果。另外，在该第15实施方式中，如上所述由于使电极66自盖72的 外表面72S离开地配置该电极66，因此能够抑制等离子体生成箱64内的电磁场强度变得过 大。结果，能够抑制盖72的内壁表面被溅射，因此能够抑制产生微粒、金属污染，并且能够 增长处理容器14的使用寿命。在此，能够将在第1 第6实施方式中说明的所有电极用作该电极66。此外，该第 15实施方式的特征也能应用在第7 第14实施方式中。在这种情况下，为了将第15实施方 式的特征应用在第10实施方式(参照图10A、图10B)、第14实施方式中，在用于划分等离子 体生成箱64的处理容器14的侧壁部分的外表面上自该外表面离开地设置电极66 (66-1)。关于第15实施方式的实施例的等离子处理装置，以距离L3为参数进行了实验。结 果确认到，随着距离L3的增大、盖72的内壁表面的蚀刻量逐渐减少，在距离L3达到4. 5mm 左右时，蚀刻量为数人且达到饱和。另外，在距离L3达到20mm之前，这样少量的蚀刻量对 成膜的影响不大。另外，在图16 图18所示的第15实施方式中，使电极66整体自盖72的外表面 72S稍微离开地配置该电极66。除此之外，也可以像图19A、图19B所示的变形例那样地只 使电极66的一部分自外表面72S离开地配置该电极66。在使电极66整体接触外表面72S地设置该电极66的情况下，在等离子体生成箱 64内，电磁场局部的强度变大，从而有时与该部分相对应的盖72的内壁表面的局部产生过 度溅射。在这种情况下，与该过度溅射的部分相对应地使电极66的局部自外表面72S离开 地配置该电极66。图19A、图19B是分别表示第15实施方式的变形例的局部的概略侧视图。图19A表示用于解决盖72的长度方向的中央部区域202中的内壁表面的溅射量 较多的情况的对策。在此，只使电极66内的与中央部区域202相对应的部分自外表面72S 离开距离L3，其他部分接触外表面72S。利用该结构，能够降低上述中央部区域202中的等 离子体生成箱64(参照图17)内的电容性的电磁场强度，从而能够抑制内壁表面被蚀刻。图19B表示用于解决盖72的长度方向的下部区域204中的内壁表面的溅射量较 多的情况的对策。在此，只使电极66内的与下部区域204相对应的部分自外表面72S离开 距离L3，其他部分接触外表面72S。利用该结构，能够降低上述下部区域204中的等离子体 生成箱64(参照图17)内的电容性的电磁场强度，从而能够抑制内壁表面被蚀刻。另外，根据所输入的高频电力的频率等的不同，盖72上的被过度溅射的部分也各 不相同。因而，电极66自外表面72S离开的部分并不限定于盖72的中央部区域202、下部 区域204。该变形例的特别能全部应用在第1 第14实施方式中。另外，在第11 第15实施方式中，形成在处理容器14上的排气口 62和排气口盖84与第1实施方式相同，因此省略图示。其他变形例在使用了多个电极66、66_1的情况下，既可以使彼此的蜿蜒形状相同地设定这些 电极，也可以使彼此的蜿蜒形状不同地设定这些电极。并且也可以自2个气体分散喷嘴44、 44-1喷射气体种类彼此不同的气体。另外，除了蜿蜒形状，也可以将电极本身形成为宽幅、例如宽度为数mm 数十mm左右的直线状板材。作为成膜处理，举例说明了形成氮化硅膜的例子，但要成膜的膜的种类没有特别 限定。另外，作为等离子处理，举例说明了等离子ALD成膜处理，但能将本发明应用在等离 子体CVD处理、等离子重整处理、等离子氧化扩散处理、等离子溅射处理、等离子氮化处理 等所有使用等离子体的处理中。作为被处理体，以半导体晶圆为例进行了说明，但该半导体晶圆也包括硅基板、 GaAs, SiC、GaN等化合物半导体基板。此外，本发明并不限于这些基板，也能将本发明应用 在液晶显示装置所用的玻璃基板、陶瓷基 板等中。
权利要求
一种等离子处理装置，其是立式的，其同时对多张被处理体实施等离子处理，其中，该立式等离子处理装置包括处理容器，其为纵长形状，具有用于收纳上述被处理体的处理区域，且能设定为气密状态；保持器具，其以使上述被处理体相互隔开间隔地沿垂直方向层叠的状态将该被处理体保持在上述处理容器内；气体供给系统，其用于向上述处理容器内供给处理气体；排气系统，其用于对上述处理容器内进行排气；以及活化机构，其用于使上述处理气体等离子化；上述活化机构包括等离子体生成箱，其为纵长形状，与上述处理区域相对应地安装在上述处理容器上、且用于封闭与上述处理区域气密地连通的等离子体产生区域；ICP电极，其沿上述等离子体生成箱的长度方向配置在上述等离子体生成箱的外侧，且上述ICP电极具有自上述等离子体生成箱的壁面离开规定距离的离开部分；以及高频电源，其与上述ICP电极相连接。
2.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其中，上述ICP电极的一端借助匹配电路接地，另一端借助上述匹配电路与上述高频电源相 连接。
3.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其中，上述等离子体生成箱具有相互分离开地安装在上述处理容器上的多个等离子体生成 箱单元，上述ICP电极具有与上述多个等离子体生成箱单元相对应配置的多个电极单元， 上述多个电极单元相互串联连接。
