專利名稱：等離子體處理裝置及排氣環(huán)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及等離子體處理裝置。
在下部電極側面和處理容器的內(nèi)壁面之間安裝排氣環(huán)，以便圍繞下部電極的周圍。通過該排氣環(huán)，處理容器內(nèi)分離為配置被處理體的處理空間和與排氣機構連通的排氣路徑。此外，在排氣環(huán)上形成多個貫通孔，通過該貫通孔連通處理空間和排氣路徑。因此，由于在處理時，處理空間內(nèi)的氣體經(jīng)貫通孔被排氣路徑導向，所以處理空間內(nèi)和排氣路徑內(nèi)的電導維持在規(guī)定的狀態(tài)，可以對處理空間內(nèi)穩(wěn)定地排氣。等離子體在被前述處理空間封閉的同時，通過保持接地電位的處理容器內(nèi)壁面及排氣環(huán)，確保接地的區(qū)域。
然而，由于排氣環(huán)保持在接地電位，所以由鋁合金等的金屬構成，受到在處理容器內(nèi)發(fā)生的等離子體的損害。在接地區(qū)域或接地面積不足時，通過處理容器內(nèi)的等離子體的偏置等，有產(chǎn)生異常放電的傾向。這樣，一旦產(chǎn)生異常放電，不僅不能獲得穩(wěn)定的放電，而且使被處理體產(chǎn)生損傷，成為成品率低下的原因。此外，也有所謂損傷處理室內(nèi)壁或排氣環(huán)的問題。
為了解決上述任務，根據(jù)本發(fā)明，提供新改良的等離子體處理裝置，它包含以下部件，即處理室，在前述處理室內(nèi)可載置被處理體的第1電極；在前述處理室內(nèi)與前述第1電極對置配置的第2電極；可向前述處理室內(nèi)導入處理氣體的處理氣體供給系統(tǒng)；可對前述處理室內(nèi)進行真空排氣的排氣系統(tǒng)；以及向前述第1及第2電極的至少一方上施加高頻電力，使前述處理氣體等離子體化，對前述被處理體實施規(guī)定的等離子體處理的高頻電力供給系統(tǒng)。此外，提供在處理室內(nèi)的等離子體處理空間和排氣空間之間設置的新的且改良的排氣環(huán)。
為了解決上述任務，本發(fā)明的第1方面的發(fā)明是等離子體處理裝置，其特征為，在前述第1電極的周圍配置排氣環(huán)，以便劃分處理室內(nèi)的等離子體處理空間和排氣空間，在前述排氣環(huán)上形成貫通孔和凹凸部。
本發(fā)明的第2方面的發(fā)明是等離子體處理裝置，其特征為，在前述第1電極的周圍配置形成多個貫通孔的排氣環(huán)，以便劃分處理室內(nèi)的等離子體處理空間和排氣空間，在前述排氣環(huán)的前述等離子體處理空間側表面上施以絕緣涂膜。
本發(fā)明的第3方面的發(fā)明是排氣環(huán)，其特征為，形成貫通孔和凹凸部。
本發(fā)明的第4方面的發(fā)明是排氣環(huán)，其特征為，在等離子體處理空間側表面上施以絕緣涂膜。
如果詳細說本發(fā)明的特征，前述凹凸部也可以包含盲孔。前述貫通孔數(shù)也可以比前述盲孔多。前述絕緣涂膜也可以是Y2O3及Al2O3的至少一種。前述貫通孔及/或前述盲孔的前述處理室側開口部也可以擴口形成錐形體。
根據(jù)本發(fā)明的構成，由于在排氣環(huán)上不僅形成貫通孔，而且形成凹凸部，所以抑制等離子體的泄漏，而且可以確保接地面積。通過施以絕緣涂膜，可以更加有效地抑制等離子體的泄漏。由于Y2O3及Al2O3耐等離子體侵蝕性高，所以，以這些作為絕緣涂膜時，處理容器內(nèi)難以產(chǎn)生損傷，金屬污染或起塵減少。在可以提高成品率的同時，對處理裝置可以減少維護次數(shù)。前述孔在處理室側開口部形成錐形開口時，在進一步確保接地面積的同時，即使在處理室側開口部上在處理時產(chǎn)生附著物，也可以延長使孔內(nèi)徑狹小化的時間，可以延長維護周期。
圖2(a)是從本發(fā)明實施方式的排氣環(huán)的處理空間側看的平面圖，圖2(b)是沿A-A線的剖面圖。
圖3是本發(fā)明實施方式的排氣環(huán)的變形側剖面圖。
