灰化装置的制作方法

专利名称：灰化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种进行灰化(焚烧)而从基底去除有机材料的灰化装置。
背景技术：
现有技术中，为了在半导体基底上形成集成电路，会在半导体基底的表面 设置其上形成电路图形的抗蚀膜。然后，抗蚀膜之下的各层，诸如绝缘膜、半 导体膜或金属膜等，都通过该抗蚀膜来蚀刻。蚀刻处理结束后，从基底表面去 除抗蚀膜。去除抗蚀膜方法的一个例子是干处理法，其使用反应气体的等离子 体(主要是氧等离子体)灰化(焚烧)抗蚀膜。
该干处理法使得在反应气体的等离子体中产生的活性物种(自由基) 一主 要是氧自由基一在涂布至基底的抗蚀膜中发生反应，以将抗蚀膜分解及蒸发为
C02和H20而去除。专利文献1揭露了通过干处理法去除抗蚀膜的等离子体灰 化装置的例子。将参考图7描述这一灰化装置。
如图7所示，灰化装置包括腔室(处理室)1，其上部连接至供给管2。供 给管2连接至生成等离子体的等离子体室(未示)。供给管2的下端朝向基底 台4处设有包括多个通孔的喷板3。圆柱形的防扩散壁5附接至处理室1的上 部内表面，以绕喷板3延伸。高频电源6连接至基底台4。腔室l的底部设有 排气口 7。
现描述由图7的灰化装置执行的灰化处理。首先，装载到腔室1中的基底 (晶片)W放置在基底台4的上表面上。使腔室1的内部降压，将高频电压(RF 偏压)施加至基底台4。然后，含氧自由基的气体经由供给管2供给至腔室1。 该含氧自由基的气体流经喷板3的通孔，并且到达基底W。从喷板3向外流出 的气体被防扩散壁5导向至基底W。形成在基底W的上表面上的抗蚀膜(未 示)由该气体所含的氧自由基分解及蒸发，然后从排气口7排出。
半导体基底上的集成电路中，晶体管之类的电路元件由铝(Al)、铜(Cu) 等金属导线连接。 一些集成电路具有表面由金(Au)之类的金属覆盖连接焊盘， 或者具有由焊料形成的连接端子。由此，当制造半导体基底时，抗蚀膜的灰化
过程中，金属导线会曝露，且金或焊料会形成在该表面上。这样，化学反应或 物理反应使得曝露的金属材料被溅镀。这使得金属原子散射，且这些金属原子 聚集在腔室l的内壁上，即，喷板3的下表面及防扩散壁5的内周面。若灰化 处理以此状态继续，聚集在腔室1的所述内壁上的金属与应被导向至基底W的
4氧自由基结合。这使得金属表面氧化，并且增加失活氧自由基的数量。换言之， 聚集在腔室1的内壁上的金属增加了失活氧自由基的数量。从而，到达基底W 的氧自由基的数量减少，并且相同时间内可处理的抗蚀膜的深度(灰化率)减 小。此外，从基底W散射的金属原子以不均匀的方式聚集在腔室1的内壁上。 这降低了基底W表面的灰化率的均匀度。本发明的发明人通过以下所述的试验 结果确认从基底W散射的金属原子降低灰化率，并且使面内均匀度下降。
图9及10为示出基底W的灰化深度的测量值的图表。参见图8该测量值 表示基底W的49个测量点处的抗蚀膜表面的灰化深度，这些测量点设为从基 底W的中心沿圆周方向及半径方向依次设置。图9及10中，黑圆点代表在对 腔室1、喷板3及防扩散壁5都洗涤后进行灰化处理时取的测量值。黑色方块 代表使用已用喷板3和防扩散壁5再次进行灰化处理时取的测量值。黑色三角 形代表由黑圆点代表的测量值与由黑色方块代表的测量值之间的差。
图9 (a)为示出将在先前灰化处理中使用的已用喷板3和防扩散壁5放入 新的腔室1中，并且在第一灰化条件(处理条件A)下对曝露铜的基底W再次 灰化时的测量结果的图表。图9 (b)为示出在不同于第一灰化条件的第二灰化 条件(处理条件B)下进行与图9 (a)相同的处理时的测量结果的图表。图10 (a)为示出将在先前灰化处理中使用的已用喷板3和防扩散壁5放入新的腔室 1中，并且在处理条件A下对曝露金的基底W再次灰化时的测量结果的图表。 图10 (b)为示出在第二灰化条件下进行与图10 (a)相同的处理时的测量结果 的图表。各种情形的处理时间相同(30秒)。
