TW201306162A - 處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供對於生產性的提高有利的技術。處理裝置，於處理基板的處理空間具備：支撐前述基板的基板支撐部，包含具有開口部的屋頂部而由外部空間區隔出前述處理空間的第1區隔構件，及以閉塞前述開口部而與前述第1區隔構件一起由前述外部空間區隔出前述處理空間的方式被安裝於前述第1區隔構件的第2區隔構件。前述第2區隔構件，以朝向前述屋頂部的下面所朝向的空間藉由使前述第2區隔構件移動而使前述第2區隔構件由前述第1區隔構件取下的方式，安裝於前述第1區隔構件。

Description

處理裝置
本發明係關於處理基板的處理裝置。
於鐘形瓶周圍配置天線的感應耦合型電漿處理裝置係屬已知。於專利文獻1，揭示著藉由真空容器(2)，閉塞真空容器(2)的上部之鐘形瓶(12)形成真空處理室的電漿處理裝置。此處，於真空容器(2)的凸緣(24)上，中介著O形環被配置氣密環(gas ring)(4)，於氣密環(4)之上，中介著O形環載置著鐘形瓶(12)。於鐘形瓶(12)的周圍被配置天線(1a、1b)，於天線(1a、1b)，中介著整合器(匹配箱；matching box)(3)被連接著高頻電源(10)。
〔先前技術〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開2004-235545號公報
於感應耦合型電漿處理裝置等之處理裝置在處理基板(例如堆積處理、蝕刻處理)時，於鐘形瓶的內面會有反應產物堆積。堆積於鐘形瓶的內面的反應產物，會由該處剝落而掉落到基板或基板支撐部。此外，反應產物往鐘形 瓶內面的堆積量變多時，也會因而改變處理基板時的條件。因此，要進行把鐘形瓶由處理裝置取下清潔再度安裝回該處理裝置，或是交換鐘形瓶之維修作業。
然而，如專利文獻1所記載的處理裝置那樣，在鐘形瓶被載置於旗下的構造體(真空容器)之上的構造之處理裝置，為了要由該構造體取下鐘形瓶，之前必須要取下被配置於鐘形瓶的上側的整合器。取下整合器取下鐘形瓶，進行清潔、安裝之後把整合器安裝於處理裝置的場合，對電漿之天線的耦合狀態會改變，所以有必要重新嘗試出堆積或是蝕刻處理等之處理條件。此條件嘗試需要長時間會使生產性降低，所以要儘量避免在鐘形瓶的清潔或者交換時把整合器由處理裝置取下。
本發明係因發明人對於前述課題的認識為契機而完成之發明，目的在於提供對生產性的提高有利的技術。
本發明之一個側面，係相關於處理基板的處理裝置，前述處理裝置，於處理基板的處理空間具備：支撐前述基板的基板支撐部，包含具有開口部的屋頂部而由外部空間區隔出前述處理空間的第1區隔構件，及閉塞前述開口部而與前述第1區隔構件一起由前述外部空間區隔出前述處理空間的方式被安裝於前述第1區隔構件的第2區隔構件；前述第2區隔構件，以朝向前述屋頂部的下面所朝向的空間藉由使前述第2區隔構件移動而使前述第2區隔構件 由前述第1區隔構件取下的方式，安裝於前述第1區隔構件。
根據本發明，提供對於生產性的提高有利的技術。
本發明之其他特徵及優點，參照附圖說明如下。又，於附圖，相同或者同樣的構成賦予相同的編號。
以下，參照圖1同時說明本發明之1個實施型態之處理裝置1。處理裝置1，典型的是應構成為感應耦合型電漿處理裝置，但是本發明，例如，亦可適用於ECR電漿處理裝置或微波電漿處理裝置等其他處理裝置。處理裝置1，作為把處理基板S的處理空間PS由外部空間(例如大氣環境)OS區隔之構件(包圍物；enclosure)，具備第1區隔構件(真空室)40、第2區隔構件(鐘形瓶)30、與底座部120。
第1區隔構件40，例如作為至少2個可相互分離的構件，包含上部區隔構件42，與下部區隔構件44。第1區隔構件40或上部區隔構件42，包含具有開口部46的屋頂部42T。第2區隔構件30，以閉塞開口部46與第1區隔構件40一起把處理空間PS由外部空間OS區隔開的方式被安裝於第1區隔構件40。
