CN1873911A - 等离子体处理室、电位控制装置、方法、程序和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供以简单的构成能够容易地控制聚合物的附着量的等离子体处理室。等离子体处理室(10)具有覆盖容器(11)的内周面的圆筒状的侧壁构件(45)，电位控制装置(46)具有通过升降与侧壁构件(45)接触，或者不与侧壁构件(45)接触、接地的导通构件(47)，在RIE处理中，通过使导通构件(47)下降与侧壁构件(45)接触，将侧壁构件(45)的电位设定为接地电位，在灰化处理中，通过使导通构件(47)上升不与侧壁构件(45)接触，将侧壁构件(45)的电位设定为浮接电位。

Description

等离子体处理室、电位控制装置、方法、程序和存储介质

技术领域

本发明涉及等离子体处理室、电位控制装置、电位控制方法、程序和存储介质，特别涉及具有暴露在等离子体中的构成部件的等离子体处理室。

背景技术

至今，具备圆筒状容器和配置在该容器内且与高频电源连接的电极的等离子体处理室是众所周知的。在该等离子体处理室中，将处理气体导入到容器内，在容器内的空间中对电极施加高频功率。此外，当将作为基板的半导体晶片收容在容器内时，通过高频功率使导入的处理气体成为等离子体，产生离子等，通过该离子等对半导体晶片实施等离子体处理，例如刻蚀处理。

在上述等离子体处理室中，当作为处理气体的反应性气体使用例如C₄F₈气和氩(Ar)气的混合气体时，从该反应性气体生成的中性的活性基(radical)作为聚合物附着在容器的侧部内壁(以下，简单地称为“侧壁”)上。在聚合物的附着量过多的情况下，当对半导体晶片实施等离子体处理时，由于该聚合物从侧壁剥离并作为沉积附着在半导体晶片的表面上，所以需要除去附着在侧壁的聚合物。

优选通过使处理气体成为等离子体时产生的阳离子与侧壁冲撞除去附着在侧壁的聚合物，阳离子向侧壁的冲撞数受到侧壁电位(potential)的左右。具体地说，当侧壁电位低，侧壁与处理气体成为等离子体的空间的电位差大时，阳离子对侧壁的冲撞数增加，聚合物的附着量减少。

但是，由于侧壁的电位由受到电极和侧壁形状左右的阳极/阴极比和为了得到对半导体晶片的期望的等离子体处理结果而设定的高频功率的大小决定，所以控制侧壁的电位是困难的。因此，除去聚合物的控制不容易，如果聚合物附着在侧壁上，在半导体晶片的表面上重复进行容易附着沉积的沉积过程，则聚合物的附着量过大，所以需要提高侧壁的清洁频度，结果，等离子体处理室的工作效率降低。

因此，近年来，正在积极地开发控制侧壁的电位、除去侧壁的聚合物的处理室，例如，当工作时间达到规定值时，选择性地使侧壁接地或与高频电源连接，当除去附着在侧壁的聚合物时，使侧壁与高频电源连接，侧壁的电位为负电位，由此，使阳离子冲撞侧壁，除去侧壁的聚合物的处理室(例如，参照专利文献1)。

[专利文献1]日本专利特开平1-231322号公报

发明内容

但是，专利文献1的处理室，存在着由于除电极用的高频电源之外，还需要侧壁用的高频电源，即，电极以外的处理室构成部件用的高频电源，所以处理室的构成变得复杂的问题。

此外，专利文献1的处理室，当工作时间达到预定值时，由于使侧壁与高频电源连接，仅除去侧壁的聚合物，所以难以控制聚合物的附着量，结果，在一个等离子体处理室中，当重复进行上述沉积过程和使用O₂气作为处理气体，不生成中性活性基，侧壁上不附着聚合物，在半导体晶片的表面上不附着沉积物的无沉积过程时，如果要完全除去侧壁的聚合物，则也存在着阳离子直接冲撞没有聚合物的侧壁，使侧壁消耗，结果，等离子体处理室的工作效率降低的问题。

本发明的目的在于提供以简单的构成能够容易地控制聚合物的附着量的等离子体处理室、电位控制装置、电位控制方法、程序和存储介质。

为了达到上述目的，发明方面1所述的等离子体处理室，具备收容基板的容器和配置在该容器内且与高频电源连接的电极，使导入到上述容器内的处理气体成为等离子体，并可对上述基板实施至少两种等离子体处理，其特征在于，具有：配置在上述容器内并且暴露在上述等离子体中的处理室构成部件；和分别根据上述至少两种等离子体处理，将该处理室构成部件的电位设定为浮接电位和接地电位中的任一个的电位控制装置。

发明方面2所述的等离子体处理室的特征在于，在发明方面1所述的等离子体处理室中，上述至少两种等离子体处理是在上述处理室构成部件上附着附着物的沉积过程和在上述处理室构成部件上不附着附着物的无沉积过程，上述电位控制装置在沉积过程中将上述处理室构成部件的电位设定为接地电位，在无沉积过程中将上述处理室构成部件的电位设定为浮接电位。

发明方面3所述的等离子体处理室的特征在于，在发明方面1或2所述的等离子体处理室中，上述处理室构成部件电浮接，上述电位控制装置具有电接地的构成部件接触构件，该构成部件接触部件与上述处理室构成部件自由接触。

发明方面4所述的等离子体处理室的特征在于，在发明方面3所述的等离子体处理室中，上述处理室构成部件具有凹状孔，上述构成部件接触构件具有与上述凹状孔自由嵌合的凸状部。

