CN100374616C - 具有防着管的等离子体处理装置 - Google Patents

具有防着管的等离子体处理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN100374616C
CN100374616C CNB2003101246763A CN200310124676A CN100374616C CN 100374616 C CN100374616 C CN 100374616C CN B2003101246763 A CNB2003101246763 A CN B2003101246763A CN 200310124676 A CN200310124676 A CN 200310124676A CN 100374616 C CN100374616 C CN 100374616C
Authority
CN
China
Prior art keywords
plasma
mentioned
protective tube
chamber
test portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2003101246763A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1511972A (zh
Inventor
本城文兼
长谷川和纪
奥西广树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN1511972A publication Critical patent/CN1511972A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100374616C publication Critical patent/CN100374616C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C23C14/354—Introduction of auxiliary energy into the plasma
    • C23C14/357—Microwaves, e.g. electron cyclotron resonance enhanced sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3266—Magnetic control means
    • H01J37/32678—Electron cyclotron resonance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

一种等离子体处理装置，具有由电子回旋加速器共振生成等离子体的等离子体室和保持由上述等离子体进行处理的试料的试料室，防着管防止上述等离子体的生成物附着在上述等离子体室的内壁上，根据上述等离子体发生时的温度分布，将防着管分割成多个部分防着管。

Description

具有防着管的等离子体处理装置
技术领域
本申请基于日本专利申请JP2002-364861和2003-386910，其内容在此做参考。
本发明涉及利用等离子体进行薄膜形成等处理的等离子体处理装置，特别是涉及用于防止在等离子体处理装置的内部附着氧化硅等的防(附)着技术。
背景技术
近年，在半导体集成电路等电子部件的制造时，使用由电子回旋加速器共振(ECR：Electron Cyclotron Resonance)得到的高能量的等离子体进行溅镀和蚀刻。
例如，在ECR溅镀法中，利用已由电子回旋加速器共振而高能量化的等离子体，分解一种以上的气体(例如氩气)，使生成的离子与靶碰撞。利用该碰撞，从靶飞出来的金属原子或从靶飞出来的金属原子与成膜室内的气体反应而生成的分子堆积在试料上。
图1是例示使用于ECR溅镀(スパツタリング)法的ECR溅镀装置的结构的剖面图。如图1所示，ECR溅镀装置6具有成膜室601和等离子体室607，它们相互邻接。在成膜室601中设置试料台604，在该试料台604上放置试料603。
对于成膜室601的试料603，在等离子体室607侧设置着与等离子体室607连通的等离子体导入口606。包围该等离子体导入口606设置着环状的金属靶605。该金属靶605由包含硅等的固体原料构成，成为形成在试料603上的膜的原料。
通过波导管609，向等离子体室607导入微波608。在等离子体室607与波导管609之间设置着微波导入窗610。微波导入窗610由石英玻璃构成，密封设在波导管609侧的等离子体室607的开口部分，保持等离子体室607的气密。
