CN100533652C - 等离子体处理设备 - Google Patents

Abstract

在一种在半导体晶片(5)上进行等离子体处理的等离子体处理设备中，提供有电极构件(46)的下电极(3)布置于作为真空腔(2)的主体的腔容器(40)的底部(40c)中，且上电极(4)布置在下电极(3)上方以上下移动，上电极(4)提供有从其下面向其外部边缘部分(51a)向下突出到外部边缘部分的下面的突出面。上电极(4)向下朝下电极(3)移动以使外部边缘部分(51a)与形成于腔容器(40)的侧壁部分(40a)中的中间水平(HL)的环形气密密封面(40d)接触，藉此在下电极(3)和上电极(4)之间形成气密密封处理空间(2a)。因此，常压空间(2b)在上电极(4)上方形成，且防止异常放电的发生，这样使得能够高效地进行稳定的等离子体处理。

Description

等离子体处理设备

技术领域

本发明涉及由等离子体处理比如半导体晶片的板状工件的等离子体处理设备。

背景技术

通过切割在其上形成有电路图案的晶片状态的半导体元件，被安装在电子设备等的电路板上的半导体器件被制作成独立的片。近年来，随着半导体元件变得越来越薄，广泛采用了一种方法，该方法进行用于切割晶片状态的半导体元件并将其分成独立的片的划片工艺、减薄半导体的机械抛光后的应力释放工艺、以及通过等离子体的其它工艺。

作为在这样的方法中被采用的等离子体处理设备，已知的等离子体处理设备被这样建造以使得上电极被设置以相对于下电极上下移动(例如参考美国专利6,511,917)。通过采用这样的设备，存在的优点在于，当半导体晶片被放置在下电极上以进行等离子体处理时，能在电极之间设置最优的距离，以及当半导体晶片被传送时，通过向上移动上电极能确保传送操作的合适的间隙。

然而，如上述专利文献所公开的等离子体处理设备在高效地进行稳定的等离子体处理中有下面的问题。具体地，在上电极能在产生等离子体放电的真空腔中上下移动的结构中，必须在真空腔中上电极的上部提供保证上电极的垂直运动的空间。在上电极上方的该空间中，不可避免地可以导致异常放电，取决于等离子体放电的条件。该异常放电成为影响产生用于等离子体放电和等离子体放电的散射的电能的损失的因素，其已经阻碍了稳定的等离子体工艺的高效性能。

发明内容

据此，本发明的目标是提供能高效进行稳定的等离子体处理的等离子体处理设备。

按照本发明的等离子体处理设备是在板状工件上进行等离子体处理的等离子体处理设备，其包括：真空腔，由柱状的容器作为主体形成的具有以环形形状延续的侧壁部分；供给口(supply port)，开在侧壁部分中以放入和取出工件；气密密封面，在侧壁部分高于供给口的位置形成；门，可以打开和关闭以气密密封所述供给口；下电极，布置在由所述侧壁部分环绕的真空腔的底部中，工件适于放置在下电极的上面(upper face)上；上电极，提供有能与气密密封面接触的环形外部边缘、和从上电极的下面(lower face)向下向外部边缘部分内突出到低于外部边缘部分的下面的位置的突出面(projected face)；升降机构，上下移动所述上电极以使外部边缘部分与气密密封面接触因此在上电极和下电极之间形成气密密封处理空间；和等离子体产生装置，在处理空间中产生等离子体。

按照本发明，采用了从上电极的下面向外部边缘部分内突出到低于外部边缘部分的下面的位置的突出面的上电极相对于下电极向下移动的结构，以使上电极的外部边缘部分与形成于真空腔内的环形气密密封面接触，籍此在下电极和上电极之间形成气密密封处理空间。因此，可以防止上电极上方异常放电的发生和高效进行稳定的等离子体处理。