如图9及10所体现的，当将灰化装置的已经处理过基底(金属，如铜、 金，从其曝露)的喷板3及防扩散壁5放置在已经洗涤过的腔室1中，并且进 行灰化处理时(参考黑色方块)时，较之在腔室l、喷板3及防扩散壁5都经 过洗涤的灰化装置中进行的灰化处理(参考黑圆点)相比，所有的灰化深度都 减小。具体的，图9 (a)中，黑色方块所代表条件下测量点1 9以及测量点 26 49的灰化深度显著减小，并且图10中，黑色方块所代表条件下的测量点 26 49的灰化深度显著减小。在黑色方块所代表的条件下，大量应该到达测量 点1 9以及26 49的氧自由基经由喷板3或防扩散壁5朝向其上聚集有金属 的测量点供给。由此假定聚集在喷板3和防扩散壁5上的金属使得大量的氧自 由基失活，藉此显著地减少到达测量点1 9以及26 49的氧自由基，并且显 著地减小这些测量点处的灰化深度。
这亦示出了聚集在氧自由基路径(喷板3、防扩散壁5等)中的金属的数 量使得到达各测量点的氧自由基的量发生变化。这反过来又会使得各测量点的 灰化深度发生变化。实际上，从图9及10中的黑色方块所示结果可清楚地知 道，当朝向基底W的表面上的金属分布状态不均匀时，例如当金属未聚集在腔室1中而是聚集在喷板3和防扩散壁5上时，基底W表面的灰化深度会发生变 化。
专利文献h第9-45495号日本专利公开

发明内容
本发明提供了一种防止处理效率随时间下降的灰化装置。 本发明的一个方面是一种在处理室中对基底上的有机材料进行灰化的灰 化装置，所述基底包括曝露的金属。所述灰化装置包括保持所述基底的台。朝 向所述台的扩散板，所述扩散板对供给至所述处理室的活性物种进行扩散，并 且包括所述活性物种穿过的第一通孔。设在所述台与所述扩散板之间的多孔 板，其中所述多孔板包括第一层和第二通孔，所述第一层朝向所述基底，并且 由与从所述基底曝露的金属种类相同的金属构成，并且所述活性物种穿过所述 第二通孔。


图1为灰化装置的第一实施例的示意图； 图2为图1的腔室的示意剖视图3 (a)为第一实施例的金属阻挡板的示意剖视图、图3 (b)示出图3 (a) 的金属阻挡板的一部分示意图，图3 (c)为示出金属阻挡板的修改的示意剖视 图4为灰化率随时间改变的图表；
图5 (a)及5 (b)为示出基底上多个测量点处的灰化率的测量结果的图表； 图6 (a)金属阻挡板的第二实施例的示意剖视图，图6 (b)为示出金属阻
挡板的修改的示意剖视图，图6 (c)为示出金属阻碍板的另一个修改的示意剖
视图7为现有灰化装置的示意图8为示出基底上多个测量点的平面图9 (a)和9 (b)为示出图8的各测量处的灰化深度测量结果的图表； 图10 (a)及10 (b)为示出图8的各测量处的灰化深度测量结果的图表。
具体实施例方式
现参考图1 5描述根据本发明的灰化装置的第一实施例。 如图1所示，该灰化装置包括腔室(处理室)11，其上半部通过供给管连 接至等离子体室13。所述等离子体室13通过微波波导14连接至磁控管15。
6由硅石等形成的微波传输窗13a将等离子体室13和微波波导14隔开。微波电 源16连接至磁控管15。磁控管15中生成的微波(n波)通过微波波导14导 入等离子体室13。