此外，在成膜室601上设置着排气口602。成膜室601和等离子体室607的内部的气体由真空装置(省略图示)从排气口602排气。这样，成膜室601和等离子体室607的内部一成为真空状态，就从设在等离子体室607上的气体导入口611导入氩气等等离子体形成用的气体。
在等离子体室607的周围设置着励磁线圈612。等离子体室607内一导入气体，励磁线圈612就在等离子体室607内形成磁场，使电子回旋加速器共振而发生放电。于是，发生高密度的等离子体，生成氩离子。
生成的氩离子从等离子体室607经等离子体导入口606，引出到成膜室601。
对金属靶605施加负电位。利用由该负电位产生的电场的作用，上述氩离子与金属靶605碰撞。这样，硅原子从金属靶605飞出，堆积在试料603上。此外，从金属靶605飞出的硅原子与成膜室601内的气体反应而生成的分子堆积在试料603上。
这样，就在试料603上成膜(例如，参照日本特开平1-306558号公报(从第2页到第4页及图1))。
另外，在上述试料603上成膜时，从金属靶605飞出的硅原子不仅堆积在试料603上，还附着在等离子体室607的内壁等ECR溅镀装置的内壁上。为了防止这样的附着，在等离子体室607的内部设置了防着板613、614和防着管620。
防着管620由圆筒形的石英管构成。防着板613由在圆板形的石英板上空出圆孔的圆孔石英板构成，防着板614由在圆板形的石英板上空出方孔的方孔石英板构成。这样，由于上述硅原子附着在防着管620等的上面，故不附着在等离子体室607的内壁上。即，若由ECR溅镀装置反复进行成膜处理，就在防着管620等的上面附着生长由氧化硅等构成的膜。
另一方面，在等离子体发生时，在等离子体室607内部，其中央部分温度高，随着接近周边部分温度变低。因此，由于防着管620也是越接近等离子体室607的中央部分温度越高，越接近周边部分温度越低，所以，因该温度差而在防着管620的内部发生热应力。
因此，若由ECR溅镀装置反复进行成膜处理，就由于热疲劳而防着管620破损。其结果，由于在防着管520上附着生长的氧化硅等碎片和防着管620其自身的碎片飞散，妨碍氩离子的移动，因此，在试料表面就不能得到必要的成膜特性。
作为对于该问题的措施，若交换防着管620，就可以恢复必要的成膜特性。但是，由于为了交换防着管620，就必须要大气开放成膜室601，因此，操作后必须要有成膜室内的抽真空和去除水分的操作。
该抽真空和去除水分需要大量的操作时间。此外，由于若频繁地交换防着管620，防着管620自身的需求量增大，故从成本的观点出发不经济。有关问题不只涉及ECR溅镀装置，除ECR溅镀装置之外，不仅利用电子回旋加速器共振的等离子体处理装置，而且使高密度等离子体发生而利用它的等离子体处理装置全都存在有关问题。
即使使用其他方法，也发生等离子体室内的温度差，此外，发生的等离子体越是高密度，其温度也越高，温度差就进一步扩大。
例如，若等离子体密度是1011ions/cm3，估计等离子体温度就变为600℃以上，在这样的高温中，对防着管的热影响也变大。
发明内容
本发明鉴于如上所述的问题，其目的在于提供一种可以降低防着部件的交换频率的等离子体处理装置。
为了达到上述目的，本发明涉及的等离子体处理装置的特征在于，包括：生成高密度等离子体的等离子体室；试料室，与上述等离子体室连通，且保持由上述等离子体进行处理的试料；防着管，防止由上述等离子体处理的生成物附着在上述等离子体室的内壁上，且根据上述等离子体发生时的温度分布，被分割成多个。
通过这样做，由于可以避开因等离子体处理中的防着管的各部分间的温度差而发生的热应力，因此，可以防止防着管的破损。从而，由于可以降低防着部件的交换频率，因此，可以降低等离子体处理装置的运行成本。
此外，本发明涉及的等离子体处理装置的特征在于，上述等离子体室为圆筒形，上述防着管是圆筒形，嵌插在上述等离子体室内，且在管轴方向上被分割。通过这样做，由于可以防止应力的集中，故可以使防着管更难以破损。
此外，本发明涉及的等离子体处理装置的特征在于，上述防着管被分割，使得在上述等离子体发生时，温度坡度较大的部分管长较小，该温度坡度较小的部分管长较大。
通过这样做，关于各个构成防着管的多个部分防着管，可以降低一个部分防着管内的温度差，抑制热应力的发生。从而，由于可以防止部分防着管的破损，因此，进而可以防止防着管全体的破损。
此外，本发明涉及的等离子体处理装置的特征在于，在上述防着管的内壁面设置着与其管轴平行的沟。通过这样做，可以避开由起因于附着在防着管的内侧的膜的应力而产生的变形，进一步有效地避开因应力而产生的石英的变形。从而，可以防止防着管的破损。
此外，本发明涉及的等离子体处理装置的特征在于，在上述防着管上设置多个沟，上述多个沟被大致等间隔地设置在上述防着管的管轴周围。
这样，由于可以分散由上述附着膜膨胀而产生的应力，因此，可以防止防着管的破损。在该情况中，设置在防着管内壁上的沟的纵向最好在由上述附着膜施加在防着管上的应力方向上呈直线。这样，就可以有效地避开该应力。
