等离子体处理装置和应用于等离子体处理装置的排气构造_3

文档序号:9377693阅读:来源:国知局
阀(APC) 32来控制压力的同时利用真空栗33自排气口 30经由排气管31对处理室4内进行真空排气,从而将处理室内维持在例如0.66Pa?26.6Pa左右的压力气氛。
[0042]另外,此时,为了避免基板G的温度上升、温度变化,经由He气体流路35向基板G的背面侧的冷却空间供给作为热传递用气体的He气体。
[0043]接着,自高频电源15向高频天线13施加例如13.56MHz的高频电力,由此,经由电介质壁2在处理室4内形成均匀的感应电场。在如此形成的感应电场的作用下,在处理室4内使处理气体等离子体化而生成高密度的感应耦合等离子体。利用该等离子体对基板G进行等离子体处理、例如对基板G的规定的膜进行等离子体蚀刻、等离子体灰化。此时,作为来自高频电源29的偏压用的高频电力,向载置台23施加例如频率为6MHz的高频电力,从而将在处理室4内生成的等离子体中的离子有效地吸引至基板G。
[0044]在处理气体在处理室4内的处理区域41等离子体化而用于等离子体处理之后,通过利用真空栗33吸引处理气体,从而使处理气体自形成于相邻的分隔构件50之间的豁口60到达排气区域42,并将处理气体自排气口 30经由排气管31排出。
[0045]此时,以往公知有如下一种技术:设置利用冲孔、狭缝等开口部来确保气体通路的挡板并使挡板接地,从而抑制等离子体放电通过开口部而到达排气区域。然而,如对大型基板进行等离子体处理的情况那样,在对载置台施加高功率的高频电力的基础上使挡板接地时,有时存在在形成于挡板的冲孔处产生辉光放电或使辉光放电四处转移而使等离子体变得不稳定的现象。即,在大型基板的处理中,在不使挡板接地的情况下,不能有效地防止等离子体通过开口部进入到排气区域,结果会导致在排气路径等上的放电,在使挡板接地的情况下,也会在冲孔处产生辉光放电,如此这样在任何情况下均产生问题。
[0046]因此,为了防止等离子体进入到排气区域和冲孔处的辉光放电这两者,尝试不设置挡板,而设置没有开口部的板状的分隔构件并使分隔构件为电浮动的状态(浮动电位)。由此,确认了直到某一程度以下的偏压用高频电力具有效果,但在使基板进一步大型化而使偏压用的高频功率更大时,不能充分地防止等离子体进入到排气区域,有时会在自动压力控制阀(APC)等设于排气路径的构件处产生电弧放电。对该原因进行了研究,结果想到其原因在于,在为感应耦合型等离子体处理装置的情况下,要被施加偏压用高频电力的电极的相对电极的面积较小。
[0047]对此,进行了进一步研究,结果得到了进行如下两种设置是有效的结论,S卩,不设置挡板而设置多个没有开口部的分隔构件,使这些分隔构件与接地电位相连接。即,通过使分隔构件接地,从而使分隔构件作为偏压用高频电力的相对电极发挥功能,由此能够抑制在自动压力控制阀(APC)等处的放电(电弧放电),并且发现,即使使没有开口部的分隔构件接地,也不易产生挡板那样的辉光放电。
[0048]因此,在本实施方式中,在以往设有挡板的、处理室4的内壁(侧壁4a的内侧部分)与载置台23之间的位置设置了不具有开口部且接地的多个分隔构件50,将这些分隔构件50中的相邻的分隔构件50以在彼此之间形成达到排气区域42的豁口 60的方式分开地配置。由此,即使将高功率的偏压用高频电力施加于载置台23,也能够抑制在分隔构件50附近处的辉光放电,进而能够抑制等离子体进入到排气区域42而在自动压力控制阀(APC)等设置在排气路径上的构件处发生放电(电弧放电)。并且,由于能够如此抑制不期望的放电,因此能够使在处理区域41生成的等离子体在整体上稳定。
