CN115440562A - 喷淋头、电极组件、气体供给组件、基片处理装置和系统 - Google Patents

喷淋头、电极组件、气体供给组件、基片处理装置和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够提高对处理气体的耐腐蚀性的喷淋头、电极组件、气体供给组件、基片处理装置和基片处理系统。在一个例示性实施方式中，提供一种喷淋头，其为等离子体处理用的喷淋头，其特征在于：包括主体部，该主体部具有第一面、与第一面相反的一侧的第二面、和多个内侧面，多个内侧面界定从第一面到第二面贯穿主体部的多个气孔，第二面由第一耐腐蚀性材料构成。

Description

喷淋头、电极组件、气体供给组件、基片处理装置和系统
技术领域
本发明的例示性实施方式涉及喷淋头、电极组件、气体供给组件、基片处理装置和基片处理系统。
背景技术
例如，专利文献1公开了一种在用于对等离子体进行处理的腔室的内侧进行涂敷的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-208034号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明提供能够提高对处理气体的耐腐蚀性的技术。
用于解决技术问题的手段
在本发明的一个例示性实施方式中，提供一种喷淋头，其为等离子体处理用的喷淋头，其特征在于：包括主体部，该主体部具有第一面、与所述第一面相反的一侧的第二面、和多个内侧面，所述多个内侧面界定从所述第一面到所述第二面贯穿所述主体部的多个气孔，所述第二面由第一耐腐蚀性材料构成。
发明效果
采用本发明的一个例示性实施方式，能够提供能够提高对处理气体的耐腐蚀性的技术。
附图说明
图1A是喷淋头SH的平面图。
图1B是图1A的A-A截面图。
图2A是用于对形成有聚酰亚胺膜作为膜CR的情况下的耐腐蚀效果进行说明的概念图。
图2B是用于对主体BD由碳化硅构成的情况下的耐腐蚀效果进行说明的概念图。
图3是概略性地表示基片处理装置1的图。
图4是表示基片W的截面结构的一个例子的图。
图5是表示基片处理装置1中的基片处理方法的一个例子的流程图。
图6是用于对上部电极中的处理气体的流动进行说明的图。
图7A是气体供给组件GU的立体图。
图7B是气体供给组件GU的平面图。
图7C是图6B的气体供给组件GU的A-A'截面图。
附图标记说明
1基片处理装置，10腔室，10s内部空间，12腔室主体，14基片支承器，16电极板，18下部电极，20静电卡盘，30上部电极，34顶板，34a气体排出孔，36支承体，38气体供给管，50排气装置，62高频电源，64偏置电源，80控制部，CT控制部，EF被蚀刻膜，MK掩模膜，OP开口，UF基底膜，W基片，SH顶板，CR耐腐蚀性的膜，BD主体部，BD1第一面，BD2第二面，BD3内侧面，GH气孔，GH气体供给组件。
具体实施方式
下面，对本发明的各实施方式进行说明。
在一个例示性实施方式中，提供一种喷淋头，其为等离子体处理用的喷淋头，其特征在于：包括主体部，该主体部具有第一面、与第一面相反的一侧的第二面、和多个内侧面，多个内侧面界定从第一面到第二面贯穿主体部的多个气孔，第二面由第一耐腐蚀性材料构成。
在一个例示性实施方式中，第一耐腐蚀性材料与构成主体部的材料相比，对包含选自F2、XeF2、WF6、MoF6、IF7、HF和ClF3中的至少1种的含氟气体的耐腐蚀性高。
在一个例示性实施方式中，第一耐腐蚀性材料与构成主体部的材料相比，对氟化氢气体的耐腐蚀性高。
在一个例示性实施方式中，在第二面具有由第一耐腐蚀性材料构成的膜。
在一个例示性实施方式中，还在多个内侧面具有膜。
在一个例示性实施方式中，在第一面没有形成膜。
在一个例示性实施方式中，主体部由第一耐腐蚀性材料构成。
在一个例示性实施方式中，第一耐腐蚀性材料为含碳材料或含金属材料。
在一个例示性实施方式中，第一耐腐蚀性材料包含选自氟化碳树脂、碳、加氟碳、聚酰亚胺树脂和碳化硅中的至少1种。
在一个例示性实施方式中，第一耐腐蚀性材料包含选自金属、金属氮化物、金属碳化物、金属氧化物和合金中的至少1种。
在一个例示性实施方式中，主体部由含硅材料构成。
在一个例示性实施方式中，含硅材料为导电性的含硅材料。
在一个例示性实施方式中，含硅材料为硅氧化物。
在一个例示性实施方式中，主体部由含碳的基材和覆盖基材的表面的碳化硅膜构成。
在一个例示性实施方式中，主体部为大致圆板形状，第一面构成圆板的一个面，第二面构成圆板的另一个面。
在一个例示性实施方式中，提供一种电极组件，其特征在于，包括：喷淋头；和配置在喷淋头的第二面侧的导电性的支承体，其具有用于向喷淋头的多个气孔供给处理气体的气体供给路径。
在一个例示性实施方式中，支承体的与喷淋头的第二面相对的第三面由第二耐腐蚀性材料构成。
在一个例示性实施方式中，第二耐腐蚀性材料为进行了半封孔处理的阳极氧化膜。
在一个例示性实施方式中，提供一种气体供给组件，其为等离子体处理用的气体供给组件，其特征在于，包括：环状的主体部；在主体部的半径方向内侧沿着周向设置有多个的气孔；和设置在主体部的内部的、与多个气孔连通的气体供给路径，气体供给路径的至少内周面由第一耐腐蚀性材料构成。