第2區隔構件30，以朝向屋頂部42T的下面LS所朝 向的空間(在圖1的狀態，為處理空間PS)(亦即，朝向方向DIR)藉由使第2區隔構件30移動而使第2區隔構件30由第1區隔構件40取下的方式，安裝於第1區隔構件40。此處，方向DIR，是朝向第1區隔構件40或上部區隔構件42的屋頂部42T的下面LS的方向，所以是依存於第1區隔構件40或上部區隔構件42的姿勢的方向(亦即對第1區隔構件40或者上部區隔構件42的相對方向)，並不是以水平面等基準面為基準的絕對的方向。
底座部120，以閉塞住第1區隔構件40的下部的開口部的方式配置。但是，底座部120，以構成第1區隔構件40的一部份的方式與第1區隔構件40一體化亦可。
如圖2所示，第1區隔構件40或上部區隔構件42，於開口部46的周圍具有安裝面41。第2區隔構件30，以對於安裝面41中介著密封構件(例如，O形環)32被壓附的方式安裝於第1區隔構件40或上部區隔構件42。更具體地說，藉由締結構件(例如，螺栓)64把壓附環60締結於上部區隔構件42，而使第2區隔構件30藉由壓附環60對安裝面41中介著密封構件(例如，O形環)32被壓附。此處，壓附環60，以具有彈性環62，中介著彈性環62對第2區隔構件30施加壓附力為較佳。這對於防止壓附導致第2區隔構件30的破損是有效果的。此外，設置彈性環62，從在處理空間PS為真空狀態時，防止對第2區隔構件30由外部空間OS施加外壓導致第2區隔構件30的破損的觀點來看也是更有效果的。彈性環62，最好 是以具有彈力的材質，同時具備對電漿的耐性、對活性氣體的耐性、對熱的耐性之材料來構成，例如以鐵氟龍(登錄商標)來構成為佳。又，從削減零件數目的觀點來看，彈性環62以1個環狀構件來構成為較佳，但例如由複數環狀構件來構成亦可，或者以一定的間隔設於圓周上的薄片狀構件亦可。此外，壓附環60由耐熱性、剛性的觀點來看以由金屬構成較佳，亦可由具有彈力的構件來構成，在該場合壓附環60不具有彈性環62亦可。
對於朝下的安裝面41中介著密封構件(例如，O形環)32壓附第2區隔構件30的構成，能夠以1個密封構件32來密封這一點是優異的。
處理裝置1，具備氣體供給部GS，與天線20。天線20，接近於第2區隔構件30而被配置於外部空間OS，對藉由氣體供給部GS被供給至處理空間PS的氣體供給電磁波而激發該氣體。於天線20，中介著整合器10由高頻電源(RF電源)12供給高頻電力。於天線20的外側，被配置著使藉由從天線20放射的電磁波而在第2區隔構件30的內側的空間產生的電漿朝向基板S擴散之用的電磁鐵單元22。第2區隔構件30，為了把由天線20放射的電磁波導入第2區隔構件30的內側的空間使產生電漿，例如以石英玻璃或氮化鋁等絕緣材料來構成。
處理裝置1，進而具備以面向處理空間PS的方式被配置於第1區隔構件40(上部區隔構件42、下部區隔構件44)的內側而在處理空間PS的電漿環境中保護第1區 隔構件40的護罩50。護罩50，例如，包含被配置於上部區隔構件42的內側而由處理空間PS的電漿環境中保護上部區隔構件42的上部護罩52，以及被配置於下部區隔構件44的內側而由處理空間PS的電漿環境中保護下部區隔構件44的下部護罩54。上部護罩52，藉由未圖示的締結構件被締結於上部區隔構件42。
如圖3所例示的，氣體供給部GS，例如，包含對處理空間PS供給氣體之用的環狀氣體流路90、對環狀氣體流路90供給氣體之氣體供給環70，對氣體供給環70供給氣體的氣體供給流路160。環狀氣體流路90之往處理空間PS的出口92，為環狀狹縫，對環狀氣體流路90中介著氣體供給流路160及氣體供給環70而供給的氣體，通過環狀氣體流路90對處理空間PS以環狀的氣體流的方式供給。藉由使環狀氣體流路90之往處理空間PS的出口92成為環狀狹縫，比起從配置為放射狀的氣體供給孔直接對處理空間PS供給氣體的構成更能均勻地對處理空間PS供給氣體。這意味著，可以使基板S均勻地進行處理，或者是縮短第2區隔構件(鐘形瓶)30與基板S之距離(使氣體擴散而均勻化所要求的距離)。
