CN102263025B - 等离子体处理装置及其处理气体供给机构 - Google Patents

等离子体处理装置及其处理气体供给机构 Download PDF

Info

Publication number
CN102263025B
CN102263025B CN201110142111.2A CN201110142111A CN102263025B CN 102263025 B CN102263025 B CN 102263025B CN 201110142111 A CN201110142111 A CN 201110142111A CN 102263025 B CN102263025 B CN 102263025B
Authority
CN
China
Prior art keywords
plate body
dielectric window
process chamber
processing apparatus
plasma processing
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.)
Active
Application number
CN201110142111.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102263025A (zh
Inventor
饭塚八城
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.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron 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 Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of CN102263025A publication Critical patent/CN102263025A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102263025B publication Critical patent/CN102263025B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • 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
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
    • 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
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • 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
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
    • H01L21/32135—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only
    • H01L21/32136—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only using plasmas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching
    • H01J2237/3343—Problems associated with etching
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明提供一种与现有技术相比能够提高处理的面内均一性的等离子体处理装置及其处理气体供给机构。它是一种在处理腔内发生电感耦合等离子体然后对被收纳在处理腔内的基板进行处理的等离子体处理装置，它具备：以覆盖处理腔的上部开口的方式设置，且具备电介质窗的上盖；设置于处理腔外的电介质窗的上部的高频线圈；以位于电介质窗的内侧的方式被支承于上盖，采用层叠具有透孔的多个板体而成的层叠体构成，通过设置于板体之间或者板体与电介质窗之间且其端部向透孔的边缘部开口的多个槽状的气体通道，从多个部位朝着水平方向向处理腔内供给处理气体的气体供给机构。

Description

等离子体处理装置及其处理气体供给机构
技术领域
本发明涉及一种等离子体处理装置及其处理气体供给机构。
背景技术
现有技术中，在半导体装置的制造领域等中，作为在半导体晶片等基板上进行成膜处理和蚀刻处理等处理的装置，有一种使用电感耦合等离子体(ICP)的等离子体处理装置。
作为使用ICP的等离子体处理装置的处理气体供给机构，有一种方式是，在处理室的上部设有高频线圈的等离子体处理装置中，例如，在基板的周围的高频线圈和基板之间的空间设置由环状的中空管形成的处理气体供给机构，从设置于中空管的内侧的多个气体吹出口向基板的上部空间喷出处理气体(例如，参照专利文献1)。
另外，还有一种方式是，在处理室的侧壁部设有高频线圈的等离子体处理装置中，例如，从处理室的上部中央向基板的上部的空间喷出处理气体(例如，参照专利文献2)。
上述处理气体供给机构均是使用孔和狭缝的开口构成的喷嘴状的构造的方式。在处理室的上部设有高频线圈的等离子体处理装置的情况下，如果在基板的上部存在导入气体所需的大的构件，那么，基板被该构件遮挡，基板的处理状态有可能变得不均一。另外，如果采用在基板的上部且高频线圈的下部设有气体扩散室的结构，必须设法防止该空间中的放电现象。因此，喷出气体的部位基本上被局限在基板的中央部以及外周部。
专利文献1日本特开2001-85413号公报
专利文献2日本专利第3845154号公报
发明内容
如上所述，在现有的等离子体处理装置及其处理气体供给机构中，喷出气体的部位受到制约，因此，存在难以通过控制处理气体的供给状态来提高处理的面内均一性这样的问题。
本发明就是针对上述现有情况而产生的，其目的在于，提供一种与过去相比能够提高处理的面内均一性的等离子体处理装置及其处理气体供给机构。
本发明的等离子体处理装置，其特征在于，它是一种在处理腔内发生电感耦合等离子体来对被收纳在所述处理腔内的基板进行处理的等离子体处理装置，它具备：以覆盖所述处理腔的上部开口的方式设置的且具备电介质窗的上盖；设置于所述处理腔外的所述电介质窗的上部的高频线圈；以位于所述电介质窗的内侧的方式被支承于所述上盖，由层叠具有透孔的多个板体而成的层叠体形成，通过设置于所述板体之间或所述板体与所述电介质窗之间且其端部在所述透孔的边缘部开口的多个槽状的气体通道，从多个部位朝着水平方向向所述处理腔内供给处理气体的气体供给机构。
本发明的等离子体处理装置的处理气体供给机构，其特征在于，它是一种等离子体处理装置的处理气体供给机构，该等离子体处理装置具备：以覆盖处理腔的上部开口的方式设置，且具备电介质窗的上盖；和设置于所述处理腔外的所述电介质窗的上部的高频线圈，通过对所述高频线圈施加高频电力，在所述处理腔内发生电感耦合等离子体来对被收纳在所述处理腔内的基板进行处理，以位于所述电介质窗的内侧的方式被支承于所述上盖，由层叠具有透孔的多个板体而成的层叠体形成，通过设置于所述板体之间或所述板体与所述电介质窗之间且其端部在所述透孔的边缘部开口的多个槽状的气体通道，从多个部位朝着水平方向向所述处理腔内供给处理气体。
根据本发明，能够提供一种与现有技术相比能够提高处理的面内均一性的等离子体处理装置及其处理气体供给机构。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的等离子体蚀刻装置的结构图。
图2是放大表示图1的等离子体蚀刻装置的主要部分结构的纵剖面图。
图3是本发明的第2实施方式的等离子体蚀刻装置的结构图。
图4是放大表示图3的等离子体蚀刻装置的主要部分结构的纵剖面图。
图5是本发明的第3实施方式的等离子体蚀刻装置的结构图。
图6是放大表示图5的等离子体蚀刻装置的主要部分结构的纵剖面图。
图7是本发明的第4实施方式的等离子体蚀刻装置的结构图。
图8是放大表示图7的等离子体蚀刻装置的主要部分结构的纵剖面图。
图9是本发明的第5实施方式的等离子体蚀刻装置的结构图。
图10是图9的等离子体蚀刻装置的主要部分的结构图。
图11是图9的等离子体蚀刻装置的主要部分的结构图。
图12是图9的等离子体蚀刻装置的主要部分的结构图。
图13是图9的等离子体蚀刻装置的主要部分的结构图。
图14是本发明的第6实施方式的等离子体蚀刻装置的主要部的结构图。
符号说明
1......等离子体蚀刻装置
10......处理腔
11......处理腔主体
12......上盖
13......电介质窗
14......高频线圈
15......载置台
30......处理气体供给机构
31～34......板体
35......层叠体
41～44......透孔
51～54......槽状气体通道
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的实施方式进行详细的说明。
图1是表示作为本发明的第1实施方式的等离子体处理装置的等离子体蚀刻装置1的结构的示意图。如该图所示，等离子体蚀刻装置1具备处理腔10。处理腔10采用表面被阳极氧化处理的铝等大致呈圆筒状构成，其主要部分由形成在上部具有开口的容器状的处理腔主体11、和以覆盖该处理腔主体11的上部开口的方式设置的上盖12构成。
在上盖12上设有由石英等形成的电介质窗13，按照位于处理腔10外侧的电介质窗13的上部附近的方式设有高频线圈14。该高频线圈14与未图示的高频电源连接，供给规定频率(例如13.56MHz)的高频电力。
在处理腔10的内部，按照位于电介质窗13的下方的方式设有用来载置半导体晶片等基板的载置台15。在载置台15的基板载置面上设有用来吸附基板的未图示的静电卡盘等。另外，在该载置台15连接有用来施加偏压电压的未图示的高频电源。在载置台15的周围设有用来朝着下方排气的环状的排气空间16，在排气空间16中设有与未图示的排气装置连通的排气口17。
在载置台15的周围设有用来分隔载置台15的上方的处理空间18和排气空间16的折流挡板(baffle plate)19。在处理腔主体11的侧壁部分设有用来搬入和搬出所要处理的基板的搬入搬出口20。在该搬入搬出口20设有闸阀等未图示的开闭机构。
在电介质窗13的内侧设置处理气体供给机构30。如图2的放大图所示，该处理气体供给机构30由层叠多块(在本实施方式是4块)板体31～34而成的层叠体35构成。在板体31～34上，在中央部分别形成透孔41～44，整体形状呈环状。透孔41～44按照其直径(环状的板体31～34的内径)在电介质窗13一侧(图2中上侧)更缩小的方式构成。反之，板体31～34的外径在电介质窗13一侧(图2中上侧)更增大的方式构成。
板体31～34由电介质例如石英或陶瓷构成。这些板体31～34的厚度是3毫米以上，例如优选6毫米左右。在板体31的上表面，从外周部至内周侧端部，沿着径向形成槽，通过该槽，在电介质窗13与板体31之间构成槽状气体通道51。另外，例如在板体33的上表面，从外周部至内周侧端部，沿着径向也形成槽，通过该槽，在板体32与板体33之间构成槽状气体通道53。即，在上面层叠沿着径向形成多个槽的板体31～34，这样就在这些板体31～34之间以及电介质窗13与板体31之间形成槽状气体通道51～54。
为了便于说明，在图2中表示了沿着槽状气体通道51的径向所形成的槽、和沿着槽状气体通道53的径向所形成的槽，如图1(a)所示，实际上这些槽按照位于不同的纵剖面内的方式设置。对于在板体31与板体32之间所形成的槽状气体通道52、和在板体33与板体34之间所形成的槽状气体通道54，在图2中仅表示其顶端部的开口。
如图1(a)所示，这些槽状气体通道51～54分别沿着圆周方向等间隔地设有多个(在图1(a)所示的例子中，分别设有4个，共计16个)，并且按照圆周方向的位置不重叠的方式设置。这些槽状气体通道51～54分别按照与环状的高频线圈14正交的方式设置，因被高频线圈14感应的电磁场，在槽状气体通道51～54内难以发生放电。用来形成这些槽状气体通道51～54的槽的深度优选是例如1毫米～2毫米左右。
如图2所示，板体31～34的周缘部的下面一侧被设置于上盖12的内周部分的支承部60所支承。该支承部60具有根据各个板体31～34外径呈阶梯状构成的支承面61～64，在这些支承面61～64的外周侧端部沿着圆周方向形成环状槽71～74。这些环状槽71～74是沿着板体31～34的圆周方向供给处理气体的气体通道。
如图2所示，在环状槽71的规定部位连接有从环状槽71向外周一侧延伸的处理气体导入通道81，处理气体导入通道81与处理气体导入部91连通。图2仅表示处理气体导入通道81及处理气体导入部91，如图1(a)所示，对于其他的环状槽72～74，也设有同样的处理气体导入通道82～84及处理气体导入部92～94。为了便于说明，在图2中表示了构成前述槽状气体通道51的槽、和气体导入通道81及处理气体导入部91，但是如图1(a)所示，他们实际上按照位于不同的纵剖面内的方式设置。
如图2所示，在比环状槽71～74更靠近内周侧的部分形成有O形环用槽101～104，在这些O形环用槽101～104分别设置有气密密封用的O形环111～114。
板体31～34的固定可以通过以下方式来进行，在支承面64载置板体34，在支承面63载置板体33，在支承面62载置板体32，在支承面61载置板体31后，在板体31之上载置电介质窗13，然后，使用螺栓等在上盖12固定环状的按压部件65，使其处于将电介质窗13的周围朝着下方按压的状态。另外，也可以使其处于预先通过扩散接合等来固定板体31～34的状态。
在上述结构的处理气体供给机构30中，从处理气体导入部92～94导入的处理气体通过处理气体导入通道81～84、环状槽71～74、槽状气体通道51～54，从槽状气体通道51～54开口的透孔41～44的部分朝着水平方向供给处理腔10内。
由于在该处理气体供给机构30中采用在紧靠高频线圈14的附近没有气体扩散室的构造，因此，无需采取措施应对在气体扩散室内发生的放电。另外，采用由电介质构成的板体31～34的层叠构造，并非局限于基板的中央部及周边部，可以将处理气体的喷出位置设定在基板的径向的任意多个位置，所以，能够均一地向基板的上方的处理空间18供给处理气体，提高处理的面内均一性。另外，根据需要，也能向处理空间18不均一地供给处理气体，任意地控制等离子体处理的状态。因存在层叠构造的处理气体供给机构30，从与基板的距离来看处理空间的形状是凸型的形状，因此，与没有这种层叠构件的方式相比，基板外周部的处理特性发生变化。
如上所述，槽状气体通道51～54按照与高频线圈14正交的方式设置，在槽状气体通道51～54内发生放电的可能性小。但是，为了切实防止在槽状气体通道51～54内发生放电，也可在槽状气体通道51～54的局部设置金属膜，将该金属膜设定成接地电位或其他的电位。
根据上述结构的等离子体蚀刻装置1，在进行半导体晶片的等离子体蚀刻的情况下，打开未图示的开闭机构，将基板从搬入、搬出口20搬入处理腔10内，载置在载置台15上，利用静电卡盘吸附。
接着，关闭搬入、搬出口20的未图示的开闭机构，从排气口17，利用未图示的真空泵等，对处理腔10内抽真空至规定的真空度。
然后，利用处理气体供给机构30向处理腔10内供给规定流量的规定处理气体(蚀刻气体)。此时，从处理气体导入部91～94导入的处理气体通过处理气体导入通道81～84、环状槽71～74、槽状气体通道51～54，从槽状气体通道51～54开口的透孔41～44的部分朝着水平方向供给至处理腔10内。
处理腔10内的压力被保持在规定的压力后，在高频线圈14施加规定频率的高频电力。这样，在处理腔10内的基板的上方的处理空间18内产生蚀刻气体的ICP等离子体。另外，根据需要，在载置台15，从未图示的高频电源施加偏压用的高频电压，利用ICP等离子体对基板实施等离子体蚀刻。
此时，利用处理气体供给机构30从处理腔10内的分散的多处供给处理气体，所以，能够使供给基板的处理气体更加均一。另外，处理气体供给机构30由通过层叠电介质构成的板体31～34而成的层叠体35构成，与电介质窗13构成一体，所以，通过电介质窗13，也能够抑制在处理空间中感应的电磁场被阻断而导致基板的处理状态变得不均一。这样，能够使等离子体的状态变得均一，对基板的各个部分实施均一的蚀刻处理。即，能够提高处理的面内均一性。
规定的等离子体蚀刻处理结束后，停止施加高频电力及供给处理气体，按照与上述顺序相反的顺序，从处理腔10内搬出基板。
下面，参照图3、4，对第2实施方式的等离子体蚀刻装置1a进行说明。在第2实施方式中，将上述第1实施方式的处理气体供给机构30作为处理气体供给机构30a，这一点与第1实施方式不同。
如图4所示，在第2实施方式中，处理气体供给机构30a由层叠体35a构成，该层叠体35a通过层叠电介质构成的板体31a～34a而成。板体31a～34a构成环状，在其中央部设置的透孔41a～44a的内径大体相同。另外，如图3(a)所示，由在各个板体31a～34a上所形成的槽而构成的槽状气体通道51a～54a按照在圆周方向上等间隔地、且槽状气体通道51a～54a位于在圆周方向上偏移的位置的方式形成。
如上所述，在第2实施方式中，透孔41a～44a的内径大体相同，槽状气体通道51a～54a的端部的处理气体喷出部按照其径向位置位于同一圆周上的方式设置。该径向位置并非局限于中央部或周边部，可以将其设定在任意的位置。圆周方向按照各不相同的方式位于偏移的位置，槽状气体通道51a～54a中的喷出位置的高度也因板体31a～34a的厚度位于偏移的位置。因此，与第1实施方式同样，不仅能够使供给基板的处理气体更加均一，并且能够对基板的各个部分实施均一的蚀刻处理。上述结构以外的结构与前述第1实施方式同样，所以，在对应的部分标注相同的符号，省略重复的说明。
下面，参照图5、6，对第3实施方式的等离子体蚀刻装置1b进行说明。在第3实施方式中，将上述第1实施方式的处理气体供给机构30作为处理气体供给机构30b，这一点与第1实施方式不同。
如图6所示，在第3实施方式中，处理气体供给机构30b由层叠体35b构成，层叠体35b通过层叠电介质构成的板体31b～34b而成。在最靠近电介质窗13一侧(图6中的上侧)的板体31b，在中央附近共计设有4个透孔41b(参照图5(a))，在比板体31b更靠近载置台15一侧的板体32b～34b，在相同的位置也形成有同样的透孔。
如图5(a)所示，在板体32b，在比透孔41b更靠近外周一侧设有4个透孔42b，在比板体32b更靠近载置台15一侧的板体33b～34b，在相同的位置也形成有同样的透孔。而且，在板体33b，在比透孔42b更靠近外周一侧设有4个透孔43b，在比板体33b更靠近载置台15一侧的板体34b，在相同的位置也形成有同样的透孔。在板体34b上，在与透孔43b相比更靠近外周一侧设有4个透孔44b。
如上述结构的第3实施方式，板体31b～34b也可以形成环状以外的形状，形成在作为处理气体的喷出部的位置设有透孔41b～44b的形状，槽状气体通道51b～54b的端部也可以采用在透孔41b～44b内的侧壁部分开口的结构。上述结构以外的结构与所述第1实施方式相同，所以，在对应的部分标注相同的符号，省略重复的说明。
下面，参照图7、8，对第4实施方式的等离子体蚀刻装置1c进行说明。在第4实施方式中，将上述第1实施方式的处理气体供给机构30作为处理气体供给机构30c，这一点与第1实施方式不同。
如图8所示，在第4实施方式中，处理气体供给机构30c由通过层叠电介质构成的板体31c～34c而成的层叠体35c构成。板体31c～34c与第1实施方式同样呈环状构成，但是如图7(a)所示，层叠体35c的中心位于从电介质窗13的中心偏心的位置，这一点与第1实施方式不同。也可以如该第4实施方式所述，在处理腔10的空间内，按照与处理腔10的中心偏心的方式设置处理气体供给机构30c，处理气体供给口偏心设置。上述结构以外的结构与上述第1实施方式相同，所以，在对应的部分标注相同的符号，省略重复的说明。
下面，参照图9～13，对第5实施方式的处理气体供给机构30d及等离子体处理装置1d进行说明。在与前述第1实施方式对应的部分，标注相同的符号，省略重复的说明。
图9是表示第5实施方式的等离子体处理装置1d的主要部分结构的示意图。如图9(b)所示，第5实施方式的处理气体供给机构30d由层叠体135构成，层叠体135通过层叠由石英或单晶硅或陶瓷等电介质(在第5实施方式中是石英)构成的上侧板体131、中间板体132、下侧板体133三片板体而成。上侧板体131、中间板体132、下侧板体133分别形成大致呈圆板状的形状，整体的厚度例如为15毫米左右。在三片板体中，位于中间的中间板体132与上侧板体131及下侧板体133相比更厚，例如为11毫米左右。另外，上侧板体131及下侧板体133的厚度为2毫米左右。
如图10所示，在下侧板体133上设置有多个下侧透孔140，在本实施方式中，下侧透孔140呈格子状设置。另外，如图11所示，在中间板体132的内周部分形成有多个中间透孔150。如图11所示，在中间板体132的下面一侧形成有多个下侧外周槽151、下侧径向槽152、下侧辅助槽153，用来形成向基板的外周部供给处理气体的外周侧气体通道。
下侧外周槽151按照沿着外周部呈圆弧状分割成四等分的方式设置。在4个下侧外周槽151分别设置用来向基板的外周部供给处理气体的处理气体导入口151a。另外，下侧径向槽152按照从下侧外周槽151朝着内周侧延伸的方式沿着径向设置。下侧径向槽152按照其内周侧端部到达形成于图10所示的下侧板体133上的任意一个下侧透孔140的边缘部的方式形成，当将下侧板体133和中间板体132贴合在一起时，下侧径向槽152就与下侧透孔140连通。
下侧辅助槽153以将多个中间透孔150之间连接的方式设置。该下侧辅助槽153借助其中一个中间透孔150，与设置于中间板体132的上表面一侧的后述的上侧径向槽156连通。设置该下侧辅助槽153的目的在于，因与其他的上侧径向槽156的干扰，对于不能在中间板体132的上表面一侧形成上侧径向槽156的部分，在中间板体132的下表面一侧以旁通的方式形成气体通道。
如图12所示，在中间板体132的上表面一侧，形成有用来形成向基板的内周部供给处理气体的内周侧气体通道的多个上侧外周槽155、和上侧径向槽156。上侧外周槽155按照沿着外周部呈圆弧状被分割成四等分的方式设置。另外，上侧径向槽156按照从上侧外周槽155朝着内周侧延伸的方式沿着径向设置。上侧径向槽156按照其内周侧端部到达任意一个中间透孔150的边缘部的方式设置，上侧径向槽156与中间透孔150连通。在上侧径向槽156中，除了内周侧端部以外，在该路径中还包括其他的中间透孔150。即，上侧径向槽156和中间透孔150未必一一对应，一个上侧径向槽156包括与多个中间透孔150连通的槽。在4个上侧外周槽155分别设置用来向基板的内周部供给处理气体的处理气体导入口155a。
上侧板体131形成平板状，被固定在上述中间板体132的上面一侧，上侧外周槽155、上侧径向槽156以及中间透孔150的上侧被堵塞。这样就形成从上侧外周槽155通过上侧径向槽156到达中间透孔150的图13所示的槽状气体通道171。
在中间板体132的下面一侧固定有下侧板体133，下侧外周槽151、下侧径向槽152、下侧辅助槽153的下侧被堵塞，并且，下侧透孔140和中间透孔150连通。这样就形成从下侧外周槽151通过下侧径向槽152到达下侧透孔140的图13所示的槽状气体通道172。
上侧板体131、中间板体132、下侧板体133的固定例如可以通过扩散接合来进行。在该扩散接合中，例如，在氧气气氛条件下加热至800～900℃并施加压力，这样就能在无粘接层的情况下进行接合。
如图9(a)所示，向基板的内周部供给处理气体的4个气体导入口155a以及向基板的外周部供给处理气体的4个处理气体导入口151a分别与处理气体导入部91～98连通。
对于从处理气体导入部91～98导入的处理气体的种类及流量，可以朝着基板使其在内周部和外周部各不相同，另外，也可以在内周部的处理气体导入部4处和外周部的处理气体导部4处，使其分别在圆周方向上各不相同。这样，就能细致地控制对基板的等离子体处理的面内均一性。
通过分割下侧外周槽151及上侧外周槽155，这样就能降低在它们的内部发生放电的可能性。即，如果下侧外周槽151及上侧外周槽155未被分割，一个槽在整个外周形成，那么，在由该槽所形成的槽状气体通道内产生电位差且发生放电的可能性就会增大，但在本第5实施方式中，能够降低发生这种放电的可能性。
在上述结构的第5实施方式中，能够获得与上述各个实施方式相同的效果，并且能够呈格状设置多个作为处理气体的喷出口的下侧透孔140。因此，能够使供给基板的处理气体更加均一。
在上述第5实施方式中，槽状气体通道171及槽状气体通道172形成曲折的形状，槽状气体通道171及槽状气体通道172采用与多个下侧透孔140对应的构造。但是，也可以如图14所示的第6实施方式的气体供给机构30e那样，使槽状气体通道171及槽状气体通道172分别与一个下侧透孔140对应，且呈直线状设置槽状气体通道171及槽状气体通道172。
在上述第5实施方式的气体供给机构30d、第6实施方式的气体供给机构30e中，如果下侧板体133等采用硅制成，那么，并非局限于ICP型的等离子体处理装置，也能应用于CCP型的等离子体处理装置中。
当然，本发明并非局限于上述实施方式，而是能够进行各种各样的变形。例如，用来构成处理气体供给机构的层叠体的板体的数量并非局限于3片、4片，也可以是2片或者5片以上。另外，设置于板体上的透孔的形状并非局限于圆形或者椭圆形，也可以是其他的形状。槽状通道的槽的深度及宽度也可以根据槽状通道的长度而改变，以使处理气体的供给量变得均一。

Claims (9)

1.一种等离子体处理装置，其是一种在处理腔内发生电感耦合等离子体来对收纳在所述处理腔内的基板进行处理的等离子体处理装置，其特征在于，包括：
以覆盖所述处理腔的上部开口的方式设置的具有电介质窗的上盖；
设置于所述处理腔外的所述电介质窗的上部的高频线圈；和
气体供给机构，其以位于所述电介质窗的内侧的方式被支承于所述上盖，由层叠具有透孔的多块板体而成的层叠体构成，通过设置于所述板体之间或所述板体与所述电介质窗之间的、端部在所述透孔的边缘部开口的多个槽状的气体通道，从多个部位朝着水平方向向所述处理腔内供给处理气体，
所述板体为环状。
2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述板体由电介质构成。
3.如权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述板体由石英或陶瓷构成。
4.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
环状的所述板体按照越靠近所述电介质窗一侧的所述板体的内径越小的方式构成。
5.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
环状的板体的内径均相同。
6.如权利要求1～3中任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述板体的外径按照越靠近所述电介质窗一侧的所述板体越大的方式形成。
7.如权利要求1～3中任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述槽状的气体通道按照与所述高频线圈正交的方式设置。
8.如权利要求7所述的等离子体处理装置，其特征在于：
在所述板体的所述槽状的气体通道的部分形成有金属薄膜。
9.一种等离子体处理装置的处理气体供给机构，该等离子体处理装置包括：以覆盖处理腔的上部开口的方式设置的具有电介质窗的上盖；和设置于所述处理腔外的所述电介质窗的上部的高频线圈，通过在所述高频线圈上施加高频电力，在所述处理腔内产生电感耦合等离子体来对被收纳在所述处理腔内的基板进行处理，该处理气体供给机构的特征在于：
以位于所述电介质窗的内侧的方式被支承于所述上盖，由层叠具有透孔的多块板体而成的层叠体构成，通过设置于所述板体之间或所述板体与所述电介质窗之间的、端部在所述透孔的边缘部开口的多个槽状的气体通道，从多个部位朝着水平方向向所述处理腔内供给处理气体，
所述板体为环状。
CN201110142111.2A 2010-05-26 2011-05-26 等离子体处理装置及其处理气体供给机构 Active CN102263025B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010120242 2010-05-26
JP2010-120242 2010-05-26
JP2011-102749 2011-05-02
JP2011102749A JP5740203B2 (ja) 2010-05-26 2011-05-02 プラズマ処理装置及びその処理ガス供給構造

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102263025A CN102263025A (zh) 2011-11-30
CN102263025B true CN102263025B (zh) 2014-01-01

Family

ID=44117162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110142111.2A Active CN102263025B (zh) 2010-05-26 2011-05-26 等离子体处理装置及其处理气体供给机构

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8674607B2 (zh)
EP (1) EP2390898B1 (zh)
JP (1) JP5740203B2 (zh)
KR (1) KR101859555B1 (zh)
CN (1) CN102263025B (zh)
TW (1) TWI544838B (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5718011B2 (ja) * 2010-10-13 2015-05-13 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びその処理ガス供給構造
US9245717B2 (en) * 2011-05-31 2016-01-26 Lam Research Corporation Gas distribution system for ceramic showerhead of plasma etch reactor
TWI565825B (zh) * 2012-06-07 2017-01-11 索泰克公司 沉積系統之氣體注入組件及相關使用方法
US9536710B2 (en) * 2013-02-25 2017-01-03 Applied Materials, Inc. Tunable gas delivery assembly with internal diffuser and angular injection
US10249511B2 (en) * 2014-06-27 2019-04-02 Lam Research Corporation Ceramic showerhead including central gas injector for tunable convective-diffusive gas flow in semiconductor substrate processing apparatus
US20160002784A1 (en) * 2014-07-07 2016-01-07 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Method and apparatus for depositing a monolayer on a three dimensional structure
US20160033070A1 (en) * 2014-08-01 2016-02-04 Applied Materials, Inc. Recursive pumping member
KR20180112794A (ko) * 2016-01-22 2018-10-12 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 전도성 층들이 매립된 세라믹 샤워헤드
US10780447B2 (en) * 2016-04-26 2020-09-22 Applied Materials, Inc. Apparatus for controlling temperature uniformity of a showerhead
US11694911B2 (en) * 2016-12-20 2023-07-04 Lam Research Corporation Systems and methods for metastable activated radical selective strip and etch using dual plenum showerhead
US11670490B2 (en) * 2017-09-29 2023-06-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Integrated circuit fabrication system with adjustable gas injector
US11600517B2 (en) * 2018-08-17 2023-03-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Screwless semiconductor processing chambers
TWI794131B (zh) * 2018-12-21 2023-02-21 日商Ｔｏｔｏ股份有限公司 靜電吸盤
CN113249707A (zh) * 2021-04-21 2021-08-13 拓荆科技股份有限公司 一种薄膜沉积装置和薄膜沉积方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0768702A1 (en) * 1995-10-16 1997-04-16 Applied Materials, Inc. Gas injection slit nozzle for a plasma process reactor
JP3243125B2 (ja) * 1994-06-27 2002-01-07 東京エレクトロン株式会社 処理装置
CN101258786A (zh) * 2005-09-01 2008-09-03 松下电器产业株式会社 等离子体处理设备、等离子体处理方法、其中使用的介质窗口以及该介质窗口的制造方法
CN201313934Y (zh) * 2008-09-10 2009-09-23 李刚 一种用于化学气相淀积的气体导入装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4948458A (en) * 1989-08-14 1990-08-14 Lam Research Corporation Method and apparatus for producing magnetically-coupled planar plasma
US5522934A (en) 1994-04-26 1996-06-04 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus using vertical gas inlets one on top of another
US5846883A (en) * 1996-07-10 1998-12-08 Cvc, Inc. Method for multi-zone high-density inductively-coupled plasma generation
JP3485505B2 (ja) 1999-09-17 2004-01-13 松下電器産業株式会社 処理装置
TW514996B (en) * 1999-12-10 2002-12-21 Tokyo Electron Ltd Processing apparatus with a chamber having therein a high-corrosion-resistant sprayed film
US6444040B1 (en) * 2000-05-05 2002-09-03 Applied Materials Inc. Gas distribution plate
US6716303B1 (en) * 2000-10-13 2004-04-06 Lam Research Corporation Vacuum plasma processor having a chamber with electrodes and a coil for plasma excitation and method of operating same
US6660662B2 (en) * 2001-01-26 2003-12-09 Applied Materials, Inc. Method of reducing plasma charge damage for plasma processes
JP2003323997A (ja) * 2002-04-30 2003-11-14 Lam Research Kk プラズマ安定化方法およびプラズマ装置
KR100964398B1 (ko) * 2003-01-03 2010-06-17 삼성전자주식회사 유도결합형 안테나 및 이를 채용한 플라즈마 처리장치
JP4382505B2 (ja) * 2004-01-22 2009-12-16 パナソニック株式会社 プラズマエッチング装置の誘電板の製造方法
EP1662546A1 (en) * 2004-11-25 2006-05-31 The European Community, represented by the European Commission Inductively coupled plasma processing apparatus
JP5252931B2 (ja) * 2008-01-16 2013-07-31 日本碍子株式会社 セラミックプラズマ反応器、及びプラズマ反応装置
US8377209B2 (en) * 2008-03-12 2013-02-19 Applied Materials, Inc. Linear plasma source for dynamic (moving substrate) plasma processing
JP5396745B2 (ja) * 2008-05-23 2014-01-22 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5554099B2 (ja) * 2010-03-18 2014-07-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3243125B2 (ja) * 1994-06-27 2002-01-07 東京エレクトロン株式会社 処理装置
EP0768702A1 (en) * 1995-10-16 1997-04-16 Applied Materials, Inc. Gas injection slit nozzle for a plasma process reactor
CN101258786A (zh) * 2005-09-01 2008-09-03 松下电器产业株式会社 等离子体处理设备、等离子体处理方法、其中使用的介质窗口以及该介质窗口的制造方法
CN201313934Y (zh) * 2008-09-10 2009-09-23 李刚 一种用于化学气相淀积的气体导入装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特许3243125B2 2002.01.07
US 6,444,040 B1,2002.09.03,

Also Published As

Publication number Publication date
EP2390898A3 (en) 2012-02-01
US8674607B2 (en) 2014-03-18
TW201223343A (en) 2012-06-01
TWI544838B (zh) 2016-08-01
JP2012009829A (ja) 2012-01-12
JP5740203B2 (ja) 2015-06-24
KR101859555B1 (ko) 2018-05-18
EP2390898A2 (en) 2011-11-30
EP2390898B1 (en) 2014-05-14
KR20110129829A (ko) 2011-12-02
US20110291568A1 (en) 2011-12-01
CN102263025A (zh) 2011-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102263025B (zh) 等离子体处理装置及其处理气体供给机构
CN108206151B (zh) 基板处理设备
KR102390323B1 (ko) 플라즈마 프로세싱 챔버를 위한 플라즈마 스크린
US9670584B2 (en) Plasma processing device
JP5308664B2 (ja) プラズマ処理装置
CN107564793B (zh) 电感耦合式等离子体(icp)反应器中的功率沉积控制
US10559451B2 (en) Apparatus with concentric pumping for multiple pressure regimes
US20170110292A1 (en) Tunable gas delivery assembly with internal diffuser and angular injection
US10727096B2 (en) Symmetric chamber body design architecture to address variable process volume with improved flow uniformity/gas conductance
KR20150101785A (ko) 기판 처리 장치
US20160153086A1 (en) Substrate processing apparatus
WO2021162932A1 (en) Methods and apparatus for improving flow uniformity in a process chamber
WO2020013972A1 (en) Gas flow guide design for uniform flow distribution and efficient purge
KR101287081B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
CN102573263B (zh) 等离子体处理装置及其处理气体供给结构

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