CN101006564A - 等离子体处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种等离子体处理装置,被指示基板(1)的尺寸时,读出根据高密度等离子体区域的直径尺寸Dp和高密度等离子体区域的中心与等离子体扩散区域下部之间的高度H的关系的可均匀溅击蚀刻范围的图;根据内压以及来自天线(116)的电磁波频率,求出高密度等离子体区域的中心与真空反应室(111)内部上面之间的高度Hp以及上述Dp的值;根据内压以及基板(1)的自给偏压电位大小,求出等离子体扩散区域的下部与支承台(113)上面之间的高度Hs;根据上述Dp、上述Hp、上述Hs的值,从上述图中求出可成为均匀溅击蚀刻范围的前述H值之后,控制升降装置(121),以便达到上述H值。
Description
技术领域
本发明是有关于产生等离子体并对基板表面进行处理的等离子体处理装置。
背景技术
图8表示产生等离子体并对基板表面进行处理的现有等离子体处理装置的一例。
如图8所示,圆筒状真空反应室11连结着排气泵12,该真空反应室11的内部底面,设置有支承基板1的圆柱状支承台13,其与该真空反应室11同轴设置。真空反应室11内部的上述支承台13的上方,多个主供应喷嘴14设置于该真空反应室11周方向的固定间隔处,该主供应喷嘴14的前端朝向该真空反应室11的轴心部分,输送硅烷(SiH4)等主原料气体3。这些主供应喷嘴14的上方,多个副供应喷嘴15设置于该真空反应室11周方向的固定间隔处,该副供应喷嘴15的前端朝向该真空反应室11的轴心部分,输送氧气(O2)等副原料气体4或氩气等稀有气体5。
真空反应室11的顶端上部设置有多个弯曲成螺旋环状的高频天线16,该高频天线16的设置是与该真空反应室11同轴。高频天线16经由匹配器17a连接高频电源17。上述支承台13的内部,设置有圆板状的偏压电极板18。偏压电极板18经由匹配器19a,连接高频偏压电源(LF电源)19。
如上述现有的等离子体处理装置10,举例来说,将半导体晶片上所形成的铝配线以绝缘性包覆膜(SiO2)包覆时,在支承台13上设置基板(半导体晶片)1,起动排气泵12将真空反应室11内部减压至特定值,起动上述高频电源17与高频偏压电源19的,并且从上述供应喷嘴14、15输送上述气体3~5,则该气体3~5会因为上述高频天线16所产生的电磁波影响而等离子体化,同时,又受上述基板1所产生的自给偏压电位影响而被吸附至支承台13的基板1上,于是,主原料气体(SiH4)3与副原料气体(O2)4的反应生成物(SiO2)沉积于基板1上而形成包覆膜2,而等离子体化的稀有气体5通过对基板1的铝配线间上所突出沉积的包覆膜2进行溅击蚀刻,在基板1的铝配线间不生成空隙地形成包覆膜2。
专利文献1:特许第3258839号公报。
可是,沿着上述基板1的表面方向形成均匀厚度的包覆膜2极其重要。因此,沿着基板1的表面方向,生成反应物(SiO2)的均匀量沉积与均匀量溅击蚀刻必须都要顾及。然而,上述现有的等离子体处理装置10,要将生成反应物以均匀量进行溅击蚀刻却极为困难,且基板1的直径尺寸愈大,其困难度便愈高。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种等离子体处理装置,其可沿着基板表面方向,轻易地形成均匀厚度的包覆膜。
为解决上述课题,发明第1项的等离子体处理装置,其特征为具有:真空反应室,其是形成圆筒状;排气机构,其是与上述真空反应室相连结;支承台,其是设置于上述真空反应室内以支承基板;主供应喷嘴,其设置于上述真空反应室内比上述支承台靠上的位置,前端朝向该真空反应室的轴心部分,输送主原料气体;副供应喷嘴,其设置于上述真空反应室内比上述支承台靠上的位置,前端朝向该真空反应室的轴心部分,输送副原料气体与稀有气体;高频天线,其是以与该真空反应室形成同轴的方式设置于上述真空反应室的上部,且形成环状;天线用供电机构,其连接于上述高频天线,从该高频天线输出电磁波;偏压电极板,其设置于上述支承台内;及高频偏压供电机构,其连接于上述偏压电极板,使上述基板产生自给偏压电位;且具有升降机