TW202247286A - 電漿處理裝置 - Google Patents
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Abstract
提供一種可將排氣的傳導(conductance)微調,高精度地控制處理室內的壓力之電漿處理裝置。
本發明的電漿處理裝置,係具有:
處理室;
形成有連接至前述處理室的排氣開口之底板;
與前述排氣開口對向而配置於前述處理室內的排氣部蓋;
經由前述排氣開口來將前述處理室內的氣體排氣之排氣裝置;及
驅動前述排氣部蓋的致動器,
前述排氣開口的軸線係與前述處理室的中心軸一致,
前述排氣部蓋係具有圓板部及從前述圓板部突出至前述排氣開口側的凸狀部,
前述排氣部蓋係藉由前述致動器來驅動,而可移動至前述凸狀部與前述排氣開口分離於軸線方向的第1位置、前述凸狀部與前述排氣開口軸線方向位置重疊的第2位置、及前述圓板部抵接於前述底板的第3位置的任一個的位置。
Description
本發明是關於電漿處理裝置。
在處理半導體晶圓等的試料的電漿處理裝置中,為了實現微細且高精度的處理,被要求在處理室內形成更高密度且更均一的電漿。為了安定形成如此的高密度的電漿,而以更高的真空度(更低的壓力)來使真空容器內的處理室的壓力安定化為重要。
就以往的電漿處理裝置而言,被配置於真空容器內部的處理室,為了將其內側的氣體或電漿或隨著處理而生成的生成物等的粒子排氣,連結真空泵等的排氣裝置。
進一步,在從處理室內朝向真空泵的入口的排氣通路上,配置調整每單位時間的排氣量的調整裝置,藉由此調整裝置來調節上述處理室內部的氣體或粒子的排氣量,藉此形成有電漿的處理室的內部的壓力會被調節。
更具體而言,在以往的電漿處理裝置中,在連通真空容器內的處理室下部的排氣口與真空泵的入口之通路配設調節手段,用以調節從排氣口往入口排出的氣體的流動的阻力或流動容易度(傳導),藉此調節從真空容器排出的氣體量,調節真空容器內部壓力。
作為如此調節流動的阻力或流動容易度的調節手段,有使通路或入口或排氣口的開口的大小、面積變化的閥(valve)被開發,藉由如此的閥的轉動或往橫穿管路的軸的方向的移動,來調節開口的大小、面積者為人所知。
如此的閥的例子是例如被揭示於專利文獻1。就此以往技術而言,為了調整通過閘門(gate)的氣體的流動的阻力或流動容易度,可具備滑動(slide)式可開閉的閘閥。藉由閘閥,可變地調整氣體通過的閘門的面積,可調整真空容器內部壓力。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2012-054491號公報
[專利文獻2] 日本特開2017-010624號公報
(發明所欲解決的課題)
然而,就上述專利文獻1的技術而言,在處理室內的更高壓區域進行高精度的壓力控制時,在密閉狀態與很小的開放狀態之間(極低開度)閘閥的調整難,因此排氣量的傳導差容易變大,有壓力控制的精度降低的課題。
相對於此,就專利文獻2而言,是揭示:在藉由升降機(lifter)來昇降自如地配置的排氣部蓋設置O型環,而經由O型環來將排氣部蓋推壓至底板,藉此遮斷通過底板的氣體的流動,又,藉由使排氣部蓋離開底板,容許通過底板的氣體的流動之構成。
若根據專利文獻2的技術,則在排氣部蓋是設有比底板所具有的圓筒形狀的排氣開口更大徑的溝,在該溝埋入O型環。因此,在開度0藉由底板與O型環接觸,傳導形成0,所以可密閉真空容器。
然而,若根據專利文獻2的技術,則由於有關其次的點的考慮不夠充分,因此產生問題。
若所欲將真空容器進行壓力控制於高壓區域,則需要使底板與被埋入至排氣部蓋的O型環的距離相當小,調整排氣量的傳導,為此,排氣部蓋是被要求在極低開度的控制。但,極低開度的排氣量的傳導是與被埋入至蓋的O型環的凸出(從溝緣的突出量)有極大的關係。即使是相同的開度,在腔室間,傳導也會隨著O型環的凸出不同而不同,成為機差的主要因素。
而且,在極低開度的排氣量的傳導是與O型環擠壓量也有關係,因此有機差所致的壓力控制的偏差變大的問題點。
本發明是以提供一種可微調整排氣的傳導,可高精度地控制處理室內的壓力之電漿處理裝置為目的。
(用以解決課題的手段)
為了達成上述目的,代表性的本發明的電漿處理裝置之一可藉由下述構成達成,亦即具有:
處理室;
形成有連接至前述處理室的排氣開口之底板;
與前述排氣開口對向而配置於前述處理室內的排氣部蓋;
經由前述排氣開口來將前述處理室內的氣體排氣之排氣裝置;及
驅動前述排氣部蓋的致動器,
前述排氣開口的軸線係與前述處理室的中心軸一致,