環狀氣體流路90之至少一部份，係由第2區隔構件30與上部護罩52規定。例如，環狀氣體流路90之往處理空間PS之出口(環狀狹縫)92，係由第2區隔構件(鐘形瓶)30之最下側的外側側面與上部護罩52的最內側的側面之間隙來規定。這提供了藉由清潔第2區隔構件30 及上部護罩52而使出口(環狀狹縫)92被清潔之維修上的優異性。此外，氣體供給孔94不直接暴露於電漿，所以可以減低氣體供給口94的汙損或經時年變化。另一方面，於從前的氣體供給孔的清潔，有必要清潔到氣體供給孔的內部(亦即未露出於表面的部分)，這對於清潔的確實性這一點以及清潔需要花較長時間這一點是不利的。
其他，環狀氣體流路90的入口91，藉由氣體供給環70的內側側面與上部護罩52的流路規定部52a的外側側面之間隙來規定，環狀氣體流路90的入口91與出口92之間的部分之至少一部份，藉由壓附環60的下面與上部護罩52的流路規定部52a的上面之間隙來規定。上部護罩52，包含接於上部區隔構件42的屋頂部42T的下面LS之屋頂護罩部52b，上部護罩52的流路規定部52a，是例如由屋頂護罩部52b往上方突出的部分。在此實施型態，環狀氣體流路90，藉由壓附環60，氣體供給環70，第2區隔構件30以及護罩50(上部護罩52)來規定。
氣體供給環70，例如包含使由氣體供給流路160供給的氣體環狀地擴散之環狀擴散溝96，以及連接環狀擴散溝96與環狀氣體流路90的入口91之氣體供給孔94。氣體供給環70，藉由締結構件(例如，螺栓)72締結於第1區隔構件40的上部區隔構件42。於基板支撐部112之以包含基板載置面SS的法線之平面切斷的剖面(圖3顯示該剖面)，環狀氣體流路90，於環狀氣體流路90的入口91起到出口92為止之間至少包含1屈曲部99。這對於環 狀氣體流路90的入口91至出口92之路徑長很長，為了使氣體均勻地擴散有其效果。這，作為結果，對基板S的均勻處理有所貢獻。此時，可以藉由將氣體供給孔94，於氣體供給環70的圓周上等間隔地配置，而使氣體更均勻地供給至處理空間PS。
氣體供給環70，將壓附環60締結於上部區隔構件42之用的締結構件64以藉由氣體供給環70隱蔽的方式安裝於前述區隔構件42。換句話說，壓附環60，藉由上部區隔構件42與氣體供給環70挾住。於環狀擴散溝96的外側及內側，密封構件(例如O形環)74被配置於氣體供給環70與上部區隔構件42之間。藉由密封構件74防止由氣體供給流路160供給的氣體在氣體供給環70與上部區隔構件42之間隙洩漏，謀求環狀擴散溝96之氣體擴散的提高。
處理裝置1，於處理空間PS具備支撐基板S的基板支撐部112。基板支撐部112，藉由底座部120支撐。基板支撐部112，包含以包圍基板S的方式配置的周邊環110及基板載置面SS。於底座部120，設有排氣口，通過該排氣口藉由排氣部130排氣處理空間PS內的氣體。由處理空間PS到排氣部130之間使用排氣芯等。基板支撐部112，包含靜電吸附基板S或者對基板S施加偏壓之用的電極，該電極，中介著整合器150被連接於高頻電源152及直流電源154。
以下，參照顯示於圖1的處理裝置1的部分擴大圖之 圖4~圖8同時說明第2區隔構件(鐘形瓶)30之取下及安裝。圖4顯示在進行第2區隔構件30的取下之作業前的狀態。首先，如圖5所示，藉由移動上部護罩52，由上部區隔構件42取下上部護罩52。此處，使上部護罩52移動的方向，係朝向屋頂部42T的下面LS所朝向的空間的方向DIR。又，朝向下面LS所朝向的空間之方向DIR，在圖5為下方向，在後述之圖11所示的狀態為朝上。