4.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其中，上述等离子体生成箱沿上述处理容器的侧壁配置在上述处理容器的外侧。
5.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其中，上述等离子体生成箱沿上述处理容器的侧壁配置在上述处理容器的内侧。
6.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其中，上述ICP电极只沿着上述等离子体生成箱的1个面配置。
7.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其中，上述等离子体生成箱被截面呈矩形形状的盖划分，上述盖由自上述处理容器向放射方 向延伸且彼此相对的一对侧壁和将上述一对侧壁的外端连结起来的背面壁形成。
8.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其中，上述等离子体生成箱被截面呈V字形的盖划分，上述盖由在外端相互连结起来的一对 侧壁形成。
9.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其中，上述等离子体生成箱被盖划分，该盖由截面形成为曲线状的侧壁形成。
10.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其中，利用自上述高频电源供给的高频电力而在上述等离子体生成箱内形成电磁场，上述 ICP电极的上述离开部分与上述等离子体生成箱内的电磁场强度相对较大的区域相对应。
11.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其中， 上述规定距离在0.5 20mm的范围内。
12.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其中，上述ICP电极整体自上述等离子体生成箱的壁面离开上述规定距离。
13.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其中，上述ICP电极具有沿上述等离子体生成箱的壁面形成多个折曲部的蜿蜒形状的电极。
14.根据权利要求13所述的等离子处理装置，其中，上述折曲部包括反向折曲的第1和第2折曲部，上述第1和第2折曲部交替地被连接 而形成蜿蜒形状。
15.根据权利要求13所述的等离子处理装置，其中， 上述折曲部呈圆弧形状。
16.根据权利要求13所述的等离子处理装置，其中， 上述折曲部由摆线形状或正弦曲线形状的部分构成。
17.根据权利要求13所述的等离子处理装置，其中， 上述折曲部呈椭圆弧形状。
18.根据权利要求13所述的等离子处理装置，其中， 上述折曲部由以规定角度接合的2个直线部形成。
19.根据权利要求13所述的等离子处理装置，其中，上述ICP电极具有将上述折曲部和直线部交替地组合而成的形状。
20.一种等离子处理装置，其是立式的，其同时对多张被处理体实施等离子处理，其中， 该等离子处理装置包括处理容器，其为纵长形状，具有用于收纳上述被处理体的处理区域且能设定为气密状态；保持器具，其以使上述被处理体相互隔开间隔地沿垂直方向层叠的状态将该被处理体 保持在上述处理容器内；气体供给系统，其用于向上述处理容器内供给第1和第2处理气体，并且为了供给上述 第1处理气体，上述气体供给系统具有沿上述处理区域配置且沿垂直方向隔开间隔地形成 有多个气体喷射孔的第1气体分散喷嘴；排气系统，其用于对上述处理容器内进行排气，上述排气系统在与上述第1气体分散 喷嘴相对的位置上具有形成在上述处理容器上的纵长的排气口 ；以及活化机构，其用于使自上述气体供给系统供给到上述处理区域中的上述第2处理 气体等离子化；上述活化机构包括第1和第2等离子体生成箱，它们为纵长形状，与上述处理区域相对应地安装在上述处 理容器上、且用于封闭与上述处理区域气密地连通的等离子体产生区域，该第1和第2等离 子体生成箱在上述第1气体分散喷嘴的两侧且与上述排气口相对的位置上分别具有与上 述处理区域相对应的纵长的开口；第1和第2ICP电极，它们分别沿上述第1和第2等离子体生成箱的长度方向配置在上 述第1和第2等离子体生成箱的外侧；以及高频电源，其是与上述第1和第2ICP电极相连接的共用的高频电源
全文摘要
本发明提供一种等离子处理装置。用于同时对多张被处理体实施等离子处理的立式等离子处理装置具有用于使处理气体等离子化的活化机构。活化机构包括等离子体生成箱，其为纵长形状，与处理区域相对应地安装在处理容器上、且用于封闭与处理区域气密地连通的等离子体产生区域；ICP电极，其沿等离子体生成箱的长度方向配置在等离子体生成箱的外侧；高频电源，其与电极相连接。ICP电极具有自等离子体生成箱的壁面离开规定距离的离开部分。
文档编号H01L21/00GK101819918SQ20101010264
公开日2010年9月1日 申请日期2010年1月22日 优先权日2009年1月23日
发明者山本和弥, 本山丰, 松浦广行, 福岛讲平, 高桥俊树 申请人:东京毅力科创株式会社