构,其是用以升降上述支承台;及控制机构,在被指示载置于上述支承台的上述基板尺寸时,读出均匀溅击蚀刻图,该均匀溅击蚀刻图是对应于上述基板尺寸而存储的,显示根据Dp与H之间的关系的可均匀溅击蚀刻范围,与此同时,根据上述真空反应室的内压以及由上述高频天线所产生的电磁波频率,求出Hp值以及上述Dp值,另一方面根据上述真空反应室的内压以及使上述基板产生的自给偏压电位大小,求出Hs之后,根据上述Dp、上述Hp、上述Hs的值,从读出的上述图中求出成为可均匀溅击蚀刻范围的上述H值,控制上述升降机构而使上述支承台升降,以便达到上述H值,上述Dp是沿着上述高频天线所产生的环状高密度等离子体区域的外径与内径之间的中心直径尺寸,H是该高密度等离子体区域的该中心与上述真空反应室内的等离子体扩散区域下部之间的高度,Hp是上述高密度等离子体区域的上述中心与上述真空反应室内部上面之间的高度,Hs是上述等离子体扩散区域的下部与上述支承台上面之间的高度。
第2项发明的相关等离子体处理装置基于第1项的发明,其特征为还具有主供应喷嘴调整机构,其调整该主供应喷嘴,以便改变上述主供应喷嘴前端与上述真空反应室轴心的距离;且上述控制机构被指示载置于上述支承台的上述基板尺寸时,进一步读出均匀沉积图,该均匀沉积图是对应于上述基板尺寸而存储的,显示根据Dn与Hn的关系的可均匀沉积范围,根据上述Dp、上述Hp、上述Hs的值,从读出的上述均匀沉积图的可均匀沉积范围与上述均匀溅击蚀刻图的可均匀溅击蚀刻范围重叠的范围中,求出上述H与上述Hn的值,并求出上述Dn的值,控制上述主供应喷嘴调整机构而调整上述主供应喷嘴,以便达到上述Dn值,上述Dn是上述主供应喷嘴前端与上述真空反应室轴心的距离,Hn是该主供应喷嘴轴心与上述支承台上面之间的高度。
第3项发明的相关等离子体处理装置,其特征为具有:真空反应室,其是形成圆筒状;排气机构,其与上述真空反应室相连结;支承台,其设置于上述真空反应室内以支承基板;主供应喷嘴,其设置于上述真空反应室内比上述支承台靠上的位置,前端朝向该真空反应室的轴心部分,输送主原料气体;副供应喷嘴,其设置于上述真空反应室内比上述支承台靠上的位置,前端朝向该真空反应室的轴心部分,输送副原料气体与稀有气体;高频天线,其以与该真空反应室形成同轴的方式设置于上述真空反应室的上部,且成环状;天线用供电机构,其连接于上述高频天线,从该高频天线输出电磁波;偏压电极板,其是设置于上述支承台内;及高频偏压供电机构,其连接于上述偏压电极板,使上述基板产生自给偏压电位,且上述高频天线包含多个直径各异的天线,上述天线用供电机构可只供电给上述高频天线中所选择者;具有控制机构,其被指示载置于上述支承台的上述基板尺寸时,读出均匀溅击蚀刻图,该均匀溅击蚀刻图是对应于上述基板尺寸而存储的,显示根据Dp与H的关系的可均匀溅击蚀刻范围,与此同时,根据上述真空反应室的内压以及由上述高频天线所产生的电磁波频率,求出Hp,并根据上述真空反应室的内压以及使上述基板产生的自给偏压电位大小,求出Hs,由此求出上述H值,根据上述H值,从读出的上述图中求出成为可均匀溅击蚀刻范围的上述Dp值后,从上述Dp值根据上述真空反应室内压以及由上述高频天线所产生的电磁波频率,求出使用的上述高频天线的直径尺寸Da后,根据上述Da值,选定使用的上述高频天线,并控制上述天线用供电机构,以便仅供电给选定的该高频天线,上述Dp是沿着上述高频天线所产生的环状高密度等离子体区域的外径与内径之间的中心直径尺寸,H是该高密度等离子体区域的该中心与上述真空反应室内的等离子体扩散区域下部之间的高度,Hp是上述高密度等离子体区域的上述中心与上述真空反应室内部上面之间的高度,Hs是上述等离子体扩散区域的下部与上述支承台上面之间的高度。
第4项发明的相关等离子体处理装置基于第3项的发明,其特征为还具有主供应喷嘴调整机构,其调整该主供应喷嘴,以便改变上述主供应喷嘴前端与上述真空反应室轴心的距离,且上述控制机构被指示载置于上述支承台上的上述基板尺寸时,进一步读出均匀沉积图,该均匀沉积图是对应于上述基板尺寸而存储的,显示根据Dn与Hn的关系的可均匀沉积范围,根据上述H、上述Hn的值,从读出的上述均匀沉积图的可均匀沉积范围与上述均匀溅击蚀刻图的可均匀溅击蚀刻范围重叠的范围中,求出上述Dp与上述Dn的值后,控制上述主供应喷嘴调整机构而调整上述主供应喷嘴,以便达到上述Dn值,上述Dn是上述主供应喷嘴前端与上述真空反应室轴心的距离,Hn是该主供应喷嘴轴心与上述支承台上面之间的高度。