此外，本发明涉及的等离子体处理装置的特征在于，上述防着管由石英构成。通过这样做，可以耐住等离子体发生时的高温，防止在等离子体室的内壁上附着不要物。此外，防着管自身也难以破损。
此外，本发明涉及的等离子体处理装置的特征在于，使用上述等离子体，对上述试料施行溅镀处理。这样，可以使设置在溅镀装置上的防着管难以破损。从而，可以提高溅镀装置的生产效率。
此外，本发明涉及的等离子体处理装置的特征在于，由电子回旋加速器共振生成上述等离子体。
这样，由于可以减小给予试料的损伤，因此，可以利用等离子体处理制造更高品质的产品，此外，可以实现能提高成品率等的优良的成本指标。
除此之外，上述等离子体也可以是电感耦合等离子体，也可以是螺旋波等离子体。哪种情况都能得到本发明的效果。
此外，本发明涉及的等离子体处理装置的特征在于，包括：生成高密度等离子体的等离子体室；试料室，与上述等离子体室连通，且保持由上述等离子体进行处理的试料；防着管，防止由上述等离子体处理的生成物附着在上述试料室的内壁上，根据上述等离子体发生时的温度分布，被分割成多个。
这样，由于在防止在上述试料室的内壁附着不要物的防着管中，可以避开根据在等离子体处理中产生的温度坡度的热应力，因此，可以防止该防着管的破损。从而，可以降低等离子体处理装置的运行成本。
此外，本发明涉及的等离子体处理装置的特征在于，上述试料室为圆筒形，上述防着管是圆筒形，嵌插在上述试料室内，且在管轴方向上被分割。这样，可以防止防着管内的热应力集中，使防着管更难以破损。
此外，本发明涉及的等离子体处理装置的特征在于，上述防着管被分割，使得在上述等离子体发生时，温度坡度(变化)较大的部分管长较小，该温度坡度较小的部分管长较大。
这样，关于各个构成防着管的多个部分防着管，可以降低每个部分防着管内的温度差，抑制热应力的发生。从而，由于可以防止部分防着管的破损，因此，进而可以防止防着管全体的破损。
此外，本发明涉及的等离子体处理装置的特征在于，在上述防着管的内壁面设置着与其管轴平行的沟。这样，可以避开由起因于附着在防着管的内侧的膜的应力而产生的变形，进一步有效地避开因应力而产生的石英的变形。从而，可以防止防着管的破损。
此外，本发明涉及的等离子体处理装置的特征在于，在上述防着管上设置多个沟，上述多个沟被等间隔地设置在上述防着管的管轴周围。
这样，由于可以分散由上述附着膜膨胀而产生的应力，因此，可以防止防着管的破损。在该情况中，也与上述同样地，设置在防着管内壁上的沟的纵向最好在由上述附着膜施加在防着管上的应力方向上呈直线。
此外，本发明涉及的等离子体处理装置的特征在于，上述防着管由石英构成。这样，可以耐住等离子体发生时的高温，防止在等离子体室的内壁上附着不要物。此外，防着管自身也难以破损。
此外，本发明涉及的等离子体处理装置的特征在于，使用上述等离子体，对上述试料施行蚀刻处理。通过这样做，可以使设置在蚀刻处理装置上的防着管难以破损。从而，可以提高蚀刻处理装置的生产效率。
此外，本发明涉及的等离子体处理装置的特征在于，使用上述等离子体，对上述试料施行CVD处理。通过这样做，可以使设置在等离子体CVD装置上的防着管难以破损。从而，由于可以延长交换防着管的周期，因此，可以提高等离子体CVD装置的生产效率。
此外，本发明涉及的等离子体处理装置的特征在于，由电子回旋加速器共振生成上述等离子体。这样，由于可以减小给予试料的损伤，因此，可以利用等离子体处理制造更高品质的产品，此外，可以实现能提高成品率等的优良的成本指标。
除此之外，上述等离子体也可以是感应耦合等离子体，也可以是螺旋波等离子体。哪种情况都能得到本发明的效果。
如以上所述，本发明涉及的等离子体处理装置，作为在利用等离子体进行薄膜形成等的处理时，用于延长防止在等离子体处理装置的内部附着氧化硅等的防着部件的寿命，削减等离子体处理涉及的成本的技术，十分有用。
通过下面结合附图的描述，本发明的上述及其它目的、优点和特征将更明显，这些附图显示本发明的具体实施例。
附图的说明
图1是例示现有技术涉及的ECR溅镀装置的结构的剖面图。
图2是示出本发明的实施方式涉及的ECR溅镀装置的结构的剖面图。
图3是示出本发明的实施方式涉及的防着管2的结构的图，图3(a)是防着管2的外观斜视图，图3(b)是用包含其中心轴的平面切割防着管2的剖面图，然后，图3(c)是从成膜室101侧俯视防着管2的俯视图。
图4是例示具有本发明的变形例涉及的防着管的ICP溅镀装置的结构的剖面图。
图5是例示具有本发明的变形例涉及的防着管的反应性离子束蚀刻装置的结构的剖面图。
图6是例示本发明的变形例涉及的ECR等离子体CVD装置的结构的剖面图。
具体实施方式
以下，关于本发明涉及的等离子体处理装置的实施方式，以ECR溅镀装置为例，参照附图进行说明。
[1]ECR溅镀装置的结构
本实施方式涉及的ECR溅镀装置具有与上述现有技术涉及的ECR溅镀装置大体相同的结构.