等离子体室13通过进气管17连接至多个(图中为三个)质流控制器18a 18c。质流控制器18a 18c分别连接至供气源19a 19c。第一实施例中，供气 源19a存储氧(02)、供气源19b存储氮(N2)、供气源19c存储四氟化碳(CF4)。 质流控制器18a 18c调节存储在相应供气源19a 19c中气体的流速。将预定 流速下的氧、氮及四氟化碳混合，以形成经由进气管17送至等离子体室13的 反应气体。
在等离子体室13中，所述微波和反应气体生成含有氧的等离子体，并且 经由供给管12将用作所述等离子体中活性物种的氧自由基输送至腔室11。腔 室11中设有保持基底W的基底台20。真空辅助室22通过闸21连接至腔室11。 真空辅助室22在装卸基底W时，使得腔室11免于开启至大气环境下。
腔室11的底部形成有排气口 23。排气口 23通过排气管24连接至排气泵 (未示)。该排气泵降低腔室11中的压力。排气管24中设有压力控制器25 以驱动该排气泵调节腔室11中的压力。
微波电源16、质流控制器18a 18c及压力控制器25连接至控制单元26。 控制单元26包括存储器(未示)。该存储器存储关于多种类型基底的处理条 件的信息(制法)。当与装入腔室11中的基底W相对应的制法被指定时，控 制单元26基于该指定的制法的值控制微波电源16、质流控制器18a 18c及压 力控制器25。
现参考图2详细描述腔室11的结构。
如图2所示，供给管12具有连接至腔室11上部的下端。该下端设有喷板 (扩散板)31。包括多个通孔(第一通孔)的盘形喷板31朝向基底台20。喷 板31通过接合部件32固定至腔室11的上部。接合部件32使得喷板31与上 部内表面lla隔开预定的距离。所述预定距离，S卩，腔室11的上部内表面lla 与喷板31之间的距离，设为使得从供给管12输送入腔室11的氧自由基通过 形成在喷板31中的所述通孔，并且通过喷板31与该腔室11上部之间的间隙， 而向外导向。
圆柱形的防扩散壁33具有附接至腔室11的上部内表面lla的上端。防扩 散壁33绕喷板31延伸。防扩散壁33的内径设为稍大于保持在基底台20的基 底W的外径。包括多个通孔(第二通孔)而用作多孔板的盘形金属阻挡板34 以可拆卸的方式通过螺钉等紧固部件(未示)附接至防扩散壁33的下端。金 属阻挡板34的外径与防扩散壁33的外径基本相等。因此，金属阻挡板34覆 盖防扩散壁33下端处的开孔。因此，吸入腔室11的氧自由基穿过金属阻挡板
734的通孔，并且被导向基底台20上的基底W。
金属阻挡板34设在缓冲区35中，所述缓冲区由基底台20、腔室ll的所 述上部及防扩散壁33界定。此外，金属阻挡板34设在缓冲区35的中部的下 方的区域。金属阻挡板34亦与基底台20隔开，以使其不妨碍基底W的装卸。
基底导向件36覆盖基底台20的上外周部。提升销37具有设在基底台20 中的末端，并且支撑为可以上下方向移动。当提升销37向上移动时，基底W 在提升销37与输送装置(未示)之间传递。当提升销37向下移动时，由提升 销37支撑的基底W被放置在基底台20上。
绝缘板38设在基底台20与腔室11的下部之间。高频电源39经由电容C 连接至基底台20。高频电源39向基底台20供给高频偏压(RF偏压)。并且， 管40连接至基底台20。管40向形成在基底台20中的冷却剂通路(未示)供 给冷却剂。这可调节基底台20的温度。
如图3 (a)所示，金属阻挡板34包括多层(如图3 (a)所示的两层)34a 及34b。作为氧自由基进入侧的上部第一层34a由氧化铝和氧化钇(Y203)之 类的金属氧化物层构成。位于朝向基底W该侧的第二层34b(图3所示的下侧) 由与在腔室11中处理的基底W所曝露金属的同种金属构成。例如，若铜从基 底W曝露，设在腔室11中的金属阻挡板34的第二层34b由铜构成。换言之， 从基底W主要曝露的金属用于金属阻挡板34的第二层34b。因此，除铜(Cu) 之外，第二层34b亦可使用金(Au)、焊料、铂(Pt)及铱(Ir)。金属阻挡 板34例如这样形成，即将作为第一层34a的金属氧化物层施加至作为第二层 34b的金属板的一个表面。