发明方面5所述的等离子体处理室的特征在于，在发明方面4所述的等离子体处理室中，上述凹状孔具有狭小部，该狭小部和上述凸状部中的至少一个由弹性材料构成。

发明方面6所述的等离子体处理室的特征在于，在发明方面4或5所述的等离子体处理室中，上述容器呈圆筒形状，上述处理室构成部件是覆盖上述容器的内周面的圆筒状构件，沿上述圆筒状构件的圆周配置有多个上述凹状孔，多个上述构成部件接触构件的凸状部与上述多个凹状孔分别自由嵌合。

发明方面7所述的等离子体处理室的特征在于，在发明方面3所述的等离子体处理室中，上述容器呈圆筒形状，上述处理室构成部件是覆盖上述容器的内周面的圆筒状构件，上述圆筒状构件具有在端部沿该圆筒状构件的圆周形成的沟，上述构成部件接触部件呈网状形状，与上述沟自由嵌合。

发明方面8所述的等离子体处理室的特征在于，在发明方面1或2所述的等离子体处理室中，上述处理室构成部件电浮接，上述电位控制装置具有使上述处理室构成部件接地的接地线；和配置在该接地线的途中并切换上述接地线的切断和连接的切换装置。

发明方面9所述的等离子体处理室的特征在于，在发明方面8所述的等离子体处理室中，上述电位控制装置具有配置在上述接地线的途中的可变电阻元件。

发明方面10所述的等离子体处理室的特征在于，在发明方面9所述的等离子体处理室中，上述可变电阻元件根据附着在上述处理室构成部件上的附着物的量变更电阻。

发明方面11所述的等离子体处理室的特征在于，在发明方面9或10所述的等离子体处理室中，上述可变电阻元件与上述高频电源的频率同步地变更电阻。

发明方面12所述的等离子体处理室的特征在于，在发明方面9～11中任一项所述的等离子体处理室中，上述可变电阻元件是可变电感或可变电容。

为了达到上述目的，发明方面13所述的电位控制装置，其特征在于：具备收容基板的容器和配置在该容器内且与高频电源连接的电极，其配置在使导入到上述容器内的处理气体成为等离子体，并可对上述基板实施至少两种等离子体处理的等离子体处理室的上述容器内，并且分别根据上述至少两种等离子体处理，将暴露在上述等离子体中的处理室构成部件的电位设定为浮接电位和接地电位中的任一个。

发明方面14所述的电位控制装置的特征在于，在发明方面13所述的电位控制装置中，上述至少两种等离子体处理是在上述处理室构成部件上附着附着物的沉积过程和在上述处理室构成部件上不附着附着物的无沉积过程，在沉积过程中将上述处理室构成部件的电位设定为接地电位，在无沉积过程中将上述处理室构成部件的电位设定为浮接电位。

发明方面15所述的电位控制装置的特征在于，在发明方面13或14所述的电位控制装置中，上述处理室构成部件电浮接，且具有电接地的构成部件接触部件，该构成部件接触构件与上述处理室构成部件自由接触。

发明方面16所述的电位控制装置的特征在于，在发明方面13或14所述的电位控制装置中，上述处理室构成部件电浮接，且具有使上述处理室构成部件接地的接地线；和配置在该接地线的途中并切换上述接地线的切断和连接的切换装置。

为了达到上述目的，发明方面17所述的电位控制方法，对暴露在上述等离子体中的处理室构成部件进行电位控制，其中电位控制装置具备收容基板的容器和配置在该容器内且与高频电源连接的电极，其配置在使导入到上述容器内的处理气体成为等离子体，并可对上述基板实施至少两种等离子体处理的等离子体处理室的上述容器内，其特征在于，具有：分别根据上述至少两种等离子体处理，将上述处理室构成部件的电位设定为浮接电位和接地电位中的任一个的电位设定步骤。

发明方面18所述的电位控制方法的特征在于，在发明方面17所述的电位控制方法中，上述至少两种等离子体处理是在上述处理室构成部件上附着附着物的沉积过程和在上述处理室构成部件上不附着附着物的无沉积过程，上述电位设定步骤在沉积过程中将上述处理室构成部件的电位设定为接地电位，在无沉积过程中将上述处理室构成部件的电位设定为浮接电位。

为了达到上述目的，发明方面19所述的程序，使计算机执行对暴露在上述等离子体中的处理室构成部件的电位进行控制的电位控制方法，其中电位控制装置具备收容基板的容器和配置在该容器内且与高频电源连接的电极，其配置在使导入到上述容器内的处理气体成为等离子体，并可对上述基板实施至少两种等离子体处理的等离子体处理室的上述容器内，其特征在于，具有：分别根据上述至少两种等离子体处理，将上述处理室构成部件的电位设定为浮接电位和接地电位中的任一个的电位设定模块。

为了达到上述目的，发明方面20所述的存储介质，其为计算机可读取的存储介质，存储有使计算机执行对暴露在上述等离子体中的处理室构成部件的电位进行控制的电位控制方法的程序，其中电位控制装置具备收容基板的容器和配置在该容器内且与高频电源连接的电极，其配置在使导入到上述容器内的处理气体成为等离子体，并可对上述基板实施至少两种等离子体处理的等离子体处理室的上述容器内，其特征在于，上述程序具有：分别根据上述至少两种等离子体处理，将上述处理室构成部件的电位设定为浮接电位和接地电位中的任一个的电位设定模块。