接著，如圖6所示，解除根據締結構件72之往上部區隔構件42之氣體供給環70的締結，藉由在方向DIR使氣體供給環70移動而由上部區隔構件42取下氣體供給環70。接著，如圖7所示，解除根據締結構件64之往上部區隔構件42之壓附環60的締結，藉由在方向DIR使壓附環60移動而由上部區隔構件42取下壓附環60。藉此，成為可以由上部區隔構件42取下第2區隔構件30的狀態。接著，如圖8所示，藉由在方向DIR移動第2區隔構件30，由上部區隔構件42取下第2區隔構件30。
如以上所述，根據此實施型態的話，把第2區隔構件(鐘形瓶)30的上方的構造物，典型的，係不把構造體ST的一部分之整合器10由第1區隔構件40或上部區隔構件42取下而可以把第2區隔構件(鐘形瓶)30由第1區隔構件40或上部區隔構件42取下而交換。因而，與從前技術之作業，亦即取下整合器10進行第2區隔構件(鐘形瓶)30的取下，進行已清潔的或者其他乾淨的第2區隔構件30的安裝之後把整合器10安裝於處理裝置1的作 業相比較，維修上更為容易，其後之堆積或者蝕刻等的處理條件也容易嘗試得到。
為了使取下第2區隔構件30而安裝乾淨的第2區隔構件30的作業更為容易，處理裝置1，係以可使第1區隔構件40之中至少屋頂部42T(在此實施型態，為包含屋頂部42T的上部區隔構件42與第2區隔構件30的構造體ST)離開底座部120而使處理空間PS開放至外部空箭OS的方式構成。
於圖9~圖11，作為使構造體ST離開底座部120之用的機構之一例，顯示使構造體ST離開下部區隔構件44之用的機構。在圖9~圖11所示之例，構造體ST與下部區隔構件44係藉由絞鍊部170連結著，可以使構造體ST對下部區隔構件44轉動。使如圖9及圖10所示把構造體ST跨180度轉動，如圖11所示，使上部護罩52以及氣體供給環70依序移動於方向DIR而取下，其後，可以使第2區隔構件(鐘形瓶)30移動於方向DIR而取下。如圖9~圖11所示使構造體ST跨180度轉動的構成，由取下時防止上部護罩52、氣體供給環70或第2區隔構件(鐘形瓶)30落下的觀點來看是較佳的。此外，角度不限於180度，只要是可以防止落下的角度即可。替代圖9~圖11所示的構成，例如使構造體ST往上方移動的構成亦可採用。
於圖12，顯示第1區隔構件40或上部區隔構件42與第2區隔構件30之接續部分之密封部的變形例。在圖12 所示之例，上部區隔構件42(第1區隔構件40)，具有被配置於上部區隔構件42的開口部46的周圍之安裝面41，與被配置於安裝面41的周圍的固定面43。處理裝置1，具備對安裝面41壓附第2區隔構件30之用的安裝環60。安裝環60，被固定於上部區隔構件42的固定面43，在安裝環60與第2區隔構件30之間被配置第1密封構件(例如O形環)64，在安裝環60與上部區隔構件42的固定面43之間被配置第2密封構件(例如O形環)66。又，在安裝面41與第2區隔構件30之間，由防止第2區隔構件30的破損的觀點來看亦可配置由具有彈力的材料所構成的彈性環。
以下，說明使用前述之處理裝置1製造半導體裝置等裝置之裝置製造方法。此裝置製造方法，包含：在處理裝置1的處理空間PS裝載基板S，藉由基板支撐部112支撐基板S的步驟，對處理空間PS藉由氣體供給部GS供給氣體同時藉由天線20對氣體供給電磁波而激發，藉由藉此產生的電漿來處理基板S的步驟。
本發明並不以前述實施型態為限，在不逸脫於本發明的精神及其範圍的情況下，可以進行種種變更與變形。亦即，為了使本發明之範圍明確公開，添附以下之申請專利範圍。
本申請案，係以2011年4月4日提出的日本專利申請案特願2011-083113號為基礎案主張優先權者，其記載內容之全部於此處援用。
1‧‧‧處理裝置
10‧‧‧整合器
12‧‧‧高頻電源(RF電源)
20‧‧‧天線
30‧‧‧第2區隔構件(鐘形瓶)
32‧‧‧密封構件
40‧‧‧第1區隔構件(真空室)
42‧‧‧上部區隔構件
42T‧‧‧屋頂部
44‧‧‧下部區隔構件
46‧‧‧開口部
50‧‧‧護罩
52‧‧‧上部護罩
54‧‧‧下部護罩
60‧‧‧壓附環
62‧‧‧彈性環