附图说明

图1是示出本发明的实施例的等离子体处理设备的结构的说明图。

图2是示出本发明的实施例中的等离子体处理设备中的真空腔的截面侧视图。

图3是示出本发明的实施例中的等离子体处理设备中的真空腔的截面侧视图。

图4是示出本发明的实施例中的等离子体处理设备中的真空腔的平面图。

图5(a)和5(b)是示出本发明的实施例中的等离子体处理设备中的真空腔的一部分的截面图。

图6是示出本发明的实施例中的等离子体处理设备中的下电极的截面侧视图。

图7是示出本发明的实施例中的等离子体处理设备中的抽吸构件的平面图。

图8是本发明的实施例中的等离子体处理设备中的抽吸构件的仰视图。

图9是解释本发明的实施例中的等离子体处理设备中的上电极的操作的图。

图10是解释本发明的实施例中的等离子体处理设备中的真空腔的打开和关闭操作的图。

图11是解释生产在本发明的实施例中的等离子体处理设备中使用的电极构件的工艺的流程图。

图12(a)至12(c)是显示生产在本发明的实施例中的等离子体处理设备中使用的电极构件的工艺的图。

图13(a)至13(c)是解释生产在本发明的实施例中的等离子体处理设备中使用的电极构件的工艺的图。

参考数字和符号的说明

1         等离子体处理设备

2         真空腔

2a        处理空间

3         下电极

4         上电极

5         半导体晶片

6         上板

7         上-下驱动部分

9         门构件

11        真空泵

13        处理气体供给部分

17        高频电源

40        腔容器

40a       侧壁部分

40d       密封面

40f       传送部分

44        冷却板

45        抽吸构件

45a       通孔

46        电极构件

50        支撑构件

51        中间板

51a       外部边缘部分

59        铰轴

65        喷涂膜

具体进行方式

现在，将参考附图描述本发明的实施例。

首先，将参考图1描述等离子体处理设备1的整体结构。等离子体处理设备1具有在比如半导体晶片的板状工件上进行等离子体处理的功能。等离子体处理设备1具有在减压下产生等离子体的真空腔2。在真空腔2内部，布置有其上放置作为工件的半导体晶片5的下电极3，且上电极4被安排在下电极3的上方以上下移动。上电极4通过设在与真空腔2的上部接触的上板6上的升降驱动部分7上下移动，籍此在上电极4被降低的状态，在下电极3和上电极4之间形成气密密封处理空间2a。在这种状态，上电极4上方的区域将是从处理空间2a分离的其中等离子体放电将不会发生的常压空间2b。

在真空腔2的侧面，提供有放进和取出工件的供给部分，其用门9关闭。通过打开门9，可以使半导体晶片5放入处理空间2a或从中取出。然后，等离子体在处理空间2a由将在下面描述的等离子体产生装置产生，且在已被放置在下电极3上的半导体晶片5上进行等离子体处理。在这个实施例中，将进行：等离子体-蚀刻已经以抗蚀剂膜施加掩模的半导体晶片5，等离子体-划片以将半导体晶片5分成独立的片，和等离子体-灰化以在等离子体-划片之后通过等离子体工艺以除去抗蚀剂膜。

选择阀门(selection valve)12连接至真空腔2中的内部空间，且真空泵11连接至选择阀门12的抽吸部分12a。通过在选择阀门12已被转换至抽吸部分12a的状态驱动真空泵11，真空腔2中的内部空间将被排气。或者，通过转换选择阀门12至抽吸部分12b，大气空气将被引入真空腔2，籍此在处理空间2a中破坏真空。

处理气体供给部分13经由流速调节阀门14连接至连接构件16和开闭阀门15。通过驱动处理气体供给部分13，用于产生等离子体的处理气体将从上电极4的下面供给到处理空间2a内。在进行等离子体划片的情况，使用比如SF₆(六氟化硫)的氟化气体，和在进行等离子体-灰化的情况，使用氧气作为处理气体。在使用氟化气体的等离子体处理在半导体晶片5上进行时，期望在处理空间2a内上电极4和下电极3之间设置窄的距离以改善处理的效率。