根据发明方面1所述的等离子体处理室、发明方面13所述的电位控制装置、发明方面17所述的电位控制方法、发明方面19所述的程序和发明方面20所述的存储介质，由于分别根据至少两种等离子体处理将配置在容器内并且暴露在等离子体中的处理室构成部件的电位设定为浮接电位和接地电位中的任一个，所以不需要的处理室构成部件用的高频电源，并且能够根据各等离子体处理控制向着处理室构成部件的附着物的附着量，因而，能够以简单的构成容易地控制附着物的附着量。

根据发明方面2所述的等离子体处理室、根据发明方面14所述的电位控制装置和根据发明方面18所述的电位控制方法，至少两种等离子体处理是在处理室构成部件上附着附着物的沉积过程和在处理室构成部件上不附着附着物的无沉积过程，在沉积过程中将处理室构成部件的电位设定为接地电位，在无沉积过程中将处理室构成部件的电位设定为浮接电位，所以能够在沉积过程中防止附着物过剩地附着在处理室构成部件上，同时能够在无沉积过程中防止处理室构成部件消耗，因而，能够防止等离子体处理室的工作效率降低。

根据发明方面3所述的等离子体处理室和发明方面15所述的电位控制装置，由于处理室构成部件电浮接，电接地的构成部件接触构件与处理室构成部件自由接触，所以能够确实地将处理室构成部件的电位切换到浮接电位或接地电位。

根据发明方面4所述的等离子体处理室，由于处理室构成部件具有凹状孔，构成部件接触构件具有与凹状孔自由嵌合的凸状部，所以能够以简单构造地将处理室构成部件的电位切换到浮接电位或接地电位。

根据发明方面5所述的等离子体处理室，由于处理室构成部件的凹状孔具有狭小部，该狭小部和构成部件接触部件的凸状部分中的至少一个由弹性材料构成，所以能够确实地进行处理室构成部件和构成部件接触构件的接触。

根据发明方面6所述的等离子体处理室，容器呈圆筒形状，处理室构成部件是覆盖容器的内周面的圆筒状部件，由于沿圆筒状部件的圆周配置有多个凹状孔，多个构成部件接触构件的凸状部与多个凹状孔分别自由嵌合，所以当处理室构成部件和构成部件接触构件接触时，能够防止处理室构成部件中的电位发生偏离，能够均匀地控制附着物的附着量。

根据发明方面7所述的等离子体处理室，容器呈圆筒形状，处理室构成部件是覆盖容器的内周面的圆筒状部件，由于圆筒状部件具有在端部沿该圆筒状部件的圆周形成的沟，构成部件接触构件呈网状形状，与沟自由嵌合，所以当处理室构成部件和构成部件接触构件接触时，能够确实地防止处理室构成部件中的电位发生偏离，能够更均匀地控制附着物的附着量。

根据发明方面8所述的等离子体处理室和发明方面16所述的电位控制装置，由于处理室构成部件电浮接，电位控制装置具有使处理室构成部件接地的接地线、和配置在该接地线的途中并切换接地线的切断和连接的切换装置，所以能够以简单的构造将处理室构成部件的电位切换到浮接电位或接地电位。

根据发明方面9所述的等离子体处理室，由于电位控制装置具有配置在接地线的途中的可变电阻元件，所以能够控制处理室构成部件的电位的变化速度，因而，能够更细致地控制附着物的附着量。

根据发明方面10所述的等离子体处理室，由于可变电阻元件根据附着在处理室构成部件上的附着物的量变更电阻，所以能够根据附着物的量控制处理室构成部件的电位，因而，能够更细致地控制附着物的附着量。

根据发明方面11所述的等离子体处理室，由于可变电阻元件与高频电源的频率同步地变更电阻，所以能够抑制等离子体处理中的附着物的附着量的变动。

根据发明方面12所述的等离子体处理室，由于可变电阻元件是可变电感或可变电容，所以能够以更简单的构成更细致地控制附着物的附着量。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的等离子体处理室的概略构成的剖面图。

图2是用于说明图1中的导通构件和侧壁构件的接触、不接触的示意图。

图3是用于说明图2中的导通构件的前端和导通构件收容孔的嵌合状态的示意图，(A)是表示导通构件的前端和导通构件收容孔嵌合前的状态的示意图，(B)是表示导通构件的前端和导通构件收容孔的嵌合时的状态的示意图。

图4是表示现有的等离子体处理室中的构成部件的沉积速率的图表，(A)是表示浮接部件的沉积速率的图表，(B)是表示接地部件的沉积速率的图表。

图5是表示现有的等离子体处理室中的构成部件和产生等离子体的空间的电位差的图表。

图6是用于说明图1中电位控制装置的变形例中的嵌合构件和侧壁构件的接触、不接触的示意图。

图7是表示本发明的第二实施方式的等离子体处理室的概略构成的剖面图。

符号说明

W晶片

10、70等离子体处理室

11容器

12基座

20下部电极用的高频电源

34气体导入喷淋头

36上部电极用的高频电源

38顶部电极板

45侧壁构件

46、71电位控制装置

47导通构件

48引导棒

49基部

50升降部

51端部

52导通构件收容孔

52a狭小部

53沟

54a、54b环

55连结构件

56嵌合构件

72接地线

73开关

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。

首先，说明本发明的第一实施方式的等离子体处理室。

图1是表示本实施方式的等离子体处理室的概略构成的剖面图。该等离子体处理室，以对作为基板的半导体晶片W实施RIE(活性离子刻蚀：Reactive Ion Etching)处理和灰化处理的方式构成。

图1中，等离子体处理室10具有圆筒形状的容器11，在该容器11内，配置有作为载置直径300mm的半导体晶片W(以下，简单地称为“晶片W”)的载置台的圆柱状的基座12。

