專利名稱：等離子處理裝置及供氣構(gòu)件支撐裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種等離子處理裝置及供氣構(gòu)件支撐裝置(下面有時(shí)僅稱為支撐裝置)，本發(fā)明尤其涉及一種內(nèi)部進(jìn)行等離子處理時(shí)供給氣體的等離子處理裝置、及內(nèi)部進(jìn)行等離子處理時(shí)供給等離子處理用氣體的等離子處理裝置中所使用的供氣構(gòu)件支撐裝置。
背景技術(shù)：
LSI (Large Scale Integrated circuit, ^ !!^]) MOS (Metal Oxide Semiconductor,金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管等半導(dǎo)體元件是對作為被處理基板的半導(dǎo)體基板(晶片)實(shí)施蝕刻或CVD (Chemical Vapor D印osition，化學(xué)氣相沉積)、濺鍍等處理而制造。關(guān)于蝕刻或CVD、濺鍍等處理，有使用等離子作為其能量供給源的處理方法，即等離子蝕刻或等離子CVD、等離子濺鍍等。此處，與內(nèi)部進(jìn)行所述等離子處理的等離子處理裝置相關(guān)的技術(shù)是公開于日本專利特開2009-302324號公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)。先行技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利特開2009-302324號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
[發(fā)明所要解決的問題]此處，以所述專利文獻(xiàn)1為代表的普通等離子處理裝置包括處理容器，包含圓筒狀的側(cè)壁，且于其內(nèi)部對被處理基板進(jìn)行等離子處理；及供氣機(jī)構(gòu)，向處理容器內(nèi)供給等離子處理用氣體。供氣機(jī)構(gòu)向處理容器內(nèi)適當(dāng)?shù)毓┙o等離子激發(fā)用氣體或等離子蝕刻處理用氣體等。供氣機(jī)構(gòu)中包含配置在處理容器內(nèi)且圓環(huán)狀延伸的供氣構(gòu)件。從處理容器內(nèi)的有效供給等離子處理用氣體的觀點(diǎn)出發(fā)，此供氣構(gòu)件例如配置在保持臺(tái)的上方側(cè)。在處理容器內(nèi)，供氣構(gòu)件是通過從處理容器的側(cè)壁的內(nèi)壁面起徑向延伸、具體來說向內(nèi)徑側(cè)延伸的多個(gè)棒狀的支撐構(gòu)件而固定并被支撐。此處，進(jìn)行等離子處理時(shí)或安裝供氣構(gòu)件時(shí)等，存在對支撐構(gòu)件附加強(qiáng)應(yīng)力的情況。在此情況下，由于支撐構(gòu)件是固定在側(cè)壁及供氣構(gòu)件上，因此有可能導(dǎo)致附加應(yīng)力集中。如此一來，支撐構(gòu)件的更換或維護(hù)等情況會(huì)頻繁發(fā)生，所以不夠優(yōu)選。本發(fā)明的目的在于提供一種可以避免支撐構(gòu)件的應(yīng)力集中、確實(shí)地供給氣體而進(jìn)行等離子處理的等離子處理裝置。本發(fā)明的另一目的在于提供一種可以避免支撐構(gòu)件的應(yīng)力集中、確實(shí)地支撐配置于處理容器內(nèi)的供氣構(gòu)件的供氣構(gòu)件支撐裝置。[解決問題的技術(shù)手段]本發(fā)明的等離子處理裝置對被處理基板進(jìn)行等離子處理，其特征在于包括處理
3容器，包含位于下方側(cè)的底部、及從底部的外周向上方向延伸的筒狀側(cè)壁，且可將被處理基板收納于其內(nèi)部；供氣構(gòu)件，配置在處理容器內(nèi)的規(guī)定位置，具有在規(guī)定方向上延伸的形狀，且設(shè)有供給等離子處理用氣體的供氣口 ；多個(gè)支撐構(gòu)件，以將供氣構(gòu)件及側(cè)壁連結(jié)的方式，在供氣構(gòu)件延伸的方向隔開各自之間隔設(shè)有供氣構(gòu)件；及安裝部，可將支撐構(gòu)件安裝在側(cè)壁。支撐構(gòu)件包含固定并安裝于安裝部的第一支撐構(gòu)件；及以自由支撐的方式安裝于安裝部的第二支撐構(gòu)件。通過這樣的構(gòu)成，在等離子處理裝置中，即便在等離子處理時(shí)或安裝時(shí)等對供氣構(gòu)件附加了應(yīng)力的情況下，由于第二支撐部是以自由支撐的方式安裝于安裝部，所以也可以允許供氣構(gòu)件移動(dòng)。如此一來，可以避免第二支撐構(gòu)件的應(yīng)力集中。在此情況下，由于第一支撐構(gòu)件是固定于安裝部，所以供氣構(gòu)件穩(wěn)定地支撐在處理容器內(nèi)的規(guī)定位置處。因此， 可以確實(shí)地供給氣體而進(jìn)行等離子處理。本發(fā)明的另一形態(tài)是一種供氣構(gòu)件支撐裝置，其設(shè)置在對被處理基板進(jìn)行等離子處理的等離子處理裝置中，且于處理容器內(nèi)支撐供氣構(gòu)件，此等離子處理裝置包括處理容器，包含位于下方側(cè)的底部、及從底部的外周向上方向延伸的筒狀側(cè)壁，且可將被處理基板收納于其內(nèi)部；及供氣構(gòu)件，配置在處理容器內(nèi)的規(guī)定位置，具有在規(guī)定方向延伸的形狀， 且設(shè)有供給等離子處理用氣體的供氣口 ；所述供氣構(gòu)件支撐裝置的特征在于包括多個(gè)支撐構(gòu)件，以將供氣構(gòu)件及側(cè)壁連結(jié)的方式，在供氣構(gòu)件延伸的方向隔開各自之間隔而設(shè)置； 及安裝部，固定于側(cè)壁且可安裝支撐構(gòu)件；且支撐構(gòu)件包含固定并安裝于安裝部的第一支撐構(gòu)件、及以自由支撐的方式安裝于安裝部的第二支撐構(gòu)件。