CN116895512A - 等离子体处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明的等离子体处理装置包括：等离子体处理腔室；基片支承部；挡板结构体，其包括上侧挡板和下侧挡板，上侧挡板具有多个第一开口，多个第一开口各自具有第一宽度，下侧挡板具有多个第二开口，多个第二开口各自具有上侧开口部分和下侧开口部分，上侧开口部分具有比第一宽度大的第二宽度，下侧开口部分具有比第一宽度小的第三宽度；和衬套结构体，其包括内侧圆筒状衬套和外侧圆筒状衬套，内侧圆筒状衬套具有多个第三开口，多个第三开口各自具有第四宽度，外侧圆筒状衬套具有多个第四开口，多个第四开口各自具有内侧开口部分和外侧开口部分，内侧开口部分具有比第四宽度大的第五宽度，外侧开口部分具有比第四宽度小的第六宽度。

Description

等离子体处理装置

技术领域

本发明的例示性实施方式涉及等离子体处理装置。

背景技术

作为在基片的等离子体处理中一边将等离子体封闭在等离子体处理腔内一边至少部分地调节压力的技术，有专利文献1中公开的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2012-513094号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明提供能够抑制等离子体处理装置的排气功能的劣化的技术。

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，提供一种等离子体处理装置，其包括：等离子体处理腔室；配置在等离子体处理腔室内的基片支承部；在等离子体处理腔室内以包围基片支承部的方式配置的挡板结构体，挡板结构体包括上侧挡板和下侧挡板，上侧挡板具有多个第一开口，多个第一开口各自具有第一宽度，下侧挡板具有导电性且与接地电位耦合，下侧挡板具有多个第二开口，多个第二开口各自具有上侧开口部分和下侧开口部分，上侧开口部分具有比第一宽度大的第二宽度，下侧开口部分具有比第一宽度小的第三宽度；和在等离子体处理腔室内以包围基片支承部的上方的等离子体处理空间的方式配置的衬套结构体，衬套结构体包括内侧圆筒状衬套和外侧圆筒状衬套，内侧圆筒状衬套具有多个第三开口，多个第三开口各自具有第四宽度，外侧圆筒状衬套具有导电性且与接地电位耦合，外侧圆筒状衬套具有多个第四开口，多个第四开口各自具有内侧开口部分和外侧开口部分，内侧开口部分具有比第四宽度大的第五宽度，外侧开口部分具有比第四宽度小的第六宽度。

发明效果

采用本发明的一个例示性实施方式，能够提供能够抑制等离子体处理装置的排气功能的劣化的技术。

附图说明

图1是表示例示性实施方式1中的等离子体处理装置的结构例的概要的图。

图2是表示等离子体封闭结构体的一个例子的立体图。

图3是表示将上侧挡板和下侧挡板沿着周向切断时的第一开口和第二开口的宽度的例子的纵截面图。

图4是表示将上侧挡板和下侧挡板沿着径向切断时的第一开口和第二开口的长度的例子的纵截面图。

图5是表示例示性实施方式2中的等离子体处理装置的结构例的概要的图。

图6是表示将内侧圆筒状衬套和外侧圆筒状衬套沿着周向切断时的第三开口和第四开口的宽度的例子的横截面图。

图7是表示将内侧圆筒状衬套和外侧圆筒状衬套沿着上下方向切断时的第三开口和第四开口的长度的例子的纵截面图。

图8是表示例示性实施方式3中的等离子体处理装置的结构例的概要的图。

图9是表示将例示性实施方式4中的上侧挡板和下侧挡板沿着周向切断时的第一开口和第二开口的宽度的例子的纵截面图。

图10是表示将例示性实施方式4中的内侧圆筒状衬套和外侧圆筒状衬套沿着周向切断时的第三开口和第四开口的宽度的例子的横截面图。

附图标记说明

1等离子体处理装置；10腔室；10s等离子体处理空间；11基片支承部；100等离子体封闭结构体；120上侧挡板；130第一开口；152下侧挡板；170第二开口；200上侧开口部分；201下侧开口部分；240衬套结构体；250内侧圆筒状衬套；260第三开口；270外侧圆筒状衬套；280第四开口；290内侧开口部分；291外侧开口部分；D1第一宽度；D2第二宽度；D3第三宽度；D4第四宽度；D5第五宽度；D6第六宽度；W基片。

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，提供一种等离子体处理装置，其包括：等离子体处理腔室；配置在等离子体处理腔室内的基片支承部；在等离子体处理腔室内以包围基片支承部的方式配置的挡板结构体，挡板结构体包括上侧挡板和下侧挡板，上侧挡板具有多个第一开口，多个第一开口各自具有第一宽度，下侧挡板具有导电性且与接地电位耦合，下侧挡板具有多个第二开口，多个第二开口各自具有上侧开口部分和下侧开口部分，上侧开口部分具有比第一宽度大的第二宽度，下侧开口部分具有比第一宽度小的第三宽度；和在等离子体处理腔室内以包围基片支承部的上方的等离子体处理空间的方式配置的衬套结构体，衬套结构体包括内侧圆筒状衬套和外侧圆筒状衬套，内侧圆筒状衬套具有多个第三开口，多个第三开口各自具有第四宽度，外侧圆筒状衬套具有导电性且与接地电位耦合，外侧圆筒状衬套具有多个第四开口，多个第四开口各自具有内侧开口部分和外侧开口部分，内侧开口部分具有比第四宽度大的第五宽度，外侧开口部分具有比第四宽度小的第六宽度。