在等离子体处理室10中，通过容器11的内侧壁和基座12的侧面，形成有用作将基座12上方的气体分子排出到容器11之外的流路的排气路径13。在该排气路径13的途中配置有防止等离子体泄漏的环状隔板14。此外，与排气路径13中的隔板14相比下游的空间返回进入基座12的下方，与作为可变式蝶型阀的自动压力控制阀(AutomaticPressure Control Valve)(以下，称为“APC阀”。)15连通。APC阀15隔着隔离器(Isolator)16与作为抽真空用的排气泵的涡轮分子泵(TurboMolecular Pump)(以下，称为“TMP”。)17连接，TMP17隔着阀V1与作为排气泵的干燥泵(以下，称为“DP”。)18连接。由APC阀15、隔离器16、TMP17、阀V1和DP18构成的排气流路(以下，称为“主排气线”。)通过APC阀15控制容器11内的压力，进一步通过TMP17和DP18将容器11内的压力减少到大致真空状态。

此外，配管19从隔离器16和TMP17之间隔着阀V2与DP18连接。配管19和阀V2(以下，称为“旁通管路”)，将TMP17作为旁路，通过DP18对容器11内进行粗抽真空。

下部电极用的高频电源20隔着供电棒21和匹配器(Matcher)22与基座12连接，该下部电极用的高频电源20向基座12供给规定的高频功率。由此，基座12用作下部电极。此外，匹配器22减少来自基座12的高频功率的反射，使对基座12供给高频功率的效率最高。

在基座12的内部上方，配置有由导电膜构成的圆板状的ESC电极板23。直流电源24与ESC电极板23电连接。通过从直流电源24施加到ESC电极板23的直流电压产生的库伦力或约翰森·勒比克(Johnsen-Rahbek)力将晶片W吸附保持在基座12的上表面。此外，在基座12的上方，以包围吸附保持在基座12的上表面的晶片W的周边的方式配设圆环状的聚焦环25。该聚焦环25在后述的空间S中露出，在该空间S中使等离子体向晶片W的表面收敛，提高了RIE处理和灰化处理的效率。

此外，在基座12的内部，例如，设置有沿圆周方向延伸的环状冷媒室26。从冷却单元(未图示)隔着冷媒用配管27将规定温度的冷媒，例如冷却水循环供给到该冷媒室26，通过该冷媒的温度控制吸附保持在基座12上表面的晶片W的处理温度。

在吸附保持基座12上表面的晶片W的部分(以下，称为“吸附面”。)上开有多个传热气体供给孔28。

这些多个周边传热气体供给孔28隔着配置在基座12内部的传热气体供给线30与传热气体供给部32连接，该传热气体供给部32隔着传热气体供给孔28将作为传热气体的氦气供给到吸附面和晶片W背面的间隙。

此外，在基座12的吸附面上配置有作为从基座12的上表面自由突出的升降销的多个推进销33。这些推进销33隔着马达(未图示)与滚珠螺丝(未图示)连接，由通过滚珠螺丝变换成直线运动的马达的旋转运动，自由地从吸附面突出。为了对晶片W实施RIE处理和灰化处理而将晶片W吸附保持在吸附面上时，将推进销33收容在基座12上，当将实施了RIE处理和灰化处理的晶片W从容器11搬出时，推进销33从基座12的上表面突出，使晶片W从基座12离开，并向上方提升。

在容器11的顶部，以与基座12相对的方式配置有气体导入喷淋头34。上部电极用的高频电源36隔着匹配器35与气体导入喷淋头34连接，由于上部电极用的高频电源36将规定的高频功率供给到气体导入喷淋头34，所以气体导入喷淋头34用作上部电极。其中，匹配器35的功能与上述匹配器22的功能相同。

气体导入喷淋头34具备具有多个气体孔37的顶部电极板38和可装卸地支持该顶部电极板38的电极支持体39。此外，在该电极支持体39的内部设置有缓冲室40，来自处理气体供给部(未图示)的处理气体导管41与该缓冲室40连接。在该处理气体导管41的途中配置有配管隔离器42。该配管隔离器42由绝缘体构成，防止供给到气体导入喷淋头34的高频功率通过处理气体导入管41泄漏到处理气体供给部。气体导入喷淋头34将从处理气体导入管41供给到缓冲室40的处理气体经过气体孔37供给到容器11内。

此外，在容器11的侧壁，在通过推进销33从基座12保持提升到上方的晶片W的高度对应的位置上设置晶片W的搬出搬入口43，在搬出搬入口43上安装开关该搬出搬入口43的门阀44。

在该等离子体处理室10的容器11内，如上所述，通过将高频功率供给基座12和气体导入喷淋头34，将高频功率施加到基座12和气体导入喷淋头34之间的空间S，在该空间S中，从气体导入喷淋头34供给的处理气体产生高密度的等离子体，通过该等离子体对晶片W实施RIE处理和灰化处理。

具体地说，在该等离子体处理室10中，当对晶片W实施RIE处理和灰化处理时，首先打开门阀44，将作为加工对象的晶片W搬入容器11内，进一步，通过将直流电压施加到ESC电极板23上，将搬入的晶片W吸附保持在基座12的吸附面上。此外，通过气体导入喷淋头34以规定的流量和流量比将处理气体供给到容器11内，同时通过APC阀15等将容器11内的压力控制在规定值。进一步，通过基座12和气体导入喷淋头34将高频功率施加到容器11内的空间S。由此，在该空间S中使通过气体导入喷淋头34导入的处理气体变成等离子体，通过聚焦环25使该等离子体收敛到晶片W的表面上，对晶片W的表面进行物理或化学刻蚀。