根據(jù)這種供氣構(gòu)件支撐裝置，可以確實(shí)地支撐配置在處理容器內(nèi)的供氣構(gòu)件。[發(fā)明的效果]根據(jù)這種等離子處理裝置及供氣構(gòu)件支撐裝置，即便在等離子處理時(shí)或安裝時(shí)等對供氣構(gòu)件附加了應(yīng)力的情況下，由于第二支撐構(gòu)件是以自由支撐的方式安裝于安裝部， 所以也可以允許供氣構(gòu)件移動(dòng)。如此一來，可以避免第二支撐構(gòu)件的應(yīng)力集中。在此情況下，由于第一支撐構(gòu)件是固定于安裝部，所以供氣構(gòu)件穩(wěn)定地支撐在處理容器內(nèi)的規(guī)定位置處。因此，可以確實(shí)地供給氣體而進(jìn)行等離子處理。


圖1是概略性地表示本發(fā)明一實(shí)施方式的等離子處理裝置的構(gòu)成的概略截面圖。圖2是從板厚方向觀察本發(fā)明一實(shí)施方式的等離子處理裝置具備的槽孔天線板的示圖。圖3是從上方向觀察圖1所示的等離子處理裝置具備的供氣機(jī)構(gòu)中所含的外部氣體供氣構(gòu)件的示圖。圖4是表示包含圖3所示的外部氣體供氣構(gòu)件的套管部的示圖。圖5是表示第一安裝部與第一支撐構(gòu)件的連結(jié)部的放大圖。圖6是表示第二安裝部與第二支撐構(gòu)件的連結(jié)部的放大圖。圖7是表示第二安裝部與第二支撐構(gòu)件的連結(jié)部的放大圖。圖8是將熱膨脹前的第二安裝部與第二支撐構(gòu)件的連結(jié)部，在與徑向垂直的方向上切斷時(shí)的放大截面圖。
圖9是將熱膨脹前的第二安裝部與第二支撐構(gòu)件的連結(jié)部，徑向切斷時(shí)的放大截面圖。圖10是將熱膨脹后的第二安裝部與第二支撐構(gòu)件的連結(jié)部，在與徑向垂直的方向上切斷時(shí)的放大截面圖。圖11是將熱膨脹后的第二安裝部與第二支撐構(gòu)件的連結(jié)部，徑向切斷時(shí)的放大截面圖。[符號的說明]11等離子處理裝置12處理容器13供氣機(jī)構(gòu)14保持臺(tái)15微波產(chǎn)生器16波導(dǎo)管17同軸波導(dǎo)管18電介質(zhì)板19、32a、32b 槽孔20槽孔天線板21電介質(zhì)窗22 底部23 側(cè)壁24環(huán)狀構(gòu)件25排氣孔26下壁部27套管部28上壁部29a中心導(dǎo)體29b外周導(dǎo)體30模式轉(zhuǎn)換器31,82 0 形環(huán)33、34 貫通孔35下表面36電介質(zhì)窗凹部37、39 供氣口38注射器40外部氣體供氣構(gòu)件41容納凹部42、50、57 壁面43圓筒部44、45、46 支撐構(gòu)件
47、48、49安裝部51、52、53棒狀部54、55、56圓弧部58、59、60突出部61、62、63凹陷部64氣體流路65、66、67 間隙71外徑面72根部73、74、75、76 端部81支撐按壓部83、84端面
具體實(shí)施例方式下面，參照圖式來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。首先，說明本發(fā)明一實(shí)施方式的等離子處理裝置的構(gòu)成。圖1是概略性地表示本發(fā)明的等離子處理裝置的構(gòu)成的概略截面圖。圖 2是從板厚方向觀察圖1所示的等離子處理裝置具備的槽孔天線板的示圖。圖3是從等離子處理裝置的上方向觀察圖1所示的等離子處理裝置具備的供氣機(jī)構(gòu)中所含的外部氣體供氣構(gòu)件的示圖。參照圖1 圖3，本發(fā)明一實(shí)施方式的等離子處理裝置11是將微波作為等離子源的微波等離子處理裝置。等離子處理裝置11包括處理容器12，具有在其內(nèi)部對被處理基板W進(jìn)行等離子處理的處理空間；供氣機(jī)構(gòu)13，向處理容器12內(nèi)供給等離子處理用氣體等；保持臺(tái)14，設(shè)置在處理容器12內(nèi)，且于其上保持被處理基板W;微波產(chǎn)生器15，設(shè)置在處理容器12的外部，并產(chǎn)生等離子激發(fā)用微波；波導(dǎo)管16及同軸波導(dǎo)管17，將由微波產(chǎn)生器15產(chǎn)生的微波導(dǎo)入到處理容器12內(nèi)；電介質(zhì)板18，連結(jié)于同軸波導(dǎo)管17的下方端部， 使同軸波導(dǎo)管17所導(dǎo)入的微波徑向傳播；槽孔天線板20，配置在電介質(zhì)板18的下方側(cè)，具有輻射由電介質(zhì)板18傳播的微波的多個(gè)槽孔19 ；電介質(zhì)窗21，配置在槽孔天線板20的下方側(cè)，使槽孔19所輻射的微波徑向傳播并穿透到處理容器12內(nèi)；及控制部(未圖示)，對等離子處理裝置11整體進(jìn)行控制。控制部對供氣機(jī)構(gòu)13的氣體流量、處理容器12內(nèi)的壓力等用于對被處理基板W實(shí)施等離子處理的工藝條件進(jìn)行控制。還有，從便于理解的觀點(diǎn)出發(fā)，在圖1中概略性地表示了槽孔19的開口形狀。處理容器12是能夠收納被處理基板W的構(gòu)成。