金属阻挡板34的第二层34b通过前述紧固部件电连接至由铝之类的构成 的防扩散壁33。防扩散壁33电连接至也由铝之类的构成的腔室11，腔室11 接地。因此，金属阻挡板34 (具体为由金属构成的第二层34b)用作基底台20 的相反电极，其上施加有来自高频电源39的高频偏压。可通过将第一层34a 从第二层34b的周部去除，然后将第二层的这一部分连接至防扩散壁33的所 述下部而电连接第二层34b和防扩散壁33。
图3 (b)为示出部分金属阻挡板34的剖视图。如图3 (b)所示，金属阻 碍板34包括多个通孔41 (第二通孔)。各通孔41的孔径D设为防止从基底 W散射的金属原子进入缓冲区35。更具体的，代表金属阻挡板34的板厚H与 通孔41孔径D之比的宽厚比(H/D)设为大于等于0.5，且小于等于2。这样 防止了，除了以垂直方向从基底W直接散射到通孔41之下的金属原子之外， 金属原子穿过通孔41。换言之，即使从基底W散射的金属原子进入通孔41, 这些原子有效地聚集在通孔41的内表面上。
图3 (a)中，作为使用金属板的代替，可通过溅镀、电镀、喷涂或者蒸镀而在金属阻挡板34的朝向基底W的表面上形成金属膜。该情况下，可将铝板
用作作为基板的板材(金属基板)。如图3 (c)所示，金属阻挡板34可包括 三层42a 42c。第一层42a由与第一层34a同样的方式构成。第二层42b为铝 板，第三层42c为施加至第二层42b的一个表面上的金属膜。以如其所述方法 相同，铜(Cu)、金(Au)、焊料、铂(Pt)及铱(Ir)可作为金属膜。 现描述使用图1的灰化装置进行的灰化处理。
首先，将基底W放在腔室11中的基底台20上，带有待去除的抗蚀膜(有 机材料)的表面(处理表面)朝上放置。将在等离子体室13中生成的、包含 在等离子体中的氧自由基送入腔室11中。氧自由基通过穿过喷板31的通孔以 及喷板31与腔室11的上部内表面lla之间的间隙而扩散到缓冲区35中。所述 经过喷板31与腔室11的上部内表面1 la之间的间隙的氧自由基从喷板31与防 扩散壁33之间落下。防扩散壁33限制氧自由基的径向移动，即，限制氧自由 基的不必要的扩散。缓冲区35中氧自由基然后穿过金属阻挡板34的通孔41， 并且到达基底W以与基底W的抗蚀膜反应而去除该抗蚀膜。
如前所述，金属阻挡板34包括从图2上看位于上表面上的，即在施加氧 自由基一侧的表面上的，用作钝化膜的金属氧化物层(第一层34a)。因此， 由于第一层34a，或者氧自由基经过的所述路径，已被氧化，第一层34a不会 与氧自由基结合。这防止了所增设的金属阻挡板34 (第一层34a)使得氧自由 基失活。
当灰化处理在曝露金属材料的基底W上进行时，在该基底表面发生化学反 应或物理反应的时候，金属原子从基底W散射。这样，覆盖基底W的上侧的 金属阻挡板34用作第一实施例的灰化装置中高频偏压的相反电极。因此，散 射出的原子聚集并且沉积在金属阻碍板34的下表面(第二层34b)。其上聚集 有金属原子的所述下表面设置为处于与到达基底W的氧自由基的供给方向(前 进方向)相对的方向。由此，由聚集在金属阻挡板34的下表面上的金属原子 而导致失活的氧自由基的数量较少。散射金属原子亦前进入形成在金属阻碍板 34中的通孔41中。