图2是示出本实施方式涉及的ECR溅镀装置的结构的剖面图。如图2所示，ECR溅镀装置1由成膜室101、排气口102、试料台104、金属靶105、等离子体导入口106、等离子体室107、波导管109、微波导入窗110、气体导入口111、励磁线圈112、防着板113和114、防着管2构成。
成膜室101是用于配置应成膜的试料103的气密容器。成膜室101内部的气体从排气口102吸引和排气。此外，在成膜室101内设置着试料台104，试料103载置在该试料台104上。
另外，在与成膜室101的等离子体室107相接的壁面上设置着等离子体导入口106，所述等离子体导入口106是用于从等离子体室107导入等离子体的圆形的开口部分。在该壁面上，围着该等离子体导入口106，在成膜室101的内侧设置着短圆筒形的金属靶105。
金属靶105支撑着屏蔽容器(图示省略)。再有，在金属靶105上施加负电位，对等离子体室107成为低电位。
等离子体室107是用于利用电子回旋加速器共振使等离子体发生的圆筒形的容器。在等离子体室107的成膜室101侧的底面设置着圆形的开口部分，作为等离子体导入口106。
此外，在等离子体室107的另一个底面设置着矩形的开口部分，用于通过波导管109导入微波108。该开口部分为了气密地保持成膜室101和等离子体室107，被由石英玻璃构成的微波导入窗110盖上。
此外，在等离子体室107的该底面上还设置着用于导入氩气的开口部分。
为了在等离子体室107内形成磁场，使电子回旋加速器共振而发生放电，在等离子体室107外围有励磁线圈112。此外，在等离子体室107的内壁面，与上述ECR溅镀装置5的等离子体室507同样地，设置着用于防止氧化硅等的附着的防着板113、114和防着管2。
防着板113是圆盘状的石英板，在与等离子体导入口106对应的位置上设置着圆形的开口部分。同样地，防着板114是圆盘状的石英板，在与微波导入窗110对应的位置上设置着矩形的开口部分。此外，在防着板114上还设置着用于向等离子体室107内导入氩气的开口部分。
防着管2沿着等离子体室107的内侧面形成为圆筒形，嵌插在等离子体室107内。关于防着管2的结构，在后面详细叙述。
[2]ECR溅镀装置1的工作
在ECR溅镀装置1中，与ECR溅镀装置5同样地，如下进行成膜处理。
即，首先，从排气口102吸引成膜室101内部的气体，在成膜室101和等离子体室107的内部成为真空状态的同时，去除水分。接着，向成膜室101和等离子体室107内导入氩气。
然后，从波导管109经微波导入窗110导入微波108，同时，由励磁线圈112在等离子体室107形成磁场，引起电子回旋加速器共振而放电。这样，在等离子体室107内产生高密度的等离子体，生成氩离子。
由于生成的氩离子具有正电荷，故被拉向施加了负电位的金属靶105并碰撞。利用该碰撞，从金属靶105飞出硅原子。从金属靶105飞出的硅原子堆积在试料103上。
此外，从金属靶105飞出的硅原子有时也与成膜室101内的气体分子反应，生成新的分子。在试料103上，也堆积这样生成的分子。就这样地进行在试料103上形成膜的成膜处理。
[3]防着管2的结构
下面，关于防着管2的结构进一步详细地说明。图3是示出防着管2的结构的图，图3(a)是防着管2的外观斜视图，图3(b)是用包含其中心轴的平面切割防着管2的剖面图，然后，图3(c)是从成膜室101侧俯视防着管2的俯视图。
另外，如图3(a)所示，防着管2由上段管21、中段管22和下段管23三个部分防着管构成。这三个部分防着管中，下段管23管长最大，在本实施方式中为144mm。
对此，上段管21和中段管22管长变短，分别是10mm、12mm。此外，如图3(a)所示，在上段管21和中段管22上，在其内壁面上等间隔地设置着与管轴平行的8个沟24。沟24的宽度和深度分别是3mm、0.5mm，沟24全部都是相同的尺寸。
下面，如图3(b)所示，在上段管21的中段管22侧端部附近设置着扩径了管内径的部分(以下，称作“内径扩大部分”)。此外，在中段管22的上段管21侧端部附近设置着缩径了管外径的部分(以下，称作“外径缩小部分”)。
通过使上段管21的内径扩大部分与中段管22的外径缩小部分较松地配合，来结合上段管21和中段管22。
同样地，在中段管22的下段管23侧端部附近设置着内径扩大部分，在下段管23的中段管22侧端部附近设置着外径缩小部分。所述中段管22和下段管23通过使其较松地配合而结合。
[4]防着管2的特性
(1)如前所述，在成膜处理时，在等离子体室107的内部产生温度坡度。特别是，由于在等离子体室107内和成膜室101内温度差大，故在防着管2中，在与成膜室101近的部分，也产生较大的温度坡度。
起因于该温度坡度，在防着管2的距成膜室101近的部分中，热膨胀的程度变得较大，在距成膜室101远的部分中，热膨胀的程度变得较小。
在图3(b)中表示出该期间的状况。如图3(b)所示，根据距成膜室101的距离而大小变化的热应力31作用于各部分防着管。即，与成膜室101越近，热应力越大，距成膜室101越远，热应力越小。
针对这种现象，本实施方式涉及的防着管2被分割成如上所述的三个部分防着管，由于它们较松地配合，因此，即使在每部分防着管上产生热膨胀程度的差，各部分防着管也可以自由地热膨胀。即，由于在部分防着管间不发生因热膨胀而引起的内部应力，因此，也不产生因这样的内部应力而引起的热疲劳。
从而，可以避免因热疲劳而引起的防着管2的破损。若防着管2不破损，附着在防着管2上的氧化硅和从防着管2产生的石英片就不飞散，因此，ECR溅镀装置1可以保持优良的成膜特性。