高频电源17经由匹配电路18被电连接至下电极3，和通过驱动高频电源17，高频电压被输入到下电极3和上电极4之间。通过在供给处理气体的状态输入高频电压，在处理空间2a被排气之后，等离子体放电将在处理空间2a中发生，和被供给到处理空间2a的处理气体将处于等离子体状态。以这种方式，等离子体处理将在已被放置在下电极3上的半导体晶片5上进行。当产生等离子体时，匹配电路18将使处理空间2a中的等离子体放电电路的阻抗与高频电源17的阻抗匹配。在上述结构中，真空泵11，处理气体供给部分13，高频电源17和匹配电路18组成在处理空间2a中产生等离子体的等离子体产生装置。

两个独立的抽吸和喷出(blowing)线连接至下电极3以从设在下电极3的上面上的通孔进行真空抽吸和空气喷出。具体地，包括选择阀门24的第一抽吸和喷出线VB1连接至与下电极3的外部周边部分相通的连接构件27，且包括选择阀门25的第二抽吸和喷出线VB2连接至与下电极3的中心部分相通的连接构件28。

在第一和第二抽吸和喷出线VB1、VB2中，经由开闭阀门22、23和调节器20、21，抽吸泵26连接至选择阀门24、25的各自的抽吸部分24a、25a，且空气压源19连接至选择阀门24、25的各自的空气供给部分24b、25b。通过转换选择阀门24、25分别至抽吸部分侧和空气供给部分侧，能从下电极3的上面上的通孔选择地进行真空抽吸和空气喷出。在这种场合，通过调节调节器20、21，可以将来自空气压源19的空气设定在期望的压强。

上电极4和下电极3分别设置有冷却孔以循环通过那里的冷却水。冷却单元29经由连接构件30、31连接至下电极3的冷却孔，和经由连接构件32、33连接至上电极4的冷却孔。通过驱动冷却单元29，冷却介质将在下电极3和上电极4中的冷却孔中被循环，籍此在等离子体处理的情况下防止下电极3和上电极4被过加热。

在上述结构中，升降驱动部分7，真空泵11，选择阀门12，流速调节阀门14，开闭阀门15，高频电源17，匹配电路18，开闭阀门22、23，选择阀门24、25，和抽吸泵26由控制部分10控制。当控制部分10控制升降驱动部分7时，上电极4将被向上移动。当控制部分10控制真空泵11和选择阀门12时，将在处理空间2a进行排气和真空破坏。

当控制部分10控制流速调节阀门14和开闭阀门15时，将接通或切断处理气体到处理空间2a的供给，且将调节气体的流速。而且，当控制部分10控制选择阀门24、25和抽吸泵26时，将控制从下电极3的上面的真空抽吸的时间。此外，当控制部分10控制选择阀门24、25和开闭阀门22、23时，将控制从下电极3的上面的空气喷出的时间。

然后，参考图2、图3、图4和图5，将详细描述真空腔2的结构。图3是沿图2中线A-A的截面图。在图2至图4中，作为真空腔2的主体的真空容器40是通过成圆状地切割和除去在平面图中基本成方形(见图4)的矩形块的内部形成的柱状容器。腔容器40在它的外部周边部分上具有以环形形状延续的侧壁部分40a。

如图2所示，侧壁部分40a的上部被定义为具有不同壁厚的侧壁上部40b。侧壁上部40b从设置在比侧壁部分40a的上端面E更低的位置的中间水平HL向上延伸。具有阶差(step difference)的环形部分形成于侧壁部分40a的下部和侧壁上部40b之间，并被定义为环形形状的气密密封面40d，其适于在上电极4被降低的状态与从上电极4径向延伸的外部边缘部分51a接触。在这个实施例，气密密封面40d形成于位于低于侧壁部分40a的上端面E的中间水平HL。

如图5所示，密封构件61被装入形成于外部边缘部分51a的底面上的密封装配凹槽51b，和此外，导电鳍(fin)62设在外部边缘部分51a的底面上。当上电极4被降低时，密封构件61被压到气密密封面40d上，籍此处理空间2a将相对于外部气密密封。同时，导电鳍62被压到气密密封面40d上，籍此上电极4的中间板51将被电延续至接地到接地部分63的腔容器40上。