處理容器12包含底部22，位于保持臺(tái)14的下方側(cè)；側(cè)壁23，從底部22的外周向上方向延伸；及環(huán)狀構(gòu)件M，配置為載置于側(cè)壁23的上方側(cè)，且其上能夠載置電介質(zhì)窗21。側(cè)壁23為鋁等金屬制的圓筒狀。在處理容器12的底部22的徑向中央側(cè)設(shè)置著排氣用的排氣孔25。處理容器12的上部側(cè)形成開口，處理容器12構(gòu)成為能夠由電介質(zhì)窗21及0形環(huán)31密封，此電介質(zhì)窗21配置在處理容器12的上部側(cè)，此0形環(huán)31作為密封構(gòu)件而介于電介質(zhì)窗21與處理容器12、具體來說構(gòu)成處理容器12的環(huán)狀構(gòu)件M之間。此處，側(cè)壁23包含下壁部沈，從底部22的外周起連綿地向上方向延伸，且為圓筒狀；圓筒狀的套管部27，配置為載置于下壁部沈的上方側(cè)；及圓筒狀的上壁部觀，配置為載置于套管部27的上方側(cè)。S卩，側(cè)壁23是從作為底部22側(cè)的下方側(cè)依次堆積下壁部 26、套管部27、上壁部28而構(gòu)成。此處，下壁部沈與套管部27設(shè)為可分離。即，側(cè)壁23能以套管部27為界上下方向地分離。通過這樣的構(gòu)成，可以容易地將處理容器12分離成上側(cè)區(qū)域及下側(cè)區(qū)域，進(jìn)行側(cè)壁23的內(nèi)壁面清洗等。因此，維護(hù)性變得良好。還有，也可以構(gòu)成為套管部27與上壁部 28可分離。保持臺(tái)14載置圓板狀的被處理基板W并進(jìn)行保持。在保持臺(tái)14上，透過匹配單元及供電棒(均未圖示)而電性連接著RF(radio frequency，射頻)偏壓用高頻率電源。微波產(chǎn)生器15連接于波導(dǎo)管16的上流側(cè)，此波導(dǎo)管16是透過由中心導(dǎo)體29a及外周導(dǎo)體29b構(gòu)成的同軸波導(dǎo)管17及模式轉(zhuǎn)換器30而導(dǎo)入微波。構(gòu)成同軸波導(dǎo)管17且均為圓筒狀的中心導(dǎo)體29a及外周導(dǎo)體29b配置為徑向中心一致，中心導(dǎo)體的外徑面與外周導(dǎo)體^b的內(nèi)徑面之間隔開間隔，而在圖1中的圖紙上下方向延伸。槽孔天線板20為薄板狀且為圓板狀。槽孔天線板20的板厚方向的兩面分別平坦。 在槽孔天線板20上設(shè)置著多個(gè)板厚方向貫通的多個(gè)槽孔19。槽孔19形成為在一個(gè)方向上長的第一槽孔32a與在和第一槽孔32a正交的方向上長的第二槽孔32b相鄰地成為一對。 具體來說，構(gòu)成為相鄰的兩個(gè)槽孔32a、32b成為一對而大體八字狀地配置。配置在內(nèi)周側(cè)的7對槽孔19及配置在外周側(cè)的觀對槽孔19分別在圓周方向等間隔地配置。在槽孔天線板20的徑向的中央也設(shè)置著貫通孔33。槽孔天線板20具有以徑向中心為中心的旋轉(zhuǎn)對稱性。電介質(zhì)窗21大體為圓板狀，且具有規(guī)定板厚。電介質(zhì)窗21由電介質(zhì)構(gòu)成，作為電介質(zhì)窗21的具體材質(zhì)，可列舉石英或氧化鋁等。電介質(zhì)窗21是以下側(cè)搭載于處理容器12 的環(huán)狀構(gòu)件M上的方式安裝在等離子處理裝置11中。在電介質(zhì)窗21的徑向的中央設(shè)置著在板厚方向、即圖1中的圖紙上下方向貫通的貫通孔34。貫通孔34形成為上側(cè)區(qū)域的徑長大于下側(cè)區(qū)域的徑長。在電介質(zhì)窗21之中、安裝在等離子處理裝置11時(shí)變成生成等離子的一側(cè)的下表面35的徑向外側(cè)區(qū)域，設(shè)置著電介質(zhì)窗凹部36，此電介質(zhì)窗凹部36連成環(huán)狀，且朝向電介質(zhì)窗21的板厚方向內(nèi)側(cè)、此處是圖1中的圖紙上方向呈錐狀凹陷。由供氣機(jī)構(gòu)13向處理容器12內(nèi)供給等離子處理用氣體。等離子處理裝置11中， 利用控制部將處理容器12的溫度在例如30°C 80°C左右的溫度范圍內(nèi)設(shè)定為適合處理的溫度。由微波產(chǎn)生器15所產(chǎn)生的微波通過同軸波導(dǎo)管17而傳播到電介質(zhì)板18，并從設(shè)置在槽孔天線板20的多個(gè)槽孔19輻射到電介質(zhì)窗21。透過電介質(zhì)窗21的微波使電介質(zhì)窗21正下方產(chǎn)生電場，從而使處理容器12內(nèi)生成等離子。在電介質(zhì)窗21正下方所生成的等離子向離開電介質(zhì)窗21的方向、即朝向保持臺(tái)14的方向擴(kuò)散。接著，在由擴(kuò)散的等離子形成的包括載置于保持臺(tái)14的被處理基板W在內(nèi)的等離子擴(kuò)散區(qū)域內(nèi)，對被處理基板W 進(jìn)行等離子蝕刻處理等的等離子處理。將使用所述槽孔天線板20的等離子處理裝置稱作 RLSA(Radial Line Slot Antena，徑向線縫隙天線)方式的微波等離子處理裝置。接下來，對向處理容器12內(nèi)供給等離子處理用氣體的供氣機(jī)構(gòu)13的構(gòu)成進(jìn)行說明。供氣機(jī)構(gòu)13包含作為中央供氣構(gòu)件的注射器38，具有朝向被處理基板W的中央供給氣體的供氣口 37 ；及外部氣體供氣構(gòu)件40，具有以朝向徑向內(nèi)側(cè)噴出氣體的方式進(jìn)行供給