通过本发明的等离子体处理装置,可以轻易地一边相对于沿着基板表面的方向使生成反应物以均匀量沉积,一边以均匀量溅击蚀刻生成反应物,因此可以轻易地实施对于沿着基板表面的方向以均匀厚度形成包覆膜,尤其是基板的直径尺寸愈大型化愈可明显显现其容易性。
附图说明
图1是本发明的等离子体处理装置中第1实施方式的概略构成图;
图2是图1的等离子体处理装置主要部分的说明图;
图3A是图1的等离子体处理装置中控制装置所存储的均匀沉积图;
图3B是图1的等离子体处理装置中控制装置所存储的均匀溅击蚀刻图;
图4是等离子体处理方式顺序的流程图;
图5是本发明的等离子体处理装置中第2实施方式的概略构成图;
图6是图5的等离子体处理装置主要部分的说明图;
图7是表示等离子体处理方式顺序的流程图;
图8是现有的等离子体处理装置的一例的概略构成图。
实施方式
以下将根据附图说明本发明等离子体处理装置的实施方式,但本发明并不限于下列实施方式。
(第1实施方式)
根据图1至图4说明本发明的等离子体处理装置的第1实施方式。图1是等离子体处理装置的概略构成图;图2是图1的等离子体处理装置主要部分的说明图;图3中的A是均匀沉积图,其存储于图1的等离子体处理装置的控制装置中,B是均匀溅击蚀刻图,其存储于图1的等离子体处理装置的控制装置中;图4是表示等离子体处理方法的顺序的流程图。
如图1所示,在连结排气机构即排气泵112的圆筒状的真空反应室111内部下方,设置有作为升降机构的升降装置121。升降装置121中,支承基板1的圆板状支承台113以与上述真空反应室111形成同轴的方式安装。
真空反应室111内部的比上述支承台113靠上的位置,遍及该真空反应室111周方向以等间隔配设多个主供应喷嘴114,其前端朝向该真空反应室111内部的轴心部分,输送硅烷(SiH4)等主原料气体3。这些主供应喷嘴114上设置有作为主供应喷嘴调整机构的移动装置122,其通过改变该主供应喷嘴114前端与真空反应室111轴心之间的距离,相对该真空反应室111移动该主供应喷嘴114而调整该主供应喷嘴114。
比上述主供应喷嘴114靠上方位置,副供应喷嘴115遍及该真空反应室111周方向以等间隔安装多个,其前端朝向真空反应室111内部的轴心部分,输送氧气(O2)等副原料气体4或氩气等稀有气体5。
真空反应室111的顶棚上部以与该真空反应室111形成同轴的方式设置有多个高频天线116,其形成为弯曲成螺旋形的环状。高频天线116经由匹配器117a连接高频电源117。上述支承台113的内部设置有形成为圆板状的偏压电极板118。偏压电极板118经由匹配器119a连接高频偏压电源(LF电源)119。
上述排气泵112、上述高频电源117、上述高频偏压电源119、上述升降装置121、上述移动装置122电连接于控制装置123的输出部。控制装置123的输入部电连接着输入信息用的输入装置124,该控制装置123可依据由输入装置124所输入的信息等,控制上述排气泵112、上述高频电源117、上述高频偏压电源119、上述升降装置121、上述移动装置122(详细情形后面说明)。
再者,本实施方式以高频电源117、匹配器117a等构成天线用供电机构,以高频偏压电源119、匹配器119a等构成高频偏压供电机构,以控制装置123、输入装置124等构成控制机构。
使用如此的本实施方式的等离子体处理装置100将半导体晶片上所形成的铝布线以绝缘性包覆膜(SiO2)包覆时的等离子体处理的方法说明如下。