[0049]此外,以往的具有冲孔、狭缝等开口部的挡板原本是为了在处理圆形的基板的半导体处理装置等中自基板的周缘部均匀地进行排气而发展起来的技术,在处理矩形基板的矩形的处理室中,与自周缘部均匀地进行排气相比,向处理室的四角引导气流并自四角进行排气的方法在构造上有优势。因而,从该点考虑,处理矩形基板的处理装置也优选为利用不具有开口的分隔构件在四角设置用于进行排气的豁口的结构。
[0050]接下来,说明本发明的另一实施方式。图4是表示本发明的另一实施方式的等离子体处理装置的铅垂剖视图,图5是表示本发明的另一实施方式的等离子体处理装置的水平剖视图,图6是表示该等离子体处理装置中的分隔构件与遮蔽构件之间的位置关系的立体图。在该等离子体处理装置中,除了在形成于相邻的分隔构件50之间的豁口 60的下方位置设有遮蔽构件52之外,其他结构均与之前的实施方式相同。
[0051]具体而言,遮蔽构件52由板材构成,该板材由金属等导电性材料构成,该遮蔽构件52位于处理室4的内壁(侧壁4a的内侧部分)与载置台23之间的四角且分别配置于分隔构件50的下方位置。遮蔽构件52以在俯视时其至少一部分与分隔构件50相重叠的方式配置,从而将豁口 60遮蔽。另外,遮蔽构件52由接地线52a与接地电位相连接。此外,也可以将遮蔽构件52经由主体容器I或分隔构件50接地。
[0052]通过如此在分隔构件50的下方位置以将豁口 60遮蔽的方式设置被接地的遮蔽构件52,能够将排气路径与位于处理区域41的等离子体隔开,从而能够更可靠地抑制在自动压力控制阀(APC)等设置在排气路径上的构件处的放电(电弧放电)。由此,能够进一步提高在处理区域41中生成的等离子体的整体稳定性。
[0053]此外,即使遮蔽构件52没有将豁口 60完全遮蔽而仅将豁口 60的一部分遮蔽,也能够获得某一程度的遮蔽效果。另外,遮蔽构件52只要设置在与分隔构件50的高度位置不同的高度位置即可,其也可以设于分隔构件50的上方位置。
[0054]接下来,说明实验例。
[0055]在此,使用设有分隔构件的感应耦合型等离子体处理装置,并对在使偏压用高频电力的功率(偏置电力)变化而进行O2灰化时在自动压力控制阀(APC)处有无产生电弧放电的情况进行了掌握。在此,作为等离子体处理装置而分别使用了设有浮动状态的分隔构件的等离子体处理装置、设有接地的分隔构件的等离子体处理装置(图1和图2所示的实施方式)、设有接地的分隔构件和接地的遮蔽构件的等离子体处理装置(图4和图5所示的实施方式)这3种等离子体处理装置,并以如下基础条件进行了实验,即,使02气体流量为lOOOsccm,使压力为20mTorr,使等离子体生成用高频电力的功率为40kW。
[0056]其结果,如图7所示,确认了:在分隔构件为浮动状态的情况下,在偏置电力达到30kff时,在自动压力控制阀(APC)处产生了电弧放电,与此相对,通过使分隔构件接地,即使偏置电力为40kW,也没有在自动压力控制阀(APC)处产生电弧放电。另外,确认了:通过在设有接地的分隔构件的基础上设置接地的遮蔽构件,即使偏置电力为50kW,也没有在自动压力控制阀(APC)处产生电弧放电。
[0057]此外,本发明并不限定于所述实施方式,而能够进行各种变形。例如,在所述实施方式中,示出了能够将本发明特别有效地应用于被施加偏压用高频电力的电极的相对电极的面积较小的感应耦合型等离子体处理装置,但并不限于此,同样地,也能够将本发明有效地应用于使用微波的等离子体处理装置中,另外,即使是被施加偏压用高频电力的电极的相对电极的面积较大的电容耦合型(平行平板型)等离子体处理装置,也能够应用本发明。
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