[發明專利]等離子體處理設備、等離子體處理方法、其中使用的介質窗口以及該介質窗口的制造方法

無效

• 申請號: 200680032251.1
• 申請日: 2006-09-01
• 公開（公告）號: CN101258786A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 奧村智洋;伊藤裕之;佐佐木雄一朗;岡下勝己;水野文二;中山一郎;置田尚吾;永井久雄
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H05H1/46
• 分類號: H05H1/46
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 肖鸝

技術領域

本發明涉及等離子體處理設備、等離子體處理方法、其中使用的介質窗口、以及該介質窗口的制造方法。

背景技術

用于電離雜質并在低的能量將雜質引入固體的等離子體摻雜方法為用于將雜質引入固體樣品的表面層的已知技術(見例如專利文獻1)。圖15示出在上述專利文獻1中披露的，用于作為傳統雜質引入方法的等離子體摻雜方法的等離子體處理設備的一般配置。如圖15所示，樣品電極6置于真空容器1內部，該樣品電極6將安裝有樣品9，樣品9為硅晶片。用于將包含期望元素的摻雜材料氣體例如B₂H₆氣體的氣體供應到真空容器1內的供應設備2以及用于降低真空容器1內的壓力的泵3被設置，由此真空容器1內的壓力可以保持在預定值。微波波導51輻射微波穿過作為介質窗口的石英板52進入真空容器1。該微波與由電磁體53形成的直流磁場之間的交互作用在真空容器1內產生具有磁場的微波等離子體(電子回旋共振等離子體)54。高頻電源10通過電容器55連接到樣品電極6，由此樣品電極5的電勢可以被控制。從氣體供應設備2供應的氣體通過氣體排出口56被引入真空容器1，并通過排氣孔11被排放到泵3。

在上述配置的等離子體處理設備中，已經通過氣體引入孔56被引入的摻雜材料氣體例如B₂H₆被由微波波導51和電磁體53組成的等離子體發生裝置轉換成等離子體54，且等離子體54內的硼離子通過高頻電源10被引到樣品9的表面上。

在金屬布線層形成樣品9上之后，其中雜質已經按上述方式被引入樣品9，薄氧化物膜在預定氧化氣氛下形成于金屬布線層上。隨后，柵極電極通過CVD設備等形成于樣品9上，由此形成例如MOS晶體管。

氣體供應方法對于等離子體摻雜的面內分布控制是重要的。氣體供應方法對于其他類型等離子體處理的面內分布控制也是重要的。在這方面已經進行了各種改進。

在一般等離子體處理設備的領域中，感應耦合等離子體處理設備已經被發展，其中多個氣體排出口設置為與樣品相對(見例如專利文獻2)。圖16示出在上述專利文獻2中披露的傳統干法蝕刻設備的一般配置。如圖16所示，真空處理室1的上壁是通過在介質第二頂板61上層鋪介質第一頂板7而形成。多個線圈8置于上第一頂板7上并連接到高頻電源5。處理氣體從氣體引入路徑13被供應朝向第一頂板7。氣體主要路徑14是由一個或多個腔體形成，該腔體具有一個定心孔作為穿通點以與氣體引入路徑13連通。氣體排出口42形成于第一頂板7內以到達氣體主要路徑14以及第一頂板7底面。另一方面，氣體排出通孔63在與氣體排出口62相同的位置形成于下第二頂板61內。真空室1可以沿排氣路徑64被抽空。基板臺6置于真空室1底部上，且作為處理對象的基板9固持在基板臺6上。

采用上述配置，當基板9被處理時，基板9安裝在基板臺6上且抽真空沿著排氣路徑64被執行。在抽真空之后，用于等離子體處理的處理氣體沿氣體引入路徑13被引入。該處理氣體通過形成于第一頂板7內的氣體主要路徑14在第一頂板7內均勻展開，通過氣體排出口62均勻地到達第一頂板7和第二頂板61之間的界面，穿過形成于第二頂板61內的氣體排出通孔63，且被引到基板9從而在基板9均勻分布。高頻功率由高頻電源5應用于線圈8，且真空處理室1內的氣體被從線圈8發射到真空處理室1內的電磁波激勵，由此等離子體產生于頂板7和41下，且安裝于置于真空處理室1內的基板臺6上基板9被該等離子體處理。

平行板電容耦合等離子體處理設備也已經被發明，其按照下述方式配置：排出朝向樣品中心部的氣體的流速可以與排出朝向樣品外圍部分的氣體的流速獨立地被控制(見例如專利文獻3)。圖17示出在上述專利文獻3中披露的傳統干法蝕刻設備的一般配置。如圖17所示，也用做氣體供應構件的頂電極128是由下述組成的一體主體：矩形框架129，其對應于待處理基板114；噴淋板130，其關閉框架129的底部開口，且許多氣體排出口131近似均勻地形成貫穿噴淋板130；以及環形隔離壁132，其將框架129和噴淋板130閉合的空間劃分為兩個(即，內部和外部)區域。頂電極128和真空室101頂板之間的內空間被隔離壁132劃分為中心氣體空間133和外圍氣體空間134。