7的供氣口 39。中央供氣構(gòu)件是將構(gòu)成同軸波導(dǎo)管17的中空狀的中心導(dǎo)體^a的中空部分作為氣體的供給路徑。注射器38是配置在電介質(zhì)窗21的內(nèi)側(cè)。具體來說，設(shè)置在電介質(zhì)窗21 的貫通孔34之中徑長小的下側(cè)區(qū)域變成注射器38中的供氣口 37，徑長大的上側(cè)區(qū)域變成載置并容納注射器38的容納凹部41。接下來，對外部氣體供氣構(gòu)件40的構(gòu)成進(jìn)行說明。外部氣體供氣構(gòu)件40因配置在產(chǎn)生等離子的處理容器12內(nèi)，所以由電介質(zhì)材料構(gòu)成。具體來說，外部氣體供氣構(gòu)件40 的材質(zhì)為石英。在處理容器12內(nèi)，外部氣體供氣構(gòu)件40避開被處理基板W的正上方區(qū)域而配置在電介質(zhì)窗21與保持臺(tái)14之間。外部氣體供氣構(gòu)件40為圓環(huán)狀且為中空狀。外部氣體供氣構(gòu)件40的內(nèi)徑尺寸構(gòu)成為比被處理基板W的外徑尺寸稍大。外部氣體供氣構(gòu)件40的中空部分是構(gòu)成為其截面形狀大體為矩形狀。外部氣體供氣構(gòu)件40的供氣口 39是以將圓環(huán)狀的外部氣體供氣構(gòu)件40之中內(nèi)側(cè)壁面42形成圓孔狀開口的方式而設(shè)置著多個(gè)。多個(gè)供氣口 39隔開規(guī)定間隔而大體均等分配地設(shè)置。注射器38及外部氣體供氣構(gòu)件40分別從處理容器12外向處理容器12內(nèi)供給等離子處理用氣體等。關(guān)于從供氣口 37、39所供給的氣體各自的流動(dòng)方向，以圖1中的箭頭 Fl及F2圖示。還有，關(guān)于從注射器38及外部氣體供氣構(gòu)件40所供給的氣體的流量比或氣體種類，可以任意選擇，例如既可分別從注射器38及外部氣體供氣構(gòu)件40供給不同種類的氣體，也可完全不從注射器38供給氣體而僅從外部氣體供氣構(gòu)件40向處理容器12內(nèi)供給氣體。此外，關(guān)于氣體的流動(dòng)方向也可以配合工藝而任意選擇。在處理容器12內(nèi)，外部氣體供氣構(gòu)件40是由外部氣體供氣構(gòu)件支撐裝置支撐。圖 4是在將等離子處理裝置11在套管部27與上壁部觀之間分離的狀態(tài)下，從上方向觀察作為外部氣體供氣構(gòu)件支撐裝置的套管部27的概略圖。圖5是圖4中的V所示的部分的放大圖，而且是表示下述第一安裝部與第一支撐構(gòu)件的連結(jié)狀態(tài)的示圖。圖6是圖4中的VI 所示的部分的放大圖，而且是表示下述第二安裝部與第二支撐構(gòu)件的連結(jié)狀態(tài)的圖式。圖 7是圖4中的VII所示的部分的放大圖，而且是表示下述第二安裝部與第二支撐構(gòu)件的連結(jié)狀態(tài)的圖式。圖8是以圖6中的VIII-VIII截面切斷時(shí)的截面圖，而且是將第二安裝部與第二支撐構(gòu)件的連結(jié)部在與徑向垂直的方向上切斷時(shí)的放大截面圖。圖9是以圖6中的 IX-IX截面切斷時(shí)的截面圖，而且是將第二安裝部與第二支撐構(gòu)件的連結(jié)部在徑向切斷時(shí)的放大截面圖。還有，圖8及圖9是表示熱膨脹前的狀態(tài)的示圖。參照圖1 圖9，作為支撐裝置的套管部27包含環(huán)狀圓筒部43，配置在下壁部沈及上壁部28之間；三個(gè)支撐構(gòu)件44、45、46，以將外部氣體供氣構(gòu)件40及側(cè)壁23連結(jié)的方式，在作為外部氣體供氣構(gòu)件40延伸方向的圓周方向上隔開各自之間隔而設(shè)置；及三個(gè)安裝部47、48、49，固定在側(cè)壁23，且安裝三個(gè)支撐構(gòu)件44 46。三個(gè)安裝部47 49在圓筒部43中是均等分配地配置于圓周方向上，且固定在圓筒部43。安裝部47 49分別設(shè)置為使圓筒部43的內(nèi)側(cè)的壁面50的一部分向外徑側(cè)凹陷。此處，在以圓筒部43的徑向中心為中心而于圓周方向每次旋轉(zhuǎn)約120°的位置處，固定著各安裝部47 49。支撐構(gòu)件44包含棒狀部51，設(shè)置為徑向筆直地延伸；及圓弧部M，設(shè)置在棒狀部51的外徑側(cè)端部，且從上方向觀察時(shí)其外形形狀的一部分、具體來說其端部區(qū)域?yàn)閳A弧狀。關(guān)于支撐構(gòu)件45、46也同樣地分別包含相同形狀的棒狀部52、53及圓弧部55、56。在外部氣體供氣構(gòu)件40的外側(cè)的壁面57上，設(shè)置著向外徑側(cè)突出并與三個(gè)支撐構(gòu)件44 46 連接的三個(gè)突出部58、59、60。此三個(gè)突出部58 60與三個(gè)支撐構(gòu)件44 46相互連接。 另一方面，在安裝部47上設(shè)置著從上方向觀察時(shí)以曲面凹陷的凹陷部61用來容納圓弧部 M。在安裝部48、49上也同樣地分別設(shè)置著凹陷部62、63。在此三個(gè)凹陷部61 63中嵌入圓弧部M 56，從而將安裝部47 49與支撐構(gòu)件44 46連接。在第一安裝部47中， 安裝著第一支撐構(gòu)件44，在第二安裝部48、49中，安裝著第二支撐構(gòu)件45、46。這樣，將外部氣體供氣構(gòu)件40與側(cè)壁23、具體來說與構(gòu)成側(cè)壁23的一部分的套管部27連結(jié)。支撐構(gòu)件44 46中的第一支撐構(gòu)件44是構(gòu)成為中空狀。而且，突出部58也是中空狀，外部氣體供氣構(gòu)件40與中空部分相連。