其中，等离子体处理室10具备的控制部(未图示)的CPU根据与RIE处理和灰化处理对应的程序控制上述等离子体处理室10的各构成部件的工作。

此外，等离子体处理室10具有覆盖圆筒形状的容器11的内周面的圆筒状的侧壁构件45(处理室构成部件)。由于该侧壁构件45覆盖容器11的内周面，所以与空间S相对，暴露在空间S中产生的等离子体中。此外，侧壁构件45由铝构成，与空间S相对的面涂敷有防蚀铝。侧壁构件45电浮接(floating)，通过为了得到由基座12和侧壁构件45的形状左右的阳极/阴极比，和对晶片W的期望的RIE处理与灰化处理的结果而设定，根据作为过程参数的高频功率的大小在侧壁构件45上产生电位，通过下面说明的电位控制装置46控制该产生的电位。

电位控制装置46具有圆棒状的导通构件47(构成部件接触构件)和在图中上下方向延伸设置的引导棒48，保持电接地的基部49和该导通构件47，同时具有沿引导棒48升降并使导通构件47升降的升降部50。由于导通构件47、基部49和升降部50由导体构成，所以导通构件47隔着基部49和升降部50电接地。

图2是用于说明图1中的导通构件和侧壁构件的接触、不接触的示意图。

在图2中，圆筒状的侧壁构件45，在图中上方的圆周状的端部51中，具有沿该端部51的圆周配置的多个凹状的导通构件收容孔52，以与各导通构件收容孔52相对的方式，沿图中上下方向配置有多个导通构件47。

导通构件收容孔52的直径比导通构件47的直径稍大，如图3(A)所示，导通构件收容孔52在从端部51仅以规定距离下降到图中下方的地方具有狭小部52a。狭小部52a的直径比导通构件47的直径小。此外，狭小部52a和导通构件47中的至少一个由弹性材料，例如铝和铜构成。所以，升降部50使导通构件47的前端(凸状部)下降到狭小部52a，如图3(B)所示，导通构件47的前端与狭小部分52a嵌合，由此，导通构件47与侧壁构件45接触，侧壁构件45隔着电位控制装置46电接地。此外，当升降部50使导通构件47上升到狭小部52a的上方时，由于导通构件47与狭小部52a不接触，所以导通构件47和侧壁构件45不接触，侧壁构件45电浮接。即，多个导通构件47的前端与多个导通构件收容孔52分别自由地嵌合。

但是，本发明者在本发明之前，测定在不具备上述电位控制装置46的现有等离子体处理室中，附着在暴露于等离子体中的构成部件上的聚合物等的附着物(以下，称为“沉积物”)的附着速度(以下，称为“沉积速率”)和各构成部件与产生等离子体的空间的电位差，将其结果汇集在图4和图5所示的图表中，得到了下面的认识。

在图4中，可知电浮接的构成部件(以下，称为“浮接部件”)的沉积速率(图4(A))比电接地的构成部件(以下，称为“接地部件”)的沉积速率(图4(B))大，浮接部件比接地部件容易附着沉积物。如图5所示，推测这是因为，由于接地部件的电位差比浮接部件的电位差大，所以当处理气体成为等离子体时产生的离子比浮接部件更多地碰撞接地构件，结果通过离子进行的刻蚀除去附着的沉积物。

此外，在图4中，当将上部电极的高频功率固定在2200W，将下部电极的高频功率设定为0/1000/3800W三个等级时，下部电极的高频功率越大，浮接部件上越容易附着沉积物，下部电极的高频功率越大，接地构件上越难以附着沉积物。特别是，可知在接地构件上，通过增大下部电极的高频功率，能够使沉积速率大致降低到0。即，不使用构成部件用的高频电源，通过使构成部件电位成为接地电位，几乎能够完全除去附着在构成部件上的沉积物。

根据这些认识，在本发明中，当在构成部件上附着沉积物的沉积过程中从构成部件除去沉积物时，将构成部件的电位设定为接地电位，当在构成部件上没有附着沉积物的无沉积过程中不从构成部件除去沉积物时，将构成部件的电位设定为浮接电位。

下面，说明在等离子体处理室10中实施的电位控制方法。这里，在等离子体处理室10中，实施RIE处理和灰化处理两种处理。此外，控制部的CPU根据与该方法对应的程序实施该电位控制方法。

首先，在RIE处理中，将使处理气体成为等离子体产生的离子向着在晶片W的SiO₂层上形成的、按照规定的配线图案使该SiO₂层的一部分暴露在空间S中的抗蚀膜引入。引入的离子与暴露在空间S中的SiO₂层发生冲撞，按照规定的配线图案刻蚀该SiO₂层。

在RIE处理中，将C₄F₈气和氩气的混合气体用作处理气体，但是当该混合气体成为等离子体时，产生大量的中性活性基，由于该活性基作为沉积物附着在侧壁构件45上，所以RIE处理是沉积过程。在该RIE处理中，电位控制装置46通过由升降部50使导通构件47下降，使导通构件47与侧壁构件45接触，将侧壁构件45的电位设定为接地电位，通过由离子进行的刻蚀除去附着在侧壁构件45上的沉积物。

接着在灰化处理中，通过将使处理气体成为等离子体产生的离子引入到在晶片W上，除去晶片W上的抗蚀膜。由于抗蚀膜是有机系统，所以用O₂气作为处理气体。由于O₂气不生成上述那样的中性活性基，沉积物不附着在侧壁构件45的表面，所以灰化处理是无沉积过程。