然而，由于通孔41形成为具有预定的宽厚比，这些金属原 子变得聚集在通孔41的内表面上，并且这些金属原子中仅有很小一部分穿过 通孔41。此外，从金属阻碍板34的第二层34b (即金属板)中的通孔41的内 表面曝露的金属，与聚集在所述内表面上的金属相同。因此，即使从基底W散 射的金属原子聚集在第二层34b中通孔41的内表面上，从通孔41曝露金属的 面积仅有少许变化。由此，即使金属原子聚集在通孔41的内表面上，与未聚 集有金属原子相比，失活的氧自由基的数量相同。出于这一原因，无论是否聚 集有金属原子(即基底W的灰化处理)，失活氧自由基数量的改变极小。换言 之，即使对大量基底W进行灰化处理，到达基底W的氧自由基的数量仅有少
9许改变。因此，灰化率仅随时间作少许改变，即防止了处理效率的下降。
从基底W散射的金属原子中的大部分聚集在金属阻挡板34的下表面上。
这防止了散射原子聚集在氧自由基通过的路径中(例如，腔室11的上部内表
面lla、喷板3的下表面及防扩散壁5)。这保持了所述路径中金属原子分布的 均匀度。此外，即使从基底W散射的金属原子以不均匀的方式聚集在金属阻挡 板34的第二层34b的下表面上，由于第二层34b由与从基底W散射出的金属 原子的同种金属构成，从第二层34b的下表面曝露金属原子的面积仅稍有改变。 换言之，无论是否收集金属原子，第二层34b的下表面在面方向上的金属分布 的均匀度得以保持。由此，即使对大量基底W进行灰化处理，在该面方向上， 到达基底W的氧自由基的数量是均匀的。这样，得以防止基底W的灰化率的 面内均匀度下降。
图4为示出与基底W (铜从其曝露)的处理次数相关的灰化率的变化。图 4中，黑色方块代表使用第一实施例的灰化装置进行灰化处理时的测量结果。 黑圆点代表使用图7所述的现有灰化装置进行灰化处理的测量结果。处理基底 W的条件设为氧、氮及四氟化碳的流速分别为1750sccm、 250sccm及500sccm， 腔室11的压力为100Pa，微波功率为2500W， RF偏压为300W，且处理时间 为60秒。在此，灰化率对应于在单个基底的测量点(见图8)处取得的灰化率 的平均值。
如图4所体现的，第一实施例的灰化装置和现有的灰化装置中，在洗涤腔 室等之后对第一个处理的基底W的灰化率基本相等。现有灰化装置中(参考黑 圆点)，聚集并且沉积在腔室1的内表面上的金属随着处理次数的增加而增加。 这急剧地降低了灰化率。对于现有的灰化装置，由20块基底测得灰化率。从 这些试验的结果可清楚地理解现有灰化装置中的灰化率随时间而急剧下降。现 有的灰化装置中，第二十块基底的灰化率比第一块基底的灰化率下降约30%。
相比之下，第一实施例的灰化装置中(见黑色方块)，即使处理次数增加， 灰化率仅有稍许变化，且灰化率保持较高。更具体的，使用第一实施例的灰化 装置处理1000块基底的灰化率高于使用现有灰化装置处理10块基底的灰化 率。这是因为第一实施例中的金属阻挡板34防止灰化率随时间下降。即，金 属阻挡板34防止处理效率随时间改变。
图5示出了基底W (铜从其曝露)中各测量点处的灰化率的测量结果。图 5中，黑圆点代表洗涤灰化装置后由现有灰化装置第一个灰化的基底W测量结 果。黑色方块代表第若干个(例如，第10个)由第一实施例的灰化装置进行 灰化的基底W的测量结果。图5 (a)示出了处理条件A下对基底W进行灰化 处理时的测量结果。所述处理条件A设为氧、氮及四氟化碳的流速分别为 2400sccm、 320sccm及480sccm，腔室11的压力为125Pa，微波功率为2000W，
10RF偏压为500W，且处理时间为30秒。图5 (b)示出了示出了处理条件B下 对基底W进行灰化处理时的测量结果。所述处理条件B设为氧及四氟化碳的 流速分别为1700sccm及300sccm，腔室11的压力为85Pa，微波功率为1750W, RF偏压为0W，且处理时间为30秒。