在其上面上承载半导体晶片5的上电极4被布置在由侧壁部分40a环绕的底部40c中。放入或取出工件的并具有开口高度H1和开口宽度B(见图4)的供给部分40f以这样的方式形成于侧壁部分40a内，以使得供给部分的下端可以与下电极3的上面的水平对准。在这个实施例中，供给部分40f的上端位于比侧壁部分40a的气密密封面40d低了预定距离D1的位置。简短地说，气密密封面40d形成于侧壁40a内比供给部分40f更高的位置。气密密封供给部分40f的门9设于侧壁部分40a的外面上。通过门打开和关闭机构(没有示出)移动门9，门9可以被自由地打开和关闭。

现在，将描述下电极3的结构。具有向下延伸通过介电体41的轴部分42a的电极安装部分42被固定在底部40c的上面上。轴部分42a通过介电体43向下穿过底部40c。由冷却板44和抽吸构件45一体组成的电极构件46以可拆卸的方式被安装在电极安装部分的上面上。电极构件46用介电体43环绕，此外，由比如铝的金属形成的屏蔽构件47被设在介电体41、43的外部周边面与侧壁部分40a的内部周边面之间。

屏蔽构件47为基本柱形的构件，其具有这样的形状以使得介电体41、43的外部周边面与其接合。屏蔽构件47具有在抽吸构件45的上面的水平径向地向外延伸的凸缘部分47a，以闭合侧壁部分40a和介电体43之间的间隙。屏蔽构件47具有屏蔽侧壁部分40a和介电体41、43之间的间隙的功能，因此防止异常放电。凸缘部分47a形成有沿垂直方向穿过它的空气部分47b。因此，如图3所示，下电极3上方的处理空间2a和形成于侧壁部分40a的下部内并连接至选择阀门12的空气供给/排气孔(exhaust hole)40e之间空气的相通将被允许。

参照图6、图7和图8描述下电极3的内部结构。首先，描述下电极3的电极构件46。电极构件46具有与要被加工的半导体晶片5的下面接触的功能，因此由抽吸固定半导体晶片。如图6所示，电极构件46通过焊接(brazing)抽吸构件45到冷却板44的上面形成。抽吸构件45是从比如铝的电传导体通过将其切割为基本盘状而制造的板状构件，并在其上面设置有多个通孔45a。这些通孔45a与中心空间45b和形成于抽吸构件45的下面之下的外部周缘空间45c相通。采用为介电物质的氧化铝喷涂的介电膜形成于抽吸构件45的上面上，如下所述。该介电膜是这样的形状以使得在抽吸构件45的上面上开的通孔45a的孔部分45d(见图13)的边缘被其覆盖。

中心空间45b和外部周缘空间45c分别对应于两种类型的半导体晶片5提供，也就是，小尺寸半导体晶片5A和大尺寸半导体晶片5B，它们是由等离子体处理的目标。在半导体晶片5A被放置在电极构件46上的状态，用半导体晶片5A覆盖的范围是中心区域A1，且中心空间45b形成为具有对应于中心区域A1的直径尺寸的圆形。相反地，在半导体晶片5B放置在电极构件46上的状态，位于中心区域A1的外部周缘部分内的外部周缘区域A2和中心区域A1用半导体晶片5B覆盖。外部周缘空间45c形成为具有对应于外部周缘区域A2的直径尺寸的圆形。

在抽吸构件45和冷却板44已被一体相互结合的状态，中心空间45b与形成于冷却板44的中心部分内的中心通孔44b相通，和外部周缘空间45c与形成于冷却板44的外部边缘部分内的侧通孔44c相通。而且，循环冷却水的环形的冷却空间44a形成于冷却板44的底面之下。

在电极构件46已被安装在电极安装部分42上的状态，中心空间45b经由中心通孔44b和在垂直方向上被插入穿过轴部分42a的空气管49A与连接构件28相通，如图2所示。外部周缘空间45c经由侧通孔44c和被插入介电体48穿过介电体41和底部40c的空气管49B与连接构件27相通。冷却空间44a经由形成于轴部分42a内的冷却介质沟道42b、42c与连接构件30、31相通。

