专利名称：等离子体处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及等离子体处理装置，它在被处理体如半导体晶片或玻璃衬底上执行预定等离子体处理。
背景技术：
传统的等离子体处理装置，例如图3中所示的等离子体处理装置1，具有一个装置主体2和附带设备3。装置主体2具有一个处理室4，在被处理体如半导体晶片或玻璃衬底上执行一系列处理，例如形成氧化膜的氧化膜形成处理、蚀刻处理、和灰化处理。附带设备3具有一个给在半导体晶片上执行处理序列的处理室4提供电源的VHF装置(以下称为“供电设备”)5，以及连接到装置主体2的多个干泵6和7。
供电设备5由一个通过杆形供电电缆8连接到处理室4的匹配单元9，一个通过同轴电缆10连接到匹配单元9的循环器11，和一个功率控制器12组成。
其中功率控制器12具有一个RF放大器13和一个DC放大器14，二者都在一个主体中；商业电源16通过电缆15连接到DC放大器14，并且RF放大器13通过同轴电缆17连接到循环器11。同轴电缆17具有高抗挠刚度，并且每单位长度的价格较高，此外，尤其当以高频率(即射频(RF))发送功率时，功率损耗很大，因此，接线长度尽可能的短是非常必要的。
通常，这种等离子体处理装置1的装置主体2、匹配单元9和循环器11被放置在上层的一个清洁室A中，被允许放置在具有低清洁度的空间内的干泵6、7等和供电设备5的功率控制器12被放置在下层的一个动力室(utility section)B中，从而可减少要求高度清洁的清洁室的覆盖面积。
然而，如上所述如果循环器11被放置在上层，RF放大器13被放置在下层，那么连接循环器11和RF放大器13的同轴电缆17的接线长度变长，因此存在这样一些问题，如供电设备5的花费增加，以及当以高频率发送功率时功率损耗增加，而且发送功率的再现性和稳定性下降。
本发明的一个目标是提供一个允许降低花费，又减少发送功率损耗的等离子体处理装置。
发明内容
为了达到上述目标，根据本发明提供一个等离子体处理装置，它包括处理被处理体的处理室，给处理室提供RF功率的供电机构，抽空处理室内部以达到一个预定低压状态的排气机构，以及把处理气体引进处理室的引进机构，等离子体处理装置通过所供应的RF功率在处理室内形成RF电场，从而把所输入的处理气体转换成等离子，并执行等离子体处理。其中供电机构包括一个匹配单元，它通过RF功率发送到处理室所沿着的传输路径连接到处理室，并且使传输路径的阻抗与已被转换成等离子的处理气体的阻抗相匹配；一个连接到匹配单元的RF放大器；和一个连接到RF放大器的DC放大器，其中RF放大器对于DC放大器而言，以一个单独部分形成，并被放置在远离DC放大器且接近匹配单元的一个位置。
更优选地，RF放大器通过同轴电缆连接到匹配单元。
更优选地，DC放大器通过普通电缆连接到RF放大器。
更优选地，等离子体处理装置进一步包括一个容纳处理室和匹配单元的清洁室，和一个临近清洁室的动力室，其中RF放大器被安装在清洁室中，DC放大器被安装在动力室中。
更优选地，动力室被放置在清洁室的下面。
更优选地，等离子体处理装置进一步包括一个循环器，它是内置于RF放大器中。
图1是一个示意根据本发明的实施例的等离子体处理装置的结构的视图。
图2A是一个用于解释图1中所示供电设备5的接线图的视图。
图2B是一个用于解释传统供电设备5的接线图的视图；和图3是一个示意传统等离子体处理装置的结构的视图。
具体实施例方式
现在将参照附图详细描述根据本发明的一个实施例的等离子体处理装置。
图1是一个示意根据本发明的实施例的等离子体处理装置的结构的视图。
在图1中，根据本发明的实施例的等离子体处理装置1具有一个装置主体2和附带设备3。
装置主体2包括一个处理室4，其中在被处理体如半导体晶片或玻璃衬底上执行预定等离子体处理，例如，诸如氧化膜形成处理、蚀刻处理和灰化处理的一系列处理；一个真空泵37，用于抽空处理室4的内部气体，并连接到处理室4的底部，以便处理室4安放于其上；和一个盒式室19，它通过半导体晶片传输室18连接到处理室4，并且在其中安置了处理室4中被处理体。
利用安装在输送室18内的自动输送设备(没有示意)，把放置在盒式室19中的半导体晶片输送到处理室4。
另一方面，附带设备3包括一个供电设备5，它是给装置主体2提供电源，用来操作装置主体2的设备，例如给处理室4提供电源；一个第一干泵6，通过管道21连接到输送室18抽空输送室18；一个第二干泵7，它通过管道22连接到真空泵37，并与真空泵37一起来抽空处理室4；和一个冷却单元20，它通过管道23连接到处理室4，并给处理室供应冷却剂，以冷却处理室4的内部。
例如，供电设备5包括一个匹配单元9，它通过杆形供电电缆8(传输通道)连接到处理室4；一个RF放大器13，通过同轴电缆24连接到匹配单元9；和一个电源控制器12。
其中电源控制器12具有一个DC放大器14，商业电源16通过电缆15连接到DC放大器14，并且DC放大器14通过电缆25连接到RF放大器13。可使用诸如平行线电缆的普通、廉价的电缆作为电缆25。
来自商业电源16的AC功率被DC放大器14转换成DC功率，然后把这个DC功率提供给RF放大器13。RF放大器13给匹配单元9提供预定RF功率，在匹配单元9把电缆8的阻抗与处理室4中所产生的等离子的阻抗相匹配之后，将所供给的RF功率供应给处理室4。
在上文所述的等离子体处理装置1中，装置主体2、供电设备5的匹配单元9和供电设备5的RF放大器13被放置在上层的清洁室A中，干泵6和7、冷却单元20和供电设备5的电源控制器12被放置在下层的动力室B中。
上层的清洁室A包括一个第一清洁室A1，其把0.1微米级的灰尘数量控制到每0.0283立方米(即每立方尺)不多于10个微粒，以及一个第二清洁室A2，其把0.1微米级的灰尘数量控制到每0.0283立方米(即每立方尺)不多于100个微粒。第一清洁室A1具有安装在其中的盒式室19，第二清洁室A2具有安装在其中的处理室4、真空泵37、输送室18、匹配单元9和RF放大器13。
此外，下层的动力室B具有被控制到每0.0283立方米(即每立方尺)不多于1000个微粒的0.1微米级的灰尘数量，而且其压力被设置为高于外面压力，以便当打开和关闭门时，气体从动力室B的内部流向外部。下层的动力室B中已经安装了干泵6和7、冷却单元20和供电设备5的电源控制器12。
如上所述，RF放大器13对于DC放大器14而言，以一个单独部分形成，并被放置在远离DC放大器14且接近匹配单元9的一个位置，因此，把连接RF放大器13和匹配单元9的同轴电缆24尽可能制作的短一些。
现在将给出图1所示的等离子体处理装置1的操作的描述。
首先，利用真空泵37和第二干泵7，处理室4的内部压力被降低到一个预定压力，例如大约从0.0133到0.133帕，并且利用第一干泵6、盒式室19和输送室18，它被置于降低压力状态。之后，沿着图1中的箭头方向把半导体晶片放置到盒式室19中，并且利用自动输送机械(没有示意)，从盒式室19中取出放置的半导体晶片，通过输送室18被输送到处理室4中，然后被安置在处理室4中的基座上(没有示意)。
然后，利用处理气体引进机构(没有示意)，向基座均匀释放诸如CF4的处理气体。此外，供电设备5在平行板电极之间施加RF功率(没有示意)，从而在处理室4中形成RF电场，因此把处理气体转换成等离子，由此在处理室4中产生等离子。在产生了等离子之后，对放置在基座上的晶片进行一系列处理，如等离子蚀刻，然后利用自动输送机械输出晶片，于是等离子体处理装置1的操作序列结束。
图2A是一个用于解释图1中所示供电设备5的接线图的视图，以及图2B是一个用于解释传统供电设备5的接线图的视图。
对于传统供电设备5(图3)，如图2B所示，RF放大器13与DC放大器14形成一体，并且连接商业电源16和DC放大器14的电缆15的长度是2米，通过循环器11连接RF放大器13和匹配单元9的同轴电缆10和17的总长度是20米。此外，同轴电缆17通过RF连接器32和31来连接RF放大器13和循环器11，同轴电缆10通过RF连接器30和29来连接循环器11和匹配单元9。
与此形成对比，根据本发明的供电设备5(图1)，如图2A所示，RF放大器13对于DC放大器14而言，以一个独立部分形成，并被放置在远离DC放大器14且接近匹配单元9的位置。
在图2A中，连接商业电源16和DC放大器14的电缆15的长度是2米，连接DC放大器14和RF放大器13的电缆25的长度是20米，连接RF放大器13和匹配单元9的同轴电缆24的长度是2米。此外，电缆25通过RF连接器27和26来连接DC放大器14和RF放大器13。
根据本发明的供电设备5，同轴电缆24的长度是2米，比传统VHS设备5中的同轴电缆10和17的总长度20米短很多，而且，RF连接器26和27的数量比传统VHS设备5中的少。
现在将示意根据本发明的供电设备5与传统供电设备5的功率传输损耗的结果比较(参看表1)。
表1
首先，利用特定电压200V×电流20A的电缆，像电缆15一样具有8平方毫米(直径3毫米)的横截面面积和2.4375欧姆/千米的电阻，在这种情形下，商业电源16和DC放大器14之间的功率传输损耗即AC传输损耗是3.9W，这与传统供电设备5的情形相同。
在普通电缆，例如具有0.0993欧姆/千米的电阻的NANNENFUREN(注册商标)导线，被用做电缆25，以及DC放大器14输出电压40V×电流170A(功率6.8千瓦)的功率的情况下，DC放大器14与RF放大器13之间的功率传输损耗即DC传输损耗是115V，相比较传统供电设备5情况下的是0瓦。