前述排氣部蓋係具有圓板部及從前述圓板部突出至前述排氣開口側的凸狀部,
前述排氣部蓋係藉由前述致動器來驅動,而可移動至前述凸狀部與前述排氣開口分離於軸線方向的第1位置、前述凸狀部與前述排氣開口軸線方向位置重疊的第2位置、及前述圓板部抵接於前述底板的第3位置的任一個的位置。
[發明的效果]
若根據本發明,則可提供一種可微調整排氣的傳導,可高精度地控制處理室內的壓力之電漿處理裝置。
上述的以外的課題、構成及效果是可藉由以下的實施形態的説明來明確。
以下,利用圖面來說明本願發明的實施形態。
圖1是模式性表示本實施形態的電漿處理裝置的全體構成的概略的縱剖面圖。
圖1所示的本實施形態的電漿處理裝置100是具有電磁波供給部101及真空處理部102。電磁波供給部101是藉由電子迴旋共振(Electron Cyclotron Resonance:ECR)來使電場與磁場相互作用而產生電漿的部分。真空處理部102是在被減壓的壓力下使用電漿與特定的氣體來將晶圓等的試料進行蝕刻的部分。
電磁波供給部101是具備:形成電漿形成用的電場的高頻電源201、及形成磁場的裝置亦即螺線線圈202。藉由該電場與磁場,激發被供給至圓筒形狀的放電區塊單元203內部所具備的圓板形狀的淋浴板204上部之處理用氣體的原子或分子等的粒子,使電離或乖離而產生電漿。藉由該電漿,包括在被配置於處理室內的半導體晶圓206等的基板狀的試料上面預先被形成的遮罩及處理對象的膜層之膜構造會被蝕刻。
真空處理部102是具備:
包括內含形成電漿的處理室的上部容器205和下部容器209之真空容器;及
包括被配置於真空容器下方的渦輪分子泵等的真空泵之排氣泵(排氣裝置)213。
在處理室內部是配設有載置晶圓206的平台207。上部容器205和下部容器209的外表面是暴露於真空處理部102周圍的氣氛(大氣),由上部容器205和下部容器209所組成的真空容器是構成氣密地區劃其內部的處理室與外部的氣氛之間的真空隔壁。
在真空處理部102的真空容器的下方,具有用以排出處理室內的氣體、電漿的粒子的排氣開口215的底板210會藉由支柱212來支撐。被連結至排氣泵213且具有圓形的排氣開口215是被配置在平台207的正下面,進一步,排氣開口215的軸線是與處理室的中心軸214一致或被配置於接近視為此程度的同等的位置。在此是將如此的狀態表現為排氣開口215的軸線會與處理室的中心軸214一致。
其次,利用圖2乃至圖3來説明有關本實施形態的真空處理部102的壓力控制。圖2是模式性地表示圖1所示的真空處理部102的下部的概略的縱剖面圖。圖3是從上方看排氣部蓋208的立體圖。
在圖2中,具有大略圓板形狀的排氣部蓋208會被配置於排氣開口215的上方。
如圖3所示般,排氣部蓋208是具有:
圓板部208a;
從圓板部208a的外周朝向徑方向外方(在圖3左右方向)對向突出的一對的腕部208b;及
突出至圓板部208a的下方而形成的比圓板部208a更小徑的圓筒狀的凸狀部208c。
腕部208b是分別被連結至被配置於致動器211的垂直方向的伸縮軸。藉由從外部供電至致動器211,伸縮軸伸縮。藉由伸縮軸的伸縮驅動,經由腕部208b來使排氣部蓋208上下移動,而變更與排氣開口215的距離,藉此調整來自處理室的排氣的傳導。
在晶圓206的處理中,被排出至處理室外的內部的氣體或電漿或生成物的流量或速度會依據該傳導的值與排氣泵213的每單位時間的排氣量來調節,處理室的壓力會藉由該排氣與處理用氣體的供給的平衡來調節成所望的真空度。
圖4是從下方看排氣部蓋208的立體圖。圓板部208a的下面是在比凸狀部208c更徑方向外方形成有O型環溝208d。
參照圖5,在凸狀部208c的下端外周是形成有錐度(taper)形狀的向下倒角部208e,與此對向,在底板210的排氣開口215的上端內周是形成有向上倒角部215a。參照圖6,將凸狀部208c的外徑設為d1,且將排氣開口215的內徑設為d2。
在圖5、圖6、圖7模式性地表示在上下方向階段性地驅動致動器211的伸縮軸時的排氣部蓋208的位置,但腕部省略。
圖5是表示排氣部蓋208的凸狀部208c的下端與底板210的上面分離於軸線方向的狀態,將此時的排氣部蓋208的位置設為第1位置。就第1位置而言,排氣量的傳導是倚靠排氣部蓋208的凸狀部208c的下端與底板210的上面的距離D1。該傳導是在排氣部蓋208未有凸狀部208c時也同樣。
