[發明專利]微波等離子體處理裝置、電介質窗制造方法和微波等離子體處理方法

無效

• 申請號: 200710163060.5
• 申請日: 2007-09-29
• 公開（公告）號: CN101155463A
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發明（設計）人: 堀口貴弘;大見忠弘;平山昌樹
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社;國立大學法人東北大學
• 主分類號: H05H1/46
• 分類號: H05H1/46;H01L21/00;H01L21/02;H01L21/205;C23C16/511
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及一種由透過電介質窗的微波生成等離子體、對被處理體進行等離子體處理的微波等離子體處理裝置、電介質窗的制造方法和微波等離子體處理方法。本發明特別涉及用于生成等離子體的氣體供給。

背景技術

為了抑制被噴射至等離子體處理室的氣體在處理室內被過度地攪拌，有必要充分減小被噴射至處理室內時的氣體的流速，同時在遍及處理室內整體，在方向偏移很小的狀態下噴出氣體，使氣體噴射孔附近的壓力均勻。為了如上所述的那樣在減小氣體的流速之后均勻地噴射氣體至處理室內整體，擴大整體噴射孔即可，然而，在那種情況下，氣體噴射孔的位置距氣體供給裝置越遠，從氣體噴射孔噴射出來的氣體的流量變得越小，發生不均勻地生成等離子體的問題。

因此，在氣體的供給位置上使用多孔質體的裝置被提案(例如，參考專利文獻1)。在此裝置上，設置在與接地電極(陽極)相對的位置的高頻電極(陰極)，由陰極本體和多孔質體構成。如果利用此裝置，則在陰極本體與多孔質體之間導入氣體，使氣體通過多孔質體的氣孔從陰極表面噴出，由此，使氣體的流速充分減小之后，再使氣體噴射至處理室。

專利文獻1：特開2001-220678號公報

發明內容

然而，迄今為止，還不能在微波等離子體處理裝置上原樣轉用此方法。其原因在于，在微波等離子體處理裝置中，氣體從多個氣體導入管的開口部被噴出至處理室內，此時，如果在氣體導入管的開口部設置多孔質體，則不能將處于大氣壓狀態的氣體導入管內部與處于真空氣壓狀態的處理室內部隔斷，從而不能保持處理室的氣密性。據此，還未找到在微波等離子體處理裝置中使噴射至處理室的氣體的流速減小的有效方法。

為了解決上述課題，本發明提供一種通過抑制氣體的流速，能夠進行良好的等離子體處理的新型且被改進的微波等離子體處理裝置和微波等離子體處理方法。

即，為了解決上述課題，根據本發明的某些觀點，提供一種微波等離子體處理裝置，其具有：使微波傳播的縫隙天線(slot?antenna)；使上述縫隙天線傳播的微波透過的電介質窗；供給規定的氣體的氣體供給部；由透過上述電介質窗的微波，使上述規定的氣體成為等離子體，對被處理體進行處理的處理室。

該微波等離子體處理裝置的電介質窗具有：具有第一氣孔率的第一多孔質體；和連接于上述第一多孔質體并且具有小于上述第一氣孔率的第二氣孔率的第二多孔質體。上述氣體供給部，將規定的氣體，通過上述第一多孔質體，從上述第二多孔質體導入上述處理室內。

一般地，通過中空的氣體管的氣體的流速，利用氣體的流量Q和氣體管的截面積A，如下式(1)表示。

V＝Q/A???????????????(1)

這里，當處理容器內的壓力p為1Torr、噴射至處理容器內的氣體的總流量Q為2.0×10^-3m³/min、氣孔的總數為1176個時，每1個氣孔的氣體流量Q為28344.7mm³/sec。另外，例如，當噴射孔的直徑為0.5mm時，1個氣孔的截面積A為0.19635mm²。

在假定處理容器內的壓力p和體積v一定的情況下，采用式(1)，如下所示計算從直徑為0.5mm的氣體噴頭的噴射孔噴射出的氣體的流速V₀。其中，1atm＝760Torr。

V₀＝28344.7×760/0.19635＝109712.1m/s

另一方面，根據本發明的微波等離子體處理裝置，電介質窗內的氣體的通路由多孔質體形成。通常，通過混合陶瓷的結晶、玻璃粉末(例如，SiO₂)和蒸餾水，形成多孔質體。即，多孔質體的結構為：其內部陶瓷的結晶保留其原型并被玻璃粉末互相結合在一起。陶瓷的結晶與結晶之間的氣孔連通。

在假定處理容器內的壓力p和體積v一定的情況下，采用式(1)，如下所示計算從多孔質體被噴射出的氣體的流速V_t。其中，在這種的情況下，總截面積A，利用多孔質體的噴出口的截面積和氣孔率的乘積進行計算，當多孔質體的噴出口的直徑為16mm、氣孔率為50％時，總截面積A為100.53mm²。因此，如下所示，求得氣體的流速V_t。

V_t＝28344.7×760/100.53＝214.4m/s