如图4所示,将基板(半导体晶片)1定位固定于支承台113上,通过上述输入装置124输入基板1的尺寸(直径Dw与厚度Hw)到控制装置123(S11),则控制装置123,读出对应于存储基板1的尺寸而存储的的显示根据Dn与Hn之间的关系的均匀沉积可能范围的均匀沉积图(参照图3A),同时,还会读出对应于存储基板1的尺寸而存储的显示根据Dp与H之间的关系的均匀溅击蚀刻可能范围的均匀溅击蚀刻图(参照图3B)(S12),Dn是主供应喷嘴114前端与真空反应室111轴心之间的距离(参照图2);Hn是该主供应喷嘴114轴心与支承台113上面之间的高度(参照图2);Dp是沿着高频天线116所产生的环状高密度等离子体范围PH的外径与内径之间的中心径尺寸(参照图2);H是该高密度等离子体范围PH的该中心与真空反应室111内等离子体扩散范围Ps下部之间的高度(参照图2)。
同时,控制装置123会根据按照基板1尺寸所设定的真空反应室111内压,以及高频天线116所产生的电磁波频率,求出Hp(参照图2)与上述Dp值,Hp是上述高密度等离子体区域Ph的上述中心与真空反应室111内部上面之间的高度(上述Hp与上述内压大小以及上述频率成反比关系;上述Dp与上述内压大小成反比关系,与上述频率成正比关系,即,上述Dp与高频天线116中的电流大小成正比关系,而电流大小则视高频天线116中的抗阻而定)。另一方面,根据按照基板1尺寸所设定的真空反应室111内压,以及基板1所产生的自给偏压电位大小求出Hs(参照图2),该Hs是上述等离子体扩散范围Ps下部与支承台113上面之间的高度(护套(シ一ス)的厚度)(上述Hs与上述内压大小成反比关系,与上述自给偏压电位大小成正比关系)(S13)。
根据求出的上述Dp、上述Hp、上述Hs值,控制装置123从读出的上述图表的均匀沉积可能范围与均匀溅击蚀刻可能范围的重叠范围内除去Pw,求出最能提高均匀性的上述H与上述Hn值,以及上述Dn值(S14),上述Pw是高密度等离子体范围PH对基板1所造成的损害发生范围。
接着,控制装置123会控制上述移动装置122,使上述主供应喷嘴114移动至上述Dn值(S15),并控制上述升降装置121,使上述支承台113升降至上述H值(S16)。
上述设定进行后,控制装置123会起动排气泵112,将真空反应室111内部减压至特定值;起动上述高频电源117与高频偏压电源119,通过上述供应喷嘴114、115输送上述气体3~5,该气体3~5由于受上述高频天线116所产生的电磁波影响而等离子体化,同时,又受上述基板1所产生的自给偏压电位影响而被吸附至支承台113的基板1上,于是,主原料气体(SiH4)3与副原料气体(O2)4的反应生成物(SiO2)沉积于基板1上而形成包覆膜2,而等离子体化的稀有气体5,则通过对基板1的铝配线间上所突出沉积的包覆膜2进行溅击蚀刻,让基板1的铝配线间毫无空隙地形成包覆膜2。基板1的等离子体处理即依此方式进行(S17)。
此时,如前所述,关于本实施方式的等离子体处理装置100,为使其均匀沉积可能范围与均匀溅击蚀刻可能范围成为重叠的范围,将上述主供应喷嘴114的前端位置以及上述支承台113的高度位置,按照基板1的尺寸设定完成,故能够让生成反应物(SiO2)沿着基板1的表面方向,一边进行均匀量沉积一边进行均匀量溅击蚀刻。
因此,本实施方式的等离子体处理装置100,可以沿着基板1的表面方向,轻易形成均匀厚度的包覆膜2,尤其,基板1的直径尺寸愈大,便愈可明显看出该项特性。
(第2实施方式)
图5至图7是关于本发明的第2实施方式,等离子体处理装置的图形表示。图5是等离子体处理装置的概略构成图,图6是图5等离子体处理装置中的主要部分说明图,图7是表示等离子体处理方式顺序的流程图。再者,关于与上述第1实施方式相同的部分,由于此处使用的符号与上述第1实施方式中所使用的符号相同,故与上述第1实施方式说明重复的部分将在此处予以省略。
如图5所示,真空反应室111的内部底面上,设置有支承基板1的圆柱状支支承台213,其与该真空反应室111设置于同轴。真空反应室111的顶部上面,设置有多个直径各异的环状高频天线216a~216f,它们与该真空反应室111设置于同轴。这些高频天线216a~216f,经由匹配器217a~217f,连接着高频电源217。该高频电源217,电连接于控制装置223的输出部,该控制装置223,可经由高频电源217,让其仅供电于选定的高频天线216a~216f。