如图1所示的两个抽吸和喷出线VB1和VB2分别连接至连接构件27、28，籍此通过如图6所示的中心区域A1和外部周缘区域A2内的通孔45a的真空抽吸，和在期望的时间可以进行常压的空气喷出。以这种方式，可以通过共同电极46由抽吸固定并释放具有不同直径尺寸的半导体晶片5A和5B。

具体地，在半导体晶片5A是被加工的目标的情况，只有中心空间45b被抽吸，籍此半导体晶片5A将被抽吸构件45抽吸和固定。为了释放半导体晶片5A的抽吸，常压空气将被供给到中心空间45b中以进行通过通孔45a的空气喷出，籍此半导体晶片5A将从抽吸构件45的上面除去。

另一方面，在半导体晶片5B是被加工的目标的情况，中心空间45b和外部周缘空间45c都将被抽吸，籍此半导体晶片5B将被抽吸构件45抽吸和固定。为了释放半导体晶片5B的抽吸，常压的空气将被首先供给到中心空间45b，然后，在一个时间差之后，常压的空气将被供给到外部周缘空间45c中。相应地，晶片的中心部分可以被首先除去，且可以在短时间内用少量空气吹顺畅地除去晶片，即使在大尺寸半导体晶片被加工的情形。

然后，参考图7和图8，将详细描述在电极构件46中采用的抽吸构件45的形状。图7和图8分别示出抽吸构件45的上面和底面。在图7和图8中，圆形的中心空间45b和位于中心空间45b的外部周缘的环形的外部周缘空间45c，通过雕刻抽吸构件45至各自的预定深度，形成于盘状的抽吸构件45的底面之下。外部周缘空间45c的外部边缘通过第一环形接合面45e与抽吸构件的外部周边面分离。中心空间45b通过第二环形接合面45f与外部周缘空间45c分离。

在中心空间45b和外部周缘空间45c内，通孔45a形成为栅格图案。而且每个具有由这些通孔45a中的四个相邻的通孔45a包围的方形形状的岛接合面45g也形成为栅格图案。岛接合面45g的底面与第一环形接合面45e和第二环形接合面45f在相同的平面。在通过焊接接合抽吸构件45到冷却板44的场合，第一环形接合面45e，第二环形接合面45f和岛接合面45g由焊接接合到对应于这些接合面的冷却板44的接合面上。

在由焊接接合抽吸构件45到冷却板44形成整体的电极构件46的结构中，除了第一环形接合面45e和第二环形接合面45f以外，岛接合面45g在中心空间45b和外部周缘空间45c内被尽可能地均匀和密集地排列。因此，能够保证坚硬的接合强度，同时，在等离子体处理中产生的热能从抽吸构件45高效地传输到冷却板44。而且，在抽吸构件45的下面上形成接合面的情况，互联第一环形接合面45e和第二环形接合面45f的额外的接合面可以以沿径向横穿外部周边空间45c的方式形成。

现在，将描述上电极4和上下移动上电极4的升降装置。如图2所示，上电极4包括由比如铝的电传导材料形成并具有在向上方向上延伸的轴部分50a的固定构件50。也由电传导材料以盘状形成的中间板51被固定到固定构件50的下面。此外，外部周边被固定环53固定的喷洒板(shower plate)52被装入中间板51的下面。

中间板51设置有向外径向延伸并适于与气密密封面40d接触的外部边缘部分51a。位于外部边缘部分51a的内部的喷洒板52和固定环53向下突出了突出长度D2，且因此，喷洒板52和固定环53的下面被定义为突出面，其突出低于外部边缘部分51a的下面。

轴部分50a被固定以通过设于上板6的轴承部分54上下移动，并通过连接构件55连接至排列在上板6上的升降驱动部分7。上板6和轴承部分54用作固定上电极4以上下移动的支撑机构。上电极4将通过驱动升降驱动部分7从而上下移动，且在上电极4的下降的位置，使得中间板51的外部边缘部分51a与形成于腔容器40上的气密密封面40d接触。因此，在下电极3的电极构件46和上电极4的喷洒板52之间形成具有高度H2的处理空间2a。