(2)此外，若以各个部分防着管为着眼点，则如前所述，在部分防着管的内侧面堆积氧化硅等形成膜。该膜也由于等离子体而使其发热膨胀。起因于该膜的膨胀，就在部分防着管的内侧面产生如图3(c)所示的应力32。
对于这样的应力32，在本实施方式中，由于在部分防着管的内侧设置着如前所述的沟，故可以避开由起因于膜的膨胀的应力32而产生的变形。从而，可以防止防着管2的破损，保持ECR溅镀装置1的成膜特性。
(3)此外，由于成膜室101与等离子体室107之间的温度差大，因此，受到更大热应力的上段管21比中段管22和下段管23容易破损。此外，根据同样的理由，中段管也比下段管23容易破损。对此，根据本实施方式，在发生了防着管的破损的情况下，可以仅交换破损了的部分防着管。
即，与前述的现有技术不同，由于不需要交换防着管全体，故可以降低ECR溅镀装置中的防着措施所需要的成本。
[5]变形例
以上，基于实施方式说明了本发明，但本发明不限于上述的实施方式，可以实施如下的变形例。
(1)在上述实施方式中，以构成防着管2的各部分防着管的具体的管长为例示进行了说明，但当然本发明不限于此，即使在使尺寸不同的情况下，如上所述地，若由多个部分防着管构成防着管，也可以得到本发明的效果。
在该情况中，最好考虑在ECR溅镀装置1中执行成膜处理时的温度分布，来决定各部分防着管的管长。即，最好这样决定管长，使得一个部分防着管的各部分间的温度差集中在规定的范围内。
若这样地决定管长，就可以减小作用于部分防着管的热应力，因此，可不容易由热疲劳而损坏部分防着管。从而，延长防着管的寿命，可以降低ECR溅镀装置1的成膜处理涉及的成本。
(2)在上述实施方式中，以构成防着管2的部分防着管的数量是三个的情况为例，对本发明进行了说明，但当然本发明不限于此，若构成一个防着管的部分防着管的数量是两个以上，就可以得到本发明的效果。
当决定构成一个防着管的部分防着管的数量时，与决定部分防着管的管长的情况相同，最好考虑在ECR溅镀装置1中执行成膜处理时的温度分布。
即，在ECR溅镀装置1中执行成膜处理时的沿着防着管的内侧面的防着管轴的温度坡度平缓的情况下，可以减少部分防着管的数量，反之，在上述温度坡度陡的情况下，最好增多部分防着管的数量。
若这样地决定部分防着管的数量，就可以减小作用于各个部分防着管的热应力，因此，不容易由热疲劳而损坏部分防着管。从而，延长防着管的寿命，可以降低ECR溅镀装置1的成膜处理涉及的成本。
(3)在上述实施方式中，关于在部分防着管的内侧面设置8个沟(槽)的情况进行了说明，但当然本发明不限于此，即使设置在部分防着管的内侧面的沟的数量是8个以外的情况，通过在至少一个部分防着管上至少设置一个沟，也可以得到本发明的效果。
在该情况中，最好根据在该部分防着管的内侧面上产生的附着膜的膜厚和膜质，来决定设置在部分防着管的内侧面的沟的数量。这是因为，加在部分防着管上的应力的大小根据附着膜的膜厚和膜质而变化，在该应力小的情况下，可以减少沟的数量，在应力大的情况下，最好增多沟的数量。
此外，在上述实施方式中，关于在下段管23上不设置沟的情况进行了说明，但当然本发明不限于此，也可以在所有的部分防着管上设置沟。
在该情况中，最好在构成一个防着管的部分防着管间，设置在内侧面的沟的数量相同，但在该部分防着管间，因附着膜而产生的应力显著不同的情况下，也可以使设置的沟的数量根据该应力而不同。
此外，在部分防着管的内侧面设置多个沟的情况下，最好在该部分防着管的管轴周围将沟设置成等间隔。这样，可以平均了施加在该部分防着管的内侧面的应力，抑制该应力的最大值，因此，不容易损坏该部分防着管。
(4)在上述实施方式中，通过将设置在距成膜室101远的一侧的部分防着管上的外径缩小部分嵌入到设置在与成膜室101近的一侧的部分防着管上的内径扩大部分中，来使部分防着管彼此之间结合，但当然本发明不限于此，也可以利用与上述实施方式不同的方法使部分防着管彼此之间结合。
即，也可以与上述实施方式相反，设置一个设置在与成膜室101近的一侧的部分防着管上的外径缩小部分，设置一个设置在距成膜室101远的一侧的部分防着管上的内径扩大部分，通过使它们嵌合，来使部分防着管彼此之间结合。
此外，除了这样的相嵌接合之外，也可以利用斜滑接合使部分防着管彼此之间结合，也可以利用部分防着管的侧壁部分的厚度，由核接合(核接ぎ)使部分防着管彼此之间结合。不取决于部分防着管彼此之间的结合方式，实施本发明，就可以得到其效果。
再有，在成膜处理时，若考虑在部分防着管之间产生热膨胀程度的差，则最好给予部分防着管之间一定的裕量再结合。利用给予这样的裕量，可以吸收热膨胀程度的差，抑制部分防着管的热疲劳，故可以进一步提高本发明的效果。
(5)在上述实施方式中，在说明本发明时，取ECR溅镀装置为例进行了说明，但当然本发明的适用对象不限于ECR溅镀装置，对ECR溅镀装置以外的高密度等离子体处理装置也适用本发明，也可以得到其效果。
即，也可以在生成感应耦合等离子体(ICP：induction coupled plasma)后进行处理的等离子体处理装置和生成螺旋波等离子体(HWP：helicon-wave excitedplasma)后进行处理的等离子体处理装置中适用本发明。
图4是示出本变形例涉及的ICP溅镀装置的结构的剖面图。如图4所示，在ICP溅镀装置中，在等离子体室307的周围设置线圈312，在该线圈上流过高频电流，生成感应耦合等离子体，进行溅镀处理。
在有关的ICP溅镀装置中，通过将设置在等离子体室307的内部的防着管315，根据等离子体发生时的温度坡度进行分割，可以得到能防止防着管315的破损等的本发明的效果。