如图5 (a)和(b)所体现的，由第一实施例的灰化装置获得的第10块基 底W的测量结果和由现有灰化装置获得的第1块基底的测量结果中，处理条件 A和B下各测量点的灰化率仅稍有变化。换言之，即使在对多块基底W进行 灰化处理之后，第一实施例的灰化装置在各测量点获得的灰化率与由第1块基 底获得的灰化率相同。这表示金属阻挡板34 (第二层34b)防止了基底W的灰 化率的面内均匀度由于从基底W散射的金属原子而下降。
第一实施例的灰化装置具有如下优点。
(1) 用作多孔板的金属阻挡板34设于扩散氧自由基的喷板31与保持基 底W的基底台20之间。金属阻挡板34包括第一层34a和第二层34b，所述第 一层34由金属氧化物层构成并且设于氧自由基进入侧，所述第二层34b设于 朝向基底W的一侧并且由与在腔室11中经灰化处理的基底W所曝露金属的同 种金属构成。金属阻挡板34包括穿通第一层34a及第二层34b的通孔41。由 表面反应而从基底W散射的金属聚集在金属阻挡板34上，但不进入金属阻碍 板34的供给有氧自由基的那一侧。这防止了穿过金属阻挡板34的氧自由基失 活。金属阻挡板34的朝向基底W的第二层34b由金属构成。由此，即使从基 底W散射的金属聚集在金属阻挡板34上，金属阻挡板34中的失活氧自由基的 数量仅有稍许的变化。因此，防止了到达基底W的氧自由基的数量随时间改变。 换言之，防止了使用氧自由基处理抗蚀膜的处理效率随时间改变。
此外，金属阻挡板34的下表面由基底W所散射金属原子的同种金属构 成。由此，即使从基底W散射的金属原子以不均匀的方式聚集在金属阻挡板 34上，金属阻挡板34的下表面的金属分布不会变得不均匀。这防止了基底W 的灰化率的面内均匀度降低。
(2) 腔室11包括围绕喷板31的圆柱形防扩散壁33，用于抑制氧自由基 的不必要的扩散。金属阻挡板34可拆卸地附接以覆盖防扩散壁33的下端开孔。 因此，通过防扩散壁33抑制了氧自由基朝向喷板31外围的不必要的扩散，并 且氧自由基有效地供给至基底W。
(3) 金属阻挡板34设在腔室11的上部内表面1 la与基底台20的上表面 之间的中部的下方。因此，从基底W散射的金属容易聚集在金属阻挡板34的 朝向基底W的表面上。
(4) 金属氧化物层(第一层34a)形成在金属阻挡板34的设于氧自由基 进入侧(图3示出的上侧)的表面上。换言之，金属阻挡板34中作为氧自由基所经过之路径的第一层34a已经预先氧化。由此，氧自由基不会与第一层34a 结合。因此，第一层34a最优地防止由增设的金属阻挡板34使之失活的氧自由 基的数量增加。
(5) 金属氧化物层由氧化铝或氧化钇构成。这便于在金属阻挡板34上形 成金属氧化物层。
(6) 形成在金属阻挡板34中的通孔41的孔径的宽厚比设为大于等于 0.5，且小于等于2。因此，防止金属穿过通孔41，并且防止金属散射在供给氧 自由基的那一侧。
(7) 基底台20连接至施加高频偏压的高频电源39，并且金属阻挡板34 连接至腔室ll (具体为防扩散壁33)而用作基底台20的相反电极。这进一步 保证了从基底W散射的金属原子聚集在金属阻挡板34上。
(8) 金属阻挡板34由将由基底W所曝露金属的同种金属构成的膜施加 至预定的金属板而构成。这便于金属阻挡板34的形成。
(9) 金属阻挡板34通过在板上添加金属氧化物层而构成，所述板由与基 底W所曝露金属的同种金属构成。这便于金属阻挡板34的形成。