圖4是本發(fā)明其它的實施方式的排氣環(huán)剖面圖。
圖5是本發(fā)明其它的實施方式的排氣環(huán)剖面圖。
(1)蝕刻裝置的全體構成首先，概略說明蝕刻裝置的構成。如

圖1所示，處理室100包含頂板部110和上部開口的大體呈圓筒形的導電性容器部120。頂板部110通過鎖定機構130裝卸自如地與容器部120固定，而且開閉自如。在容器部120內(nèi)配置了例如載置半導體晶片(以下稱為「晶片」)W的導電性的下部電極122。在頂板部110上配置上部電極112，以便與下部電極122對置。
在上部電極112上形成用于排出等離子體處理空間102內(nèi)處理氣體的多個氣體排出孔112a。排出孔112a通過氣體供給路徑114與氣體供給源140連接。因而，處理氣體從氣體供給源140經(jīng)排出孔112a供給等離子體處理空間102。
在下部電極122的下方周圍設置排氣環(huán)126。排氣環(huán)126使等離子體處理空間102和排氣空間104相隔。在排氣環(huán)126上，如后所述，形成多個貫通孔126a和盲孔(非貫通孔)126b。通過貫通孔126a，使排氣環(huán)126上方的等離子體處理空間102和排氣環(huán)126下方的排氣空間104連通。因此，等離子體處理空間102的氣體通過排氣環(huán)126的貫通孔126a，經(jīng)開閉閥150、排氣量調(diào)整閥152被渦輪分子泵154適當?shù)嘏艢狻?br> 從高頻電源160輸出的高頻電力經(jīng)匹配器162施加到下部電極122上，從高頻電源164輸出的高頻電力經(jīng)匹配器166施加到上部電極112上，通過施加這樣的電力，使導入處理室100內(nèi)的處理氣體等離子體化，通過該等離子體對晶片施加規(guī)定的蝕刻處理。
在等離子體處理空間102的容器部120內(nèi)壁上設置表面涂敷Y2O3等的涂層的淀積屏蔽124。通過采用耐等離子體性高的Y2O3涂層，等離子體的活性種對處理室的內(nèi)壁面進行蝕刻，防止微粒的發(fā)生。
在頂板部110和容器部120之間介插導電性O型環(huán)132。從上部電極112經(jīng)容器部120構成接地路徑，導電性O型環(huán)132成為其接地路徑的一部分。一旦在容器120內(nèi)進行真空排氣，則導電性O型環(huán)132受到壓縮，頂板部110和容器部120之間更加密封，可以可靠地接地。
(2)排氣環(huán)的構成其次，邊參照圖2，邊對本實施方式的排氣環(huán)126詳細地說明。圖2(a)是從處理空間側看排氣環(huán)126的平面圖。圖2(b)是排氣環(huán)126沿A-A線的剖面圖。
在排氣環(huán)126上呈輻射狀地形成多個貫通孔126a。相當于總數(shù)1/3的貫通孔126a通過在排氣空間104側貼附密封構件而被密封。密封的孔形成在等離子體處理空間102側開口的盲孔126b。作為密封構件的一例，在這里用聚酰亞胺帶126c，通過對現(xiàn)有的排氣環(huán)減少貫通孔126a的數(shù)量，形成不貫通的盲孔126b，可以增大接地面積。
此外，在排氣環(huán)126的處理空間側的表面上，作為絕緣涂膜施以Y2O3涂層126d。Y2O3涂層126d的厚度在這里為50～100μm。由于Y2O3耐等離子體侵蝕性高，所以，處理容器內(nèi)難以產(chǎn)生損傷，減少金屬污染或起塵。因此，在可以提高成品率的同時，可以減少對裝置的維護次數(shù)。作為絕緣涂膜的涂層材料有Al2O3等。
盲孔126b的制法不限于上述所示方法，例如，在全部的孔是貫通孔126a那樣制作的排氣環(huán)126上只在貫通孔126a部分開貫通孔，也可以在盲孔126b部分上粘合不開孔的另外構件的板制成?；蛘?，如圖3所示，也可以一開始通過一體成型設置有貫通孔126a和盲孔126b的排氣環(huán)，或通過切削加工制作、使用。為了確保用于接地的表面積，優(yōu)選盡可能增大盲孔的內(nèi)面積。
