基底处理设备的制作方法

本发明涉及一种用于诸如薄膜成形的基底处理的基底处理设备。

背景技术：

US5366585公开了一种设置有等离子处理反应室的薄膜成形设备。

存在如下的基底处理设备：通过向上电极供给交流电力同时向下电极和上电极之间供给材料气体而在下电极和上电极之间产生等离子，并且对下电极上的基底施加处理。这样的基底处理设备要求向下电极施加电压以使用静电吸盘将基底吸取至下电极的高电压直流功率供给。然而，存在如下上述交流电力可能引起对高电压直流电源的损害的问题。

技术实现要素：

已经做出本发明以解决上述问题，并且本发明的目的为提供一种基底处理设备，其能够保护静电吸盘直流电源免于交流电力。

本发明的特征和优点可以总结如下。

根据本发明的一个方案，基底处理设备包括：下电极，其由绝缘体形成；上电极，其与所述下电极相对地设置；第一交流电源，其连接至所述上电极并且以第一频率供给交流电力；第二交流电源，其连接至所述上电极并且以低于所述第一频率的第二频率供给交流电力；内电极，其设置在所述下电极中；滤波电路，其连接至所述内电极；以及直流功率供给部，其经由所述滤波电路连接至所述内电极，所述直流功率供给部设置为用于静电吸盘，其中，所述滤波电路包括：第一滤波电路，其相比于处于所述第二频率的交流电力相对于处于所述第一频率的交流电力成为低阻抗；以及第二滤波电路，其相比于处于所述第一频率的交流电力相对于处于所述第二频率的交流电力成为低阻抗。

本发明的其他目的、特征以及优点将从以下描述中更完全地显现。

附图说明

图1为根据第一实施例的基底处理设备的截面图；

图2为滤波电路的电路图；

图3为简单表达图1中的构造的示意图；

图4为图示出电容的阻抗如何根据电容量而改变的表格；

图5为图示出根据第二实施例的基底处理设备的滤波电路的示意图；

图6为图示出根据第三实施例的基底处理设备的示意图；

图7为图示出根据第四实施例的基底处理设备的示意图；以及

图8为根据变型例的基底处理设备的示意图。

具体实施方式

将参照附图描述根据本发明的实施例的基底处理设备。相同或相对应的部件可以分配有相同的附图标记，并且可以省略重复的描述。

第一实施例

图1为根据第一实施例的基底处理设备的截面图。基底处理设备设置有腔室12。由绝缘体形成的下电极14和与下电极14相对设置的上电极16设置在腔室12中。下电极14的材料例如能够为诸如氮化铝(AlN)的陶瓷。上电极16设置有狭缝16a。材料气体经由狭缝16a被供给至下电极14与上电极16之间。

排气管道20经由O形圈固定至腔室12和上电极16。排气管道20包围上电极16与下电极14之间的空间。供给至上电极16与下电极14之间并且用于基底处理的气体经由排气管道20被排放至外部。

第一交流电源22和第二交流电源24连接至上电极16。第一交流电源22以第一频率供给交流电力。第二交流电源24以低于第一频率的第二频率供给交流电力。第一频率可以具有例如1至30MHz的频率范围。该频率带被称为“HRF(high radio frequency，高射频)”。根据第一实施例的第一交流电源22以13.56MHz供给交流电力。第二频率可以具有100kHz至1000kHz的频率范围。该频率带被称为“LRF(low radio frequency，低射频)”。第一实施例的第二交流电源24以430kHz供给交流电力。

下电极14被支撑部26包围。下电极14和支撑部26集成到基座中。下电极14也可以被称为“接地基底电极”。加热器28嵌入在下电极14中。例如从平面图中以螺旋的形式设置加热器28。加热器28经由穿过支撑部26的电线连接至电源29。电源29向加热器28供给电流，而下电极14由此被加热并且下电极14上的基底也被加热。

内电极30设置在下电极14中。内电极30为在平面图中例如以网状形成的金属。内电极的材料例如为钨(W)。内电极30经由穿过支撑部26的电线连接至滤波电路32。内电极30经由滤波电路32连接至直流电源34。直流电源34向内电极30供给电压从而提供静电吸盘。

图2为滤波电路32的电路示意图。滤波电路32包括将内电极30与地面连接的电容器32a。电容器32被称为“第一滤波电路”。第一滤波电路主要设置为以从第一交流电源22供给的第一频率传送交流电力。