在一个例示性实施方式中，提供一种基片处理装置，其特征在于，包括：等离子体处理用的腔室；设置在腔室内的基片支承器；电极组件，其以喷淋头的第一面与基片支承器相对的方式配置在腔室的上部；等离子体生成部；和控制部。
在一个例示性实施方式中，提供一种基片处理装置，其特征在于，包括：等离子体处理用的腔室；设置在腔室内的基片支承器；沿着腔室的内壁安装的气体供给组件；等离子体生成部；和控制部。
在一个例示性实施方式中，在基片处理装置中，腔室与用于供给包含氟化氢气体的处理气体的气体源组连接。控制部构成为能够执行包括下述工序的处理：将支承体的与喷淋头的第二面相对的第三面的温度控制为220℃以下的工序；在基片支承器上配置具有含硅膜的基片的工序；从气体源组向所述腔室内供给处理气体的工序；和利用等离子体生成部从处理气体生成等离子体，来对含硅膜进行蚀刻的工序。
在一个例示性实施方式中，提供一种基片处理系统，其特征在于，包括：基片处理装置；气体源组；和用于从气体源组向基片处理装置供给处理气体的气体供给管，气体供给管的至少内周面由第三耐腐蚀性材料构成。
下面，参照附图对本发明的各实施方式进行详细说明。此外，在各附图中对相同或同样的构成要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。在没有特别说明的情况下，基于附图所示的位置关系对上下左右等位置关系进行说明。附图的尺寸比例并不表示实际的比例，另外，实际的比例并不限于图示的比例。
＜喷淋头SH的结构＞
图1A是一个例示性实施方式的喷淋头SH的平面图。图1B是图1A的喷淋头SH的A-A截面图。喷淋头SH为等离子体处理用的喷淋头。喷淋头SH例如安装在能够生成等离子体的腔室(下面也简称为“腔室”)中，可以作为向该腔室的内部空间供给等离子体生成用的处理气体的部件使用。
喷淋头SH具有大致圆板形状的主体BD。主体BD具有：构成圆板的一个面的第一面BD1；构成圆板的另一个面的第二面BD2，该第二面BD2位于与第一面BD1相反的一侧；和多个内侧面BD3。多个内侧面BD3为与第一面BD1和第二面BD2相连的面。多个内侧面BD3界定从第一面BD1到第二面BD2贯穿主体BD的多个气孔(贯通孔)GH。在喷淋头SH被安装在腔室中的情况下，第一面BD1面向腔室的内部空间，会成为被暴露于在腔室中生成的等离子体的部分。在喷淋头SH被安装在腔室中的情况下，第二面BD2不面向腔室的内部空间，会成为不被暴露于在腔室中生成的等离子体的部分。在喷淋头SH被安装在腔室中的情况下，多个内侧面BD3的全部或一部分会成为不被暴露于等离子体的部分。内侧面BD3的一部分例如第一面BD1附近会成为被暴露于等离子体的部分。在被安装在腔室中的情况下，多个气孔GH可以构成用于向腔室供给处理气体的流路的一部分。
主体BD可以具有任意形状。例如，第一面和/或第二面可以不为平坦的面，例如，可以为曲面，也可以具有凹凸。第一面和第二面在俯视时可以不为圆形，可以为任意形状(例如圆形、椭圆形、长圆形、长方形等)。第一面和第二面可以为彼此相同或相似的形状，也可以彼此不同。另外，多个气孔GH各自可以为任意形状(例如圆形、椭圆形、长圆形、长方形等)。多个气孔GH可以采用任意配置(等距离地配置、以特定的范围变密的方式配置、从中心起呈螺旋状配置等)。
主体BD例如可以由含硅材料构成。含硅材料例如可以为硅或碳化硅等导电性材料，也可以为硅氧化物(例如石英)等绝缘性材料。另外，主体BD也可以是由含碳的基材(芯材)和覆盖基材(芯材)的表面的碳化硅膜构成。
主体BD的第二面BD2由第一耐腐蚀性材料构成。在一个例子中，在主体BD的第二面BD2形成有由第一耐腐蚀性材料构成的膜CR。可以在多个内侧面BD3也形成膜CR。膜CR的厚度例如为10nm～100μm。此外，在主体BD的第一面BD1，可以形成膜CR，也可以不形成膜CR。
可以是，构成膜CR的第一耐腐蚀性材料对会在气孔BH中流动的处理气体的耐腐蚀性高。作为这样的处理气体，可以包含在腔室中被等离子体化之前的阶段(例如在常温常压的阶段)具有高的腐蚀性的气体，例如F2、CF4、SF6、NF3、XeF2、WF6、SiF4、TaF5、IF7、HF、ClF3、ClF5、BrF5、AsF5、NF5、PF5、NbF5、BiF5、UF5等含氟气体。其中，含氟气体可以为选自F2、XeF2、WF6、MoF6、IF7、HF和ClF3中的至少1种气体，在一个例子中，可以为氟化氢(HF)气体。可以是，构成膜CR的第一耐腐蚀性材料的耐腐蚀性比构成主体BD的材料的耐腐蚀性高。
第一耐腐蚀性材料例如可以为含碳材料或含金属材料。含碳材料例如可以为选自碳(例如无定形碳、金刚石、类金刚石碳或石墨)、加氟碳、氟化碳树脂(例如聚四氟乙烯)、聚酰亚胺树脂和碳化硅中的至少1种，作为一个例子，可以为聚酰亚胺树脂或碳化硅。含金属材料可以为金属(例如铂、金或钨)、金属氮化物(例如氮化铁)、金属碳化物(例如碳化钨)、金属氧化物(例如氧化铬、氧化钇或氧化铝)或合金(例如哈氏合金(哈斯特洛伊耐蚀耐热镍基合金))。
形成膜CR的方法没有特别限定。例如，可以是通过使用CVD法在主体BD的第二面BD2和多个内侧面BD3侧的母材上形成第一耐腐蚀性材料的膜来形成膜CR。此外，也可以是，在主体BD的第一面BD1侧的母材上也形成膜CR，然后，通过将第一面BD1的膜CR除去，使得仅在主体BD的第二面BD2和内侧面BD3保留膜CR。第一面BD1的膜CR的除去，例如可以通过在将喷淋头SH安装在腔室中后，将第一面BD暴露于在腔室内生成的等离子体来进行。另外，膜CR也可以是通过将构成主体BD的材料(例如，在主体BD为含硅材料的情况下为硅)氮化或碳化，使其钝化而形成。即，膜CR也可以为钝化膜。