而且，構(gòu)成為能夠使用此第一支撐構(gòu)件44 的中空狀部分，從處理容器12的外部向外部氣體供氣構(gòu)件40、具體來說向由外部氣體供氣構(gòu)件40的中空部分所形成的氣體流路64供給氣體。另一方面，支撐構(gòu)件44 46中的兩個(gè)第二支撐構(gòu)件45、46是構(gòu)成為實(shí)心狀。S卩，在支撐構(gòu)件45、46的內(nèi)部不設(shè)置空洞。此處，支撐構(gòu)件44 46包含第一支撐構(gòu)件44，固定并安裝于第一安裝部47 ；及第二支撐構(gòu)件45、46，以自由支撐的方式安裝于第二安裝部48、49。具體來說，以如下方式構(gòu)成。第一支撐構(gòu)件44固定并安裝在第一安裝部47。具體來說，為如下構(gòu)成將圓弧部 54與第一安裝部47固定，圓弧部M與凹陷部61之間的間隙65的間隔在任何方向都不發(fā)生變化。即，包括圖5中的箭頭A1所示的第一支撐構(gòu)件44延伸方向在內(nèi)的所有方向上，固定在第一安裝部47的第一支撐構(gòu)件44都不會(huì)移動(dòng)。還有，在此情況下，第一支撐構(gòu)件44 與第一安裝部47之間也可以設(shè)置0形環(huán)(未圖示)。在此情況下，0形環(huán)優(yōu)選為配置在間隙65的區(qū)域，且滑動(dòng)性低、密封性高。另一方面，第二支撐構(gòu)件45以自由支撐的方式安裝于第二安裝部48。具體來說， 第二支撐構(gòu)件45為如下構(gòu)成圓弧部55與凹陷部62之間的間隙66的間隔在允許范圍內(nèi)能夠在各方向變動(dòng)。在第二安裝部48中，第二支撐構(gòu)件45是以下述方式被支撐在包括圖6中的箭頭 A1所示的方向及箭頭A2所示的第二支撐構(gòu)件45延伸方向在內(nèi)的各方向上，能夠以間隙66 的間隔大小進(jìn)行移動(dòng)。即，能夠在如下范圍內(nèi)移動(dòng)圖6中的尺寸L1或尺寸L2所示的圓弧部55的外徑面71與凹陷部62之間的間隙所允許的范圍，或圖6中的尺寸L3或尺寸L4所示的圓弧部陽的根部72的圓周方向端部73、74與第二安裝部48之中容納根部72的凹陷部62的圓周方向端部75、76之間的間隙。第二支撐構(gòu)件46是與第二支撐構(gòu)件45同樣地以自由支撐的方式安裝于第二安裝部49。具體來說，為如下構(gòu)成在第二支撐構(gòu)件46中，圓弧部56與凹陷部63之間的間隙 67的間隔在允許范圍內(nèi)在各方向可以變動(dòng)。即，以下述方式支撐在包括圖6中的箭頭A1 所示的方向及箭頭A3所示的第二支撐構(gòu)件46的延伸方向在內(nèi)的各方向上，能夠以間隙67 的間隔大小進(jìn)行移動(dòng)。此處，當(dāng)在具備供氣構(gòu)件的等離子處理裝置中進(jìn)行等離子處理時(shí)，有時(shí)會(huì)根據(jù)等離子處理的內(nèi)容等來變更處理溫度。如此一來，會(huì)產(chǎn)生如下問題。構(gòu)成處理容器的側(cè)壁一般來說為鋁等金屬制。另一方面，配置在處理容器內(nèi)的圓環(huán)狀的供氣構(gòu)件為石英制。此處，
9在變更等離子處理裝置中的處理溫度的情況下，根據(jù)所述各構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)的差異，支撐供氣構(gòu)件的支撐構(gòu)件在徑向受到較大應(yīng)力。具體來說，例如在處理溫度上升的情況下，鋁制的圓筒狀的側(cè)壁與石英制的環(huán)狀的供氣構(gòu)件相比，徑向膨脹更大。如此一來，膨脹時(shí)產(chǎn)生的向外徑側(cè)的強(qiáng)應(yīng)力會(huì)附加于支撐構(gòu)件。這種情況下，由于支撐構(gòu)件是固定在側(cè)壁及供氣構(gòu)件，有可能無法追隨熱導(dǎo)致的變形。這樣，支撐構(gòu)件的更換或維護(hù)等會(huì)頻繁發(fā)生，所以不夠優(yōu)選。此處，根據(jù)這種等離子處理裝置11，即便在等離子處理裝置11中存在溫度變化的情況下，由于第二支撐構(gòu)件45、46是以自由支撐的方式安裝于第二安裝部48、49，所以能夠允許外部氣體供氣構(gòu)件40根據(jù)溫度變化引起的外部氣體供氣構(gòu)件40的變形而移動(dòng)。這樣，即便具有各不相同的熱膨脹系數(shù)的外部氣體供氣構(gòu)件40及側(cè)壁23分別根據(jù)溫度而變形，也能夠避免對第二支撐構(gòu)件45、46的應(yīng)力集中。在此情況下，由于第一支撐構(gòu)件44是固定在第一安裝部47，所以外部氣體供氣構(gòu)件40穩(wěn)定地支撐在處理容器12內(nèi)的規(guī)定位置處。因此，能夠確實(shí)地供給氣體而進(jìn)行等離子處理。S卩，根據(jù)這種等離子處理裝置，即便在等離子處理時(shí)或安裝時(shí)等對供氣構(gòu)件附加了應(yīng)力的情況下，由于第二支撐構(gòu)件是以自由支撐的方式安裝于安裝部，所以能夠允許供氣構(gòu)件移動(dòng)。這樣，可以避免對第二支撐構(gòu)件的應(yīng)力集中。在此情況下，由于第一支撐構(gòu)件是固定在安裝部，所以供氣構(gòu)件穩(wěn)定地支撐在處理容器內(nèi)的規(guī)定位置處。因此，可以確實(shí)地供給氣體而進(jìn)行等離子處理。