在这个时候，总是与外部空气压强具有相同压强的常压空间2b在真空腔2中上电极4的上方形成。因此，在高频电压被输入上电极4和下电极3之间以在处理空间2a产生等离子体的情况，异常放电将不会在上电极4上方发生。因此，能够防止归因于异常放电的废电的损失和等离子体放电的散射，同时确保构建上电极4以使其上下移动所需的升降空间，这样，可以高效进行稳定的等离子体处理。

在上电极4中，外部边缘部分51a的下面和固定环53的下面之间的距离，也就是，从外部边缘部分51a突出的突出面的突出长度D2被这样设置以使其大于供给部分40f的下端与恰在供给部分40f上方的气密密封面40d之间的距离D1。因此，在上电极4的降低状态，固定环53的下面位置低于供给部分40f的上端。因此，可以设置处理空间2a中的喷洒板52与抽吸构件45之间的距离H2，也就是，电极之间的间隙为适合于用氟化气体在半导体晶片5上高效进行等离子体处理的窄间隙。

然后，在上电极4已通过驱动升降驱动部分7上升的状态，如图9所示，固定环53位于供给部分40f的上方。在这个状态通过打开门9，供给部分40f就被打开，但上电极4没有在供给部分40f的开口高度H1的范围内呈现。因此，在通过板传送机构64传送半导体晶片5到处理空间或从中取出的工件传送操作中，板传送机构64将不会影响上电极4。

在这个实施例中的等离子体处理设备中，通过上电极4的突出长度D2大于腔容器40中的距离D1这样的方式确定尺寸，可以保证没有障碍地进行传送操作所需的开口高度H1，同时实现在半导体晶片5上高效进行等离子体处理所期望的电极间窄的间隙。

在上述结构中，上电极4具有可以与气密密封面40d接触的环形的外部边缘部分51a，和从外部边缘部分51a的下面向外部边缘部分51a内部向下突出的突出面。而且，升降驱动部分7这样构造以使外部边缘部分51a与气密密封面40d接触，因此在下电极3与上电极4之间形成气密密封处理空间2a。此外，这个升降装置被安装在固定上电极4的支撑机构上以上下移动。通过采用上述结构，可以实现真空腔2的简单并紧凑的结构。

在图2中，在与喷洒板52的上面相对的中间板51的下面之下形成气体空间51c。气体空间51c经由穿过轴部分50a的空气管49C与连接构件16相连。连接构件16连接至开闭阀门15，如图1所示。从处理气体供给部分13供给的处理气体，在它达到气体空间51c之后，将通过喷洒板52的微孔被吹向处理空间2a内。

循环冷却介质的冷却套筒50d形成于固定构件50的下面之下。冷却套筒50d通过形成在轴部分50a内的冷却介质通道50b、50c与冷却构件32、33相通。冷却构件32、33连接至冷却单元29，如图1所示。通过驱动冷却单元29，冷却介质将在冷却套筒50d中循环因此冷却由等离子体处理加热的中间板51，这样，就防止了过热。

然后，将描述打开或关闭上板6与上电极4的打开和关闭机构。在图2和图3中，通过连接块57a，两个打开和关闭构件57以与侧壁上部40b的上端面E接触的状态被固定到上板6的上面。抓紧杆56以桥连它们的方式连接至两个打开和关闭构件57的一端(见图3右侧)。铰块58被固定在腔容器40的左侧面，和水平铰轴59通过铰块58被枢轴地支撑。

打开和关闭构件57的另一端被延伸至上板6的外部，并被铰轴59枢纽地支撑。而且，挡板(damper)60通过销钉60a连接至打开和关闭构件57的另一端。打开和关闭构件57、铰块58和铰轴59构成旋转上板6以打开和关闭的铰链机构。为了打开上板6，抓紧杆56被抓紧并向上抬起，且上板6与上电极4一起被绕铰轴59转动，如图10所示。