圖6是表示排氣部蓋208的凸狀部208c進入至底板210的排氣開口215內而軸線方向位置重疊的狀態,將此時的排氣部蓋208的位置設為第2位置。就第2位置而言,排氣部蓋208的凸狀部208c的外徑與排氣開口215的內徑的距離((d1-d2)/2)會比底板210的上面與安裝於排氣部蓋208的O型環305的下端的距離D2更小。如此的情況,排氣量的傳導是表示倚靠排氣部蓋208的凸狀部208c的外徑與排氣開口215的內徑的差(d1-d2)。
在排氣部蓋208的凸狀部208c進入至底板210的排氣開口215內的狀態下,若使致動器211的伸縮軸上下,則凸狀部208c與排氣開口215的重疊量會按照排氣部蓋208與底板210的相對位置而變化,通過在排氣部蓋208的凸狀部208c的外周與排氣開口215的內周所形成的環狀空間之氣體的阻力會微小地變化,亦即傳導的微調整成為可能。
該傳導是倚靠排氣部蓋208的凸狀部208c的形狀,例如若與未具有凸狀部的排氣部蓋作比較,則傳導會變更小。因此,若根據本實施形態,則可在高壓區域高精度地控制真空處理部102。
又,藉由使排氣量的傳導倚靠排氣部蓋208的凸狀部208c的外徑與排氣開口215的內徑的差,可排除傳導之O型環305的擠壓量等的機差的影響,只限定於偏差較少的致動器211等的機械公差的影響。
進一步,就圖6的狀態而言,傳導會依據向下倒角部208e與向上倒角部215a的尺寸而變化。亦即,藉由預先設定向下倒角部208e與向上倒角部215a的尺寸,可取得所望的傳導的特性。
圖7是表示排氣部蓋208最下降而O型環305與底板210密合的狀態,將此時的排氣部蓋208的位置設為第3位置。就第3位置而言,O型環305與底板210會密合,因此排氣量的傳導是成為0,從處理室朝向排氣開口215的排氣的流動是被遮斷。
就以上所述的實施形態而言,是將凸狀部208c設為中實的圓筒狀,但亦可為中空的圓筒狀。又,亦可將該等設為角筒狀,而取代將排氣開口215與凸狀部208c設為圓筒狀。
100:電漿處理裝置
101:電磁波供給部
102:真空處理部
201:高頻電源
202:螺線線圈
203:放電區塊單元
204:淋浴板
205:上部容器
206:晶圓
207:平台
208:排氣部蓋
208a:圓板部
208b:腕部
208c:凸狀部
208d:O型環溝
209:下部容器
210:底板
211:致動器
212:支柱
213:排氣泵
214:中心軸
215:排氣開口
305:O型環
[圖1]是表示本發明的實施形態的電漿處理裝置的全體的構成的概略的縱剖面圖。
[圖2]是模式性地表示本發明的實施形態的圖1的真空處理部的下部的縱剖面圖。
[圖3]是模式性地表示本實施形態的圖2的排氣部蓋的立體圖。
[圖4]是模式性地表示本實施形態的圖2的排氣部蓋的立體圖。
[圖5]是模式性地表示本實施形態的排氣部蓋與具有排氣開口的底板的位置關係的縱剖面圖,表示第1位置。
[圖6]是模式性地表示本實施形態的排氣部蓋與具有排氣開口的底板的位置關係的縱剖面圖,表示第2位置。
[圖7]是模式性地表示本實施形態的排氣部蓋與具有排氣開口的底板的位置關係的縱剖面圖,表示第3位置。
208:排氣部蓋
209:下部容器
210:底板
211:致動器
213:排氣泵
214:中心軸
215:排氣開口
Claims (6)
- 一種電漿處理裝置,係具有: 處理室; 形成有連接至前述處理室的排氣開口之底板; 與前述排氣開口對向而配置於前述處理室內的排氣部蓋; 經由前述排氣開口來將前述處理室內的氣體排氣之排氣裝置;及 驅動前述排氣部蓋的致動器, 其特徵為: 前述排氣開口的軸線係與前述處理室的中心軸一致, 前述排氣部蓋係具有圓板部及從前述圓板部突出至前述排氣開口側的凸狀部, 前述排氣部蓋係藉由前述致動器來驅動,而可移動至前述凸狀部與前述排氣開口分離於軸線方向的第1位置、前述凸狀部與前述排氣開口軸線方向位置重疊的第2位置、及前述圓板部抵接於前述底板的第3位置的任一個的位置。
- 如請求項1記載的電漿處理裝置,其中,在前述排氣開口側的前述凸狀部的端部外周形成倒角部。
- 如請求項1記載的電漿處理裝置,其中,在前述凸狀部側的前述排氣開口的端部內周形成倒角部。
- 如請求項1記載的電漿處理裝置,其中,前述圓板部係在與前述底板對向的面具有周溝,在前述周溝內配置O型環。
- 如請求項4記載的電漿處理裝置,其中,在前述第3位置,前述圓板部會經由前述O型環來抵接於前述底板。
- 如請求項1記載的電漿處理裝置,其中,前述排氣部蓋係具有從前述圓板部突出至徑方向外方的腕部,前述腕部係被連結至前述致動器的伸縮軸。
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