在一个例子中，可以是，除了形成膜CR以外，还由上述的第一耐腐蚀性材料构成主体BD，或者代替形成膜CR而由上述的第一耐腐蚀性材料构成主体BD。在该情况下，即使不形成膜CR，包含第二面BD2的主体BD的表面也由第一耐腐蚀性材料构成。
图2A和图2B是对第一耐腐蚀性材料的效果进行说明的图。在主体BD由硅(单晶硅)构成的情况下，在第二面BD2上存在自然氧化膜。因此，当第二面BD2被暴露于氟化氢等含氟气体时，构成自然氧化膜的Si-O键会被破坏，腐蚀会进行。图2A表示在主体BD的第二面BD2形成有聚酰亚胺膜作为膜CR的例子。聚酰亚胺膜具有共轭结构并且具有酰亚胺键的高的分子间力。因此，对含氟气体的耐腐蚀性高，能够抑制第二面BD2的腐蚀。另外，图2B表示主体BD由碳化硅(SiC)构成的例子。在该情况下，在第二面BD2上存在自然氧化膜OF。因此，当第二面BD2被暴露于氟化氢等含氟气体时，构成自然氧化膜OF的Si-O键会被破坏。但是，由于主体BD含有碳原子，所以Si-O键的破坏受到限定，能够抑制第二面BD2的腐蚀。
＜基片处理装置1的结构＞
图3是概略性地表示一个例示性实施方式的基片处理装置1的图。图1A和图1B所示的喷淋头SH可以安装在基片处理装置1中。下面说明的基片处理装置1为使用喷淋头SH作为上部电极30的顶板34的例子。
图3所示的基片处理装置1包括腔室10。腔室10在其中提供内部空间10s。腔室10包括腔室主体12。腔室主体12具有大致圆筒形状。腔室主体12例如由铝形成。在腔室主体12的内壁面上设置有具有耐腐蚀性的膜。具有耐腐蚀性的膜可以由氧化铝、氧化钇等陶瓷形成。
在腔室主体12的侧壁上形成有通路12p。基片W能够通过通路12p在内部空间10s与腔室10的外部之间输送。通路12p可由闸阀12g进行开闭。闸阀12g沿着腔室主体12的侧壁设置。
在腔室主体12的底部上设置有支承部13。支承部13由绝缘材料形成。支承部13具有大致圆筒形状。支承部13在内部空间10s中从腔室主体12的底部向上方延伸。支承部13支承基片支承器14。基片支承器14能够在内部空间10s中支承基片W。
基片支承器14具有下部电极18和静电卡盘20。基片支承器14还可以具有电极板16。电极板16由铝等导体形成，具有大致圆盘形状。下部电极18设置在电极板16上。下部电极18由铝等导体形成，具有大致圆盘形状。下部电极18与电极板16电连接。
静电卡盘20设置在下部电极18上。基片W被载置在静电卡盘20的上表面上。静电卡盘20具有主体和电极。静电卡盘20的主体具有大致圆盘形状，由电介质形成。静电卡盘20的电极为膜状的电极，设置在静电卡盘20的主体内。静电卡盘20的电极经由开关20s与直流电源20p连接。当对静电卡盘20的电极施加来自直流电源20p的电压时，会在静电卡盘20与基片W之间产生静电引力。基片W会被该静电引力吸引至静电卡盘20而由静电卡盘20保持。
在基片支承器14上配置有边缘环25。边缘环25为环状的部件。边缘环25可以由硅、碳化硅或石英等形成。基片W配置在静电卡盘20上且配置在被边缘环25包围的区域内。
在下部电极18的内部设置有流路18f。可从设置在腔室10的外部的冷却单元经由配管22a向流路18f供给热交换介质(例如制冷剂)。被供给到流路18f的热交换介质，可经由配管22b返回到冷却单元。在基片处理装置1中，被载置在静电卡盘20上的基片W的温度可通过热交换介质与下部电极18的热交换来进行调节。
在基片处理装置1中设置有气体供给线路24。气体供给线路24能够将来自传热气体供给机构的传热气体(例如He气体)供给到静电卡盘20的上表面与基片W的背面之间的间隙中。
基片处理装置1还包括上部电极30。上部电极30设置在基片支承器14的上方。上部电极30经由部件32被支承在腔室主体12的上部。部件32由具有绝缘性的材料形成。上部电极30和部件32将腔室主体12的上部开口封闭。
上部电极30可以包括顶板34(喷淋头SH)和支承体36。顶板34(喷淋头SH)和支承体36构成一个例子的电极组件。顶板34(喷淋头SH)的下表面(第一面BD1)为内部空间10s侧的面，划分内部空间10s。顶板34(喷淋头SH)的上表面(第二面BD2)为不面向内部空间10s(即不会被暴露于等离子体)的面。在顶板34(喷淋头SH)的上表面(第二面BD2)形成有耐腐蚀性的膜CR(参照图1)。顶板34(喷淋头SH)的母材例如可以由硅或碳化硅等导电性材料、或硅氧化物(例如石英)等绝缘性材料构成。顶板34(喷淋头SH)具有将顶板34(喷淋头SH)在其板厚方向上贯穿的多个气体排出孔34a(气孔GH)。在界定气体排出孔34a(气孔GH)的顶板34的内侧面(内侧面BD3)形成有耐腐蚀性的膜CR(参照图1)。