在一个例示性实施方式中，第一开口从第一开口的入口到出口具有第一宽度。

在一个例示性实施方式中，第三开口从第三开口的入口到出口具有第四宽度。

在一个例示性实施方式中，第二开口的上侧开口部分从上侧开口部分的入口到出口具有所述第二宽度。

在一个例示性实施方式中，第二开口的上侧开口部分在上侧开口部分的入口具有第二宽度，在上侧开口部分的出口具有第三宽度，第二开口的上侧开口部分具有随着从上侧开口部分的入口向出口去宽度变窄的形状。

在一个例示性实施方式中，第四开口的内侧开口部分从内侧开口部分的入口到出口具有第五宽度。

在一个例示性实施方式中，第四开口的内侧开口部分在内侧开口部分的入口具有第五宽度，在内侧开口部分的出口具有第六宽度，第四开口的内侧开口部分具有随着从内侧开口部分的入口向出口去宽度变窄的形状。

在一个例示性实施方式中，内侧圆筒状衬套和上侧挡板包含导电性材料或绝缘材料。

在一个例示性实施方式中，内侧圆筒状衬套和上侧挡板包含由石英、Si或SiC形成的材料。

在一个例示性实施方式中，外侧圆筒状衬套和下侧挡板包含导电性材料。

在一个例示性实施方式中，外侧圆筒状衬套和下侧挡板包括导电性材料和所述导电性材料上的耐等离子体涂层。

在一个例示性实施方式中，外侧圆筒状衬套和下侧挡板的所述导电性材料由铝形成。

在一个例示性实施方式中，第一宽度与第二宽度之比为1:10至9:10，第三宽度与第一宽度之比为1:10至9:1。

在一个例示性实施方式中，第四宽度与第五宽度之比为1:10至9:10，第六宽度与第四宽度之比为1:10至9:10。

在一个例示性实施方式中，提供一种等离子体处理装置，其包括：等离子体处理腔室；配置在等离子体处理腔室内的基片支承部；和在等离子体处理腔室内以包围基片支承部的上方的等离子体处理空间的方式配置的衬套结构体，衬套结构体包括内侧衬套和外侧衬套，内侧衬套具有多个第一开口，多个第一开口各自具有第一宽度，外侧衬套具有导电性且与接地电位耦合，外侧衬套具有多个第二开口，多个第二开口各自具有内侧开口部分和外侧开口部分，内侧开口部分具有比第一宽度大的第二宽度，外侧开口部分具有比第一宽度小的第三宽度。

在一个例示性实施方式中，提供一种等离子体处理装置，其包括：等离子体处理腔室；配置在等离子体处理腔室内的基片支承部；和在等离子体处理腔室内以包围基片支承部的方式配置的挡板结构体，挡板结构体包括上侧挡板和下侧挡板，上侧挡板具有多个第一开口，多个第一开口各自具有第一宽度，下侧挡板具有导电性且与接地电位耦合，下侧挡板具有多个第二开口，多个第二开口各自具有上侧开口部分和下侧开口部分，上侧开口部分具有比第一宽度大的第二宽度，下侧开口部分具有比第一宽度小的第三宽度。

下面，参照附图对本发明的各实施方式进行详细说明。另外，在各附图中，对相同或同样的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。只要没有特别说明，就是基于附图所示的位置关系来对上下左右等的位置关系进行说明。附图的尺寸比例并不是表示实际的比例，另外，实际的比例并不限于图示的比例。

＜等离子体处理装置1的例示性实施方式1＞

下面，对等离子体处理系统的结构例进行说明。图1是用于对电容耦合型的等离子体处理装置的结构例进行说明的图。作为一个例示性实施方式的基片处理装置的等离子体处理装置1，能够执行对基片进行等离子体处理的等离子体处理方法。

等离子体处理系统包括电容耦合型的等离子体处理装置1和控制部2。电容耦合型的等离子体处理装置1包括等离子体处理腔室(也简称为“腔室”)10、气体供给部20、电源30和排气系统40。另外，等离子体处理装置1包括基片支承部11和气体导入部。气体导入部能够将至少一种处理气体导入到等离子体处理腔室10内。气体导入部包括喷淋头13。基片支承部11配置在等离子体处理腔室10内。喷淋头13配置在基片支承部11的上方。在一个实施方式中，喷淋头13构成等离子体处理腔室10的顶部(ceiling)的至少一部分。等离子体处理腔室10具有由喷淋头13、等离子体处理腔室10的侧壁10a和基片支承部11规定的等离子体处理空间(基片处理空间)10s。等离子体处理腔室10具有：用于向等离子体处理空间10s供给至少一种处理气体的至少一个气体供给口；和用于从等离子体处理空间排出气体的至少一个气体排出口。等离子体处理腔室10被接地。喷淋头13和基片支承部11与等离子体处理腔室10电绝缘。

基片支承部11包括主体部50和环组件51。主体部50具有：用于支承基片W的中央区域50a；和用于支承环组件51的环状区域50b。晶片是基片W的一个例子。主体部50的环状区域50b在俯视时包围主体部50的中央区域50a。基片W配置在主体部50的中央区域50a上，环组件51以包围主体部50的中央区域50a上的基片W的方式配置在主体部50的环状区域50b上。因此，中央区域50a也被称为用于支承基片W的基片支承面，环状区域50b也被称为用于支承环组件51的环支承面。