即,上述第1实施方式的等离子体处理装置100,在升降装置121上设置支承台113以使其能够升降,并使用单一的高频天线116;而本实施方式的等离子体处理装置200,设置有多个直径各异的环状高频天线216a~216f,可选择性予以供电,并在真空反应室111内设置有固定载置的支承台213。
再者,本实施方式以高频电源217及匹配器217a~217f构成天线用供电机构;以控制装置223及上述输入装置124构成控制机构。
关于使用本实施方式的等离子体处理装置200时,其等离子体处理的方式说明如下。
如图7所示,将基板(半导体晶片)1的位置固定于支承台213上,由上述输入装置124输入基板1的尺寸(直径Dw与厚度Hw)至控制装置223(S11),则与上述第1实施方式的情况相同,控制装置223会读出根据基板1的尺寸存储的上述图表(参照图3A、图3B)(S12)。
同时,控制装置223会根据按照基板1尺寸所设定的真空反应室111内压,以及高频天线216a~216f所产生的电磁波频率,与上述第1实施方式的情况相同,求出Hp(参照图6);并根据按照基板1尺寸所设定的真空反应室111内压,以及偏压电极板118所产生的自给偏压电位大小求出上述Hs(参照图6),再依此求出上述H(参照图6)值(S23)。而且,上述Hn(参照图6)为固定值。
根据上述求出的H与Hn值,控制装置223会从读出的上述图表的均匀沉积可能范围与均匀溅击蚀刻可能范围的重叠范围中,求出最能提高均匀性的上述Dn与上述Dp值(S24)。
接着,与上述第1实施方式的情况相同,控制装置223会控制上述移动装置122,使上述主供应喷嘴114移动至求出的上述Dn值(S15)。
另外,控制装置223会根据按照基板1尺寸所设定的真空反应室111内压,以及高频天线116所产生的电磁波频率,从上述Dp值求出使用的高频天线216a~216f的直径尺寸Da(参照图6)(上述Dp与上述内压大小成反比关系,与上述频率成正比关系,即,上述Dp与上述高频天线216a~216f中的电流大小成正比关系,而该电流大小则视高频天线216a~216f中的抗阻而定,同时,上述Dp值与上述Da值成正比关系)(S26-1)。
之后,控制装置223会根据求出的上述Da值,选定使用的高频天线216a~216f,并控制上述高频电源217,让其仅供电于选定的高频天线216a~216f(S26-2)。
上述设定进行后,与上述第1实施方式的情况相同,控制装置223会进行基板1的等离子体处理(S17)。
即,上述第1实施方式的等离子体处理装置100,为使均匀沉积可能范围与均匀溅击蚀刻可能范围成为重叠的范围,将上述主供应喷嘴114的前端位置以及上述支承台113的高度位置,按照基板1的尺寸设定完成;而本实施方式的等离子体处理装置200,为使均匀沉积可能范围与均匀溅击蚀刻可能范围成为重叠的范围,将上述主供应喷嘴114的前端位置以及所使用的上述高频天线216a~216f,按照基板1的尺寸设定完成。
故关于本实施方式的等离子体处理装置200,与上述第1实施方式的情况相同,能够让生成反应物(SiO2)沿着基板1的表面方向,一边进行均匀量沉积一边进行均匀量溅击蚀刻。
因此,本实施方式的等离子体处理装置200,与上述第1实施方式的情况相同,可以沿着基板1的表面方向,轻易形成均匀厚度的包覆膜2,尤其,基板1的直径尺寸愈大,便愈可明显看出该项特性。
(其他实施方式)
再者,上述第1与第2实施方式中,通过移动装置122相对于真空反应室111移动主供应喷嘴114,调整主供应喷嘴114以改变主供应喷嘴114前端与真空反应室111轴心之间的距离,然而,举例来说,将移动装置122予以省略,改为准备多个长度各异的可装卸的主供应喷嘴,则通过相对于真空反应室的主供应喷嘴的互换,亦可调整主供应喷嘴以改变主供应喷嘴前端与真空反应室轴心之间的距离。
此外,从基板1的直径尺寸等各项条件,要让生成反应物的均匀量沉积更易于沿着基板1的表面方向进行,也可以预先设定的主供应喷嘴前端与真空反应室轴心之间的距离的值来固定设置主供应喷嘴。
关于本发明的等离子体处理装置,其可沿着基板的表面方向,轻易形成均匀厚度的包覆膜,尤其,当基板的直径尺寸愈大,便愈可明显看出该项特性,故本发明的运用对于产业发展极有助益。