现参考图6描述本发明的第二实施例。第二实施例与第一实施例的不同之 处在于金属阻挡板34的结构。下文将主要描述与第一实施例的不同之处。第 二实施例的灰化装置的结构与图1及2所示的第一实施例的灰化装置基本相 同。
如图6(a)所示，第二实施例的金属阻挡板34包括三层43a、 43b及43c。 与第一实施例的第二层34b相同，朝向基底W的第三层43b(图6所示的下侧) 由与在腔室11中进行灰化处理的基底W所曝露金属的同种金属构成。第二层 43a为形成在第三层43b的氧自由基进入侧表面上的金属氧化物层。第一层43c 形成在第二层43a的氧自由基进入侧表面上，并且由氟化物层(氟化物膜)构 成。第一层43c为通过在第二层43a的上表面上进行氟化处理而形成的膜。所 述氟化处理例如可通过升高对象部件(第二层43a和第三层43b)的温度然后 供给含氟原子的气体而制得。作为另一个例子，可使用含氟原子的气体产生氟 等离子体，然后将该对象部件设于等离子体气氛中。所使用的气体可包括CF4、 C2F6、 C3F8、 NF3及SFe中的至少一种。
包括三层43a、 43b及43c的金属阻挡板34具有与第一实施例相同的多个 通孔。金属阻挡板34通过螺钉等紧固部件可拆卸地附接至防扩散壁33的下端。
除了第一实施例的优点1 9之外，第二实施例的灰化装置还具有如下的 优点。
12(10) 氟化物层(第一层43c)形成在金属阻挡板34的位于氧自由基进
入侧的表面上。所述氟化物层用作钝化层。由此，较之为金属氧化物层的第二
层43曝露的情况，金属阻挡板34的所述上表面不太会被氧化。由此，氧自由 基不太会与为氟化物层的第一层43c结合。这有效防止了由增设金属阻挡板34 而使失活的氧自由基的数量增加。从而，增进了总体灰化率。 上述实施例可做如下修改。
第一实施例中，可省略图3 (a)和3 (c)所示的由金属氧化物层构成的 第一层34a及42a。该情况下，通过金属板(第二层34b)或形成在铝板上的金 属膜(第三层42c)来防止到达基底W的氧自由基的数量随时间变化。即，防 止使用氧自由基对抗蚀膜进行灰化的处理效果随时间变化。
第二实施例中，在不同于灰化装置的另一装置中形成(氟化处理)第一 层43c。然而，本发明并不限于该方式，将包括第二层43a及第三层43b的金 属阻挡板34附接至灰化装置后，可在所述灰化装置中在所述金属阻挡板34的 表面使用含氟等离子体进行氟化处理。
第二实施例中的金属阻挡板34不限于三层结构。如图6 (b)所示，金属 板44a由与基底W所曝露金属的同种金属构成，并且在金属板44a的上表面(氧 自由基进入侧，即，朝向扩散板的表面)形成氟化物层44b。
此外，如图6 (c)所示，金属阻挡板34可由四层45a 45d构成。各层 具体描述如下，层(第三层)45a为设为预定金属基板的铝板。形成在第三层 45a的下表面上的层(第四层)45b为金属膜，所述金属膜例如通过溅镀与基底 W所曝露金属的同种金属而构成。形成在第三层45a的上表面(氧自由基导入 侧)上的层(第二层)45c为金属氧化物。形成在第二层45c的上表面上的第 一层45d为通过在第二层45c的上表面进行氟化处理而形成的氟化物层。
上述各实施例中，除了从基底W去除抗蚀膜之外，灰化装置还可去除其 它可由等离子体或自由基去除的膜和有机材料。
上述各实施例中，作为氧等离子体的代替，灰化装置可使用不同的等离 子体(例如，氢等离子体)。
上述各实施例中，灰化装置不限于使用氧等离子体的等离子体灰化装置， 而可为利用紫外线辐照臭氧气体而生成氧自由基的光激发灰化装置。 上述实施例中，可增加供给至灰化装置的气体的种类。
1权利要求