在具有0.35dB(分贝)/20m(米)的振幅衰减系数(LMR-900)的电缆被用做同轴电缆10、17和24，具有0.3dB(分贝)的振幅衰减系数的循环器被用做循环器11，以及RF放大器13输出3kW(千瓦)的功率的情况下，RF放大器13与匹配单元9之间的功率传输损耗即RF传输损耗是24W(瓦)，相比较传统供电设备5情况下的是484W(瓦)。
从上面看出，把由RF连接器26、27和29到32中的每一个所引起的功率损耗看作是α，本发明的供电设备5的总功率损耗是(143+2α)W，而传统供电设备5的总功率损耗是(488+4α)W。
根据本实施例，RF放大器13对于DC放大器14而言，以一个独立部分形成，并被放置在远离DC放大器14且接近匹配单元9的位置，因此有可能缩短RF功率的发送距离，以及延长DC功率的发送距离，从而可以降低供电设备5的整体花费，以及可以降低供电设备5的整体功率损耗。
根据上文所述的本实施例，通过普通电缆25来实现DC放大器14与RF放大器13之间的连接，普通电缆25比同轴电缆24具有较低的抗挠刚度，因此可增大DC放大器14和RF放大器13的安装位置的灵活度。
根据上文所述的本实施例，循环器11被放置于RF放大器13内，因此可提高电源的再现性和稳定性，而且可把RF连接器的数量从4减为2，从而可降低连接工作中的误差风险。
当然，同轴电缆24、普通电缆25、电缆15等等的长度并不局限于本实施例中的长度。
此外，在本实施例中，上层的清洁室包括第一和第二清洁室，但本发明并不对此进行限制。
此外，在本实施例中，清洁室在上层，动力室在下层，但本发明并不对此进行限制；例如，清洁室和动力室可在同一层上。
工业适用范围如上详细所述，根据本发明的供电设备，RF放大器对于DC放大器而言，以一个独立部分形成，并被放置在远离DC放大器且接近匹配单元的位置，因此有可能缩短RF功率的发送距离，以及延长DC功率的发送距离，从而可以降低供电设备的整体花费，以及可以降低供电设备的整体功率损耗。
此外，循环器被放置于RF放大器内，因此可提高电源的再现性和稳定性，而且可把RF连接器的数量从4减为2，从而可降低连接工作中的误差风险。
权利要求
1.一个等离子体处理装置，包括一个处理被处理体的处理室；给所述处理室提供RF功率的供电机构；抽空所述处理室内部以达到一个预定低压状态的排气机构；和处理气体引进机构，用来把处理气体引进到所述处理室，通过所提供的RF功率在所述处理室中形成RF电场，从而把所输入的处理气体转换成等离子，并执行等离子体处理，其特征在于，所述供电机构包括一个匹配单元，通过RF功率发送到所述处理室的传输路径连接到所述处理室，并且使所述传输路径的阻抗与已被转换成等离子的处理气体的阻抗相匹配；一个连接到所述匹配单元的RF放大器；和一个连接到所述RF放大器的DC放大器，其中所述RF放大器对于所述DC放大器而言，以一个单独部分形成，并放置在远离所述DC放大器且接近所述匹配单元的位置上。
2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述RF放大器通过同轴电缆连接到所述匹配单元。
3.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述DC放大器通过普通电缆连接到所述RF放大器。
4.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，进一步包括一个容纳所述处理室和所述匹配单元的清洁室，以及一个临近所述清洁室的动力室(utility section)，其中所述RF放大器被安装在所述清洁室中，所述DC放大器被安装在所述动力室中。
5.如权利要求4所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述动力室被放置在所述清洁室的下层。
6.如权利要求1至5中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，进一步包括一个内置于所述RF放大器中的循环器。
全文摘要
本发明提供一个允许降低花费，也允许降低发送功率的损耗的成本低的等离子体处理装置。等离子体处理装置(1)具有一个装置主体(2)和附带设备(3)。附带设备(3)包括一个给处理室(4)供应功率的供电设备(5)和多个干泵(6)和(7)等等。供电设备(5)包括一个匹配单元(9)，一个通过同轴电缆(24)连接到匹配单元(9)的RF放大器(13)，和一个其中具有DC放大器(14)的功率控制器(12)。RF放大器(13)对于DC放大器(14)而言，以一个独立部分形成，并被放置在远离DC放大器(14)且接近匹配单元(9)的位置，且通过普通电缆(25)连接到DC放大器(14)。
文档编号H01J37/32GK1596458SQ0282354
公开日2005年3月16日 申请日期2002年11月26日 优先权日2001年11月27日
发明者速水利泰, 伊藤悦治, 酒井伊都子 申请人:东京毅力科创株式会社, 株式会社东芝