Claims (4)
1.一种等离子体处理装置,具有:
真空反应室,其形成为圆筒状;
排气机构,其与上述真空反应室相连结;
支承台,其设置于上述真空反应室内以支承基板;
主供应喷嘴,其设置于上述真空反应室内比上述支承台靠近上方位置,前端朝向该真空反应室的轴心部分,输送主原料气体;
副供应喷嘴,其设置于上述真空反应室内比上述支承台靠近上方位置,前端朝向该真空反应室的轴心部分,输送副原料气体与稀有气体;
高频天线,其以与该真空反应室形成同轴的方式设置于上述真空反应室的上部,且形成环状;
天线用供电机构,其连接于上述高频天线,从该高频天线输出电磁波;
偏压电极板,其设置于上述支承台内;及
高频偏压供电机构,其连接于上述偏压电极板,使上述基板产生自给偏压电位,其特征在于:
具有:升降机构,其用以升降上述支承台;及
控制机构,在被指示载置于上述支承台的上述基板尺寸时,
读出均匀溅击蚀刻图,该均匀溅击蚀刻图是对应于上述基板尺寸而存储的,显示根据沿着上述高频天线所产生的环状高密度等离子体区域的外径与内径之间的中心直径尺寸Dp与该高密度等离子体区域的该中心与上述真空反应室的等离子体扩散区域下部之间的高度H的关系的可均匀溅击蚀刻范围,
与此同时,根据上述真空反应室的内压以及由上述高频天线所产生的电磁波频率,求出上述高密度等离子体区域的上述中心与上述真空反应室内部上面之间的高度Hp,并求出上述Dp的值,另一方面根据上述真空反应室的内压以及使上述基板产生的自给偏压电位大小,求出上述等离子体扩散区域的下部与上述支承台上面之间的高度Hs之后,
根据上述Dp、上述Hp、上述Hs的值,从读出的上述图中求出成为可均匀溅击蚀刻范围的上述H值,
控制上述升降机构而使上述支承台升降,以便达到上述H值。
2.如权利要求1所述的等离子体处理装置,其特征在于,还具有主供应喷嘴调整机构,其调整该主供应喷嘴,以便改变上述主供应喷嘴前端与上述真空反应室轴心的距离;且
上述控制机构在被指示载置于上述支承台的上述基板尺寸时,
进一步读出均匀沉积图,该均匀沉积图是对应于上述基板尺寸而存储的,显示根据上述主供应喷嘴前端与上述真空反应室轴心的距离Dn与该主供应喷嘴轴心与上述支承台上面之间的高度Hn的关系的可均匀沉积范围,
根据上述Dp、上述Hp、上述Hs的值,从读出的上述均匀沉积图的可均匀沉积范围与上述均匀溅击蚀刻图的可均匀溅击蚀刻范围重叠的范围中,求出上述H与上述Hn的值,并求出上述Dn的值后,
控制上述主供应喷嘴调整机构而调整上述主供应喷嘴,以便达到上述Dn值。
3.一种等离子体处理装置,其具有:
真空反应室,其形成为圆筒状;
排气机构,其与上述真空反应室相连结;
支承台,其设置于上述真空反应室内以支承基板;
主供应喷嘴,其设置于上述真空反应室内比上述支承台靠近上方位置,前端朝向该真空反应室的轴心部分,输送主原料气体;
副供应喷嘴,其设置于上述真空反应室内比上述支承台靠近上方位置,前端朝向该真空反应室的轴心部分,输送副原料气体与稀有气体;
高频天线,其以与该真空反应室形成同轴的方式设置于上述真空反应室的上部,且形成环状;
天线用供电机构,其连接于上述高频天线,从该高频天线输出电磁波;
偏压电极板,其设置于上述支承台内;及
高频偏压供电机构,其连接于上述偏压电极板,使上述基板产生自给偏压电位,其特征在于:
上述高频天线包含多个直径各异的天线;
上述天线用供电机构可只供电给上述高频天线中所选择者;
具有控制机构,在被指示载置于上述支承台的上述基板尺寸时,
读出均匀溅击蚀刻图,该均匀溅击蚀刻图是对应于上述基板尺寸而存储的,显示根据沿着上述高频天线所产生的环状高密度等离子体区域的外径与内径之间的中心直径尺寸Dp与该高密度等离子体区域的该中心与上述真空反应室内的等离子体扩散区域下部之间的高度H的关系的可均匀溅击蚀刻范围,
与此同时,根据上述真空反应室的内压以及由上述高频天线所产生的电磁波频率,求出上述高密度等离子体区域的上述中心与上述真空反应室内部上面之间的高度Hp,并根据上述真空反应室的内压以及使上述基板产生的自给偏压电位大小,求出上述等离子体扩散区域下部与上述支承台上面之间的高度Hs,由此求出上述H值,