再有，不取决于等离子体的发生方法，在等离子体密度达到1010ions/cm3以上的情况下，本发明特别有效，可以起到延长等离子体处理装置的寿命等的效果。
(6)在上述实施方式中，在说明本发明时，取ECR溅镀装置为例，但当然本发明的适用对象不限于ECR溅镀装置，对ECR溅镀装置以外的高密度等离子体处理装置也适用本发明，可以得到其效果。
图5是例示具有本发明的变形例涉及的防着管的反应性离子束蚀刻(RIBE：Reactive Ion Beam工科Etching)装置(以下称作“RIBE装置”)的结构的剖面图。
如图5所示，本变形例涉及的RIBE装置4具有试料台402、试料室403、离子引出电极404、励磁线圈405、微波导入窗406、波导管407、等离子体室410、防着板411、防着管412。
RIBE装置4在真空化了试料室403内之后，从波导管407经微波导入窗406导入微波408，同时，向等离子体室410内导入原料气体409。然后，RIBE装置4由励磁线圈405在等离子体室410内形成磁场，使电子回旋加速器共振而发生放电。于是，发生高密度的等离子体。
然后，对离子引出电极404加以负电位，从上述等离子体引出反应性元素离子413。在此，上述试料台402变为平板上的电极，对该试料台402一加以高频电压，就产生直流电场。这样，上述反应性元素离子413向着试料(晶片)401垂直方向入射，进行各向异性蚀刻。
由于在这样地进行蚀刻时，有必要防止在试料室403的内壁上附着不要的物质，因此，在试料室403的内部设置着圆形的防着板411和圆筒形的防着管412。
在RIBE装置中，也与ECR溅镀装置同样地，由于在试料室与等离子体室之间产生大的温度差，故有防着管因热疲劳而破损的问题。
对此，在本变形例涉及的RIBE装置4中，与上述防着管2相同，根据蚀刻处理中的温度分布，分割防着管412成多个部分防着管，因此，可以避免如上所述的破损。从而，由于可以降低防着部件的交换频率，因此可以降低蚀刻处理涉及的各成本。
本发明可以适用于ECR等离子体CVD(Chemical Vapor Deposition即，化学气相沉积)装置，起到与上述同样的效果。图6是例示本变形例涉及的ECR等离子体CVD装置的结构的剖面图。
如图6所示，ECR等离子体CVD装置5具有试料室501、试料台502、晶片503、励磁线圈504、等离子体室505、微波导入窗506、波导管507、防着板510和512、防着管511。
ECR等离子体CVD装置5首先由真空泵排气试料室501和等离子体室的内部的不要的气体。然后，将频率2.45GHz的微波508，从磁控管通过波导管507和微波导入窗506，导入等离子体室505。此外，向等离子体室505导入氮气(N2)等，作为原料气体。
在该状态中，一使用励磁线圈504对等离子体室505加以磁场(875G)，就由电子回旋加速器共振发生高密度的等离子体。将这样得到的活性气体分子导入到试料室501中，另外使其与导入到试料室505中的硅烷气体(SiH4)513反应，使Si3N4堆积在晶片503上。
在该情况下，为了防止在试料室501的内壁附着不要的物质而形成膜，也在试料室501内设置防着板510、512和防着管511。为了防止因试料室501与等离子体室505之间的温度差而防着管511破损，根据ECR等离子体CVD处理时的温度分布，将本变形例涉及的防着管511分割成多个部分防着管。
通过这样做，由于可以降低防着部件的交换频率，因此，可以降低ECR等离子体CVD处理涉及的各成本。
再有，当然，在使用用ICP和HWP等ECR以外的方法发生等离子体进行上述的蚀刻处理和CVD处理的情况下，也可以得到本发明的效果。
(7)在上述实施方式和变形例中，取防着管和防着板与等离子体室和试料室的内壁接触的情况为例进行了说明，但当然本发明不限于此，也可以取而代之如下构成。
即，如上所述，防着管和防着板是为了防止在等离子体室和试料室的内壁附着不要的物质而设置的，只要能达到有关目的就可以，例如，也可以使防着管的外径尺寸小于等离子体室和试料室的内径尺寸。此外，在该情况中，也可以使防着板面积小于安装着该防着板的内壁面的面积。
防着管和防着板的尺寸和形状也可以结合安装着它的等离子体室和试料室的尺寸和形状来决定。与防着管的尺寸和形状无关，利用分割防着管成多个，可以抑制防着管的破损。从而，可以降低防着管的交换频率，削减等离子体处理装置的运行成本。
虽然以上结合附图的示例详细描述了本发明，但是对本领域技术人员而言，明显可作出各种变形和改进。
所以，只要这种步行和改进不超出本发明的范围，就应认为被包含于此。

Claims (12)

1.一种等离子体处理装置，包括：
等离子体室，为圆筒形，生成高密度等离子体；
试料室，与上述等离子体室连通，且保持由上述等离子体进行处理的试料；
防着管，防止由上述等离子体处理的生成物附着在上述等离子体室的内壁上，是圆筒形，嵌插在上述等离子体室内，且在管轴方向上被分割为多个，分割成在上述等离子体发生时，温度坡度较大的部分管长较小，温度坡度较小的部分管长较大。
2.一种等离子体处理装置，包括：
等离子体室，生成高密度等离子体；
试料室，与上述等离子体室连通，且保持由上述等离子体进行处理的试料；
防着管，防止由上述等离子体处理的生成物附着在上述等离子体室的内壁上，被分割为多个，其内壁面设置着与其管轴平行的沟。
3.如权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于，
上述防着管在其内壁面设置着多个沟，
上述多个沟被等间隔地设置在上述防着管的管轴周围。
4.如权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于，