滤波电路32设置有电感器32b和电容器32c。连接内电极30和电容器32a的电线经由电感器32b和电容器32c而连接至地面。电容器32c和电感器32b的串联电路将内电极30与地面连接。电容器32c和电感器32b共同被称为“第二滤波电路”。第二滤波电路主要设置为以从第二交流电源24供给的第二频率传送交流电力。

而且，电阻器32d连接在内电极30与直流电源34之间。电阻器32d设置为防止处于第一频率或第二频率的交流电力被施加至直流电源34。然而，在本发明的第一实施例中，由于如上所述地设置有第一滤波电路和第二滤波电路，交流电力不太可能被施加至直流电源34。因此，预备设置电阻器32d并可以省略电阻器32d。

(基底处理设备的操作)

将描述基底处理期间基底处理设备的操作。图3为简单地表达图1中的构造从而以简单易懂的方式描述基底处理期间的操作的示意图。通过将基地50放置在下电极14上来开始处理。基底50例如为硅薄片。根据需要由加热器28将基底50加热至预定的温度。使用第一交流电源22和第二交流电源24将交流电力供给至上电极16，同时将材料气体供给至上电极16与下电极14之间。通过将处于第一频率的交流电力和处于第二频率的交流电力以有层次的方式供给至上电极16，在上电极16与下电极14之间产生等离子52。如果直流电源34以该条件下将电压供给至内电极30，那么下电极14被极化，并且能够提供静电吸盘。即，下电极14上的基底50静电地吸附至下电极14。注意到，由于在本发明的第一实施例中只存在一个内电极30，所以只当等离子产生时能够提供静电吸盘。

例如，当使用该基底处理设备将等离子CVD施加至基底50时，基底50可能弯曲。基底50的弯曲假设可归结于当基底50被传送至高温基座时基座与基底之间的温度差。存在基底50尤其是在3D-NAND存储的制造步骤中明显弯曲的问题。然而，根据本发明的第一实施例的基底处理设备，基底50被静电地吸附至下电极14，并且由此能够将基底50固定至下电极14同时抑制基底50的弯曲。

而且，包括电容器32a的第一滤波电路能够以第一频率通过交流电力，而包括电感器32b和电容器32c的第二滤波电路能够以第二频率通过交流电力。例如，包括具有1.3699mH的电感的电感器32b和具有相对于处于430kHz计算的100pF的电容的电容器32c的第二滤波电路的阻抗大约为0.123458Ω。在该计算方法中，交流电力的相位假设为-90°。而且，当第一滤波电路的电容器32a的电容假设为25000pF时，相对于处于13.56MHz的交流电力的阻抗小到0.5Ω。注意到的是，在该示例中，相当于430kHz的联合电容为2.5Ω。

(比较例)

在此，将考虑比较例，其中没有设置第二滤波电路并且只设置第一滤波电路。比较例中的基底处理设备与图1中的基底处理设备基本相同，但是不同于图1中的基底处理设备之处在于省略了电感器32b和电容器32c。在比较例的情况下，第一滤波电路需要相对于处于第一频率的交流电力和处于第二频率的交流电力为低阻抗。这样的第一滤波电路能够通过增加第一滤波电路的电容器的电容而实施。

图4为图示出设置为比较例的第一滤波电路的电容器的阻抗如何根据电容改变的表格。例如，当电容器的电容假设为2500pF×5时，相对于处于13.56MHz的交流电力的阻抗几乎为0.9Ω，然而对应处于430kHz的交流电力的阻抗高达30Ω。然而，如果电容器的电容增加至2500pF×10，相对于处于13.56MHz的交流电力的阻抗变为0.5Ω，并且对应处于430kHz的交流电力的阻抗变为15Ω。因此，如果电容器32a的阻抗明显地增加，对于处于第一频率的交流电力和处于第二频率的交流电力二者能够提供相对低的阻抗。然而，由于这会导致设备的尺寸的增加，所以明显地增加电容器的电容是不期望的。

(根据第一实施例的基底处理设备)

本发明的第一实施例提供了能够使处于HRF和LRF的交流电力通过至地面的滤波电路。因此，能够设置如下的滤波电路32：用作使处于第一频率的交流电力和处于第二频率的交流电力接地的滤波器而没有像在比较例的情况下那样增加电容器的尺寸。通过设置滤波电路32，通常能够在上电极16与下电极14之间产生放电，并且也保护了设置为静电吸盘的直流电源34免于交流电力。

(变型)

根据本发明的第一实施例的基底处理设备能够以各种方式改变而没有损失其特征。通过将电容器32a设置为第一滤波电路，能够以相当简单的构造使处于第一频率的交流电力以例如大约13.56MHz通过。然而，并不特别地限制第一滤波电路的构造，只要其相比于处于第二频率的交流电力相对于处于第一频率的第一交流电力为变成低阻抗的电路。