支承体36在顶板34(喷淋头SH)的上表面(第二面)上以与该顶板34相对的方式配置。支承体36通过将顶板34(喷淋头SH)的周缘部例如利用螺栓紧固或利用夹持部件夹持等而可拆装地进行支承。在一个例子中，可以是在支承体36的下表面(与顶板34相对的面)设置静电卡盘，利用该静电卡盘吸附并保持顶板34的上表面。静电卡盘可以构成为将由导电膜构成的电极板夹在一对介电膜之间，利用对该电极板施加的电压来产生静电力。支承体36例如由进行了阳极氧化处理的铝或铝合金等导电性材料形成。在支承体36的内部设置有气体扩散室36a。支承体36具有从气体扩散室36a向下方延伸的多个气孔36b。多个气孔36b分别与多个气体排出孔34a连通。在支承体36上形成有气体导入口36c。气体导入口36c与气体扩散室36a连接。设置在基片处理装置1的外部的气体供给管38与气体导入口36c连接。气体扩散室36a、多个气孔36b和气体导入口36c构成一个例子的气体供给路径。
气体源组40经由流量控制器组41和阀组42与气体供给管38连接。此外，与气体供给管38同样，流量控制器组41、阀组42和气体源组40设置在基片处理装置1的外部。气体源组40包含多个气体源。多个气体源包含处理气体源。流量控制器组41包含多个流量控制器。流量控制器组41的多个流量控制器中的各个为质量流量控制器或压力控制式的流量控制器。阀组42包含多个开闭阀。气体源组40的多个气体源中的各个经由流量控制器组41的对应的流量控制器和阀组42的对应的开闭阀与气体供给管38连接。气体供给管38、流量控制器组41、阀组42和气体源组40，与基片处理装置1一起构成基片处理系统。
在基片处理装置1中，沿着腔室主体12的内壁面和支承部13的外周，可拆装地设置有防护件46。防护件46能够防止反应副产物附着在腔室主体12。防护件46例如可通过在由铝形成的母材的表面形成具有耐腐蚀性的膜而构成。具有耐腐蚀性的膜可以由氧化钇等陶瓷形成。
在支承部13与腔室主体12的侧壁之间设置有挡板48。挡板48例如可通过在由铝形成的部件的表面形成具有耐腐蚀性的膜(氧化钇等的膜)而构成。在挡板48上形成有多个贯通孔。在挡板48的下方并且在腔室主体12的底部，设置有排气口12e。排气装置50经由排气管52与排气口12e连接。排气装置50包括压力调节阀和涡轮分子泵等真空泵。
基片处理装置1包括高频电源62和偏置电源64。高频电源62为用于产生高频电功率HF的电源。高频电功率HF具有适合于生成等离子体的第一频率。第一频率例如为27MHz～100MHz的范围内的频率。高频电源62经由匹配器66和电极板16与下部电极18连接。匹配器66具有用于使高频电源62的负载侧(下部电极18侧)的阻抗与高频电源62的输出阻抗匹配的电路。此外，也可以是高频电源62经由匹配器66与上部电极30连接。高频电源62构成一个例子的等离子体生成部。
偏置电源64为用于产生电偏置的电源。偏置电源64与下部电极18电连接。电偏置具有第二频率。第二频率比第一频率低。第二频率例如为400kHz～13.56MHz的范围内的频率。电偏置在与高频电功率HF一起使用的情况下，可施加于基片支承器14以将离子引入到基片W。在一个例子中，电偏置可被施加于下部电极18。当对下部电极18施加电偏置时，被载置在基片支承器14上的基片W的电位会在由第二频率规定的周期内变动。此外，也可以是对设置在静电卡盘20内的偏置电极施加电偏置。
当在基片处理装置1中进行等离子体处理的情况下，向内部空间10s供给气体。另外，通过供给高频电功率HF和/或电偏置，能够在上部电极30与下部电极18之间生成高频电场。所生成的高频电场能够从内部空间10s中的气体生成等离子体。
基片处理装置1还包括电源70。电源70与上部电极30连接。在一个例子中，电源70可以构成为在等离子体处理中向上部电极30供给直流电压或低频电功率。例如，电源70可以是向上部电极30供给负极性的直流电压，也可以是周期性地供给低频电功率。直流电压或低频电功率可以作为脉冲波进行供给，也可以作为连续波进行供给。
基片处理装置1还可以包括控制部80。控制部80可以为包括处理器、存储器等存储部、输入装置、显示装置、信号的输入/输出接口等的计算机。控制部80能够对基片处理装置1的各部进行控制。在控制部80中，操作者为了管理基片处理装置1，能够使用输入装置进行命令的输入操作等。另外，在控制部80中，能够利用显示装置将基片处理装置1的运转状况可视化地显示。而且，在存储部中存储有控制程序和方案数据。控制程序可由处理器执行，以在基片处理装置1中执行各种处理。处理器执行控制程序，按照方案数据来控制基片处理装置1的各部。在一个例示性实施方式中，控制部80的一部分或全部可以作为基片处理装置1的外部的装置的结构的一部分来设置。
＜基片W的一个例子＞
图4是表示基片W的截面结构的一个例子的图。基片W为由基片处理装置1处理的基片的一个例子。基片W例如可以由基底膜UF、被蚀刻膜EF和掩模膜MK依次层叠而形成。
基底膜UF例如可以为硅晶片或形成在硅晶片上的有机膜、电介质膜、金属膜、半导体膜等。基底膜UF可以由多个膜层叠而构成。
被蚀刻膜EF例如可以为硅氧化膜、硅氮化膜、氮氧化硅膜(SiON膜)、Si-ARC膜等含硅膜。含硅膜可以包含多晶硅膜。被蚀刻膜EF可以由多个膜层叠而构成。例如，被蚀刻膜EF可以为选自硅氧化膜、多晶硅膜和硅氮化膜中的至少2种层叠而得到的层叠膜。在一个例子中，被蚀刻膜EF可以由硅氧化膜和多晶硅膜交替地层叠而构成。另外，在一个例子中，被蚀刻膜EF可以由硅氧化膜和硅氮化膜交替地层叠而构成。