上述防着管由石英构成。
5.如权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于，
使用上述等离子体，对上述试料施行溅镀处理。
6.一种等离子体处理装置，包括：
等离子体室，生成高密度等离子体；
试料室，为圆筒形，与上述等离子体室连通，且保持由上述等离子体进行处理的试料；
防着管，防止由上述等离子体处理的生成物附着在上述试料室的内壁上，是圆筒形，嵌插在上述试料室内，且在管轴方向上被分割为多个，分割成在上述等离子体发生时，温度坡度较大的部分管长较小，该温度坡度较小的部分管长较大。
7.一种等离子体处理装置，包括：
等离子体室，生成高密度等离子体；
试料室，与上述等离子体室连通，且保持由上述等离子体进行处理的试料；
防着管，防止由上述等离子体处理的生成物附着在上述试料室的内壁上，被分割成多个，在其内壁面设置着与其管轴平行的沟。
8.如权利要求7所述的等离子体处理装置，其特征在于，
上述防着管在其内壁面设置着多个沟，
上述多个沟被等间隔地设置在上述防着管的管轴周围。
9.如权利要求6或7所述的等离子体处理装置，其特征在于，
上述防着管由石英构成。
10.如权利要求6或7所述的等离子体处理装置，其特征在于，
使用上述等离子体，对上述试料施行蚀刻处理。
11.如权利要求6或7所述的等离子体处理装置，其特征在于，
使用上述等离子体，对上述试料施行CVD处理。
12.如权利要求1～3、6～8中任何之一所述的等离子体处理装置，其特征在于，由电子回旋加速器共振生成上述等离子体。
CNB2003101246763A 2002-12-17 2003-12-17 具有防着管的等离子体处理装置 Expired - Fee Related CN100374616C (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP364861/02 2002-12-17
JP2002364861 2002-12-17
JP364861/2002 2002-12-17
JP2003386910A JP3650772B2 (ja) 2002-12-17 2003-11-17 プラズマ処理装置
JP386910/2003 2003-11-17
JP386910/03 2003-11-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1511972A CN1511972A (zh) 2004-07-14
CN100374616C true CN100374616C (zh) 2008-03-12

Family

ID=32828705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2003101246763A Expired - Fee Related CN100374616C (zh) 2002-12-17 2003-12-17 具有防着管的等离子体处理装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20040168631A1 (zh)
JP (1) JP3650772B2 (zh)
KR (1) KR20040055640A (zh)
CN (1) CN100374616C (zh)
TW (1) TW200415250A (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080169183A1 (en) * 2007-01-16 2008-07-17 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Plasma Source with Liner for Reducing Metal Contamination
CN102011085B (zh) * 2010-10-29 2013-05-01 宁波江丰电子材料有限公司 一种防着板表面处理方法
CN102071400A (zh) * 2011-02-11 2011-05-25 张敬祎 一种防止微波反应溅射台靶中毒的金属靶装置
JP5827344B2 (ja) * 2011-12-15 2015-12-02 キヤノンアネルバ株式会社 処理装置およびシールド
WO2013088624A1 (ja) 2011-12-15 2013-06-20 キヤノンアネルバ株式会社 処理装置およびシールド
JP5953205B2 (ja) * 2012-10-23 2016-07-20 スタンレー電気株式会社 成膜装置及び成膜方法
EP3071726B1 (en) * 2013-11-21 2022-12-28 Entegris, Inc. Surface coating for chamber components used in plasma systems
US9719857B2 (en) 2014-12-31 2017-08-01 Thermo Scientific Portable Analytical Instruments Inc. Laser induced breakdown spectroscopy sample chamber
JP6050860B1 (ja) * 2015-05-26 2016-12-21 株式会社日本製鋼所 プラズマ原子層成長装置
TWI550134B (zh) * 2016-04-22 2016-09-21 台灣美日先進光罩股份有限公司 用於電漿處理的製程方法以及光罩板材