圖4是另一實施方式的排氣環(huán)的剖面圖。本實施方式的特征為，形成貫通孔126a和盲孔126b的處理室側開口部形成錐形開口部126e。其它的構成是與前述的實施方式相同。通過形成這樣的錐狀，即使處理時產(chǎn)生的附著物附著在處理室側開口部，由于該附著物從錐形面上開始順序堆積，所以，可以延長孔內(nèi)徑狹小化的時間。因此，通過延長排氣環(huán)126的維護周期，可以提高生產(chǎn)率。
圖5是另一實施方式的排氣環(huán)的剖面圖。
在圖5(a)所示的方式中，形成貫通孔126a和凹凸部126f。該凹凸部126f在本實施例中通過在等離子體處理空間側形成許多具有貫通孔126a的1/2左右的直徑，具有1/5左右的深度的非貫通孔126e而形成。如果與圖2及圖3所示的非貫通孔126b進行比較，通過其直徑大小及深度小，而增加孔數(shù)，確保所希望的接地面積。在排氣環(huán)126的處理空間側的表面上，施以與前述實施方式相同的Y2O3涂層126d。通過這樣處理，在處理空間側表面上具有凹凸形狀，可以增大接地面積。此外，由于非貫通孔126e的深度淺，使加工變得更加容易。
在圖5(b)、(c)所示的方式中，取代圖5(a)的凹凸部126f，而形成具有臺階狀的凹凸形狀的凹凸部126g。其它的構成與圖5(a)的相同。即使在圖5(b)、(c)所示的方式中，也獲得與圖5(a)所示的方式相同效果。在圖5(a)、(b)、(c)的各方式中，形成貫通孔126a的處理室側開口部形成錐形開口部126e也可。此外，具有臺階狀凹凸形狀的凹凸部126g形成光滑的曲線也可。
以上，邊參照附圖，邊說明本發(fā)明的合適的實施方式，然而，本發(fā)明不限于這樣的例子。如果是本領域技術人員，在本專利申請的范圍內(nèi)記載的技術思維范圍內(nèi)，顯然能想到各種變形例或修正例，當然，這些也屬于本發(fā)明的技術范圍。
貫通孔或盲孔的形狀、配置、錐形體形狀以及凹凸部的形狀等不限于上述實施例，可是各種各樣的。關于這些，本發(fā)明是可適用的。例如，在上述實施方式中把平面圖上的貫通孔、盲孔的形狀作成圓孔，然而不限于此，也可以是長孔、短形隙縫狀。在上述實施方式，以盲孔數(shù)取貫通孔總數(shù)1/3為例，然而，并不限于此。
本發(fā)明不限于上述的平行平板型裝置，也可適用磁控管方式的等離子體蝕刻裝置，等離子體CVD裝置等各種處理裝置。
如上述詳細說明那樣，根據(jù)本發(fā)明，通過在排氣環(huán)上設置貫通孔和凹凸部，可以抑制等離子體泄漏，而且因為可以增大接地面積，所以，可以抑制異常放電。因此，可以減少對被處理體的損傷，可以比現(xiàn)有方式提高成品率的同時，也可以減輕處理室的內(nèi)壁或排氣環(huán)的損傷。而且，通過在排氣環(huán)上施以Y2O3等的絕緣涂膜，可以使處理容器內(nèi)的損傷難以產(chǎn)生，金屬污染或起塵減少，提高成品率的同時，可以減少維護次數(shù)。通過使貫通孔或盲孔在處理室側作成錐形開口，即使在處理室側開口部上附著在處理時產(chǎn)生的附著物，由于該附著物從錐體面上開始順序堆積，可以延長使孔內(nèi)徑狹小化的時間，可以延長連續(xù)處理時間及排氣環(huán)的維護周期，可以提高生產(chǎn)率。
工業(yè)上利用的可能性本發(fā)明可用半導體器件制造工序內(nèi)用的等離子體處理裝置以及在該等離子體處理裝置上設置的排氣環(huán)上。
權利要求
1.一種等離子體處理裝置，其具有處理室；在所述處理室內(nèi)可載置被處理體的第1電極；在所述處理室內(nèi)與所述第1電極對置配置的第2電極；可向所述處理室內(nèi)導入處理氣體的處理氣體供給系統(tǒng)；可對所述處理室內(nèi)真空排氣的排氣系統(tǒng)；以及在所述第1及第2電極的至少一方上施加高頻電力，使所述處理氣體等離子體化，向所述被處理體實施規(guī)定的等離子體處理的高頻電力供給系統(tǒng)，其特征為，在所述第1電極周圍配置排氣環(huán)，以便劃分處理室內(nèi)的等離子體處理空間和排氣空間，在所述排氣環(huán)上形成貫通孔和凹凸部。