而且，本發(fā)明的供氣構(gòu)件支撐裝置是設(shè)置在對被處理基板進(jìn)行等離子處理的等離子處理裝置中，且于處理容器內(nèi)支撐供氣構(gòu)件，此等離子處理裝置包括處理容器，包含位于下方側(cè)的底部、及從底部的外周向上方向延伸的筒狀的側(cè)壁，且可將被處理基板收納于其內(nèi)部；及供氣構(gòu)件，配置在處理容器內(nèi)的規(guī)定位置處，且設(shè)有供給等離子處理用氣體的供氣口 ；此供氣構(gòu)件支撐裝置的特征在于包括多個(gè)支撐構(gòu)件，以將供氣構(gòu)件及側(cè)壁連結(jié)的方式，隔開各自之間隔而設(shè)置；及安裝部，固定在側(cè)壁，且可安裝支撐構(gòu)件；支撐構(gòu)件包含固定并安裝于安裝部的第一支撐構(gòu)件、及以自由支撐的方式安裝于安裝部的第二支撐構(gòu)件。根據(jù)這種供氣構(gòu)件支撐裝置，可以確實(shí)地支撐配置在處理容器內(nèi)的供氣構(gòu)件。下面對此供氣構(gòu)件支撐裝置進(jìn)行說明。圖10是將熱膨脹后的第二安裝部與第二支撐構(gòu)件的連結(jié)部在與徑向垂直的方向切斷時(shí)的放大截面圖。圖11是將熱膨脹后的第二安裝部與第二支撐構(gòu)件的連結(jié)部徑向切斷時(shí)的放大截面圖。還有，圖10對應(yīng)于圖8，圖11 對應(yīng)于圖9。還有，在圖8及圖10中，圖紙左側(cè)為沿著箭頭A1所示的方向的方向。圖8中， 熱膨脹前的間隙66的間隔以尺寸L5、尺寸L6表示，圖9中，熱膨脹前的間隙66的間隔以尺寸L7表示。另一方面，圖10中，熱膨脹后的間隙66的間隔以尺寸L8、尺寸L9表示，圖11中， 熱膨脹后的間隙66的間隔以尺寸Lltl表示。尺寸L5對應(yīng)于尺寸L8，尺寸L6對應(yīng)于尺寸L9, 尺寸L7對應(yīng)于尺寸L1(l。尺寸L5及尺寸L8是第一支撐構(gòu)件44側(cè)的間隙。參照圖1 圖11，研究處理容器12的溫度上升的情況。若處理容器12的溫度上升，則包含套管部27的圓筒狀的側(cè)壁23及外部氣體供氣構(gòu)件40分別以向外徑側(cè)擴(kuò)徑的方式熱膨脹。在此情況下，由于側(cè)壁23為鋁制，外部氣體供氣構(gòu)件40為石英制，所以其膨脹程度不同。具體來說，工藝溫度帶的鋁的熱膨脹系數(shù)比石英的熱膨脹系數(shù)大一位數(shù)左右，因此圓筒狀的側(cè)壁23的擴(kuò)徑程度大于外部氣體供氣構(gòu)件40的擴(kuò)徑程度。此處，由于外部氣體供氣構(gòu)件40是利用第一支撐構(gòu)件44而固定在第一安裝部47， 所以稍微向圖4中的箭頭A1的方向移動(dòng)。即，僅以徑向擴(kuò)徑而膨脹的側(cè)壁23的膨脹大小拉伸。另一方面，圓環(huán)狀的外部氣體供氣構(gòu)件40以擴(kuò)徑的方式熱膨脹，因此在第二支撐構(gòu)件45中，向徑向即圖6中的箭頭A2所示的外徑側(cè)延伸，并且向箭頭A1所示的方向、即配置著第一支撐構(gòu)件44之側(cè)移動(dòng)。在此情況下，由于設(shè)置著間隙66，所以第二支撐構(gòu)件45的圓弧部陽僅如圖10及圖11所示般移動(dòng)，設(shè)置在第二安裝部48的凹陷部62與圓弧部55不會(huì)相互干擾。此處，尺寸L8變得大于尺寸L5，尺寸L9變得大于尺寸L6。另一方面，徑向上尺寸Lltl變得小于尺寸L7。即，即便發(fā)生熱膨脹，由于圓弧部55與凹陷部62之間存在間隙 67，所以不會(huì)因溫度變化引起的變形而產(chǎn)生應(yīng)力。關(guān)于另一第二支撐構(gòu)件46也一樣。而且，關(guān)于處理容器12的溫度下降的情況也相同。即，因熱收縮的程度在側(cè)壁23 及外部氣體供氣構(gòu)件40之間不同，所以對于第二支撐構(gòu)件45、46來說，圓弧部55是向所述熱膨脹的反方向移動(dòng)。但是，即便發(fā)生熱收縮時(shí)，由于圓弧部55與凹陷部62之間存在間隙 67，所以不會(huì)因溫度變化引起的變形而產(chǎn)生應(yīng)力。通過以上說明，根據(jù)這種等離子處理裝置及供氣構(gòu)件支撐裝置，即便在等離子處理時(shí)或安裝時(shí)等對供氣構(gòu)件附加了應(yīng)力的情況下，由于第二支撐構(gòu)件是以自由支撐的方式安裝于安裝部，所以也可以允許供氣構(gòu)件移動(dòng)。如此一來，可以避免對第二支撐構(gòu)件的應(yīng)力集中。在此情況下，由于第一支撐構(gòu)件是固定在安裝部，所以供氣構(gòu)件穩(wěn)定地支撐在處理容器內(nèi)的規(guī)定位置處。因此，可以確實(shí)地供給氣體而進(jìn)行等離子處理。而且，在此情況下，在安裝部與第二支撐構(gòu)件之間，設(shè)置著允許供氣構(gòu)件根據(jù)溫度變化所導(dǎo)致的供氣構(gòu)件的變形而移動(dòng)的間隙。因此，利用此間隙，能夠允許第二支撐構(gòu)件追隨溫度變化所導(dǎo)致的供氣構(gòu)件的變形而移動(dòng)。而且，在此情況下，第一支撐構(gòu)件為中空狀，可以利用第一支撐構(gòu)件的中空狀部分從處理容器的外部向供氣構(gòu)件供給氣體。因此，可以利用固定著的第一支撐構(gòu)件的中空狀部分確實(shí)地向供氣構(gòu)件供給氣體。而且，在此情況下，在第二支撐構(gòu)件與所述安裝部之間，設(shè)置著允許第二支撐構(gòu)件移位的彈性構(gòu)件。還有，關(guān)于所述設(shè)置在第二支撐構(gòu)件與第二安裝部之間的間隙量，可以根據(jù)側(cè)壁 23及外部氣體供氣構(gòu)件的材質(zhì)、外部氣體供氣構(gòu)件的徑長、等離子處理裝置中的處理溫度的假設(shè)幅度等而任意設(shè)定。此處，在具備這種機(jī)構(gòu)的等離子處理裝置中，即便溫度變化的差量較大，由于確保了支撐外部氣體供氣構(gòu)件的支撐構(gòu)件的耐久性，所以在例如側(cè)壁內(nèi)部設(shè)置加熱器、處理溫度設(shè)為例如100°C以上的情況下，也可以穩(wěn)定地使用。而且，也可在第二支撐構(gòu)件與第二安裝部之間，設(shè)置0形環(huán)作為彈性支撐第二支撐構(gòu)件的彈性構(gòu)件。再次參照圖8，將0形環(huán)82設(shè)置在第二支撐構(gòu)件45與第二安裝部48 之間，具體來說，是設(shè)置在圓弧部陽與配置在圓弧部55的上方側(cè)且構(gòu)成第二安裝部48的支撐按壓部81之間。0形環(huán)82是以配置在圓弧部55的上方側(cè)端面83與支撐按壓部81的下方側(cè)端面84之間的方式而設(shè)置。0形環(huán)82構(gòu)成為不從圓弧部55的上方側(cè)端面83露出。 當(dāng)0形環(huán)82配置于上方側(cè)端面83與下方側(cè)端面84之間時(shí)，是以在上下方向進(jìn)行彈性變形的方式配置。關(guān)于此彈性變形，是構(gòu)成為在第二支撐構(gòu)件45與第二安裝部48的上下方向
11交叉、即圓弧部陽的上方側(cè)端面83與支撐按壓部81的下方側(cè)端面84的最大值與最小值的任何情況下，都可以利用彈性變形而接觸于各面。通過這樣的構(gòu)成，在可移動(dòng)的圓弧部55 中，能夠提高其支撐區(qū)域的第二支撐構(gòu)件45的保持力。還有，支撐第二支撐構(gòu)件的0形環(huán) 82的密封性比作為支撐第一支撐構(gòu)件的密封構(gòu)件的0形環(huán)(未圖示)低，適合使用緩沖性及滑動(dòng)性良好的0形環(huán)。在此情況下，可以提高自由支撐在安裝部的支撐構(gòu)件的保持力。而且，關(guān)于所述實(shí)施方式，成為固定側(cè)的第一支撐構(gòu)件設(shè)為中空狀且作為氣體的供給路徑，但并不限定于此，也可以構(gòu)成為將成為可動(dòng)側(cè)的第二支撐構(gòu)件設(shè)為中空狀且作為氣體的供給路徑。還有，在所述實(shí)施方式中，構(gòu)成為有一個(gè)第一支撐構(gòu)件及兩個(gè)第二支撐構(gòu)件，但并不限定于此，也可以構(gòu)成為例如有三個(gè)以上的第二支撐構(gòu)件。此外，各支撐構(gòu)件也可以并不大體均等分配地設(shè)置。而且，在所述實(shí)施方式中，處理容器構(gòu)成為具備圓筒狀的側(cè)壁，但并不限定于此， 側(cè)壁也可以為筒狀。即，例如在從上下方向觀察時(shí)內(nèi)壁面也可以為矩形狀。而且，關(guān)于外部氣體供氣構(gòu)件也一樣，并不一定為圓環(huán)狀，例如也可以利用將圓環(huán)狀構(gòu)件部分切斷的圓弧狀構(gòu)件構(gòu)成。還有，在所述實(shí)施方式中，構(gòu)成支撐裝置的套管部與側(cè)壁是由獨(dú)立構(gòu)件構(gòu)成，但并不限定于此，也可以使套管部與側(cè)壁為一體，利用側(cè)壁的一部分來構(gòu)成支撐裝置。此外，在所述實(shí)施方式中，是在安裝部與第二支撐構(gòu)件之間設(shè)置允許供氣構(gòu)件移動(dòng)的間隙，但此間隙也可以并非所謂的空隙，而是向此間隙填埋具有柔軟性的構(gòu)件。這樣， 可以進(jìn)一步提高密封性。還有，在所述實(shí)施方式中，外部氣體供氣構(gòu)件為石英制，但并不限定于此，只要為電介質(zhì)材料，也可以是氧化鋁或氮氧化鋁等其他材質(zhì)。而且，即便外部氣體供氣構(gòu)件為金屬，與側(cè)壁構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)不同或與側(cè)壁構(gòu)件的溫度不同的情況下，也可以期待其效果。 而且，側(cè)壁是鋁制的，但也可以由例如其他金屬材料構(gòu)成。而且，在所述實(shí)施方式中，供氣構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)與構(gòu)成側(cè)壁的構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)不同，但也適用于供氣構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)與構(gòu)成側(cè)壁的構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)相同的情況。 在此情況下，例如供氣構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)與構(gòu)成側(cè)壁的構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)相同，且組裝等離子處理裝置時(shí)安裝供氣構(gòu)件的情況下，即便對支撐構(gòu)件附加了強(qiáng)應(yīng)力，由于第二支撐構(gòu)件是以自由支撐的方式安裝于安裝部，所以也可以允許供氣構(gòu)件移動(dòng)，從而可以避開對第二支撐構(gòu)件的應(yīng)力集中。還有，在所述實(shí)施方式中，采用了 RLSA微波等離子處理裝置，但并不限定于此，也可以應(yīng)用將微波作為等離子源的各種微波等離子處理裝置。而且，除了微波等離子處理裝置以外，還可以應(yīng)用將平行平板型等離子、ICPanductively-Coupled Plasma，電感耦合等離子)、ECR(Electron Cyclotron Resonance，電子回旋共振)等離子等作為等離子源的等離子處理裝置。以上，參照圖式對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限于圖示的實(shí)施方式。對于圖示的實(shí)施方式來說，可以在與本發(fā)明相同或均等的范圍內(nèi)添加各種修正或變形。