虽然第二滤波电路由L和C组成，但并不特别限制第二滤波电路，只要其相比于处于第一频率的交流电力为变成用于处于第二频率的交流电力的低阻抗的电路。并不特别限制根据本发明的第一实施例的基底处理设备的处理内容，只要它们通过等离子处理而完成。基底处理设备可以用作等离子CVD设备或用作等离子蚀刻设备。这些变型能够应用于根据接下来的实施例的基底处理设备。注意到的是，根据接下来的实施例的基底处理设备具有许多与根据第一实施例的共同点，描述将集中于与第一实施例的不同点。

第二实施例

图5为根据第二实施例的基底处理设备的滤波电路70的示意图。滤波电路70设置有由电容器32e和电感器32f的并联电路组成的第三滤波电路。第三滤波电路通过避免连接内电极30和作为第一滤波电路的电容器32a的路径而设置在内电极30与直流电源34之间。即，第三滤波电路连接至从连接内电极30和电容器32a的电线分支的电线。

形成第三滤波电路以便相对于处于第二频率的交流电力成为低阻抗并且相对于处于第一频率的交流电力成为高阻抗。即，第三滤波电路用作高频截止滤波器。假设电容器32e的电容为100pF并且电感器32f的电感为1.3776μH的情况。在该情况下，第三滤波电路的相对于处于13.56MHz的交流电力的阻抗为2E+7Ω。交流电力的相位假设为-90°。第三滤波电路的相对于处于430kHz的交流电力的阻抗为3.72570Ω。交流电力的相位假设为90°。当第二滤波电路的电感器32b的电感L假设为1.3699mH并且电容器32c的电容假设为100pF时，第二滤波电路的相对于处于430kHz的交流电力的阻抗能够设定为0.123458Ω。相对于430kHz的联合阻抗在该情况下为3.0Ω。

因此，第三滤波电路相比于处于第一频率的交流电力相对于处于第二频率的交流电力成为低阻抗。由于第三滤波电路切断处于第一频率的交流电力，所以能够防止交流电力损害直流电源34。

第三实施例

图6为图示出根据第三实施例的基底处理设备的示意图。交流电源80向上电极16的内电极16b供给交流电力。直流电源34经由滤波电路32连接至内电极30。内电极30提供在内电极14中。直流电源34将电压施加至内电极30，并且由此提供静电吸盘。

开关82能够切换内电极30与地面之间的连接或断开。开关82将内电极30连接至地面一段时间，在所述时间期间向基底施加处理并且保持内电极30从地面断开另外一段时间。因此，等离子产生以及处理施加至基底的期间，施加至上电极16的交流电力经由滤波电路32和开关82流动至地面。而且，直流电源34在该期间被施加至内电极30，并且由此能够提供静电吸盘。

第四实施例

在目前所描述的实施例中，下电极14只包括一个内电极，但根据第四实施例的下电极14包括两个内电极。图7为图示出根据第四实施例的基底处理设备。上电极16中的内电极16b被接地。下电极14设置有两个内电极30A和30B。交流电力从交流电源40被供给至两个内电极30A和30B以产生等离子。直流电力分别从直流电源72和直流电源74被供给至两个内电极30A和30B。一个滤波电路32设置在交流电源40和直流电源72之间。并且另一个滤波电路32设置在交流电源40和直流电源74之间。

阻塞电容器90和开关62的并联电路放置在交流电源路径中。当开关62闭合时，交流电力被供给至内电极30A和30B，同时滤波电路32防止交流电力施加至直流电源72、74。电压从直流电源72供给至内电极30A并且电压从直流电源74供给至内电极30B。由此能够使用静电吸盘固定基底50，同时在上电极16与下电极14之间产生等离子。通过打开开关62，阻塞电容器90将交流电力与直流电源72和74分隔开。

图8为图示出根据变型例的基底处理设备的示意图。该构造与图7中的构造不同之处在于交流电源42向上电极16的内电极16b供给交流电力。因此，能够通过两个交流电源产生等离子。注意到的是，目前所描述的实施例可以适当结合地使用。

本发明为多个交流电源中的每个设置低阻抗电路，并且由此将多个交流电源以低阻抗连接至地面。因此，能够保护静电吸盘直流电源免于交流电力。

显然按照以上教导本发明的许多改变和变型是可能的。因此理解的是，在所附的权利要求书的范围内本发明可以不同于所具体描述地实践。