1.一种在处理室中对基底上的有机材料进行灰化的灰化装置，所述基底包括曝露的金属，所述灰化装置包括保持所述基底的台；朝向所述台的扩散板，所述扩散板对供给至所述处理室的活性物种进行扩散，并且包括所述活性物种穿过的第一通孔；及设在所述台与所述扩散板之间的多孔板，其中所述多孔板包括第一层和第二通孔，所述第一层朝向所述基底并且由与从所述基底曝露的金属种类相同的金属构成，并且所述活性物种穿过所述第二通孔。
2. 如权利要求l所述的灰化装置，还包括圆柱形防扩散壁，其包括下端开孔，并且绕所述扩散板延伸以防止所述活 性物种的不必要的扩散；其中，所述多孔板以可拆卸的方式附接至所述防扩散板以覆盖所述下端开孔。
3. 如权利要求1或2所述的灰化装置，其中所述处理室包括上部内表面，所述扩散板固定至所述上部内表面；及 所述多孔板位于所述处理室的上部内表面与所述台之间的中间位置的下方。
4. 如权利要求1 3中任一项所述的灰化装置，其中所述多孔板的所述第 二通孔形成为其宽厚比大于等于0,5，且小于等于2，所述宽厚比代表所述多孔 板的板厚与所述第二通孔孔径之比。
5. 如权利要求1 4中任一项所述的灰化装置，其中-所述台连接至施加高频偏压的高频电源；且 所述多孔板连接至所述处理室以用作所述台的相反电极。
6. 如权利要求1 5中任一项所述的灰化装置，其中所述多孔板还包括朝 向所述扩散板的钝化膜。
7. 如权利要求6所述的灰化装置，其中所述多孔板包括金属板，其由与所述曝露金属种类相同的金属构成，并且用作朝向所述基 底的所述第一层；及氟化物层，其形成在所述金属板上，并且用作朝向所述扩散板的钝化膜。
8. 如权利要求6所述的灰化装置，其中所述多孔板包括金属板，其由与所述曝露金属种类相同的金属构成，并且用作朝向所述基 底的所述第一层；形成在所述金属板上的金属氧化物层；及氟化物层，其形成在所述金属氧化物层上，并且用作朝向所述扩散板的钝 化膜。
9. 如权利要求6所述的灰化装置，其中所述多孔板包括 金属基板；形成在所述金属基板上的金属膜，所述金属膜由与所述曝露金属种类相同 的金属构成，并且用作朝向所述基底的所述第一层；及氟化物层，其形成在所述金属基板上，并且用作朝向所述扩散板的钝化膜。
10. 如权利要求6所述的灰化装置，其中所述多孔板包括 金属基板；形成在所述金属基板上的金属膜，所述金属膜由与所述曝露金属种类相同 的金属构成，并且用作朝向所述基底的所述第一层； 形成在所述金属基板上的金属氧化物层；及氟化物层，其形成在所述金属氧化物层上，并且用作朝向所述扩散板的钝 化膜。
11. 如权利要求6所述的灰化装置，其中所述钝化膜包括金属氧化物层。
12. 如权利要求6所述的灰化装置，其中所述多孔板包括 金属基板；形成在所述金属基板上的金属膜，所述金属膜由与所述曝露金属种类相同 的金属构成，并且用作朝向所述基底的所述第一层；及金属氧化物层，其形成在所述金属基板上，并且用作朝向所述扩散板的钝 化膜。
13. 如权利要求8和10 12中任一项所述的灰化装置，其中所述金属氧化 物层由氧化铝或氧化钇构成。
全文摘要
一种防止处理效率下降的灰化装置。喷板(31)朝向保持基底(W)的基底台(20)，并且使供给至腔室(11)的氧自由基扩散。设在喷板(31)和基底台(20)之间的金属阻挡板(34)包括氧自由基穿过的通孔(41)。金属阻挡板的朝向基底(W)的表面上还包括第一层(34b)，所述第一层由与从所述基底曝露的金属种类相同的金属构成。
文档编号H01L21/3065GK101689496SQ20078003683
公开日2010年3月31日 申请日期2007年12月26日 优先权日2007年8月16日
发明者余吾锐哉, 栗本孝志, 植田昌久, 石川道夫, 邹红罡 申请人:株式会社爱发科