以这种方式，腔容器40的上面上的开口部分将被彻底打开，这样就可以优良的可工作性进行比如更换下电极3内的电极构件，清洗内部等维护工作。具体地，在这个实施例中，固定上电极4的支撑机构被安装以通过上述铰链机构绕水平轴转动。在关闭已被打开的上板6的场合，挡板60具有降低固定上电极4和上板6本身重量所需的固定力量的作用，因此有利于打开和关闭操作。

现在参照图11、图12和图13，将描述制造用在下电极3中的电极构件46的工艺。在这些图中，示出了通过一体地形成构成电极构件46的抽吸构件45和冷却板44制造要被安装在下电极3上的电极构件46的工艺。作为第一步，作为独立部件的冷却板44和抽吸构件45通过机械加工(ST1A)，(ST1B)被分别制造。具体地，如图12(a)所示，通过在盘状构件内形成通孔45a、中心空间45b、外部周缘空间45c、第一环状接合面45e和第二环状接合面45f来制造抽吸构件45。以相同的方式，通过机械加工形成冷却套筒44a、中心通孔44b、侧通孔44c和焊接面(brazing face)44d来制造冷却板44。在此工艺中，进行机械加工，使得抽吸构件45的底面和冷却板44的焊接面44d在平面形状相同。

然后，将进行焊接(ST2)。具体地，如图12(a)、图12(b)所示，第一环状接合面45e和第二环状接合面45f由焊接接合到焊接面44d，籍此冷却板44和抽吸构件45一体地形成。此后，将进行氧化铝喷涂(ST3)。具体地，为介电材料的氧化铝被喷涂在一体地接合到冷却板44的抽吸构件45的上面上，因此形成介电膜。具体地，如图13(b)所示，氧化铝喷涂膜65形成在如图13(a)所示的状态的抽吸构件45的上面上。

在这种场合，在开在板状抽吸构件45的上面的通孔45a的孔部分45d内，喷涂膜65的一部分将落入并粘结到通孔45a。结果，熔融的氧化铝将粘结到并覆盖孔部分45d的边缘因此形成粘附在孔部分的介电膜65a。用氧化铝喷涂的范围不被限制在抽吸构件45的上面。如图13(c)所示，喷涂膜65将形成在包括抽吸构件45的侧端面的整个区域和冷却板44的侧端面的一部分(低于焊接面44d预定宽度的区域)的范围。

此后，将进行氧化铝喷涂面的表面抛光(ST4)。具体地，如图13(c)所示，被喷涂在抽吸构件45的上面上的喷涂膜65将被机械地抛光因此形成光滑的覆盖面65b。通过这个机械抛光，覆盖通孔45a的孔部分45d的介电膜65a的上面将被部分地除去，和在孔部分的通孔的有效直径d2将小于在通孔45a已被初始地加工的孔径d2。因此，可以通过在大于合适地进行真空抽吸和空气喷出的孔直径d2的孔直径d1钻孔来制作通孔45a。以这种方式，可以提供具有微小直径的通孔，而没有钻非常难于加工的微孔的必要。

总之，制造上述的电极构件46的工艺包括：在抽吸构件45内形成多个通孔45a的通孔形成步骤；在抽吸构件45的上面喷涂氧化铝的喷涂步骤，由此形成喷涂膜65以覆盖在抽吸构件45的上面上打开的通孔45a的孔部分的边缘；以及机械抛光用喷涂膜65覆盖的抽吸构件的表面的表面抛光步骤。

如上所述，通过用如上述形状的介电膜覆盖将被暴露于等离子体的下电极3的上面，将获得下面的优点。在常规的设备中，因为金属面在电极构件的几乎整个表面上被暴露，在通过等离子体灰化进行除去粘结在真空腔的沉积物的清洗的每个场合，电极构件的金属面已被暴露于等离子体。为此原因，电极构件的表面被等离子体的溅射(spattering)效应除去，由此缩短了电极构建的部件的寿命，其导致部件的花费增加，且由溅射散射的妨害物粘结到设备的内面以污染内部。