根据上述H值,从读出的上述图中求出成为可均匀溅击蚀刻范围的上述Dp值后,
从上述Dp值根据上述真空反应室内压以及由上述高频天线所产生的电磁波频率,求出使用的上述高频天线的直径尺寸Da后,
根据上述Da值,选定使用的上述高频天线,并控制上述天线用供电机构,以便仅供电给选定的该高频天线。
4.如权利要求3所述的等离子体处理装置,其特征在于,还具有主供应喷嘴调整机构,其调整该主供应喷嘴,以便改变上述主供应喷嘴前端与上述真空反应室轴心的距离;且
上述控制机构被指示载置于上述支承台上的上述基板尺寸时,
进一步读出均匀沉积图,该均匀沉积图是对应于上述基板尺寸而存储的,显示根据上述主供应喷嘴前端与上述真空反应室轴心的距离Dn与该主供应喷嘴轴心与上述支承台上面之间的高度Hn的关系的可均匀沉积范围,
根据上述H、上述Hn的值,从读出的上述均匀沉积图的可均匀沉积范围与上述均匀溅击蚀刻图的可均匀溅击蚀刻范围重叠的范围中,求出上述Dp与上述Dn的值后,
控制上述主供应喷嘴调整机构而调整上述主供应喷嘴,以便达到上述Dn值。
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---|---|---|---|---|
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US8956500B2 (en) * | 2007-04-24 | 2015-02-17 | Applied Materials, Inc. | Methods to eliminate “M-shape” etch rate profile in inductively coupled plasma reactor |
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Family Cites Families (10)
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US5885358A (en) * | 1996-07-09 | 1999-03-23 | Applied Materials, Inc. | Gas injection slit nozzle for a plasma process reactor |
JP3348768B2 (ja) * | 1997-08-22 | 2002-11-20 | 日本電気株式会社 | アルミ及びアルミ合金膜のドライエッチング装置、ドライエッチング方法、半導体装置の製造装置、半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
US6320320B1 (en) * | 1999-11-15 | 2001-11-20 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for producing uniform process rates |
US7744735B2 (en) * | 2001-05-04 | 2010-06-29 | Tokyo Electron Limited | Ionized PVD with sequential deposition and etching |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112289673A (zh) * | 2010-10-15 | 2021-01-29 | 应用材料公司 | 用以降低在等离子体蚀刻室中的粒子缺陷的方法及设备 |
WO2021189533A1 (zh) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 | 中国科学院微电子研究所 | 一种集成镀膜设备的样品传输装置 |
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