等离子体处理装置及其密封结构、密封方法

专利名称：等离子体处理装置及其密封结构、密封方法
技术领域：
本发明涉及等离子体处理装置的密封结构、密封方法以及 等离子体处理装置。
背景技术：
在集成电路、液晶、太阳能电池等很多半导体装置中广泛 采用等离子体技术。等离子体技术被利用在半导体制造过程的 薄膜堆积、蚀刻工序等中，为了获得更高性能且更高功能的产 品，要求进行例如超微细加工技术等高度的等离子体处理。特 别是采用微波带的等离子体的微波等离子体处理装置受到关 注。
在等离子体工序中，形成稳定的等离子体是必要条件，除 此之外为了产生稳定的等离子体而保持真空状态也是重要的。
进行等离子体处理时的密封具有下述作用防止气体介质从产 生室向外部泄露以及防止外部气体介质进入到产生室内，密闭 产生室且将产生室保持真空状态。通常的密封所使用的O型密 封圈当暴露于等离子体气体介质中时容易老化，导致产生颗粒、 密封性下降。
专利文献l中记载有一种均匀地进行等离子体处理的等离 子体处理装置。利用接地的、用于构成反应容器的盖的上部电 极借助导电性O型密封圏密闭反应容器。即使上部电极产生翘 曲也会与反应容器电连接，由于反应容器是接地的，因此作为 高频不会产生电气干扰，也不会产生噪声，因此反应气体被均 匀地等离子体化 7另外，在专利文献2中记载有一种在发生了外部泄露时能 尽早发现并将损失控制在最小限度的真空装置。该真空装置包 括真空室、真空室密封部、真空室密封部与外部气体气体介质 之间的惰性气体封入部。惰性气体封入部用于在真空室发生泄 露时防止外部气体介质进入到真空室中。该真空装置包括用于 监视惰性气体封入部的压力的第l压力监控机构和用于监视真
空室的压力的第2压力监控机构，能够在发生了泄露时尽早发现。
专利文献3中记载有一种在提高耐腐蚀性的同时能完全防 止大气进入到腔室内的真空处理装置。该真空处理装置在外槽 以及内槽中分别嵌入有外密封构件以及内密封构件，该外槽以 及内槽呈同心圆状地形成在用于形成腔室的壁构件与顶棚板的 抵接部分，并且在上述外密封构件和内密封构件之间形成与它 们连通的通路，向该通路中填充施加了超过大气压的压力的氦 气。在提高耐腐蚀性的同时能完全防止大气进入到腔室内。
另外，在专利文献4中记载有一种防止因0型密封圏的老化 引起的产生颗粒且防止密封性下降的等离子体处理装置。在反 应室与#般运室之间设置闸阀，在反应室侧设置金属网状的O型 密封圏，在搬运室侧设置氟树脂系的O型密封圈，从而隔断等 离子体气体介质。
专利文献l:日本特开平6-112168号公报 专利文献2:曰本净争开2000—182958号7>才艮 专利文献3:曰本4寺开2004—99924号7>才艮 专利文献4:曰本净争开2004—141803号7^才艮 作为尽可能地防止0型密封圏老化、防止密封性下降的方 法，公知的有设置双重0型密封圏且使各个0型密封圈具有不同 的功能的方法。但是，未考虑到隔断微波。并且，担心在双重设置的O型密封圈与O型密封圈之间会发生异常放电，使等离子 体变得不稳定。
专利文献2重点是检测O型密封圈的老化、防止真空室的泄 露，对于防止o型密封圈的老化并没有特别的对策。在专利文 献3中，虽然使用惰性气体来保护O型密封圏免受等离子体气体 介质的影响，但是为了使气体从O型密封圈透过，不得不使用 比较昂贵的氦气。

发明内容
本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供能够使 等离子体稳定、能够防止密封构件老化的等离子体处理装置的 密封结构、密封方法以及等离子体处理装置。
为了达到上述目的，本发明第l技术方案的密封结构用于 密封进行等离子体处理的等离子体产生室的开口部，其特征在 于，该密封结构包括
第l密封构件，其为环状，与上述等离子体产生室的等离 子体气体介质接触；
第2密封构件，其为环状，不与上述等离子体产生室的等 离子体气体介质接触；
间隙，其形成在上述第l密封构件与上述第2密封构件之