相反，在这个实施例中，电极构件46的上面覆盖有介电膜，且金属表面不被直接暴露于等离子体。因此，当金属通过溅射除去时，将限制发生散射的妨害物的产生，和将防止由散射的妨害物的粘附导致的设备内部的污染。因此，可以延长下电极内电极构件的部件的寿命。

此外，在这个实施例中，通过形成覆盖孔部分45d的边缘的形状的介电膜65a，可以在通孔45a的孔部分的边缘增加抗蚀刻能力，因此局部地延长部件的寿命，同时，防止易在边缘发生的异常放电。而且，因为沿电极构件46的外部周边面的抽吸构件45的侧端面和冷却板44的侧端面的一部分用喷涂膜65覆盖，可以防止下电极3的外部周边的异常放电的发生。

此外，在安装电极构件到下电极3以重复地在半导体晶片5上进行等离子体处理的工艺中，抽吸构件45的表面将被等离子体蚀刻损伤，且使得覆盖面65b粗糙。当表面的损伤加剧时，电极构件46变得不可用，且必须用新的电极构件46更换。常规地，在表面上具有损伤的电极构件46作为超过使用寿命的废弃部件被处理。然而，在这个实施例中的电极构件46可以通过进行下面的循环工艺被重复使用。

在这个循环工艺中，在被使用的电极构件46内的抽吸构件45的上面上的喷涂膜65通过喷丸方法(blasting method)等(膜除去步骤)除去。然后，喷涂膜65通过以如图13(b)所示的相同的方式在喷涂膜已被除去的抽吸构件45的上面上再次形成(再喷涂步骤)。此后，抽吸构件45的表面被再次机械抛光，籍此光滑覆盖面65b将在抽吸构件45的上面上的喷涂膜65上形成，如图12(c)所示，以使电极构件可再用。以这种方式，可以重复地使用通过复杂的机械加工和接合步骤制造的高成本的电极构件，并降低等离子体处理设备的运转成本。

本申请基于并主张在2005年9月12日提交的日本专利申请No.2005-263409的优先权的权益，其内容通过全文引用的方式在此引入。

工业适用性

本发明的等离子体处理设备具有可以高效进行稳定的等离子体处理的优点，且该等离子体处理设备可用于在比如半导体晶片的板状的工件上进行等离子体处理。

Claims (5)

1.一种在板状的工件上进行等离子体处理的等离子体处理设备，包括：

真空腔，包括作为主体的具有以环形形状延续的侧壁部分的柱状容器，开在所述侧壁部分以放入和取出工件的供给口，和在高于所述供给口的位置的所述侧壁内形成的密封面，

门，其用于气密密封所述供给口，

下电极，其被布置在由所述侧壁部分环绕的所述真空腔的底部内，所述工件适于放置在所述下电极的上面上，

上电极，设置有与所述气密密封面接触的环形外部边缘部分、和从其下面向所述外部边缘部分内部突出到低于所述外部边缘的下面的位置的突出面，

升降机构，所述升降机构设置在与真空腔的上部接触的上板上，用于上下移动所述上电极以使所述外部边缘部分与所述气密密封面接触，以因此在所述下电极和所述上电极之间形成密封处理空间，以及

等离子体生成装置，其用于在所述处理空间中产生等离子体，

选择阀门，其连接至真空腔中的内部空间，且一真空泵连接至选择阀门的抽吸部分。

2.如权利要求1所述的等离子体处理设备，其中从所述外部边缘部分突出的所述突出面的突出长度大于从所述供给口的上端到恰在所述供给口之上的所述气密密封面的长度，籍此所述突出面以所述外部边缘部分与所述气密密封面接触的状态位于低于所述供给口的上端。

3.如权利要求2所述的等离子体处理设备，其中所述气密密封面形成于位于低于所述侧壁部分的上端面的中间水平，和此外，固定所述上电极以上下移动的支撑机构设在所述侧壁部分的上端面上。

4.如权利要求3所述的等离子体处理设备，其中所述升降机构安装在所述支撑机构上。

5.如权利要求4所述的等离子体处理设备，其中所述支撑机构通过铰链机构的方式进行安装以便可以绕水平轴转动。

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