64‧‧‧締結構件
70‧‧‧氣體供給環
90‧‧‧環狀氣體流路
91‧‧‧入口
92‧‧‧出口
120‧‧‧底座部
160‧‧‧氣體供給流路
PS‧‧‧處理空間
OS‧‧‧外部空間
LS‧‧‧下面
GS‧‧‧氣體供給部
附圖包含於專利說明書，構成其一部份，顯示本發明之實施型態，與其記載一起用於說明本發明之原理。
圖1係顯示本發明之1個實施型態之處理裝置的概略構成之剖面圖。
圖2為圖1所示之處理裝置的部分擴大圖。
圖3為圖1所示之處理裝置的部分擴大圖。
圖4為圖1所示之處理裝置的部分擴大圖。
圖5為圖1所示之處理裝置的部分擴大圖。
圖6為圖1所示之處理裝置的部分擴大圖。
圖7為圖1所示之處理裝置的部分擴大圖。
圖8為圖1所示之處理裝置的部分擴大圖。
圖9係模式顯示相關於本發明之1個實施型態的處理裝置之開放動作之圖。
圖10係模式顯示相關於本發明之1個實施型態的處理裝置之開放動作之圖。
圖11係模式顯示本發明之1個實施型態的處理裝置之零件拆除動作之圖。
圖12係顯示本發明的其他實施型態之處理裝置之概略構成剖面圖。
1‧‧‧處理裝置
10‧‧‧整合器
12‧‧‧高頻電源(RF電源)
20‧‧‧天線
22‧‧‧電磁鐵單元
30‧‧‧第2區隔構件(鐘形瓶)
32‧‧‧密封構件
40‧‧‧第1區隔構件(真空室)
42‧‧‧上部區隔構件
42T‧‧‧屋頂部
44‧‧‧下部區隔構件
46‧‧‧開口部
50‧‧‧護罩
52‧‧‧上部護罩
54‧‧‧下部護罩
60‧‧‧壓附環
62‧‧‧彈性環
64‧‧‧締結構件
70‧‧‧氣體供給環
72‧‧‧締結構件
74‧‧‧密封構件
90‧‧‧環狀氣體流路
94‧‧‧氣體供給孔
96‧‧‧環狀擴散溝
110‧‧‧周邊環
112‧‧‧基板支撐部
120‧‧‧底座部
130‧‧‧排氣部
150‧‧‧整合器
152‧‧‧高頻電源
154‧‧‧直流電源
160‧‧‧氣體供給流路
PS‧‧‧處理空間
OS‧‧‧外部空間
LS‧‧‧下面
GS‧‧‧氣體供給部
DIR‧‧‧方向
S‧‧‧基板
SS‧‧‧基板載置面

Claims (6)

  1. 一種處理裝置，係處理基板的處理裝置，其特徵為：於處理基板的處理空間具備：支撐前述基板的基板支撐部，包含具有開口部的屋頂部而由外部空間區隔出前述處理空間的第1區隔構件，及以閉塞前述開口部而與前述第1區隔構件一起由前述外部空間區隔出前述處理空間的方式被安裝於前述第1區隔構件的第2區隔構件；前述第2區隔構件，以朝向前述屋頂部的下面所朝向的空間藉由使前述第2區隔構件移動而使前述第2區隔構件由前述第1區隔構件取下的方式，安裝於前述第1區隔構件。
  2. 如申請專利範圍第1項之處理裝置，其中前述第1區隔構件，於前述開口部的周圍具有安裝面，前述第2區隔構件，以對前述安裝面中介著密封構件被壓附的方式被安裝於前述第1區隔構件。
  3. 如申請專利範圍第2項之處理裝置，其中前述處理裝置，進而包含供對前述安裝面壓附前述第2區隔構件之用的安裝環。
  4. 如申請專利範圍第3項之處理裝置，其中前述安裝環與前述第2區隔構件之間被配置彈性環。
  5. 如申請專利範圍第1項之處理裝置，其中 前述第1區隔構件，具有被配置於前述開口部的周圍的安裝面，與被配置於前述安裝面的周圍的固定面；前述處理裝置，進而包含對前述安裝面壓附前述第2區隔構件之用的安裝環；前述安裝環，被固定於前述固定面，前述安裝環與前述第2區隔構件之間被配置第1密封構件，前述安裝環與前述固定面之間被配置第2密封構件。
  6. 如申請專利範圍第1至5項之任一項之處理裝置，其中進而具備支撐前述基板支撐部之底座部，前述處理裝置，係以使包含前述第1區隔部之中至少前述屋頂部與前述第2區隔部之構造體離開前述底座部而使前述處理空間開放至前述外部空間的方式構成的。
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