在上述RIE处理中，若几乎完全从侧壁构件45除去沉积物，当O₂气成为等离子体时生成的离子除去附着在侧壁构件45上的沉积物，除去该沉积物之后，露出侧壁构件45，通过离子刻蚀使露出的侧壁构件45消耗。与此对应，在灰化处理中，电位控制装置46通过由升降部50使导通构件47上升，使导通构件47与侧壁构件45不接触，将侧壁构件45的电位设定为浮接电位，不除去附着在侧壁构件45上的沉积物。由此，能够防止侧壁构件45露出。

根据本实施方式的等离子体处理室和电位控制方法，由于将配置在容器11内并且暴露在等离子体中的侧壁构件45的电位，在RIE处理中设定为接地电位，在灰化处理中设定为浮接电位，所以能够不使用侧壁构件45用的高频电源，几乎完全除去附着在侧壁构件45上的沉积物。所以，能够以简单的构成容易地进行附着量的控制。此外，在作为沉积过程的RIE处理中，能够防止附着物过剩地附着到侧壁构件45上，同时在作为无沉积过程的灰化处理中能够防止侧壁构件45消耗，降低侧壁构件45的清洁频度并且防止侧壁构件45的消耗，能够防止等离子体处理室10的工作效率降低。

此外，确实地进行到侧壁构件45的沉积物附着量的控制变得容易，能够抑制在灰化处理中的从侧壁构件45的沉积物剥离，能够防止发生由剥离的沉积物引起的存储效果。

根据上述本实施方式的等离子体处理室，由于侧壁构件45电浮接，电接地的导通构件47与侧壁构件45自由接触，所以能够确实地将侧壁构件45的电位切换到浮接电位或接地电位。

此外，根据上述本实施方式的等离子体处理室，圆筒状的侧壁构件45具有凹状的导通构件收容孔52，导通构件47是与导通构件收容孔52自由嵌合的圆棒状的构件，侧壁构件45的导通构件收容孔52具有狭小部52a，由于该狭小部52a和导通构件47中的至少一个由弹性材料构成，所以通过使导通构件47的前端与狭小部52a嵌合，或者，使导通构件47从狭小部52a脱离，能够将侧壁构件45的电位切换到浮接电位或接地电位，因而，能够以简单的构造确实地切换侧壁构件45的电位。

进一步，根据上述本实施方式的等离子体处理室，侧壁构件45是圆筒构件，由于在圆筒状的端部51中沿该端部51的圆周配置有多个导通构件收容孔52，多个导通构件47的前端与多个导通构件收容孔52分别自由地嵌合，所以当侧壁构件45与导通构件47接触时，能够防止沿侧壁构件45的圆周方向的电位发生偏离，能够均匀地控制向着侧壁构件45的附着物的附着量。

在上述本实施方式的等离子体处理室中，通过将多个圆棒状的导通构件47的前端嵌合在侧壁构件45的多个导通构件收容孔52中，使侧壁构件45与导通构件47接触，但是导通构件47不限于圆棒状，可以是具有可以嵌合在导通构件收容孔52中的凸状部的形状。

此外，如图6所示，侧壁构件45具有在圆周状的端部51中，沿该端部51的圆周形成的沟53，电位控制装置46代替导通构件47，也可以具备由具有与沟53相同的直径并且配置在同一中心轴上的两个环54a、54b；和与这两个环54a、54b连结的多个棒状连结构件55构成的网状嵌合构件56(构成部件接触部件)。该嵌合构件56隔着升降该嵌合构件56的升降装置(未图示)接地。此外，嵌合构件56与沟53嵌合，与侧壁构件45接触，使侧壁构件45电接地，或者，从沟53脱离，与侧壁构件45不接触，使侧壁构件45电浮接。其中，环54a、54b的宽度比沟53小，沟53具有狭小部(未图示)，该狭小部的宽度比环54a、54b的宽度小，这是不言而喻的。

当嵌合构件56与侧壁构件45嵌合时，由于嵌合构件56在圆周的整个区域与侧壁构件45接触，所以能够确实地防止沿侧壁构件45的圆周方向的电位发生偏离，能够均匀地控制向着侧壁构件45的附着物的附着量。

上述本实施方式的等离子体处理室具有下部电极和上部电极，各个电极连接高频电源，但是上部电极也可以不与高频电源连接。此时，由于作为顶部板的顶部电极板38电浮接，在沉积过程中沉积物附着在顶部电极板38上，所以优选设置具有与电位控制装置46同样构成的顶部板用的电位控制装置，通过控制该顶部板用的电位控制装置的导通构件与顶部电极板38的接触、不接触，将顶部电极板38的电位设定为接地电位或浮接电位，控制到顶部电极板38的沉积物的附着量。

此外，当上部电极不连接高频电源时，也可以使侧壁构件45和顶部板一体化。此时，电位控制装置46的导电部件47可以与侧壁构件45和顶部板中的任一方接触。

其中，即便当高频电源与上部电极连接时，也可以设置顶部板用的电位控制装置。由此，在不向上部电极供给高频功率的等离子体处理中，通过控制顶部电极板38的电位，能够控制向着顶部电极板38的附着物的附着量。

下面，说明本发明的第二实施方式的等离子体处理室。

本实施方式的构成和作用基本上与上述第一实施方式相同，不是具有升降的导通构件47的电位控制装置46，仅在通过由电路构成的电位控制装置控制侧壁构件45的电位这一点与上述第一实施方式不同。所以，省略对同样构成的说明，下面仅说明与第一实施方式不同的作用。