在一个实施方式中，主体部50包括基座60和静电卡盘61。基座60包括导电性部件。基座60的导电性部件能够作为下部电极发挥作用。静电卡盘61配置在基座60上。静电卡盘61包括陶瓷部件61a和配置在陶瓷部件61a内的静电电极61b。陶瓷部件61a具有中央区域50a。在一个实施方式中，陶瓷部件61a还具有环状区域50b。此外，也可以是环状静电卡盘或环状绝缘部件那样的包围静电卡盘61的其它部件具有环状区域50b。在该情况下，环组件51可以是配置在环状静电卡盘或环状绝缘部件上，也可以是配置在静电卡盘61和环状绝缘部件这两者上。另外，也可以在陶瓷部件61a内配置RF或DC电极，在该情况下，RF或DC电极能够作为下部电极发挥作用。在后述的偏置RF信号或DC信号与RF或DC电极连接的情况下，RF或DC电极也被称为偏置电极。此外，也可以是基座60的导电性部件与RF或DC电极两者作为2个下部电极发挥作用。

环组件51包括一个或多个环状部件。在一个实施方式中，一个或多个环状部件包括一个或多个边缘环和至少一个覆盖环。边缘环由导电性材料或绝缘材料形成，覆盖环由绝缘材料形成。

另外，基片支承部11可以包括用于将静电卡盘61、环组件51和基片中的至少一者调节为目标温度的温度调节模块。温度调节模块可以包括加热器、传热介质、流路60a或者它们的组合。可以在流路60a中流动盐水或气体那样的传热流体。在一个实施方式中，流路60a形成在基座60内，在静电卡盘61的陶瓷部件61a内配置有一个或多个加热器。另外，基片支承部11可以包括用于向基片W的背面与中央区域50a之间供给传热气体的传热气体供给部。

在基片支承部11中设置有未图示的升降器(升降销)。在一个实施方式中，升降器配置于在上下方向上贯穿基片支承部11的多个贯通孔中，能够由未图示的驱动装置在贯通孔内在上下方向上移动。在一个实施方式中，基片W能够由未图示的输送臂送入到腔室10内并从腔室10内送出。升降器能够在基片支承部11上支承基片W并使其升降，在与输送臂之间交接基片W，并将基片W载置在基片支承部11上。

喷淋头13能够将来自气体供给部20的至少一种处理气体导入到等离子体处理空间10s内。喷淋头13具有至少一个气体供给口13a、至少一个气体扩散室13b和多个气体导入口13c。被供给到气体供给口13a的处理气体，能够通过气体扩散室13b从多个气体导入口13c被导入到等离子体处理空间10s内。另外，喷淋头13包括上部电极。此外，气体导入部可以除了喷淋头13以外，还包括被安装在形成于侧壁10a上的一个或多个开口部的一个或多个侧面气体注入部(SGI：Side Gas Injector)。

气体供给部20可以包括至少一个气体源21和至少一个流量控制器22。在一个实施方式中，气体供给部20能够将至少一种处理气体从与各自对应的气体源21经由与各自对应的流量控制器22供给到喷淋头13。各流量控制器22例如可以包括质量流量控制器或压力控制式的流量控制器。另外，气体供给部20可以包括用于对至少一种处理气体的流量进行调制或脉冲化的一个或多个流量调制器件。

电源30包括经由至少一个阻抗匹配电路与等离子体处理腔室10耦合的RF电源31。RF电源31能够将源RF信号和偏置RF信号那样的至少一个RF信号(RF电功率)供给到至少一个下部电极和/或至少一个上部电极。从而，能够从被供给到等离子体处理空间10s的至少一种处理气体形成等离子体。因此，RF电源31能够作为等离子体生成部的至少一部分发挥作用，该等离子体生成部能够在等离子体处理腔室10中从一种或多种处理气体生成等离子体。另外，通过将偏置RF信号供给到至少一个下部电极，能够在基片W上产生偏置电位，将所形成的等离子体中的离子成分引入到基片W。

在一个实施方式中，RF电源31包括第一RF生成部31a和第二RF生成部31b。第一RF生成部31a经由至少一个阻抗匹配电路与至少一个下部电极和/或至少一个上部电极耦合，能够生成等离子体生成用的源RF信号(源RF电功率)。在一个实施方式中，源RF信号具有10MHz～150MHz的范围内的频率。在一个实施方式中，可以是第一RF生成部31a能够生成具有不同频率的多个源RF信号。所生成的一个或多个源RF信号被供给到至少一个下部电极和/或至少一个上部电极。

第二RF生成部31b经由至少一个阻抗匹配电路与至少一个下部电极耦合，能够生成偏置RF信号(偏置RF电功率)。偏置RF信号的频率可以与源RF信号的频率相同也可以不同。在一个实施方式中，偏置RF信号具有比源RF信号的频率低的频率。在一个实施方式中，偏置RF信号具有100kHz～60MHz的范围内的频率。在一个实施方式中，可以是第二RF生成部31b能够生成具有不同频率的多个偏置RF信号。所生成的一个或多个偏置RF信号被供给到至少一个下部电极。另外，在各种实施方式中，源RF信号和偏置RF信号中的至少一者可以被脉冲化。

另外，电源30可以包括与等离子体处理腔室10耦合的DC电源32。DC电源32包括第一DC生成部32a和第二DC生成部32b。在一个实施方式中，第一DC生成部32a与至少一个下部电极连接，能够生成第一DC信号。所生成的第一偏置DC信号被施加到至少一个下部电极。在一个实施方式中，第二DC生成部32b与至少一个上部电极连接，能够生成第二DC信号。所生成的第二DC信号被施加到至少一个上部电极。