基底膜UF和/或被蚀刻膜EF可以通过CVD法、旋涂法等形成。基底膜UF和/或被蚀刻膜EF可以为平坦的膜，另外，也可以为具有凹凸的膜。
掩模膜MK形成在被蚀刻膜EF上。掩模膜MK在被蚀刻膜EF上界定至少1个开口OP。开口OP为被蚀刻膜EF上的空间，且被掩模膜MK的侧壁S1包围。即，在图4中，被蚀刻膜EF具有由掩模膜MK覆盖的区域和在开口OP的底部露出的区域。
在俯视基片W时(在图4中的从上向下的方向看基片W时)，开口OP可以具有任意形状。该形状例如可以为孔形状、线形状、或者孔形状与线形状的组合。可以是，掩模膜MK具有多个侧壁S1，多个侧壁S1界定多个开口OP。可以是，多个开口OP各自具有线形状，以一定的间隔排列而构成线条与间隙的图案。另外，也可以是，多个开口OP各自具有孔形状，构成阵列图案。
掩模膜MK例如为有机膜或含金属膜。有机膜例如可以为旋涂碳膜(SOC)、无定形碳膜、光致抗蚀剂膜。含金属膜例如可以含有钨、碳化钨、硅化钨、氮化钛。掩模膜MK可以通过CVD法、旋涂法等形成。开口OP可以通过对掩模膜MK进行蚀刻而形成。掩模膜MK也可以通过光刻法形成。
＜基片处理方法的一个例子＞
图5是表示基片处理装置1中的基片处理方法的一个例子(下面称为“本处理方法”)的流程图。本处理方法是为了对基片W的被蚀刻膜EF进行蚀刻，向配置有基片W的腔室内供给处理气体来生成等离子体的例子。本处理方法包括：准备基片的工序(步骤ST1)；供给处理气体的工序(步骤ST2)；和生成等离子体的工序(步骤ST3)。下面，以图3所示的控制部80对基片处理装置1的各部进行控制，对图4所示的基片W执行本处理方法的情况为例进行说明。
(步骤ST1：准备基片)
在步骤ST1中，在腔室10的内部空间10s内准备基片W。在内部空间10s内，将基片W配置在基片支承器14的上表面，并利用静电卡盘20保持。用于形成基片W的各结构的处理的至少一部分可以在内部空间10s内进行。另外，也可以是，在基片处理装置1的外部的装置或腔室中形成基片W的各结构的全部或一部分之后，将基片W送入到内部空间10s内，并配置在基片支承器14的上表面。
(步骤ST2：供给处理气体)
在步骤ST2中，从气体供给部向内部空间10s内供给处理气体。处理气体可以包含含氟气体。含氟气体可以为F2、CF4、SF6、NF3、XeF2、WF6、SiF4、TaF5、IF7、HF、ClF3、ClF5、BrF5、AsF5、NF5、PF5、NbF5、BiF5、UF5等气体，也可以为F2、XeF2、WF6、MoF6、IF7、HF、ClF3等气体。另外，含氟气体可以为在等离子体处理中能够在腔室10内生成氟化氢(HF)种的气体。HF种包括氟化氢的气体、自由基和离子中的至少任一者。在一个例子中，含氟气体可以为HF气体或氢氟碳化合物(hydrofluorocarbon)气体。另外，含氟气体也可以为包含氢源和氟源的混合气体。氢源例如可以为H2、NH3、H2O、H2O2或碳氢化合物(CH4、C3H6等)。氟源可以为NF3、SF6、WF6、XeF2、碳氟化合物(fluorocarbon)或氢氟碳化合物。下面，将这些含氟气体也称为“HF系气体”。从包含HF系气体的处理气体生成的等离子体，包含大量的HF种(蚀刻剂)。HF系气体可以为主蚀刻剂气体。HF系气体在处理气体中的反应气体的总流量中所占的流量比例可以为最大，例如，相对于反应气体的总流量可以为50体积％以上、60体积％以上、70体积％以上、80体积％以上、90体积％以上。另外，HF系气体相对于反应气体的总流量可以为96体积％以下。在本实施方式中，反应气体不包含Ar等稀有气体。在另一个例子中，可以是，处理气体除了反应气体以外，还包含稀有气体。
被供给到内部空间10s内的处理气体的压力，可通过控制与腔室主体12连接的排气装置50的压力调节阀来进行调节。处理气体的压力例如可以为5mTorr(0.7Pa)以上100mTorr(13.3Pa)以下、10mTorr(1.3Pa)以上60mTorr(8.0Pa)以下、或者20mTorr(2.7Pa)以上40mTorr(5.3Pa)以下。
(步骤ST3：生成等离子体)
接着，在步骤ST3中，从等离子体生成部(高频电源62和/或偏置电源64)供给高频电功率和/或电偏置。由此，在上部电极30与基片支承器14之间生成高频电场，从内部空间10s内的处理气体生成等离子体。所生成的等离子体中的离子、自由基等活性种被吸引至基片W，来对基片W的被蚀刻膜EF进行蚀刻。
此外，在等离子体生成中，支承体36的下表面(第三面)361(参照图6)的温度可以控制为220℃以下，可以控制为200℃以下，可以控制为180℃以下，也可以控制为160℃以下。由此，能够更加有效地抑制由含氟气体引起的支承体36的下表面(第三面)361的腐蚀。支承体36的下表面(第三面)361的温度，例如可以通过向设置在支承体36内的流路中供给热交换介质(例如制冷剂)来进行控制。
＜上部电极中的处理气体的流动＞
图6是用于对上部电极30中的处理气体的流动进行说明的图。在步骤ST2中，从气体源组40和气体供给管38经由上部电极30向内部空间10s内供给处理气体。此时，在上部电极30中，处理气体从支承体36的气体供给路径(气体导入口36c、气体扩散室36a、多个气孔36b)向顶板34(喷淋头SH)的气体排出孔34a(气孔GH)流动(图6中的箭头A1)。