图7是表示本实施方式的等离子体处理室的概略构成的剖面图。该等离子体处理室也与图1的等离子体处理室10同样，以对半导体晶片W实施RIE处理和灰化处理的方式构成。

在图7中，通过下面说明的电位控制装置71对在等离子体处理室70的侧壁构件45中产生的电位进行控制。

电位控制装置71具有与侧壁构件45连接、使该侧壁构件45接地的接地线72和配置在该接地线72途中、切换接地线72的切断和连接的开关73(切换装置)。此外，电位控制装置71通过由开关73切断接地线72将侧壁构件45的电位设定为浮接电位，通过与接地线72连接将侧壁构件45的电位设定为接地电位。

下面，说明在等离子体处理室70中实施的电位控制方法。如上所述，在等离子体处理室70中实施RIE处理和灰化处理两种处理。此外，控制部的CPU根据与该电位控制方法对应的程序实施该方法。

首先，在作为沉积过程的RIE处理中，电位控制装置71通过开关73连接接地线72，将侧壁构件45的电位设定为接地电位，通过由离子进行的刻蚀除去附着在侧壁构件45上的沉积物。

接着，在作为无沉积过程的灰化处理中，电位控制装置71通过开关73切断接地线72，将侧壁构件45的电位设定为浮接电位，不除去附着在侧壁构件45上的沉积物。由此，防止侧壁构件45露出。

根据本发明的等离子体处理室和电位控制方法，通过使侧壁构件45接地的接地线72、和配置在该接地线72途中、由切换接地线72的切断和连接的开关73构成的电位控制装置71，在RIE处理中将侧壁构件45的电位设定为接地电位，在灰化处理中设定为浮接电位，所以以简单的构造就能够进行侧壁构件45的电位向着浮接电位或接地电位的切换，因而，能够容易地控制沉积物的附着量。

上述本实施方式的等离子体处理室中的电位控制装置71由接地线72和开关73构成，但是电位控制装置71也可以具备配置在接地线72途中的可变电阻元件，例如可变电感和可变电容。由此，能够控制侧壁构件45的电位的变化速度，因而，能够更细致地控制沉积物的附着量。

此外，可变电阻元件也可以根据附着在侧壁构件45上的沉积物的量变更电阻。由此，能够根据附着的沉积物的量控制侧壁构件45的电位，因而，能够更细致地控制沉积物的附着量。进一步，可变电阻元件也可以与高频电源20供给的功率的频率同步地变更电阻。由此，能够抑制由功率变动引起的沉积物的附着量的变动。

上述各实施方式的等离子体处理室中的电位控制装置具备机械构成(电位控制装置46)和电路构成(电位控制装置71)中的任一方，但是电位控制装置也可以具备机械构成和电路构成。具体地说，可以具有电位控制装置46的基部49隔着开关电接地的构成。此时，当需要急速改变侧壁构件45的电位时，进行导通构件47的升降，另一方面，当需要微调整侧壁构件45的电位时，通过开关73进行接地线的切断、连接。由此，能够根据等离子体处理内容的变化将侧壁构件45的电位设定为最适合的电位，因而，能够将沉积物的附着量控制为最适合的量。

在上述各实施方式的等离子体处理室中，处理的基板是半导体晶片，但是处理的基板不限于此，例如，也可以是LCD(Liquid CrystalDisplay：液晶显示器)和FPD(Flat Panel Display：平板显示器)等玻璃基板。

本发明的目的是向与等离子体处理室连接的计算机和上述控制部(以下，称为“计算机等”)供给存储实现上述各实施方式的功能的软件的程序代码的存储介质，也可以通过计算机等的CPU读取并实施存储在存储介质中的程序代码达成。

此时，从存储介质读取的程序代码本身实现上述各实施方式的功能，程序代码和存储该程序代码的存储介质构成本发明。

此外，作为用于供给程序代码的存储介质，例如，可以是能够存储上述程序代码的RAM、NV-RAM、FLOPPY(注册商标)盘(软盘)、硬盘、光盘、光磁盘、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD(DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡、其它ROM等。或者，也可以通过从与因特网、商用网络或局域网等连接的未图示的其它计算机和数据库等下载上述程序代码供给到计算机等。

此外，通过CPU读取的程序代码不仅包含能够实现上述各实施方式的功能，而且根据该程序代码的指示，在CPU上工作的OS(操作系统)等进行实际处理的一部分或全部，通过该处理实现上述各实施方式的功能的情形也包含在内。

进一步，也包含在将从存储介质读取的程序代码写入插入到计算机等的功能扩展板和与计算机等连接的功能扩展单元中具备的存储器后，根据该程序代码的指示，该功能扩展板和功能扩展单元中具备的CPU等进行实际处理的一部分或全部，通过该处理实现上述各实施方式的功能的情形也包含在内。

上述程序代码的形态也可以由目标代码、翻译器实施的程序代码、供给到OS的原稿数据等形态构成。

Claims (20)

1.一种等离子体处理室，具备收容基板的容器和配置在该容器内且与高频电源连接的电极，使导入到所述容器内的处理气体成为等离子体，并可对所述基板实施至少两种等离子体处理，其特征在于，具有：

配置在所述容器内并且暴露在所述等离子体中的处理室构成部件；和

分别根据所述至少两种等离子体处理，将该处理室构成部件的电位设定为浮接电位和接地电位中的任一个的电位控制装置。

2.根据权利要求1所述的等离子体处理室，其特征在于：

所述至少两种等离子体处理是在所述处理室构成部件上附着附着物的沉积过程和在所述处理室构成部件上不附着附着物的无沉积过程，所述电位控制装置在沉积过程中将所述处理室构成部件的电位设定为接地电位，在无沉积过程中将所述处理室构成部件的电位设定为浮接电位。