2.根據(jù)權利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征為，所述凹凸部包含盲孔。
3.根據(jù)權利要求2所述的等離子體處理裝置，其特征為，所述貫通孔數(shù)比所述盲孔數(shù)多。
4.根據(jù)權利要求2所述的等離子體處理裝置，其特征為，所述貫通孔和/或所述盲孔的所述處理側開口部形成錐形開口。
5.根據(jù)權利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征為，在所述排氣環(huán)的所述等離子體處理空間側表面上施以絕緣涂膜。
6.根據(jù)權利要求5所述的等離子體處理裝置，其特征為，所述絕緣涂膜是Y2O3和Al2O3中的至少任一種。
7.一種等離子體處理裝置，其具有處理室；在所述處理室內(nèi)可載置被處理體的第1電極；在所述處理室內(nèi)與所述第1電極對置配置的第2電極；渋谷區(qū)可向所述處理室內(nèi)導入處理氣體的處理氣體供給系統(tǒng)；可對所述處理室內(nèi)真空排氣的排氣系統(tǒng)；以及在所述第1及第2電極的至少一方上施加高頻電力，使所述處理氣體等離子體化，向所述被處理氣體實施規(guī)定的等離子體處理的高頻電力供給系統(tǒng)，其特征為，在所述第1電極周圍配置形成多個貫通孔的排氣環(huán)，以便劃分處理室內(nèi)的等離子體處理空間和排氣空間，所述排氣環(huán)在所述等離子體處理空間側表面上施以絕緣涂膜。
8.根據(jù)權利要求7所述的等離子體處理裝置，其特征為，所述絕緣涂膜是Y2O3和Al2O3中的至少任一種。
9.根據(jù)權利要求7所述的等離子體處理裝置，其特征為，所述貫通孔的所述處理室側開口部形成錐形開口。
10.一種設置在處理室內(nèi)的等離子體處理空間和排氣空間之間的排氣環(huán)，其特征為，形成貫通孔和凹凸部。
11.根據(jù)權利要求10所述的排氣環(huán)，其特征為，所述凹凸部包含盲孔。
12.根據(jù)權利要求11所述的排氣環(huán)，其特征為，所述貫通孔數(shù)比所述盲孔數(shù)多。
13.根據(jù)權利要求11所述的排氣環(huán)，其特征為，所述貫通孔和/或所述盲孔的所述處理室側開口部形成錐形開口。
14.根據(jù)權利要求10所述的排氣環(huán)，其特征為，在所述排氣環(huán)的所述等離子體處理空間側表面施以絕緣涂膜。
15.根據(jù)權利要求14所述的排氣環(huán)，其特征為，所述絕緣涂膜是Y2O3和Al2O3中的至少任一種。
16.一種設置在處理室內(nèi)的等離子體處理空間和排氣空間之間的排氣環(huán)，其特征為，形成多個貫通孔，在所述排氣環(huán)的所述等離子體處理空間側表面上施以絕緣涂膜。
17.根據(jù)權利要求16所述的排氣環(huán)，其特征為，所述絕緣涂膜是Y2O3和Al2O3中的至少任一種。
18.根據(jù)權利要求16所述的排氣環(huán)，其特征為，所述貫通孔的所述處理室側的開口部形成錐形開口。
全文摘要
本發(fā)明可以得到具有耐等離子體性高、可抑制異常放電的排氣環(huán)的等離子體處理裝置。處理室(100)包含配置上部電極(112)的頂板部(110)，和配置可載置與上部電極(112)對置配置的下部電極(122)的容器部(120)。在下部電極(122)周圍配以排氣環(huán)(126)，以便劃分處理室(100)內(nèi)的等離子體處理空間(102)和排氣空間(104)，在排氣環(huán)(126)上形成貫通孔(126a)和比貫通孔(126a)數(shù)量少，且在等離子體處理空間(102)側開口的盲孔(126b)。在排氣環(huán)(126)的等離子體處理空間(102)側表面上施以由Y
文檔編號C23C16/00GK1461494SQ01816013
公開日2003年12月10日 申請日期2001年11月2日 優(yōu)先權日2000年11月10日
發(fā)明者小笠原正宏, 加藤和也 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社