在各种实施方式中，第一DC信号和第二DC信号中的至少一者可以被脉冲化。在该情况下，能够对至少一个下部电极和/或至少一个上部电极施加基于DC的电压脉冲的序列。电压脉冲可以具有矩形、梯形、三角形或它们的组合的脉冲波形。在一个实施方式中，在第一DC生成部32a与至少一个下部电极之间连接有用于从DC信号生成电压脉冲的序列的波形生成部。从而，第一DC生成部32a和波形生成部构成电压脉冲生成部。在第二DC生成部32b和波形生成部构成电压脉冲生成部的情况下，电压脉冲生成部与至少一个上部电极连接。电压脉冲可以具有正的极性，也可以具有负的极性。另外，电压脉冲的序列可以在一个周期内包含一个或多个正极性电压脉冲和一个或多个负极性电压脉冲。此外，可以是除了RF电源31以外还设置第一DC生成部32a和第二DC生成部32b，也可以是设置第一DC生成部32a来代替第二RF生成部31b。

排气系统40例如能够与设置在等离子体处理腔室10的底部的气体排出口10e连接。排气系统40可以包括压力调节阀和真空泵。能够利用压力调节阀来调节等离子体处理空间10s内的压力。真空泵可以包括涡轮分子泵、干式泵或它们的组合。

控制部2能够处理计算机可执行的命令，该命令用于使等离子体处理装置1执行在本发明中说明的各种工序。控制部2能够控制等离子体处理装置1的各要素执行在此说明的各种工序(等离子体处理)。在一个实施方式中，可以是控制部2的一部分或全部包含在等离子体处理装置1中。控制部2例如可以包括计算机2a。计算机2a例如可以包括处理部(CPU：Central Processing Unit(中央处理器))2a1、存储部2a2和通信接口2a3。处理部2a1能够从存储部2a2读取程序，通过执行所读取的程序来进行各种控制动作。该程序可以是预先保存在存储部2a2中，也可以是在需要时经由介质获取。所获取的程序被保存在存储部2a2中，由处理部2a1从存储部2a2读取并执行。介质可以是计算机2a能够读取的各种存储介质，也可以是与通信接口2a3连接的通信线路。存储部2a2可以包括RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive：固态驱动器)或它们的组合。通信接口2a3可以经由LAN(Local Area Network：局域网)等通信线路在与等离子体处理装置1之间进行通信。

本例示性实施方式中的等离子体处理装置1包括用于规定等离子体处理空间10s的等离子体封闭结构体100。等离子体封闭结构体100包括挡板结构体和衬套结构体。挡板结构体能够对等离子体处理空间10s内的气氛(气体)进行排气。在一个实施方式中，挡板结构体在腔室10内以包围基片支承部11的方式配置。挡板结构体包括：面向等离子体处理空间10s的上侧挡板120；和位于比上侧挡板120靠下方的位置的下侧挡板152。上侧挡板120和下侧挡板152在水平方向上延伸。下侧挡板152的上表面与上侧挡板120的下表面接触。

衬套结构体包括内侧圆筒状衬套153和外侧圆筒状衬套151。在一个实施方式中，内侧圆筒状衬套153具有圆筒形状。内侧圆筒状衬套153与基片支承部11和上侧挡板120呈同心圆状配置。内侧圆筒状衬套153配置在上侧挡板120的外侧端部上。内侧圆筒状衬套153位于等离子体处理空间10s的水平方向的侧方，在等离子体处理空间10s露出。在一个实施方式中，内侧圆筒状衬套153包含绝缘材料，具有绝缘性。在一个实施方式中，内侧圆筒状衬套153包含由石英、Si或SiC形成的材料。此外，也可以是内侧圆筒状衬套153包含导电性材料，具有导电性。

外侧圆筒状衬套151具有圆筒形状。外侧圆筒状衬套151与基片支承部11和下侧挡板152呈同心圆状配置。外侧圆筒状衬套151配置在下侧挡板152的外侧端部上。外侧圆筒状衬套151在径向A上与内侧圆筒状衬套153的外侧重叠。外侧圆筒状衬套151包含铝(Al)等导电性材料，具有导电性。在一个实施方式中，外侧圆筒状衬套151在表面局部地或整体地具有耐等离子体涂层。在图2的例子中，内侧圆筒状衬套153是与上侧挡板120不同的部件。在该情况下，内侧圆筒状衬套153可以是与上侧挡板120接触，也可以是与上侧挡板120分离。此外，也可以是内侧圆筒状衬套153与上侧挡板120一体化(形成为一体)。另外，在图2的例子中，外侧圆筒状衬套151与下侧挡板152一体化，但也可以是外侧圆筒状衬套151是与下侧挡板152不同的部件。在该情况下，外侧圆筒状衬套151可以是与下侧挡板152接触，也可以是与下侧挡板152分离。图2是表示一个实施方式中的等离子体封闭结构体100的例子的立体图。

在一个实施方式中，上侧挡板120具有圆环状的薄的板形状。上侧挡板120在板面朝向上方的状态下重叠在后述的下侧挡板152上。上侧挡板120位于基片支承部11的外周且位于等离子体处理空间10s的下侧。上侧挡板120在等离子体处理空间10s露出。在一个实施方式中，上侧挡板120包含绝缘材料，具有绝缘性。在一个实施方式中，上侧挡板120包含由石英、Si或SiC形成的材料。此外，也可以是上侧挡板120包含导电性材料，具有导电性。

上侧挡板120具有多个第一开口130。在一个实施方式中，各第一开口130是在基片支承部11的径向(从中心向外周去的方向)A上延伸设置的细长的长孔，从上侧挡板120的上表面沿着上下方向Z贯穿至下表面。第一开口130在基片支承部11的外周的周向R上在整周范围等间隔地设置。在一个实施方式中，可以是第一开口130在周向R上以1°至5°的间隔设置。

下侧挡板152包含铝(Al)等导电性材料，具有导电性。下侧挡板152在表面局部地或整体地具有耐等离子体涂层。下侧挡板152与基片支承部11电绝缘。如图1所示，在一个实施方式中，下侧挡板152通过一个或多个环状绝缘部件155与基片支承部11绝缘。下侧挡板152与接地电位连接。在一个实施方式中，下侧挡板152经由腔室10与接地电位连接。在一个实施方式中，下侧挡板152经由喷淋头13与接地电位连接。此外，下侧挡板152与上部电极电绝缘。

在一个实施方式中，等离子体封闭结构体100还包括内周圆筒部150。内周圆筒部150包含铝(Al)等导电性材料，具有导电性。内周圆筒部150与下侧挡板152电连接，而与基片支承部11电绝缘。在一个实施方式中，内周圆筒部150通过一个或多个环状绝缘部件155与基片支承部11绝缘。在一个实施方式中，下侧挡板152经由内周圆筒部150与接地电位连接。

在一个实施方式中，内周圆筒部150具有圆筒形状，且位于基片支承部11的外周。

在腔室10的侧壁与内周圆筒部150之间形成有上下延伸的排气通路160。排气通路160与腔室10的底部的气体排出口10e连通。

如图2所示，在一个实施方式中，下侧挡板152具有圆环状的薄的板形状。上侧挡板120重叠在该下侧挡板152上。下侧挡板152位于基片支承部11的外周且位于等离子体处理空间10s的下侧。

下侧挡板152具有多个第二开口170。各第二开口170是在基片支承部11的径向A上延伸设置的细长的长孔，从下侧挡板152的上表面沿着上下方向Z贯穿至下表面。第二开口170以与第一开口130相同的数量、相同的间隔，在基片支承部11的外周的周向R上在整周范围等间隔地设置。在一个实施方式中，第二开口170在周向上以1°至5°的间隔设置。各第二开口170分别与对应的第一开口130相通。

图3是表示将一个实施方式中的上侧挡板120和下侧挡板152沿着周向R切断时的第一开口130和第二开口170的宽度的例子的纵截面图。在一个实施方式中，第一开口130在第一开口130的周向(第一开口130的短边方向)R上从第一开口130的入口到出口具有一定的第一宽度D1。

在一个实施方式中，第二开口170具有：位于第二开口170的上游侧的上侧开口部分200；和位于第二开口170的下游侧的下侧开口部分201。上侧开口部分200在第二开口170的周向R(第二开口170的短边方向)上从上侧开口部分200的入口到出口具有一定的第二宽度D2。第二宽度D2大于第一宽度D1。

下侧开口部分201在第二开口170的周向R上从下侧开口部分201的入口到出口具有一定的第三宽度D3。第三宽度D3比第一宽度D1和第二宽度D2小。

在一个实施方式中，第一宽度D1与第二宽度D2之比为1:10至9:10。

在一个实施方式中，第三宽度D3与第一宽度D1之比为1:10至9:10。

下侧开口部分201的长度K2与上侧开口部分200的长度K1相同或比其小。在一个实施方式中，上侧开口部分200的长度K1与下侧开口部分201的长度K2之比为1:1至10:1。

图4是表示将一个实施方式中的上侧挡板120和下侧挡板152沿着径向A切断时的第一开口130和第二开口170的长度的例子的纵截面图。在一个实施方式中，第一开口130在第一开口130的径向(第一开口130的长度方向)A上从第一开口130的入口到出口具有一定的第一长度L1。

在一个实施方式中，第二开口170的上侧开口部分200在第二开口170的径向(第二开口170的长度方向)A上从第二开口170的入口到出口具有一定的第二长度L2。在一个实施方式中，第二长度L2大于第一长度L1。在一个实施方式中，第二开口170的下侧开口部分201在第二开口170的径向A上从第二开口170的入口到出口具有一定的第三长度L3。在一个实施方式中，第三长度L3比第一长度L1和第二长度L2小。

＜等离子体处理方法的一个例子＞

本等离子体处理方法包括使用等离子体对基片W上的膜进行蚀刻的蚀刻处理。

首先，利用输送臂将基片W送入到腔室10内，利用升降器将基片W载置在基片支承部11上，如图1所示将基片W吸附保持在基片支承部11上。

接着，利用气体供给部20向喷淋头13供给处理气体，并将处理气体从喷淋头13供给至等离子体处理空间10s。此时被供给的处理气体包含能够生成基片W的蚀刻处理所需要的活性种的气体。

能够从RF电源31向上部电极和/或下部电极供给一个或多个RF信号。可以从气体排出口10e对等离子体处理空间10s内的气氛进行排气，使等离子体处理空间10s的内部减压。由此，能够在等离子体处理空间10s中生成等离子体，对基片W进行蚀刻处理。

蚀刻处理时的等离子体处理空间10s内的气氛能够由排气系统40进行排气。等离子体处理空间10s内的气氛能够流入到位于基片支承部11的外周的第一开口130，通过第二开口170，并通过排气通路160从气体排出口10e排出。

根据本例示性实施方式，等离子体处理装置1具有在腔室10内以包围基片支承部11的方式配置的挡板结构体。挡板结构体具有上侧挡板120和下侧挡板152。上侧挡板120具有多个第一开口130。多个第一开口130各自具有第一宽度D1。下侧挡板152具有导电性，且与接地电位连接。另外，下侧挡板152具有分别与多个第一开口130连通的多个第二开口170。多个第二开口170各自具有上侧开口部分200和下侧开口部分201。上侧开口部分200具有比第一宽度D1大的第二宽度D2。下侧开口部分201具有比第一宽度D1小的第三宽度D3。以往的等离子体处理装置中，在等离子体处理的期间，会因等离子体而导致挡板那样的排气部被磨削，或者在排气部产生沉积物，从而使得等离子体处理装置的排气功能发生变动。当等离子体处理装置的排气功能发生变动时，对基片的等离子体处理也会产生影响。根据本例示性实施方式，如图3所示，第二开口170包括：具有比第一宽度D1大的第二宽度D2的上侧开口部分200；和具有比第一宽度D1小的第三宽度D3的下侧开口部分201，由此，能够在确保等离子体处理空间10s内的气氛的排气性的同时，对等离子体处理空间10s的排气进行限速(律速)。由此，能够抑制等离子体处理装置1的排气功能的经时变动(随着时间的经过而变动)。而且，具有导电性的下侧挡板152与接地电位连接，因此，能够形成被供给至基片支承部11的RF电功率经由下侧挡板152流向大地的RF返回电路。

在本例示性实施方式中，第一开口130从第一开口130的入口到出口具有第一宽度D1，因此，能够恰当地确保等离子体处理空间10s内的气氛的排气性。

在本例示性实施方式中，第二开口170的上侧开口部分200从上侧开口部分200的入口到出口具有第二宽度D2。由此，能够在上侧开口部分200确保充分的空间，在下侧开口部分201成为比第二宽度D2窄的流路，因此，能够对等离子体处理空间10s内的气氛的排气进行限速。

在本例示性实施方式中，上侧挡板120包含由石英、Si或SiC形成的材料。由此，上侧挡板120的等离子体耐性提高，能够减少腔室10内的颗粒的产生。

在本例示性实施方式中，下侧挡板152包含导电性材料。由此，能够更可靠地确保RF返回电路。

在本例示性实施方式中，下侧挡板152包括导电性材料和覆盖该导电性材料的表面的耐等离子体涂层。由此，下侧挡板152的等离子体耐性提高，能够长时间地在确保等离子体处理空间10s内的气氛的排气性的同时，对等离子体处理空间10s的排气进行限速。

在本例示性实施方式中，下侧挡板152的导电性材料由铝(Al)形成，因此，能够恰当地确保RF返回电路。

＜等离子体处理装置1的例示性实施方式2＞

在一个实施方式中，等离子体处理装置1包括衬套结构体240来代替例示性实施方式1中的衬套结构体。衬套结构体240能够从侧方对等离子体处理空间10s内的气体进行排气。图5是表示具有包括挡板结构体和衬套结构体240的等离子体封闭结构体100的等离子体处理装置1的结构例的图。

在一个实施方式中，衬套结构体240在腔室10内以包围基片支承部11的上方的等离子体处理空间10s的方式配置。衬套结构体240包括内侧圆筒状衬套250和外侧圆筒状衬套270。在一个实施方式中，内侧圆筒状衬套250具有圆筒形状。内侧圆筒状衬套250与基片支承部11和上侧挡板120呈同心圆状配置。内侧圆筒状衬套250配置在上侧挡板120的外侧端部上。内侧圆筒状衬套250位于等离子体处理空间10s的水平方向的侧方，在等离子体处理空间10s露出。在一个实施方式中，内侧圆筒状衬套250与上侧挡板120同样地，包含绝缘材料，具有绝缘性。在一个实施方式中，内侧圆筒状衬套250包含由石英、Si或SiC形成的材料。此外，也可以是内侧圆筒状衬套250包含导电性材料，具有导电性。在图5的例子中，内侧圆筒状衬套250是与上侧挡板120不同的部件。在该情况下，内侧圆筒状衬套250可以是与上侧挡板120接触，也可以是与上侧挡板120分离。此外，也可以是内侧圆筒状衬套250与上侧挡板120一体化。另外，在图5的例子中，外侧圆筒状衬套270与下侧挡板152一体化，但也可以是外侧圆筒状衬套270是与下侧挡板152不同的部件。在该情况下，外侧圆筒状衬套270可以是与下侧挡板152接触，也可以是与下侧挡板152分离。

内侧圆筒状衬套250具有多个第三开口260。在一个实施方式中，各第三开口260是在上下方向Z上延伸设置的细长的长孔，从内侧圆筒状衬套250的内表面沿着径向A贯穿至外表面。第三开口260在基片支承部11的外周的周向R上在整周范围等间隔地设置。可以是第三开口260在周向上以1°～5°的间隔设置。

在一个实施方式中，外侧圆筒状衬套270具有圆筒形状。外侧圆筒状衬套270与基片支承部11和下侧挡板152呈同心圆状配置。外侧圆筒状衬套270配置在下侧挡板152的外侧端部上。外侧圆筒状衬套270在径向A上与内侧圆筒状衬套250的外侧重叠地配置。外侧圆筒状衬套270包含铝(Al)等导电性材料，具有导电性。外侧圆筒状衬套270在表面局部地或整体地具有耐等离子体涂层。

外侧圆筒状衬套270具有多个第四开口280。在一个实施方式中，各第四开口280是在上下方向Z上延伸设置的细长的长孔，从外侧圆筒状衬套270的内表面沿着径向A贯穿至外表面。第四开口280以与第三开口260相同的数量、相同的间隔，在基片支承部11的外周的周向R上在整周范围等间隔地设置。可以是第四开口280在周向上以1°至5°的间隔设置。各第四开口280分别与对应的第三开口260相通。第四开口280的外侧空间与排气通路160连通。

图6是表示将一个实施方式中的内侧圆筒状衬套250和外侧圆筒状衬套270沿着周向R切断时的第三开口260和第四开口280的宽度的例子的横截面图。在一个实施方式中，第三开口260在第三开口260的周向(第三开口260的短边方向)R上从第三开口260的入口到出口具有一定的第四宽度D4。

在一个实施方式中，第四开口280具有：位于第四开口280的上游侧的内侧开口部分290；和位于第四开口280的下游侧的外侧开口部分291。内侧开口部分290在第四开口280的周向(第四开口280的短边方向)R上从内侧开口部分290的入口到出口具有一定的第五宽度D5。第五宽度D5大于第四宽度D4。

外侧开口部分291在第四开口280的周向R上从外侧开口部分291的入口到出口具有一定的第六宽度D6。第六宽度D6小于第四宽度D4和第五宽度D5。

第四宽度D4与第五宽度D5之比为1:10至9:10。

第六宽度D6与第四宽度D4之比为1:10至9:10。

外侧开口部分291的长度K4与内侧开口部分290的长度K3相同或比其小。在一个实施方式中，内侧开口部分290的长度K3与外侧开口部分291的长度K4之比为1:1至10:1。

图7是表示将一个实施方式中的内侧圆筒状衬套250和外侧圆筒状衬套270沿着上下方向Z切断时的第三开口260和第四开口280的长度的例子的纵截面图。第三开口260在第三开口260的上下方向Z上从第三开口260的入口到出口具有一定的第四长度L4。

第四开口280的内侧开口部分290在第四开口280的上下方向Z上从第四开口280的入口到出口具有一定的第五长度L5。在一个实施方式中，第五长度L5大于第四长度L4。第四开口280的外侧开口部分291在第四开口280的上下方向Z上从第四开口280的入口到出口具有一定的第六长度L6。在一个实施方式中，第六长度L6比第四长度L4和第五长度L5小。

第一开口130的第一宽度D1与第三开口260的第四宽度D4可以是相同的尺寸，也可以是不同的尺寸。另外，第二开口170的第二宽度D2与第四开口280的第五宽度D5、第二开口170的第三宽度D3与第四开口280的第六宽度D6可以是相同的尺寸，也可以是不同的尺寸。其它的结构可以与上述例示性实施方式1同样。

在蚀刻处理时，等离子体处理空间10s内的气氛能够流入到第一开口130，通过第二开口170，并通过排气通路160从气体排出口10e排出。另外，等离子体处理空间10s内的气氛能够流入到第三开口260，通过第四开口280，并通过排气通路160从气体排出口10e排出。

根据本例示性实施方式，位于等离子体处理空间10s的下侧的第二开口170包括：具有比第一宽度D1大的第二宽度D2的上侧开口部分200；和具有比第一宽度D1小的第三宽度D3的下侧开口部分201。另外，位于等离子体处理空间10s的侧方的第四开口280包括：具有比第四宽度D4大的第五宽度D5的内侧开口部分290；和具有比第四宽度D4小的第六宽度D6的外侧开口部分291。由此，能够在确保等离子体处理空间10s内的气氛的排气性的同时，对等离子体处理空间10s内的气氛的排气进行限速。因此，能够抑制等离子体处理装置1的排气功能的经时变动。

＜等离子体处理装置1的例示性实施方式3＞

在一个实施方式中，等离子体处理装置1可以包括无孔的挡板结构体来代替例示性实施方式2的挡板结构体。从而，等离子体处理装置1包括：具有第三开口260和第四开口280的衬套结构体240；和无孔的挡板结构体。由此，能够仅从侧方对等离子体处理空间10s内的气氛进行排气。图8是表示本例示性实施方式的等离子体处理装置1的结构例的图。在本例示性实施方式中，在内侧圆筒状衬套250具有第三开口260，在外侧圆筒状衬套270具有第四开口280。另一方面，在上侧挡板120没有第一开口130，在下侧挡板152没有第二开口170。其它的结构与上述例示性实施方式2同样。

＜等离子体处理装置1的例示性实施方式4＞

图9表示下侧挡板152中的第二开口170的另一个结构例。在一个实施方式中可以是，在第二开口170的周向R上，第二开口170的上侧开口部分200在上侧开口部分200的入口具有第二宽度D2，在上侧开口部分200的出口具有第三宽度D3。由此，可以是第二开口170具有随着从上侧开口部分200的入口向出口去宽度变窄的形状。此外，第二宽度D2大于第一宽度D1，第三宽度D3小于第一宽度D1。在该情况下，也能够在第二开口170中，对等离子体处理空间10s内的气氛的排气进行限速。

图10表示外侧圆筒状衬套270中的第四开口280的另一个结构例。在一个实施方式中可以是，在第四开口280的周向R上，第四开口280的内侧开口部分290在内侧开口部分290的入口具有第五宽度D5，在内侧开口部分290的出口具有第六宽度D6。由此，可以是第四开口280具有随着从内侧开口部分290的入口向出口去宽度变窄的形状。此外，第五宽度D5大于第四宽度D4，第六宽度D6小于第四宽度D4。在该情况下，也能够在第四开口280中，对等离子体处理空间10s的气氛的排气进行限速。

本等离子体处理装置可以在不脱离本发明的范围和主旨的情况下进行各种变形。例如，在本领域技术人员的通常的创造能力的范围内，可以将某个实施方式中的一部分构成要素追加到其它实施方式中。另外，可以将某个实施方式中的一部分构成要素替换为其它实施方式的对应的构成要素。

本等离子体处理装置，除了电容耦合型的等离子体处理装置以外，还可以是使用电感耦合型等离子体或微波等离子体等任意的等离子体源的等离子体处理装置。

Claims (16)

1.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：

等离子体处理腔室；

配置在所述等离子体处理腔室内的基片支承部；

在所述等离子体处理腔室内以包围所述基片支承部的方式配置的挡板结构体，所述挡板结构体包括上侧挡板和下侧挡板，所述上侧挡板具有多个第一开口，所述多个第一开口各自具有第一宽度，所述下侧挡板具有导电性且与接地电位耦合，所述下侧挡板具有多个第二开口，所述多个第二开口各自具有上侧开口部分和下侧开口部分，所述上侧开口部分具有比所述第一宽度大的第二宽度，所述下侧开口部分是具有比所述第一宽度小的第三宽度；和

在所述等离子体处理腔室内以包围所述基片支承部的上方的等离子体处理空间的方式配置的衬套结构体，所述衬套结构体包括内侧圆筒状衬套和外侧圆筒状衬套，所述内侧圆筒状衬套具有多个第三开口，所述多个第三开口各自具有第四宽度，所述外侧圆筒状衬套具有导电性且与接地电位耦合，所述外侧圆筒状衬套具有多个第四开口，所述多个第四开口各自具有内侧开口部分和外侧开口部分，所述内侧开口部分具有比所述第四宽度大的第五宽度，所述外侧开口部分具有比所述第四宽度小的第六宽度。

2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述第一开口从所述第一开口的入口到出口具有所述第一宽度。

3.如权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述第三开口从所述第三开口的入口到出口具有所述第四宽度。

4.如权利要求3所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述第二开口的所述上侧开口部分从所述上侧开口部分的入口到出口具有所述第二宽度。

5.如权利要求3所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述第二开口的所述上侧开口部分在所述上侧开口部分的入口具有所述第二宽度，在所述上侧开口部分的出口具有所述第三宽度，所述第二开口的所述上侧开口部分具有随着从所述上侧开口部分的所述入口向所述出口去宽度变窄的形状。

6.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述第四开口的所述内侧开口部分从所述内侧开口部分的入口到出口具有所述第五宽度。

7.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述第四开口的所述内侧开口部分在所述内侧开口部分的入口具有所述第五宽度，在所述内侧开口部分的出口具有所述第六宽度，所述第四开口的所述内侧开口部分具有随着从所述内侧开口部分的所述入口向所述出口去宽度变窄的形状。

8.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述内侧圆筒状衬套和所述上侧挡板包含导电性材料或绝缘材料。

9.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述内侧圆筒状衬套和所述上侧挡板包含由石英、Si或SiC形成的材料。

10.如权利要求9所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述外侧圆筒状衬套和所述下侧挡板包含导电性材料。

11.如权利要求9所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述外侧圆筒状衬套和所述下侧挡板包括导电性材料和所述导电性材料上的耐等离子体涂层。

12.如权利要求11所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述外侧圆筒状衬套和所述下侧挡板的所述导电性材料由铝形成。

13.如权利要求1至12中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述第一宽度与所述第二宽度之比为1:10至9:10，

所述第三宽度与所述第一宽度之比为1:10至9:10。

14.如权利要求1至12中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述第四宽度与所述第五宽度之比为1:10至9:10，

所述第六宽度与所述第四宽度之比为1:10至9:10。

15.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：

等离子体处理腔室；

配置在所述等离子体处理腔室内的基片支承部；和

在所述等离子体处理腔室内以包围所述基片支承部的上方的等离子体处理空间的方式配置的衬套结构体，所述衬套结构体包括内侧衬套和外侧衬套，所述内侧衬套具有多个第一开口，所述多个第一开口各自具有第一宽度，所述外侧衬套具有导电性且与接地电位耦合，所述外侧衬套具有多个第二开口，所述多个第二开口各自具有内侧开口部分和外侧开口部分，所述内侧开口部分具有比所述第一宽度大的第二宽度，所述外侧开口部分具有比所述第一宽度小的第三宽度。

16.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：

等离子体处理腔室；

配置在所述等离子体处理腔室内的基片支承部；和

在所述等离子体处理腔室内以包围所述基片支承部的方式配置的挡板结构体，所述挡板结构体包括上侧挡板和下侧挡板，所述上侧挡板具有多个第一开口，所述多个第一开口各自具有第一宽度，所述下侧挡板具有导电性且与接地电位耦合，所述下侧挡板具有多个第二开口，所述多个第二开口各自具有上侧开口部分和下侧开口部分，所述上侧开口部分具有比所述第一宽度大的第二宽度，所述下侧开口部分具有比所述第一宽度小的第三宽度。