间；
气体注入口，其用于向上述间隙中注入惰性气体；
槽，其沿着与上述第l密封构件的长度方向大致正交的方
向形成在与上述第l密封构件相邻接的面上，用于连通上述等 离子体产生室和上述间隙。
该密封结构的特征在于，优选上述间隙被不会发生异常放 电的压力的惰性气体充满。该密封结构的特征在于，优选在上述第l密封构件与上述 第2密封构件之间设置朝向上述间隙开口的、沿着上述第1密封
构件或第2密封构件的长度方向连续的凹部。 另外，该密封结构还可以包括 压力测量部件，其用于测量上述间隙的压力； 老化判定部件，其在利用上述压力测量部件测出的值在规
定范围之外的情况下，判断为上述第l密封构件发生了老化。 另外，该密封结构还可以包括
气体流量测量部件，其用于测量注入到上述间隙中的上述 惰性气体的量；
老化判定部件，其在利用上述气体流量测量部件测出的值 在规定范围之外的情况下，判断为上述第l密封构件发生了老 化。
另外，该密封结构还可以包括 压力测量部件，其用于测量上述间隙的压力； 老化判定部件，其在利用上述压力测量部件测出的值在规 定范围之外的情况下，判断为上述第2密封构件发生了老化。 另外，该密封结构还可以包括
气体流量测量部件，其用于测量注入到上述间隙中的上述 惰性气体的量；
老化判定部件，其在利用上述气体流量测量部件测出的值 在规定范围之外的情况下，判断为上述第2密封构件发生了老 化。
该密封结构的特征在于，优选上述惰性气体含有Ne(氖)、 Ar(氩)、Kr(氪)、Xe(氙)及N2(氮)中的任一种气体或它们任意组 合的气体。
该密封结构的特征在于，优选上述第2密封构件具有导电性。
另外，该密封结构的特征在于，优选上述开口部包括用于 封闭该开口部的闭塞构件和用于在上述闭塞构件与上述等离子 体产生室之间形成微小间隙的小片构件。
另外，优选为，上述等离子体产生室包括用于取出放入被
处理物的开口部和用于^f闭该开口部的闸阀；
上述第l密封构件以及第2密封构件位于上述开口部的周 *彖与上述闸阀的阀体之间。
另外，优选为，上述等离子体产生室在上部具有被顶板封
闭的开口部；
上述第l密封构件以及第2密封构件位于上述开口部的周 缘与上述顶才反之间。
本发明第2技术方案的等离子体处理装置的密封方法是用 于封闭进行等离子体处理的等离子体产生室的开口部的密封方 法，其特征在于，该密封方法包括下述步骤
将与上述等离子体产生室的等离子体气体介质接触的环状 的第l密封构件和不与上述等离子体产生室的等离子体气体介 质接触的环状的第2密封构件压接到上述开口部的周缘上，并 使上述第1密封构件与上述第2密封构件之间空出间隙，并使上 述第l密封构件与形成有用于连通上述等离子体产生室和上述 间隙的槽的面相邻接，该槽沿着与上述第1密封构件的长度方 向大致正交的方向形成的步骤，
向上述第l密封构件与上述第2密封构件之间的间隙中注 入惰性气体的步骤。
该密封方法的特征在于，优选在向上述间隙中注入惰性气 体的步骤中，以不会发生异常放电的压力向上述间隙内注入上 述惰性气体。该密封方法的特征在于，优选沿着上述间隙的方向设置凹 部，上述间隙的压力为恒定。
另外，该密封方法还可以包括 压力测量步骤，其用于测量上述间隙的压力； 老化判定步骤，其在利用上述压力测量步骤测出的值在规 定范围之外的情况下，判断为上述第1密封构件发生了老化。 另外，该密封方法还可以包括
气体流量测量步骤，其用于测量注入到上述间隙中的上述 惰性气体的量；
老化判定步骤，其在利用上述气体流量测量步骤测出的值 在规定范围之外的情况下，判断为上述第l密封构件发生了老 化。
另外，该密封方法还可以包括 压力测量步骤，其用于测量上述间隙的压力； 老化判定步骤，其在利用上述压力测量步骤测出的值在规 定范围之外的情况下，判断为上述第2密封构件发生了老化。 另外，该密封方法还可以包括
气体流量测量步骤，其用于测量注入到上述间隙中的上述 惰性气体的量；
老化判定步骤，其在利用上述气体流量测量步骤测出的值 在规定范围之外的情况下，判断为上述第2密封构件发生了老 化。
该密封方法的特征在于，优选惰性气体是Ne(氖)、Ar(氩)、
Kr(氪)、Xe(氙)或N2(氮)。
本发明的第3技术方案的等离子体处理装置的特征在于， 该等离子体处理装置包括用于进行等离子体处理的等离子
体产生室和上述本发明第l技术方案中的任一种密封结构。采用本发明的等离子体处理装置的密封结构、密封方法以 及等离子体处理装置，能够使等离子体稳定，能够防止密封构 件发生老化。


图l是本发明的实施方式的等离子体处理装置的剖视图。
图2表示作为本发明实施方式l的等离子体处理装置的密 封结构的闸阀。(a)是表示图l的装置开口部的点划线包围部分V 的剖视图，(b)是闸阀的阀体的局部俯视图。
图3是表示本发明实施方式l的变形例l的密封结构的闸阀 的剖视图。
图4是表示本发明实施方式1的变形例2的密封结构的闸阀 的俯一见图以及剖一见图。
图5表示作为本发明实施方式2的等离子体处理装置的密 封结构的顶板。(a)是表示图l的装置开口部的点划线包围部分C 的剖视图，(b)表示其变形例。(c)是(b)的M-M剖视图。
具体实施例方式
实施方式l
下面，参照附图详细说明本发明的等离子体处理装置的密 封结构。另外，对图中相同或相似部分标注相同的附图标记， 不重复进行说明。图l是本发明的实施方式的等离子体处理装 置的剖视图。例如，图l的断开部连接着搬运侧，等离子体产 生室与搬运侧被闸阀分隔。图2的(a)是用于密封本发明实施方 式1的等离子体处理装置的开口部的闸阀的剖视图，表示图1的 点划线的包围部分V。图2的(b)是闸阀的阀体的局部俯视图。
等离子体处理装置1包括等离子体产生室(腔室)2、顶板3、天线4、波导管5、基板保持台6和气体导入口 7。顶板3由石英 或氧化铝等用于传播微波的电介体材料形成。天线4由波导部 (屏蔽构件)4a 、 径向线缝隙天线(Radial Line Slot Antenna)4b、滞波才反(电介体)4c构成。滞波寺反4c由Si02、 A1203 等电介体材料构成。波导管5是由外侧波导管5a和内侧波导管 5b构成的同轴波导管。
图2所示的闸阀由阀体16、阀杆17、设于阀体16上的环状 的密封构件ll、 12构成。密封构件ll、 12用于密封阀体16与等 离子体产生室2之间的间隙。通过预先在阀体16上设置槽，并 在该槽中嵌入密封构件ll、 12，能够固定密封构件ll、 12的位 置以及使阀体16与等离子体产生室2接触的部位的位置。密封 构件ll位于等离子体产生室2侧，直接与等离子体气体介质接 触，密封构件12位于搬运侧，不暴露在等离子体气体介质中。 例如，密封构件ll采用具有耐等离子体性以及耐热性的O型密 封圈等，密封构件12采用具有耐热性以及密封性的导电性的O 型密封圈等。
密封构件ll与密封构件12未相接触，而是两者间存在间隙 S。具有密封构件11的阀体16沿着密封构件11的长度方向形成 有多个气体槽13。气体槽13沿着与密封构件ll的长度方向大致 正交的方向切削而成。即使在阀体16将密封构件11夹在中间地 按压在等离子体产生室2的开口部上时，气体槽13也将间隙S和 等离子体产生室2之间连通。在等离子体产生室2的壁上设有用 于向间隙S中注入气体的气体注入通路14。在等离子体产生室2 侧设有沿着密封构件11的长度方向连续的凹部15 ，气体注入通 路14的气体排出口与凹部15相连结。
在将基板10搬入等离子体产生室2内后，使阀杆17上升， 利用阀体16覆盖等离子体产生室2的开口部地关闭闸阀。密封构件ll、12与等离子体产生室2的外壁紧密接触。等离子体产
生室2的上端部被顶板3阻塞，利用真空泵使等离子体产生室2 的内部形成为压力在10mPa 几十Pa左右的真空状态。
天线4结合在顶板3上。波导管5与天线4相连接。波导部4a 与外侧导波管5a相连接，径向线缝隙天线4b与内侧波导管5b 相结合。滞波板4c位于波导部4a与径向线缝隙天线4b之间，用 于压缩微波波长。
自微波源通过波导管5供给微波。微波在波导部4a与径向 线缝隙天线4b之间沿径向传播，自径向线缝隙天线4b的狭缝射 出。微波在顶板3上传播而具有偏波面，整体形成圆偏振波。
在等离子体产生室2内形成等离子体8之前，自气体注入通 路14向密封构件11、 12的间隙S中注入惰性气体，在间隙S以及 凹部15中填充惰性气体。并且，调整注入的气体量，以使规定 量以上的惰性气体通过气体槽13向等离子体产生室2侧流出。
惰性气体可以使用氩(Ar)或氙(Xe)、以及氮(N2)等、与导 入到等离子体产生室2中的等离子体形成时所使用的惰性气体 相同种类的气体。惰性气体也可以采用氦(He),但是氦昂贵， 不适合用于通常的制造工序中。
在等离子体产生室2侧具有沿着密封构件11的长度方向延 伸的凹部15。通过减小气体沿着密封构件ll的长度方向流动的 阻力，即使气体注入通路14较少，也能够4吏自气体注入通路14 进来的气体的压力稳定且均匀地施加在密封构件11 、 12周围。 使注入到间隙S中的气体的量为不会在间隙S内发生异常放电 的压力、优选在4000Pa以上。例如，若为4000Pa的压力，则 不会发生异常放电。此时，间隙S内的压力高于等离子体产生 室2内的压力，即使在密封构件ll老化而发生了泄露的情况下， 等离子体产生室2的气体也不会泄露到搬运侧。当对等离子体产生室2内微波供电而生成等离子体8时，根 据需要自气体导入口 7与氢等处理气体一起导入氩(Ar)或氙 (Xe)、以及氮(N2)等惰性气体，从而形成氩(Ar)或氙(Xe)等离子 体。利用形成的等离子体8能够对设在基板保持台6上的基板10 实施等离子体处理。
在形成等离子体8的期间，自沿密封构件ll的长度方向形 成的多个气体槽13向等离子体产生室2内不断地排出惰性气 体。使供给到间隙S中的惰性气体的量少于为了在等离子体产 生室2内形成等离子体而供给的惰性气体的量。优选为3分之1 左右。在密封构件11的等离子体产生室2侧形成有惰性气体层， 保护密封构件ll免受等离子体气体介质(自由基)以及具有腐蚀 性的气体的影响。密封构件12也被存在于间隙S内的惰性气体 保护，而不会暴露在等离子体气体介质(自由基)中，因此能够 防止老化。并且，密封构件12是由具有导电性的材料做成的， 可以隔断#1波，因此能够防止^f敖波向拍《运侧泄露。
实施方式l的变形例l
图3是表示本发明实施方式l的变形例l的密封结构的闸阀 的剖视图。在阀体的与间隙S邻接的面上具有压力传感器20, 该压力传感器20与判定部21、控制部22相连结。其它结构与实 施方式l相同。控制部22由计算机等运算处理装置和用于存储 处理程序等的ROM等构成，用于控制整个等离子体处理装置l 和构成的各个系统。
在间隙S和凹部15中填充了惰性气体的状态下继续注入惰 性气体，从而自气体槽13向等离子体产生室2内连续地排出惰 性气体。若惰性气体的注入量和排出量恒定，则压力保持为恒 定。
压力传感器20用于测量间隙S的压力，所测得的值被作为密封构件ll发生了老化的情况下，惰 性气体不仅会从气体槽13中排出，也会从老化了的部分排出，间隙S内的压力会变小。在判定部21中预先设定规定的范围，在压力值在该范围之外的情况下判断为密封构件ll发生了老化。间隙S或间隙S和凹部15合起来的空间的容积充分小于等离 子体产生室2的容积，即使是微小的压力差也能够测得到，因 此易于才企测老化。在判定部21判断为压力值处于规定范围内的情况下，保持 状态不变地进行作业。在压力值处于规定范围之外的情况下， 判定部21判断为密封构件ll发生老化，并将该信息向控制部22 输送。等离子体处理装置1利用控制部22使系统工作，例如能 够根据装置的暂时停止、蜂鸣器发出异常声音等来获知密封构 件11的老化。另外，也可以代替压力传感器20而设置用于测量供给到间 隙S中的惰性气体的量的流量测量部件。此时，在气体流量超 过了规定范围的情况下，判定部21判断为密封构件11已经老 化。并且，通过预先4吏判定部21和控制部22连动，能够在检测 出密封构件ll发生老化时，使等离子体处理装置l暂时停止， 进行密封构件11的更换等对应动作。另外，不只是密封构件ll，还可以判断密封构件12的老化。 由于密封构件12并未直接暴露于等离子体气体介质中，因此相 比密封构件ll耐久时间长，更换频率低。但是，在经过了规定 时间之后可能会发生老化。在进行等离子体处理时，需要在封 闭了等离子体产生室2的状态下利用真空泵将压力降低到规定 的压力。若随着时间的推移等离子体产生室2的压力变高，则 能判断为密封构件12发生了老化。另外，通过利用压力传感器20测量间隙S内的压力，也能在早期阶段发现密封构件12的老化。若在间隙S和凹部15中填 充了惰性气体的状态下使惰性气体的注入量为恒定、排出量也恒定，则压力应该;陂保持为恒定。间隙S的压力为4000Pa左右，相比足够大。在密封构件12发生了老化的情况下，气体自搬运 侧向间隙S移动，间隙S内的压力变高。在间隙S内的压力超过 了规定范围的情况下，判断为密封构件12发生了老化。对于密封构件12，也与密封构件ll同样地利用判定部21 对检测压力后得到的检测结果进行判断，并将信息向控制部2 2 输送。在判断为老化的情况下，等离子体处理装置l利用控制 部22使系统工作，例如能够通过装置的暂时停止、蜂鸣器发出 异常声音等来获知密封构件12的老化。在此，对于压力传感器 20进行了说明，但也可以设置用于测量向间隙S中供给的惰性 气体的量的流量测量部件。实施方式1的变形例2图4是表示本发明实施方式1的变形例2的密封结构的闸阀 的俯视图以及剖一见图，是在等离子体产生室2与闸阀的阀体16 之间设置隔离件的情况。图4的(a)是在阀体16的周缘部设置了 环状的隔离件24时的阀的俯视图，图4的(b)是其剖视图。图4 的(c)是在靠近等离子体产生室2的开口部的部分的阀体16上设 置了多个小片隔离件25时的阀的俯视图，图4的(d)是其剖视图。在使等离子体产生室2和阀体16直接接触的情况下，有可 能因他们之间的摩擦而产生颗粒、无法充分确保密封性等。需 要使等离子体产生室2和阀体16不直接接触，而是隔着密封构 件ll、 12相接触。在进行等离子体处理时，使岡体16覆盖等离子体产生室2 的开口部地关闭闸阀，用真空泵使等离子体产生室2内部的压力为10mPa ~数10Pa左右的真空状态。搬运侧的压力与大气压 相等或在大气压以下，但搬运侧的压力与等离子体产生室2内 的压力相比足够大，因此，覆盖等离子体产生室2的开口部的 阀体16受到自搬运侧向等离子体产生室2的压力的作用，被推 压到等离子体产生室2的外壁上。阀体16的密封构件11 、 12与等离子体产生室2的外壁紧密 接触，此时，密封构件ll、 12被适度地压缩。在密封构件ll、被压缩到小于规定大小的情况下，等离子体产生室2和阀体16 可能会相接触。此时，利用设在阀体16上的隔离件24、 25能够 在等离子体产生室2与阀体16之间形成少见定的间隙，从而能够 防止接触。另外，在等离子体处理中，等离子体产生室2内的温度上 升，密封构件ll、 12可能会因受热而膨胀。在该种情况下，为 了保持等离子体产生室2的密封性，密封构件ll、 12也需要具 有充分的密封性。因此，由隔离件24、 25形成的间隙期望设定 为，在等离子体产生室2升温时使等离子体产生室2与阀体16之 间的间隔在0.3mm以下(O.l ~ 0.3mm左右)。隔离件24、 25可以如图4的(a)、 (b)所示地采用环状形状， 另外也可以为如图4的(c)、 (d)所示的小片形状。另外，关于隔 离件24、 25的安装位置，可以安装在阀体16的周缘部、阀体16 的靠近覆盖中心的开口部的位置的部位，另外也可以不安装在 阀体16侧，而是安装在等离子体产生室2侧。例如，隔离件24、 2 5具有耐热性和^更化性即可。实施方式2图5是用于密封本发明实施方式2的等离子体处理装置的 开口部的顶板的剖视图，表示图l的点划线的包围部分C。 (a)是在顶板上设置2个密封构件的情况。(b)是(a)的变形例，是在 顶板上和等离子体产生室内分别设置l个密封构件的情况。(c) 表示(b)的M-M剖视图。等离子体处理装置l与实施方式l相同， 搬运侧最好是被堵塞，等离子体产生室也可以是仅上端开口的 箱型。在将基板10搬入到等离子体产生室2中后，在搬运侧开放 着的情况下阻塞搬运侧。之后，利用真空泵使等离子体产生室 2内为真空状态，向密封构件11与密封构件12之间的间隙S中填 充惰性气体。在顶板3上设置沿密封构件11的长度方向延伸的 凹部15。通过减小气体沿密封构件ll的长度方向流动的阻力， 即使气体注入通路14较少，也能够使自气体注入通路14进来的 气体的压力稳定且均匀地施加于密封构件ll、 12周边。即使在 图5的(b)所示的不设置凹部15的情况下，通过将密封构件11和 密封构件12设置成相远离来增大间隙S,也能够对密封构件ll 以及密封构件12施加稳定的均勻的压力。调整气体导入量，使惰性气体不断地自将间隙S和等离子 体产生室2连通的气体槽13向等离子体产生室2中排出。此时， 注入到间隙S中的气体的量保持为在间隙S内不会发生异常放 电的压力、例如4000Pa。防止了因异常放电而对基板10产生物 理性或电气性的损伤，从而防止等离子体变得不稳定。在形成等离子体的期间，如图5的(c)所示，自沿密封构件 ll的长度方向形成的多个气体槽13向等离子体产生室2内不断 地排出惰性气体。在密封构件ll的等离子体产生室2侧形成有 惰性气体层，保护密封构件ll免受等离子体气体介质(自由基) 以及具有腐蚀性的气体的影响。密封构件12也被位于间隙S内 的惰性气体保护，不暴露于等离子体气体介质(自由基)中，因 此能够防止老化。顶板3由电介质构成，用于传播微波。密封构件12具有导 电性，用于阻断微波，且与等离子体产生室2电连接，因此不 会产生噪声、等离子体不会紊乱而稳定地产生等离子体。在实施方式2中，如实施方式l的变形例l所示，也可以在 与间隙S邻接的面上设置压力传感器20。由于压力传感器20与 判定部21以及控制部22相连结，因此，作为设置压力传感器20 的位置，等离子体产生室2比顶板3更优选。也可以代替压力传 感器20而设置用于测量向间隙S中供给的惰性气体的量的流量 测量部件。并且，在实施方式2中，如实施方式1的变形例2所示，也 可以设置隔离件24、 25,该隔离件24、 25用于在封闭开口部的 阻塞构件(顶板3)和等离子体产生室2之间形成微小的间隙。由 隔离件24、 25形成的等离子体产生室2与顶板3之间的间隙期望 为在进行等离子体处理时也能够充分保持密封性的大小(O.l ~ 0.3mm左右)。另外，隔离件24、 25的形状根据设置的条件能 自由选择小片、环状等，关于设置隔离件24、 25的位置，可以 是顶板3，也可以是等离子体产生室2。在本发明的实施方式1及2中，供给到间隙S中的惰性气体 除了 Ar(氩)或Xe(氙)、以及氮(N2)之外，也可以为氦(He)、氖 (Ne)、氪(Kr)。另外，密封构件ll、 12既可以两者均设在等离子体产生室 2的外壁上，也可以两者均设在闸阀的阀体16上，还可以分开 设置在等离子体产生室2和阀体16上。关于顶板3也同样，密封 构件ll、 12可以两者均设在等离子体产生室2或顶板3上，也可 以分开设置在等离子体产生室2和顶板3上。并且，关于设置用于连通间隙S和等离子体产生室2的气体 槽13、用于增大间隙S的空间的凹部15的位置，并不限定于等离子体产生室2侧，也可以设在阀体16或顶^反3上。关于凹部15 的大小、形状，也并不限定于实施方式的例子。另外，通过相 分离地设置密封构件ll和密封构件12或增大密封构件11 、 12 的嵌入部，即使没有凹部15，有时也能够向密封构件ll、 12周 边施加稳定的均匀的压力。并且，用于向间隙S供给气体的气体注入通路14可以不设 置在等离子体产生室2侧，而设置在阀体16上。环状的密封构件ll、 12的形状除了0型密封圈之外，截面 也可以是D型、圆角四边形等。关于原材料也可以为具有功能 性的树脂制、金属制等，并不限定于实施方式的例子，可以任 意选择。本发明的实施方式为等离子体处理装置，也可以为实施等 离子体处理的处理单元，半导体制造装置中的l个处理单元的 情况。等离子体处理除了等离子体CVD之外，还有蚀刻、溅镀 等。并且，实施等离子体处理的基板并不限定于半导体基板等。 本发明对密封具有等离子体产生室的装置的等离子体产生室的 开口部的情况有用，不限定于实施方式的例子，能适用于上述 情况。
权利要求
1.一种等离子体处理装置的密封结构，其用于密封进行等离子体处理的等离子体产生室的开口部，其特征在于，该等离子体处理装置的密封结构包括第1密封构件，其为环状，与上述等离子体产生室的等离子体气体介质接触；第2密封构件，其为环状，不与上述等离子体产生室的等离子体气体介质接触；间隙，其位于上述第1密封构件与上述第2密封构件之间；气体注入口，其用于向上述间隙中注入惰性气体；槽，其沿着与上述第1密封构件的长度方向大致正交的方向形成在与上述第1密封构件相邻接的面上，用于连通上述等离子体产生室和上述间隙。
2. 根据权利要求l所述的等离子体处理装置的密封结构， 其特征在于，
3. 根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置的密封结 构，其特征在于，在上述第l密封构件与上述第2密封构件之间设置朝向上 述间隙开口的、沿着上述第1密封构件或第2密封构件的长度方 向连续的凹部。
4. 根据权利要求l ~ 3中任一项所述的等离子体处理装置 的密封结构，其特征在于，该等离子体处理装置的密封结构包括 压力测量部件，其用于测量上述间隙的压力； 老化判定部件，其在利用上述压力测量部件测出的值在规 定范围之外的情况下，判断为上述第l密封构件发生了老化。
5. 根据权利要求l ~ 3中任一项所述的等离子体处理装置的密封结构，其特征在于，该等离子体处理装置的密封结构包括气体流量测量部件，其用于测量注入到上述间隙中的上述 惰性气体的量；老化判定部件，其在利用上述气体流量测量部件测出的值 在规定范围之外的情况下，判断为上述第l密封构件发生了老 化。
6. 根据权利要求l ~ 5中任一项所述的等离子体处理装置 的密封结构，其特征在于，该等离子体处理装置的密封结构包括 压力测量部件，其用于测量上述间隙的压力； 老化判定部件，其在利用上述压力测量部件测出的值在规 定范围之外的情况下，判断为上述第2密封构件发生了老化。
7. 根据权利要求l ~ 5中任一项所述的等离子体处理装置 的密封结构，其特征在于，该等离子体处理装置的密封结构包括 气体流量测量部件，其用于测量注入到上述间隙中的上述 惰性气体的量；老化判定部件，其在利用上述气体流量测量部件测出的值 在规定范围之外的情况下，判断为上述第2密封构件发生了老 化。
8. 根据权利要求l ~ 7中任一项所述的等离子体处理装置 的密封结构，其特征在于，上述惰性气体含有Ne(氖)、Ar(氩)、Kr(氪)、Xe(氙)及N2(氮) 中任一种气体或它们任意组合的气体。
9. 根据权利要求l ~ 8中任一项所述的等离子体处理装置 的密封结构，其特征在于，上述第2密封构件具有导电性。
10. 根据权利要求l ~ 9中任一项所述的等离子体处理装 置的密封结构，其特征在于，上述开口部包^^舌闭塞构件，其用于封闭该开口部；小片构件，其用于在上述闭塞构件与上述等离子体产生室 之间形成微小的间隙。
11. 根据权利要求l ~ IO中任一项所述的等离子体处理装 置的密封结构，其特征在于，上述等离子体产生室包括用于取出放入被处理物的开口部 和用于封闭该开口部的闸阀；上述第1密封构件以及第2密封构件位于上述开口部的周 缘与上述闸阀的阀体之间。
12. 根据权利要求l ~ IO中任一项所述的等离子体处理装 置的密封结构，其特征在于，上述等离子体产生室在上部具有被顶板封闭的开口部； 上述第l密封构件以及第2密封构件位于上述开口部的周 缘与上述顶板之间。
13. —种等离子体处理装置的密封方法，其用于密封进行 等离子体处理的等离子体产生室的开口部，其特征在于，该等离子体处理装置的密封方法包括下述步骤 将与上述等离子体产生室的等离子体气体介质接触的环状 的第l密封构件和不与上述等离子体产生室的等离子体气体介 质接触的环状的第2密封构件压接到上述开口部的周缘上，并 使上述第1密封构件与上述第2密封构件之间空出间隙，使上述 第l密封构件与形成有用于连通上述等离子体产生室和上述间 隙的槽的面相邻接，该槽沿着与上述第l密封构件的长度方向大致正交的方向形成的步骤；向上述第l密封构件与上述第2密封构件之间的间隙中注 入惰性气体的步骤。
14. 根据权利要求13所述的等离子体处理装置的密封方 法，其特征在于，在向上述间隙中注入惰性气体的步骤中，以不会发生异常 放电的压力向上述间隙内注入上述惰性气体。
15. 根据权利要求13或14所述的等离子体处理装置的密 封方法，其特征在于，沿着上述间隙的方向设置凹部，上述间隙的压力为恒定。
16. 根据权利要求13 15中任一项所述的等离子体处理 装置的密封方法，其特征在于，该等离子体处理装置的密封方法包括 压力测量步骤，其用于测量上述间隙的压力； 老化判定步骤，其在上述压力测量步骤中测出的值在规定 范围之外的情况下，判断为上述第1密封构件发生了老化。
17. 根据权利要求13~ 15中任一项所述的等离子体处理 装置的密封方法，其特征在于，该等离子体处理装置的密封方法包括 气体流量测量步骤，其用于测量注入到上述间隙中的上述 惰性气体的量；老化判定步骤，其在上述气体流量测量步骤中测出的值在 规定范围之外的情况下，判断为上述第l密封构件发生了老化。
18. 根据权利要求13 17中任一项所述的等离子体处理 装置的密封方法，其特征在于，该等离子体处理装置的密封方法包括 压力测量步骤，其用于测量上述间隙的压力；老化判定步骤，其在上述压力测量步骤中测出的值在规定范围之外的情况下，判断为上述第2密封构件发生了老化。
19. 根据权利要求13 ~ 17中任一项所述的等离子体处理 装置的密封方法，其特征在于，该等离子体处理装置的密封方法包括气体流量测量步骤，其用于测量注入到上述间隙中的上述 惰性气体的量；老化判定步骤，其在上述气体流量测量步骤中测出的值在 规定范围之外的情况下，判断为上述第2密封构件发生了老化。
20. 根据权利要求13 ~ 19中任一项所述的等离子体处理 装置的密封方法，其特征在于，上述惰性气体含有Ne(氖)、Ar(氩)、Kr(氪)、Xe(氙)及N2(氮) 中的任一种气体或它们任意组合的气体。
21. —种等离子体处理装置，其特征在于，该等离子体处理装置包括用于进行等离子体处理的等离子 体产生室和权利要求l ~ 12中任一项所述的密封结构。
全文摘要
本发明提供等离子体处理装置及其密封结构、密封方法。该装置的密封结构能使等离子体稳定，防止密封构件老化。密封等离子体产生室(2)的开口部的闸阀包括阀体(16)、阀杆(17)和密封阀体与等离子体产生室的间隙的环状密封构件(11、12)。密封构件(11)位于等离子体产生室侧，直接接触等离子体气体介质。密封构件(11)与密封构件(12)不接触，存在间隙(S)。阀体沿密封构件(11)长度方向有多个气体槽(13)。气体槽位于与密封构件(11)的长度方向大致正交的方向上，连通间隙和等离子体产生室。在等离子体产生室的壁上设有向间隙注入气体的气体注入通路(14)。设有沿密封构件(11)长度方向连续的凹部(15)，将气体注入通路的气体排出口和凹部连结。
文档编号H01L21/31GK101556909SQ200910129409
公开日2009年10月14日 申请日期2009年3月18日 优先权日2008年4月9日
发明者岸田好晴, 石桥清隆 申请人:东京毅力科创株式会社