3.根据权利要求1或2所述的等离子体处理室，其特征在于：

所述处理室构成部件电浮接，所述电位控制装置具有电接地的构成部件接触构件，该构成部件接触部件与所述处理室构成部件自由接触。

4.根据权利要求3所述的等离子体处理室，其特征在于：

所述处理室构成部件具有凹状孔，所述构成部件接触构件具有与所述凹状孔自由嵌合的凸状部。

5.根据权利要求4所述的等离子体处理室，其特征在于：

所述凹状孔具有狭小部，该狭小部和所述凸状部中的至少一个由弹性材料构成。

6.根据权利要求4或5所述的等离子体处理室，其特征在于：

所述容器呈圆筒形状，所述处理室构成部件是覆盖所述容器的内周面的圆筒状构件，沿所述圆筒状构件的圆周配置有多个所述凹状孔，多个所述构成部件接触构件的凸状部与所述多个凹状孔分别自由嵌合。

7.根据权利要求3所述的等离子体处理室，其特征在于：

所述容器呈圆筒形状，所述处理室构成部件是覆盖所述容器的内周面的圆筒状构件，所述圆筒状构件具有在端部沿该圆筒状构件的圆周形成的沟，所述构成部件接触部件呈网状形状，与所述沟自由嵌合。

8.根据权利要求1或2所述的等离子体处理室，其特征在于：

所述处理室构成部件电浮接，所述电位控制装置具有使所述处理室构成部件接地的接地线；和配置在该接地线的途中并切换所述接地线的切断和连接的切换装置。

9.根据权利要求8所述的等离子体处理室，其特征在于：

所述电位控制装置具有配置在所述接地线的途中的可变电阻元件。

10.根据权利要求9所述的等离子体处理室，其特征在于：

所述可变电阻元件根据附着在所述处理室构成部件上的附着物的量变更电阻。

11.根据权利要求9或10所述的等离子体处理室，其特征在于：

所述可变电阻元件与所述高频电源的频率同步地变更电阻。

12.根据权利要求9～11中任一项所述的等离子体处理室，其特征在于：

所述可变电阻元件是可变电感或可变电容。

13.一种电位控制装置，其特征在于：

具备收容基板的容器和配置在该容器内且与高频电源连接的电极，其配置在使导入到所述容器内的处理气体成为等离子体，并可对所述基板实施至少两种等离子体处理的等离子体处理室的所述容器内，并且分别根据所述至少两种等离子体处理，将暴露在所述等离子体中的处理室构成部件的电位设定为浮接电位和接地电位中的任一个。

14.根据权利要求13所述的电位控制装置，其特征在于：

所述至少两种等离子体处理是在所述处理室构成部件上附着附着物的沉积过程和在所述处理室构成部件上不附着附着物的无沉积过程，在沉积过程中将所述处理室构成部件的电位设定为接地电位，在无沉积过程中将所述处理室构成部件的电位设定为浮接电位。

15.根据权利要求13或14所述的电位控制装置，其特征在于：

所述处理室构成部件电浮接，且具有电接地的构成部件接触部件，该构成部件接触构件与所述处理室构成部件自由接触。

16.根据权利要求13或14所述的电位控制装置，其特征在于：

所述处理室构成部件电浮接，且具有使所述处理室构成部件接地的接地线；和配置在该接地线的途中并切换所述接地线的切断和连接的切换装置。

17.一种电位控制方法，对暴露在所述等离子体中的处理室构成部件进行电位控制，其中电位控制装置具备收容基板的容器和配置在该容器内且与高频电源连接的电极，其配置在使导入到所述容器内的处理气体成为等离子体，并可对所述基板实施至少两种等离子体处理的等离子体处理室的所述容器内，其特征在于，具有：

分别根据所述至少两种等离子体处理，将所述处理室构成部件的电位设定为浮接电位和接地电位中的任一个的电位设定步骤。

18.根据权利要求17所述的电位控制方法，其特征在于：

所述至少两种等离子体处理是在所述处理室构成部件上附着附着物的沉积过程和在所述处理室构成部件上不附着附着物的无沉积过程，所述电位设定步骤在沉积过程中将所述处理室构成部件的电位设定为接地电位，在无沉积过程中将所述处理室构成部件的电位设定为浮接电位。

19.一种程序，使计算机执行对暴露在所述等离子体中的处理室构成部件的电位进行控制的电位控制方法，其中电位控制装置具备收容基板的容器和配置在该容器内且与高频电源连接的电极，其配置在使导入到所述容器内的处理气体成为等离子体，并可对所述基板实施至少两种等离子体处理的等离子体处理室的所述容器内，其特征在于，具有：

分别根据所述至少两种等离子体处理，将所述处理室构成部件的电位设定为浮接电位和接地电位中的任一个的电位设定模块。

20.一种存储介质，其为计算机可读取的存储介质，存储有使计算机执行对暴露在所述等离子体中的处理室构成部件的电位进行控制的电位控制方法的程序，其中电位控制装置具备收容基板的容器和配置在该容器内且与高频电源连接的电极，其配置在使导入到所述容器内的处理气体成为等离子体，并可对所述基板实施至少两种等离子体处理的等离子体处理室的所述容器内，其特征在于，所述程序具有：

分别根据所述至少两种等离子体处理，将所述处理室构成部件的电位设定为浮接电位和接地电位中的任一个的电位设定模块。

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