權(quán)利要求
1.一種等離子處理裝置，其特征在于其對被處理基板進(jìn)行等離子處理，且包括 處理容器，包含位于下方側(cè)的底部、及從所述底部的外周向上方向延伸的筒狀側(cè)壁，且可將所述被處理基板收納于其內(nèi)部；供氣構(gòu)件，配置在所述處理容器內(nèi)的規(guī)定位置，且設(shè)有供給等離子處理用氣體的供氣π ；多個(gè)支撐構(gòu)件，以將所述供氣構(gòu)件及所述側(cè)壁連結(jié)的方式，將所述供氣構(gòu)件隔開各自之間隔而設(shè)置；及安裝部，可將所述支撐構(gòu)件安裝于所述側(cè)壁；且所述支撐構(gòu)件包含固定并安裝于所述安裝部的第一支撐構(gòu)件、及以自由支撐的方式安裝于所述安裝部的第二支撐構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理裝置，其中所述供氣構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)與構(gòu)成所述側(cè)壁的構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子處理裝置，其中在所述安裝部與所述第二支撐構(gòu)件之間，設(shè)置著允許所述供氣構(gòu)件移動(dòng)的間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子處理裝置，其中所述第一支撐構(gòu)件為中空狀，且可使用所述第一支撐構(gòu)件的中空狀部分，從所述處理容器的外部向所述供氣構(gòu)件供給氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子處理裝置，其中在所述第二支撐構(gòu)件與所述安裝部之間，設(shè)置著允許所述第二支撐構(gòu)件移位的彈性構(gòu)件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子處理裝置，其中構(gòu)成所述供氣構(gòu)件的構(gòu)件材質(zhì)為電介質(zhì)；構(gòu)成所述側(cè)壁的構(gòu)件材質(zhì)為金屬。
7 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子處理裝置，其中所述安裝部構(gòu)成所述側(cè)壁的一部分；所述側(cè)壁可以所述安裝部為界而上下方向地分離。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子處理裝置，其中所述供氣構(gòu)件具有圓環(huán)狀延伸的形狀；多個(gè)所述支撐構(gòu)件是大體均等分配地設(shè)置在所述圓環(huán)狀供氣構(gòu)件的圓周方向。
9.一種供氣構(gòu)件支撐裝置，其特征在于其設(shè)置在對被處理基板進(jìn)行等離子處理的等離子處理裝置中，且于處理容器內(nèi)支撐供氣構(gòu)件，所述等離子處理裝置包括所述處理容器，包含位于下方側(cè)的底部、及從所述底部的外周向上方向延伸的筒狀側(cè)壁，且可將被處理基板收納于其內(nèi)部；及所述供氣構(gòu)件，配置在所述處理容器內(nèi)的規(guī)定位置，且設(shè)有供給等離子處理用氣體的供氣口 ；所述供氣構(gòu)件支撐裝置包含以將所述供氣構(gòu)件及所述側(cè)壁連結(jié)的方式隔開各自之間隔而設(shè)置的多個(gè)支撐構(gòu)件、及固定于所述側(cè)壁且可安裝所述支撐構(gòu)件的安裝部，所述支撐構(gòu)件包含固定并安裝于所述安裝部的第一支撐構(gòu)件、及以自由支撐的方式安裝于所述安裝部的第二支撐構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠確實(shí)地供給氣體而進(jìn)行等離子處理的等離子處理裝置。等離子處理裝置包括外部氣體供氣構(gòu)件40，具有供給等離子處理用氣體的供氣口；及套管部27，作為在處理容器內(nèi)支撐外部氣體供氣構(gòu)件40的供氣構(gòu)件支撐裝置。套管部27包含三個(gè)支撐構(gòu)件44～46，以將外部氣體供氣構(gòu)件40及側(cè)壁連結(jié)的方式，在供氣構(gòu)件的延伸方向上隔開各自之間隔而設(shè)置；及安裝部47～49，固定于側(cè)壁，且可安裝支撐構(gòu)件。支撐構(gòu)件包含固定并安裝于第一安裝部47的第一支撐構(gòu)件44；及以自由支撐的方式安裝于第二安裝部48、49的第二支撐構(gòu)件45、46。
文檔編號C23C16/455GK102260862SQ20111014531
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者三原直輝, 古川哲史, 周藤賢治, 村上和生 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社