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1220772A (zh) * 1997-03-17 1999-06-23 松下电器产业株式会社 等离子体处理方法及装置
JP2001230242A (ja) * 2000-02-18 2001-08-24 Hitachi Ltd プラズマｃｖｄ装置及びそのガス供給ノズル
JP2001267256A (ja) * 2000-03-22 2001-09-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 基板処理装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6408786B1 (en) * 1999-09-23 2002-06-25 Lam Research Corporation Semiconductor processing equipment having tiled ceramic liner
US6716302B2 (en) * 2000-11-01 2004-04-06 Applied Materials Inc. Dielectric etch chamber with expanded process window
US6613587B1 (en) * 2002-04-11 2003-09-02 Micron Technology, Inc. Method of replacing at least a portion of a semiconductor substrate deposition chamber liner

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1220772A (zh) * 1997-03-17 1999-06-23 松下电器产业株式会社 等离子体处理方法及装置
JP2001230242A (ja) * 2000-02-18 2001-08-24 Hitachi Ltd プラズマｃｖｄ装置及びそのガス供給ノズル
JP2001267256A (ja) * 2000-03-22 2001-09-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 基板処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW200415250A (en) 2004-08-16
KR20040055640A (ko) 2004-06-26
JP3650772B2 (ja) 2005-05-25
CN1511972A (zh) 2004-07-14
US20040168631A1 (en) 2004-09-02
JP2004214624A (ja) 2004-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5858259A (en) Plasma processing apparatus and method
JP3238082B2 (ja) 電子デバイス製造装置
US5454903A (en) Plasma cleaning of a CVD or etch reactor using helium for plasma stabilization
KR100858102B1 (ko) 플라즈마발생장치
JP4714166B2 (ja) 基板のプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
CN100374616C (zh) 具有防着管的等离子体处理装置
CN100593361C (zh) 等离子体处理装置和方法
US5181986A (en) Plasma processing apparatus
US20130220548A1 (en) Plasma processing device
JP2631650B2 (ja) 真空装置
US20050126711A1 (en) Plasma processing apparatus
EP1119030B1 (en) Plasma reactor
US8931433B2 (en) Plasma processing apparatus
JP3417328B2 (ja) プラズマ処理方法及び装置
JP4138269B2 (ja) 半導体製造装置
US20060281323A1 (en) Method of cleaning substrate processing apparatus
JP2797307B2 (ja) プラズマプロセス装置
JP3420960B2 (ja) 電子デバイス製造装置および電子デバイス製造方法
JPH10172793A (ja) プラズマ発生装置
JP3220528B2 (ja) 真空処理装置
JP2008282947A (ja) プラズマ発生装置、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JPH02228471A (ja) 薄膜形成装置
JPH0513373A (ja) プラズマ処理装置
JPH08246146A (ja) プラズマ処理方法及びその装置
JP2956395B2 (ja) 有磁場プラズマ処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee