CN112585729B - 等离子体处理装置 - Google Patents

Abstract

例示性的实施方式所涉及的等离子体处理装置包括腔室、构件以及加热器。在腔室的内部空间中生成等离子体。构件局部地配置于腔室的内部空间中。加热器构成为对构件进行加热。构件自内部空间朝向腔室的外侧延伸而暴露于腔室的外侧的空间。

Description

等离子体处理装置

技术领域

本公开的例示性的实施方式涉及一种等离子体处理装置。

背景技术

在电子器件的制造中，对基板进行等离子体处理。等离子体处理使用等离子体处理装置。等离子体处理装置包括腔室。腔室的内壁面被遮蔽构件覆盖，从而抑制等离子体处理的副产物在该内壁面堆积。这样的等离子体处理装置记载于下述的专利文献1。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－138497号公报

发明内容

发明要解决的问题

对于等离子体处理装置，谋求对遮蔽构件那样的设于腔室内的构件的温度进行控制。

用于解决问题的方案

在一个例示性的技术方案中，提供一种用于执行等离子体处理的等离子体处理装置。等离子体处理装置包括腔室、构件以及加热器。构件局部地配置于腔室的内部空间中。加热器构成为对构件进行加热。构件自内部空间朝向腔室的外侧延伸而暴露于腔室的外侧的空间。

发明的效果

根据一个例示性的实施方式所涉及的等离子体处理装置，能够控制设于腔室内的构件的温度。

附图说明

图1是概略地表示一个例示性的实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。

图2是图1所示的等离子体处理装置的局部放大剖视图。

图3是图1所示的等离子体处理装置的局部放大剖视图。

图4是图1所示的等离子体处理装置的局部放大剖视图。

图5是概略地表示另一例示性的实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。

具体实施方式

以下，说明各种例示性的实施方式。

在一个例示性的实施方式中，提供一种用于执行等离子体处理的等离子体处理装置。等离子体处理装置包括腔室、构件以及加热器。构件局部地配置于腔室的内部空间中。加热器构成为对构件进行加热。构件自内部空间朝向腔室的外侧延伸而暴露于腔室的外侧的空间。

在上述例示性的实施方式所涉及的等离子体处理装置中，构件并不是仅配置于减压后的内部空间内，而是构成为自内部空间朝向腔室的外侧延伸而与腔室的外侧的大气接触。因而，构件能够被充分冷却。另外，利用加热器加热构件。因而，能够控制构件的温度。

在一个例示性的实施方式中，也可以是，构件由铝形成。

在一个例示性的实施方式中，也可以是，等离子体处理装置还包括间隔件，该间隔件设于腔室与构件之间。间隔件使腔室与构件之间的热阻增加。因而，可以抑制腔室的温度上升。

在一个例示性的实施方式中，也可以是，间隔件由具有比铝的热传导率低的热传导率的材料形成。也可以是，间隔件例如由不锈钢形成。该间隔件具有较高的热阻。

在一个例示性的实施方式中，也可以是，构件沿着腔室的内壁面延伸，从而抑制等离子体处理的副产物在腔室的内壁面堆积。

在一个例示性的实施方式中，等离子体处理装置还包括加热器单元。加热器单元具有主体和上述加热器。加热器设于主体内。加热器单元的主体设为与构件热接触。

以下，参照附图详细地说明各种例示性的实施方式。此外，在各附图中，对相同或相当的部分标注相同的附图标记。

图1是概略地表示一个例示性的实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。图2、图3以及图4是图1所示的等离子体处理装置的局部放大剖视图。图2中示出利用一个例子的闸门机构的阀芯关闭对应的开口的状态。另外，图3中示出一个例子的闸门机构的阀芯打开对应的开口的状态。图1～图4所示的等离子体处理装置1具备腔室10。在腔室10中提供有内部空间10s。内部空间10s能够减压。在内部空间10s中形成等离子体。

腔室10包括腔室主体12和顶部14。腔室主体12构成腔室10的侧壁和底部。腔室主体12具有大致圆筒形状。腔室主体12的中心轴线与沿铅垂方向延伸的轴线AX大致一致。腔室主体12电接地。腔室主体12例如由铝形成。在腔室主体12的表面形成有耐腐蚀性的膜。耐腐蚀性的膜例如由氧化铝或氧化钇之类的材料形成。

在腔室10的侧壁形成有开口12p。由腔室主体12提供有开口12p。开口12p能够利用闸阀12g进行开闭。基板W在内部空间10s与腔室10的外部之间输送时穿过开口12p。

在一实施方式中，腔室主体12包括第1构件12a和第2构件12b。第1构件12a具有大致圆筒形状。第1构件12a构成腔室10的侧壁的一部分以及底部。第2构件12b具有大致圆筒形状。第2构件12b设于第1构件12a上。第2构件12b构成腔室10的侧壁的其他的部分。第2构件12b提供有开口12p。

在内部空间10s中设有支承台16。支承台16构成为支承载置于该支承台16之上的基板W。在支承台16的下方设有底板17。底板17被腔室10的底部、例如第1构件12a支承。自底板17向上方延伸有支承体18。支承体18具有大致圆筒形状。支承体18由例如石英之类的绝缘体形成。支承台16搭载于支承体18上，并被支承体18支承。

支承台16包括下部电极20和静电卡盘22。支承台16也可以还包括电极板24。电极板24具有大致圆盘形状。电极板24的中心轴线与轴线AX大致一致。电极板24由铝之类的导体形成。

下部电极20设于电极板24上。下部电极20与电极板24电连接。下部电极20具有大致圆盘形状。下部电极20的中心轴线与轴线AX大致一致。下部电极20由铝之类的导体形成。在下部电极20中形成有流路20f。流路20f例如呈涡旋状延伸。自冷却单元26向流路20f供给制冷剂。冷却单元26设于腔室10的外部。冷却单元26将例如液体状的制冷剂向流路20f供给。供给到流路20f的制冷剂向冷却单元26返回。

静电卡盘22设于下部电极20上。静电卡盘22包括主体和电极22a。静电卡盘22的主体具有大致圆盘形状。静电卡盘22的中心轴线与轴线AX大致一致。静电卡盘22的主体由陶瓷形成。电极22a为由导体形成的膜。电极22a设于静电卡盘22的主体内。在电极22a经由开关22s连接有直流电源22d。在使基板W保持于静电卡盘22的情况下，对电极22a施加来自直流电源22d的电压。若对电极22a施加电压，则在静电卡盘22与基板W之间产生静电引力。利用产生的静电引力，基板W被吸附于静电卡盘22，而被静电卡盘22保持。等离子体处理装置1也可以提供有向静电卡盘22与基板W的背面之间供给传热气体(例如氦气)的气体线路。

在静电卡盘22的周缘部上以包围基板W的方式配置有聚焦环FR。利用聚焦环FR，从而改善对基板W进行的等离子体处理的面内均匀性。聚焦环FR由例如硅、石英、或碳化硅形成。在聚焦环FR与下部电极20之间设有环27。环27由绝缘体形成。

等离子体处理装置1也可以还具备筒状部28和筒状部29。筒状部28沿着支承台16的外周和支承体18的外周延伸。筒状部28设于筒状部29上。筒状部28由具有耐腐蚀性的绝缘体形成。筒状部28由例如石英形成。筒状部29沿着支承体18的外周延伸。筒状部29由具有耐腐蚀性的绝缘体形成。筒状部29由例如石英形成。

顶部14以关闭腔室10的上端开口的方式设置。顶部14包括上部电极30。顶部14还能够包括构件32(上部部件)和构件34。构件32为大致环状的板，由铝之类的金属形成。构件32隔着后述的构件58设于腔室10的侧壁上。即，构件32设于构件58上。构件34设于上部电极30与构件32之间。构件34相对于轴线AX沿周向延伸。构件34由石英之类的绝缘体形成。上部电极30借助构件34配置于被构件32划分形成的开口内。上部电极30借助构件34被构件32支承。此外，O型环之类的密封构件35a介于上部电极30与构件34之间。O型环之类的密封构件35b介于构件34与构件32之间。

上部电极30包括顶板36和支承体38。顶板36具有大致圆盘形状。顶板36与内部空间10s接触。在顶板36形成有多个气体喷出孔36h。多个气体喷出孔36h沿板厚方向(铅垂方向)贯通顶板36。顶板36由硅、氧化铝或石英形成。或者，顶板36也可以通过在铝之类的导体制的构件的表面上形成耐腐蚀性的膜而构成。耐腐蚀性的膜例如由氧化铝或氧化钇之类的材料形成。

支承体38设于顶板36上。支承体38将顶板36支承为拆装自如。支承体38例如由铝形成。在支承体38形成有流路38f。流路38f在支承体38内例如呈涡旋状延伸。自冷却单元40向流路38f供给制冷剂。冷却单元40设于腔室10的外部。冷却单元40将液体状的制冷剂(例如冷却水)向流路38f供给。供给到流路38f的制冷剂向冷却单元40返回。该冷却单元40例如能够以4L/min以上的流量将制冷剂向流路38f供给。

在支承体38的内部形成有气体扩散室38d。在支承体38形成有多个孔38h。多个孔38h自气体扩散室38d向下方延伸，并与多个气体喷出孔36h分别连接。在支承体38设有端口38p。端口38p与气体扩散室38d连接。在端口38p经由阀组42、流量控制器组43以及阀组44连接有气体源组41。

气体源组41包括多个气体源。阀组42和阀组44分别包括多个阀。流量控制器组43包括多个流量控制器。多个流量控制器分别为质量流量控制器或压力控制式的流量控制器。气体源组41的多个气体源分别经由阀组44的对应的阀、流量控制器组43的对应的流量控制器以及阀组42的对应的阀与端口38p连接。在等离子体处理装置1中，将分别来自从气体源组41的多个气体源中选择出的一个以上的气体源的气体向气体扩散室38d供给。供给到气体扩散室38d的气体自多个气体喷出孔36h被向内部空间10s供给。

等离子体处理装置1还具备第1高频电源51和第2高频电源52。第1高频电源51为产生等离子体生成用的第1高频电力的电源。第1高频电力的频率例如为27MHz以上。第1高频电源51经由匹配器53与下部电极20电连接。匹配器53具有用于使负载侧(下部电极20侧)的阻抗与第1高频电源51的输出阻抗匹配的匹配电路。此外，第1高频电源51也可以不与下部电极20连接，而是经由匹配器53与上部电极30连接。

第2高频电源52为产生用于向基板W引入离子的第2高频电力的电源。第2高频电力的频率例如为13.56MHz以下。第2高频电源52经由匹配器54与下部电极20电连接。匹配器54具有用于使负载侧(下部电极20侧)的阻抗与第2高频电源52的输出阻抗匹配的匹配电路。

等离子体处理装置1还具备构件58。构件58局部地设于内部空间10s中。即，构件58的局部在内部空间10s中暴露于等离子体中。构件58自内部空间10s朝向腔室10的外侧延伸而暴露于腔室10的外侧的空间。

在一实施方式中，构件58沿着腔室10的内壁面延伸，从而抑制等离子体处理的副产物在腔室10的内壁面堆积。具体而言，构件58沿着腔室主体12的内壁面或第2构件12b的内壁面延伸。构件58具有大致圆筒形状。构件58能够通过在铝之类的导体制的构件的表面上形成耐腐蚀性的膜而构成。耐腐蚀性的膜由例如氧化铝或氧化钇之类的材料形成。

在一实施方式中，构件58被夹在腔室主体12与顶部14之间。例如，构件58被夹在腔室主体12的第2构件12b与顶部14的构件32之间。

在一实施方式中，等离子体处理装置1也可以还具备间隔件59。间隔件59构成板状，绕轴线AX沿周向延伸。间隔件59设于构件58与腔室10之间。间隔件59例如由导体形成。间隔件59也可以由具有比铝的热传导率低的热传导率的材料形成。间隔件59也可以由例如不锈钢形成。间隔件59也可以由不锈钢以外的材料形成，只要是具有比铝的热传导率低的热传导率的材料即可。此外，间隔件59也可以由铝形成。

在一实施方式中，间隔件59设于构件58与第2构件12b之间。在一实施方式中，间隔件59和第2构件12b使用螺纹件60a固定于第1构件12a。螺纹件60a贯穿间隔件59和第2构件12b而螺纹结合于第1构件12a的螺纹孔。构件58使用螺纹件60b固定于间隔件59。螺纹件60b贯穿构件58而螺纹结合于间隔件59的螺纹孔。根据该实施方式，即使为了例如对其进行维护而将构件58自腔室10拆下，间隔件59和第2构件12b还是保持利用螺纹件60a固定于第1构件12a的状态不变。因而，能够在维持了间隔件59和第2构件12b的固定的状态下，将构件58自腔室10拆下。

等离子体处理装置1还具备加热器单元62。加热器单元62包括主体62m和加热器62h。加热器62h构成为对构件58进行加热。加热器62h能够是电阻加热元件。加热器62h设于主体62m内。主体62m与构件58热接触。在一实施方式中，主体62m与构件58物理接触。主体62m由铝之类的导体形成。加热器62h构成为经由主体62m加热构件58。

在一实施方式中，主体62m为大致环状的板，以包围上部电极30的方式沿周向延伸。在一实施方式中，顶部14还包括构件56。构件56为大致环状的板。构件56在顶板36的径向外侧的区域沿周向延伸。径向为相对于轴线AX放射的方向。加热器单元62设于构件56与构件32之间且设于构件34与构件58之间。

在主体62m与其周围的构件之间设有O型环之类的密封构件，以使包括内部空间10s在内的减压环境与大气压环境分离。具体而言，在主体62m与构件32之间设有密封构件63a。而且，在主体62m与构件58之间设有密封构件63b。

在构件58与支承体18之间设有挡板构件72。在一实施方式中，挡板构件72具有大致圆筒形状。挡板构件72的上端形成为凸缘状。挡板构件72的下端形成为大致环形状，并向径向内侧延伸。挡板构件72的上端的外缘与构件58的下端结合。挡板构件72的下端的内缘夹在筒状部29与底板17之间。挡板构件72由铝之类的导体制的板形成。在挡板构件72的表面形成有耐腐蚀性的膜。耐腐蚀性的膜例如由氧化铝或氧化钇之类的材料形成。在挡板构件72形成有多个贯通孔。

内部空间10s包括在挡板构件72的下方延伸的排气区域。在排气区域连接有排气装置74。排气装置74包括自动压力控制阀之类的压力调整器和涡轮分子泵之类的减压泵。

在构件58形成有开口58p。开口58p以与开口12p相对的方式形成于构件58。基板W在内部空间10s与腔室10的外部之间输送时穿过开口12p和开口58p。

等离子体处理装置1也可以还包括闸门机构76。闸门机构76构成为打开关闭开口58p。闸门机构76具有阀芯76v和杆体76s。闸门机构76还能够具有筒体76a、密封部76b、壁部76w以及驱动部76d。

阀芯76v在配置于开口58p内的状态下关闭开口58p。阀芯76v被杆体76s支承。即，杆体76s与阀芯76v连结。杆体76s自阀芯76v向下方延伸。杆体76s包括主部76m和凸缘76f。主部76m形成为大致筒状。即，在杆体76s的内部提供有空腔76c。凸缘76f设于主部76m的上端之上。阀芯76v设于凸缘76f上。杆体76s的空腔76c还形成于凸缘76f中。在凸缘76f中设有加热器76h。加热器76h例如为电阻加热元件。加热器76h构成为经由凸缘76f加热阀芯76v。

筒体76a构成筒形状。筒体76a直接或间接地固定于腔室主体12。杆体76s的主部76m在筒体76a中穿过且能够上下移动。驱动部76d产生用于使杆体76s的主部76m上下移动的动力。驱动部76d例如包括马达。

密封部76b设于筒体76a中。密封部76b封闭筒体76a与杆体76s的主部76m之间的间隙，而确保内部空间10s的气密。密封部76b没有特别限定，能够为O型环或磁性流体密封。壁部76w在筒体76a与腔室主体12之间延伸。壁部76w封闭筒体76a与腔室主体12之间的间隙，而确保内部空间10s的气密。

等离子体处理装置1也可以还具备供给器78。供给器78构成为向空腔76c供给制冷剂。制冷剂例如为空气、冷却空气或非活性气体。通过向闸门机构76的杆体76s供给制冷剂，从而间接地冷却阀芯76v。因而，不用直接向阀芯76v供给制冷剂，能够间接地冷却阀芯76v。

在一实施方式中，等离子体处理装置1还能够具备控制部80。控制部80构成为控制等离子体处理装置1的各部分。控制部80例如为计算机装置。控制部80具有处理器、存储部、键盘之类的输入装置、显示装置以及信号的输入输出接口。在存储部存储有控制程序和制程数据。处理器执行控制程序，并按照制程数据经由输入输出接口向等离子体处理装置1的各部分发出控制信号。

如以上说明那样，在等离子体处理装置1中，构件58并不是仅配置于减压后的内部空间10s内，而是构成为自内部空间10s朝向腔室10的外侧延伸而与腔室10的外侧的大气接触。因而，构件58能够被充分冷却。另外，构件58利用加热器62h加热。因而，能够控制构件58的温度。

在一实施方式中，如上所述，也可以是，间隔件59设于腔室10与构件58之间。间隔件59使腔室10与构件58之间的热阻增加。因而，在内部空间10s中生成有等离子体的情况下，即使由于来自等离子体的热使构件58的温度上升，也能够抑制腔室10的温度上升。

在一实施方式中，也可以是，间隔件59由具有比铝的热传导率低的热传导率的材料(例如不锈钢)形成。该间隔件59的材料具有较高的热阻。因而，根据该实施方式，在内部空间10s中生成有等离子体的情况下，能够进一步抑制腔室10的温度上升。

以下，参照图5，说明另一例示性的实施方式。图5是概略地表示另一例示性的实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。图5所示的等离子体处理装置1B不具备等离子体处理装置1的构件32，而是具备构件32B(上部部件)。等离子体处理装置1B的其他的结构与等离子体处理装置1的结构同样。

构件32B为与构件32同样的构件，但在该构件32B中形成有流路32f，这一点与构件32不同。在一个例子中，流路32f绕轴线AX沿周向延伸。自冷却单元82向流路32f供给制冷剂。冷却单元82设于腔室10的外部。冷却单元82例如将液体状的制冷剂向流路32f供给。供给到流路32f的制冷剂向冷却单元82返回。

根据等离子体处理装置1B，通过向构件32B供给制冷剂，能够冷却构件58。其结果，能够将构件58的温度设定为对处理构件58这样的作业而言安全的相对较低的温度。此外，在构件58形成有供螺纹件60b在该构件58中穿过的贯通孔。因而，在构件58内，为了形成制冷剂用的流路而剩余的区域较少，或未剩余该区域。另外，能够在构件32B中确保流路32f用的区域。另外，构件32B在构件58上延伸，而与构件58热接触，因此，利用构件58与构件32B之间的热交换以及构件32B与制冷剂之间的热交换，能够冷却构件58。

以上，说明了各种例示性的实施方式，但不限定于上述的例示性的实施方式，也可以进行各种省略、置换以及变更。另外，能够组合不同的实施方式中的要素来形成其它实施方式。

例如，等离子体处理装置1为电容耦合型的等离子体处理装置，但在其他的实施方式中，等离子体处理装置也可以是其他类型的等离子体处理装置。作为其他类型的等离子体处理装置，能够例示电感耦合型的等离子体处理装置或使用微波之类的表面波来生成等离子体的等离子体处理装置。

根据以上的说明，应理解的是，以说明的目的在本说明书中说明了本公开的各种实施方式，能够不脱离本公开的范围以及主旨地进行各种变更。因而，在本说明书中公开的各种实施方式意图不用于限定，真正的范围及主旨通过所附的权利要求书来示出。

附图标记说明

1、等离子体处理装置；10、腔室；10s、内部空间；58、构件；62h、加热器。

Claims (7)

1.一种等离子体处理装置，其用于执行等离子体处理，其中，

该等离子体处理装置包括：

腔室，其包括具有圆筒形状并构成所述腔室的侧壁的腔室主体；

第一构件，其局部地配置于所述腔室的内部空间中；

第二构件，其相对于所述腔室主体的中心轴线沿周向延伸；

上部电极；

加热器单元，其构成为加热所述第一构件；以及

间隔件，其在竖直方向上设于所述腔室主体与所述第一构件之间并暴露于所述腔室的外侧的空间，

其中，所述第一构件自所述内部空间朝向所述腔室的外侧延伸而暴露于所述腔室的外侧的空间，

所述加热器单元被形成为环状板，并且包括主体和设置于所述主体中的加热器，所述加热器单元的外侧表面和下侧表面至少部分地与所述第一构件物理接触，以及所述加热器单元的内侧表面和上侧表面不与所述第一构件物理接触，

所述上部电极、所述第二构件、所述加热器单元和所述第一构件在径向向外的方向上依次布置。

2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，

所述第一构件由铝形成。

3.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其中，

所述间隔件由具有比铝的热传导率低的热传导率的材料形成。

4.根据权利要求3所述的等离子体处理装置，其中，

所述间隔件由不锈钢形成。

5.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其中，

所述第一构件沿着所述腔室的内壁面延伸，从而抑制等离子体处理的副产物在所述腔室的内壁面堆积。

6.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其中，

所述加热器单元的所述主体设为与所述第一构件热接触。

7.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其中，

该等离子体处理装置还包括上部部件，该上部部件设于所述第一构件上，并与所述第一构件热接触，

在所述上部部件形成有向该上部部件供给制冷剂的流路。