如图6所示，存在在支承体36与顶板34(喷淋头SH)之间产生了间隙GP的情况。在该情况下，从支承体36的气孔36b向顶板34(喷淋头SH)的气体排出孔34a(气孔GH)流动的处理气体的一部分，会向该间隙GP流动(图6中的箭头B1和B2)。
即，如图6所示，处理气体会在顶板34(喷淋头SH)的气体排出孔34a(气孔GH)内和顶板34(喷淋头SH)的上表面(第二面BD2)上流动。在此，顶板34的上表面(第二面BD2)形成有膜CR，由第一耐腐蚀性材料构成。因此，即使在处理气体包含腐蚀性的气体(例如，即使在被等离子体化之前也具有高的反应性的HF系气体)的情况下，也能够抑制顶板34的上表面的腐蚀。在如图6所示的那样，在界定气体排出孔34a(气孔GH)的侧面(内侧面BD3)也形成有膜CR的情况下，还能够抑制该侧面的腐蚀。由此，能够抑制与顶板34(喷淋头SH)的腐蚀相伴的上部电极30的导电不良和颗粒的产生(内部空间10s的污染)。
另一方面，顶板34(喷淋头SH)的下表面(第一面BD1)可以不形成由第一耐腐蚀性材料构成的膜。该下表面(第一面BD1)面向内部空间10s，被暴露于在内部空间10s内生成的等离子体。因此，即使该下表面(第一面BD1)被处理气体腐蚀，该腐蚀部位例如也能够在清洁腔室10时通过暴露于等离子体而比较容易地除去。而顶板34的上表面(第二面BD2)不是直接被暴露于在腔室内生成的等离子体的面，不能采取上述的除去方法，会被腐蚀的面积大，容易产生上述的导电不良和颗粒的问题。因此，由第一耐腐蚀性材料构成顶板34的上表面(第二面BD2)，抑制表面的腐蚀本身是有效的。另外，即使界定气体排出孔34a(气孔GH)的侧面(内侧面BD3)的一部分(内部空间10s附近)会被暴露于等离子体，因为对该侧面全部不能采取上述除去方法，所以由第一耐腐蚀性材料构成该侧面，抑制腐蚀本身也是有效的。此外，在主体BD本身由第一耐腐蚀性材料构成的情况、或主体BD由含碳的基材和覆盖该基材的表面的碳化硅膜构成的情况下，第一面BD1和内侧面BD3由第一耐腐蚀性材料构成。
本发明的各实施方式，在不脱离本发明的范围和主旨的情况下可以进行各种变形。例如，图6所示的支承体36的下表面(第三面)361(界定间隙GP的面)、气体供给路径(气体导入口36c、气体扩散室36a、多个气孔36b)的内周面和图6所示的气体供给管38的内周面均会被处理气体腐蚀，但它们不是被暴露于在腔室内生成的等离子体的部分，而是难以利用等离子体将腐蚀除去的部分。因此，可以由耐腐蚀性材料构成这些面或者内周面的至少一部分，来抑制腐蚀本身。在该情况下，耐腐蚀性材料可以与第一耐腐蚀性材料相同，也可以与第一耐腐蚀性材料不同。例如，可以是在支承体36的下表面(第三面)361形成第二耐腐蚀性材料的膜，另外，也可以是由第二耐腐蚀性材料构成支承体36本身。第二耐腐蚀性材料可以为进行了半封孔处理的阳极氧化膜。在一个例子中，阳极氧化膜可以为通过在对铝制的支承体36的下表面(第三面)361进行阳极氧化处理之后，进行半封孔处理而形成的氧化铝膜。半封孔处理的条件没有特别限定，可以为使用水蒸气或沸腾水的化学封孔处理，也可以为通过使用有机物质或无机物质的电解处理进行的电化学封孔处理。此外，半封孔处理为在阳极氧化处理后将在处理面上产生的孔(空孔)不完全封孔的处理。在半封孔处理中，即使处理面的氧化物膨胀，也能够确保膨胀的氧化物的退避场所。因此，即使在支承体36因来自等离子体的热输入而发生了热膨胀的情况下，也能够抑制支承体36产生裂纹。半封孔处理后的支承体36的下表面(第三面)361的空孔率可以为5％以上，也可以为10％以上，还可以为15％以上。当空孔率小于10％时，在等离子体处理中，存在因来自等离子体的热输入，支承体36容易产生裂纹的情况。另外，支承体36的下表面(第三面)361的空孔率可以为50％以下，也可以为40％以下，还可以为30％以下。当空孔率超过50％时，存在支承体36的下表面(第三面)361的物理强度降低的情况。此外，空孔率可以在使用扫描型电子显微镜对支承体36进行截面观察时，将空孔的开口面积除以支承体36的下表面(第三面)361的表面积而求出。
另外，例如，也可以在支承体36的气体供给路径和/或气体供给管38的内周面形成第三耐腐蚀性材料的膜，另外，也可以由第三耐腐蚀性材料构成支承体36的气体供给路径和/或气体供给管38本身。在该情况下，第三耐腐蚀性材料可以与第一耐腐蚀性材料或第二耐腐蚀性材料相同，也可以与第一耐腐蚀性材料或第二耐腐蚀性材料不同。
另外，例如，基片处理装置1可以是除了包括喷淋头SH以外，还包括下述的气体供给组件GU。此外，气体供给组件GU除了可以应用于上述的电容耦合型的基片处理装置1以外，还可以应用于使用感应耦合型等离子体或微波等离子体等任意的等离子体源的其它的基片处理装置。
图7A是表示一个例示性实施方式的气体供给组件GU的立体图。图7B是气体供给组件GU的平面图。图7C是图7B的气体供给组件GU的A-A'截面图。气体供给组件GU为用于向腔室内供给气体的气体供给机构的一个例子。气体供给组件GU可以沿着腔室的内壁安装在腔室中。可以在腔室中设置多个气体供给组件GU。
如图7A和图7B所示，气体供给组件GU具有环状的主体部100。主体部100例如可以由含硅材料构成。含硅材料例如可以为硅或碳化硅等导电性材料，也可以为硅氧化物(例如石英)等绝缘性材料。主体部100具有半径方向内侧的侧面100A和半径方向外侧的侧面100B，当将侧面100B侧安装在腔室的内壁时，侧面100A侧将会面向腔室内的处理空间。
如图7C所示，主体部100为中空体，以在主体部100的内部在周向上绕一圈的方式设置有气体供给路径102。气体供给路径102与小直径的气孔104连通。气孔104向主体部100的半径方向内侧的侧面100A去而开口。气孔104沿着主体部100的周向以规定的间隔设置有多个。
气体供给路径102具有至少一个气体导入口(未图示)。气体导入口能够导入从外部的气体源组经由气体供给管向腔室供给的处理气体。经由气体导入口流入到气体供给路径102内的处理气体，在气体供给路径102内沿着周向流动，并能够从多个气孔104中的任一个排出。在图7C所示的例子中，设置有气孔104的侧面100A的下部具有倾斜，因此，从气孔104排出的处理气体被向斜下方向排出。
主体部100的内周面100C由第一耐腐蚀性材料构成。如图7C所示，主体部100的内周面100C形成有由上述的第一耐腐蚀性材料构成的膜CR。在一个例子中，可以代替形成膜CR而由第一耐腐蚀性材料构成主体部100本身，或者除了形成膜CR以外还由第一耐腐蚀性材料构成主体部100本身。主体部100的内周面100C会被处理气体腐蚀，但其不是被暴露于在腔室内生成的等离子体的部分，而是难以利用等离子体将腐蚀除去的部分。因此，由第一耐腐蚀性材料构成主体部100的内周面100C，抑制腐蚀本身是有效的。此外，也可以由第一耐腐蚀性材料构成气孔104。
本发明的实施方式还包含下述方式。
(附记1)
一种喷淋头，其为等离子体处理用的喷淋头，其特征在于：
包括主体部，该主体部具有第一面、与所述第一面相反的一侧的第二面、和多个内侧面，所述多个内侧面界定从所述第一面到所述第二面贯穿所述主体部的多个气孔，
所述第二面由第一耐腐蚀性材料构成。
(附记2)
根据附记1所述的喷淋头，其特征在于：所述第一耐腐蚀性材料与构成所述主体部的材料相比，对包含选自F2、XeF2、WF6、MoF6、IF7、HF和ClF3中的至少1种的含氟气体的耐腐蚀性高。
(附记3)
根据附记1所述的喷淋头，其特征在于：所述第一耐腐蚀性材料与构成所述主体部的材料相比，对氟化氢气体的耐腐蚀性高。
(附记4)
根据附记1～3中任一项所述的喷淋头，其特征在于：在所述第二面具有由所述第一耐腐蚀性材料构成的膜。
(附记5)
根据附记4所述的喷淋头，其特征在于：还在所述多个内侧面具有所述膜。
(附记6)
根据附记4或5所述的喷淋头，其特征在于：在所述第一面没有形成所述膜。
(附记7)
根据附记1所述的喷淋头，其特征在于：所述主体部由所述第一耐腐蚀性材料构成。
(附记8)
根据附记1～7中任一项所述的喷淋头，其特征在于：所述第一耐腐蚀性材料为含碳材料或含金属材料。
(附记9)
根据附记8所述的喷淋头，其特征在于：所述第一耐腐蚀性材料包含选自氟化碳树脂、碳、加氟碳、聚酰亚胺树脂和碳化硅中的至少1种。
(附记10)
根据附记8所述的喷淋头，其特征在于：所述第一耐腐蚀性材料包含选自金属、金属氮化物、金属碳化物、金属氧化物和合金中的至少1种。
(附记11)
根据附记1～10中任一项所述的喷淋头，其特征在于：所述主体部由含硅材料构成。
(附记12)
根据附记11所述的喷淋头，其特征在于：所述含硅材料为导电性的含硅材料。
(附记13)
根据附记11所述的喷淋头，其特征在于：所述含硅材料为硅氧化物。
(附记14)
根据附记11所述的喷淋头，其特征在于：所述主体部由含碳的基材和覆盖所述基材的表面的碳化硅膜构成。
(附记15)
根据附记1～14中任一项所述的喷淋头，其特征在于：所述主体部为大致圆板形状，所述第一面构成圆板的一个面，所述第二面构成该圆板的另一个面。
(附记16)
一种电极组件，其特征在于，包括：
附记1～15中任一项所述的喷淋头；和
配置在所述喷淋头的所述第二面侧的导电性的支承体，其具有用于向所述喷淋头的所述多个气孔供给处理气体的气体供给路径。
(附记17)
根据附记16所述的电极组件，其特征在于：所述支承体的与所述喷淋头的所述第二面相对的第三面由第二耐腐蚀性材料构成。
(附记18)
根据附记17所述的电极组件，其特征在于：所述第二耐腐蚀性材料为进行了半封孔处理的阳极氧化膜。
(附记19)
一种气体供给组件，其为等离子体处理用的气体供给组件，其特征在于，包括：
环状的主体部；在所述主体部的半径方向内侧沿着周向设置有多个的气孔；和设置在所述主体部的内部的、与所述多个气孔连通的气体供给路径，
所述气体供给路径的至少内周面由第一耐腐蚀性材料构成。
(附记20)
一种基片处理装置，其特征在于，包括：
等离子体处理用的腔室；
设置在所述腔室内的基片支承器；
附记16或17所述的电极组件，其以所述喷淋头的所述第一面与所述基片支承器相对的方式配置在所述腔室的上部；
等离子体生成部；和
控制部。
(附记21)
一种基片处理装置，其特征在于，包括：
等离子体处理用的腔室；
设置在所述腔室内的基片支承器；
附记19所述的气体供给组件，其沿着所述腔室的内壁安装；
等离子体生成部；和
控制部。
(附记22)
根据附记20或21所述的基片处理装置，其特征在于：
所述腔室与用于供给包含氟化氢气体的处理气体的气体源组连接，
所述控制部构成为能够执行包括下述工序的处理：
将所述支承体的与所述喷淋头的第二面相对的第三面的温度控制为200℃以下的工序；
在所述基片支承器上配置具有含硅膜的基片的工序；
从所述气体源组向所述腔室内供给所述处理气体的工序；和
利用所述等离子体生成部从所述处理气体生成等离子体，来对所述含硅膜进行蚀刻的工序。
(附记23)
一种基片处理系统，其特征在于，包括：
附记20或21所述的基片处理装置；
气体源组；和
用于从所述气体源组向所述基片处理装置供给处理气体的气体供给管，
所述气体供给管的至少内周面由第三耐腐蚀性材料构成。
(附记24)
一种支承体，其为用于对等离子体处理装置的喷淋头进行支承的支承体，其特征在于：
所述支承体具有用于向所述喷淋头供给处理气体的气体供给路径，
用于支承所述喷淋头的支承面由第二耐腐蚀性材料构成。
(附记25)
根据附记24所述的支承体，其特征在于：所述第二耐腐蚀性材料为进行了半封孔处理的阳极氧化膜。

Claims (23)

1.一种喷淋头，其为等离子体处理用的喷淋头，其特征在于：
包括主体部，该主体部具有第一面、与所述第一面相反的一侧的第二面、和多个内侧面，所述多个内侧面界定从所述第一面到所述第二面贯穿所述主体部的多个气孔，
所述第二面由第一耐腐蚀性材料构成。
2.根据权利要求1所述的喷淋头，其特征在于：
所述第一耐腐蚀性材料与构成所述主体部的材料相比，对包含选自F2、XeF2、WF6、MoF6、IF7、HF和ClF3中的至少1种的气体的耐腐蚀性高。
3.根据权利要求1所述的喷淋头，其特征在于：
所述第一耐腐蚀性材料与构成所述主体部的材料相比，对氟化氢气体的耐腐蚀性高。
4.根据权利要求1所述的喷淋头，其特征在于：
在所述第二面具有由所述第一耐腐蚀性材料构成的膜。
5.根据权利要求4所述的喷淋头，其特征在于：
还在所述多个内侧面具有所述膜。
6.根据权利要求4所述的喷淋头，其特征在于：
在所述第一面没有形成所述膜。
7.根据权利要求1所述的喷淋头，其特征在于：
所述主体部由所述第一耐腐蚀性材料构成。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的喷淋头，其特征在于：
所述第一耐腐蚀性材料为含碳材料或含金属材料。
9.根据权利要求8所述的喷淋头，其特征在于：
所述第一耐腐蚀性材料包含选自氟化碳树脂、碳、加氟碳、聚酰亚胺树脂和碳化硅中的至少1种。
10.根据权利要求8所述的喷淋头，其特征在于：
所述第一耐腐蚀性材料包含选自金属、金属氮化物、金属碳化物、金属氧化物和合金中的至少1种。
11.根据权利要求1～6中任一项所述的喷淋头，其特征在于：
所述主体部由含硅材料构成。
12.根据权利要求11所述的喷淋头，其特征在于：
所述含硅材料为导电性的含硅材料。
13.根据权利要求11所述的喷淋头，其特征在于：
所述含硅材料为硅氧化物。
14.根据权利要求11所述的喷淋头，其特征在于：
所述主体部由含碳的基材和覆盖所述基材的表面的碳化硅膜构成。
15.根据权利要求1～6中任一项所述的喷淋头，其特征在于：
所述主体部为大致圆板形状，所述第一面构成圆板的一个面，所述第二面构成该圆板的另一个面。
16.一种电极组件，其特征在于，包括：
权利要求1～6中任一项所述的喷淋头；和
配置在所述喷淋头的所述第二面侧的导电性的支承体，其具有用于向所述喷淋头的所述多个气孔供给处理气体的气体供给路径。
17.根据权利要求16所述的电极组件，其特征在于：
所述支承体的与所述喷淋头的所述第二面相对的第三面由第二耐腐蚀性材料构成。
18.根据权利要求17所述的电极组件，其特征在于：
所述第二耐腐蚀性材料为进行了半封孔处理的阳极氧化膜。
19.一种气体供给组件，其为等离子体处理用的气体供给组件，其特征在于，包括：
环状的主体部；在所述主体部的半径方向内侧沿着周向设置有多个的气孔；和设置在所述主体部的内部的、与所述多个气孔连通的气体供给路径，
所述气体供给路径的至少内周面由第一耐腐蚀性材料构成。
20.一种基片处理装置，其特征在于，包括：
等离子体处理用的腔室；
设置在所述腔室内的基片支承器；
权利要求16所述的电极组件，其以所述喷淋头的所述第一面与所述基片支承器相对的方式配置在所述腔室的上部；
等离子体生成部；和
控制部。
21.根据权利要求20所述的基片处理装置，其特征在于：
所述腔室与用于供给包含氟化氢气体的处理气体的气体源组连接，
所述控制部构成为能够执行包括下述工序的处理：
将所述支承体的与所述喷淋头的所述第二面相对的第三面的温度控制为220℃以下的工序；
在所述基片支承器上配置具有含硅膜的基片的工序；
从所述气体源组向所述腔室内供给所述处理气体的工序；和
利用所述等离子体生成部从所述处理气体生成等离子体，来对所述含硅膜进行蚀刻的工序。
22.一种基片处理装置，其特征在于，包括：
等离子体处理用的腔室；
设置在所述腔室内的基片支承器；
权利要求19所述的气体供给组件，其沿着所述腔室的内壁安装；
等离子体生成部；和
控制部。
23.一种基片处理系统，其特征在于，包括：
权利要求20所述的基片处理装置；
气体源组；和
用于从所述气体源组向所述基片处理装置供给处理气体的气体供给管，
所述气体供给管的至少内周面由耐腐蚀性材料构成。
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