TWI812801B - 電漿處理裝置 - Google Patents

電漿處理裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI812801B
TWI812801B TW108139432A TW108139432A TWI812801B TW I812801 B TWI812801 B TW I812801B TW 108139432 A TW108139432 A TW 108139432A TW 108139432 A TW108139432 A TW 108139432A TW I812801 B TWI812801 B TW I812801B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
exhaust port
plasma processing
mounting table
exhaust
processing chamber
Prior art date
Application number
TW108139432A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202025288A (zh
Inventor
佐藤亮
山科井作
笠原稔大
本浩貴
Original Assignee
日商東京威力科創股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商東京威力科創股份有限公司 filed Critical 日商東京威力科創股份有限公司
Publication of TW202025288A publication Critical patent/TW202025288A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI812801B publication Critical patent/TWI812801B/zh

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623Mechanical discharge control means
    • H01J37/32633Baffles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532Electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32816Pressure
    • H01J37/32834Exhausting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065Plasma etching; Reactive-ion etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

[課題]提供抑制不穩定的放電之技術。 [解決手段]電漿處理裝置具有:處理室,係於內部設置有用於載置基板的載置台,且實施對基板之電漿處理;高頻電源,係對載置台施加偏壓用之高頻電力;及複數個板狀構件,係由導電性材料形成,且連接於接地電位,配置於處理室之內面。

Description

電漿處理裝置
本揭示關於電漿處理裝置。
專利文獻1揭示之電漿處理裝置,係在用於載置基板的載置台之周圍,以將進行電漿處理的處理區域與連結於排氣系統的排氣區域隔開的方式,設置有由導電性材料形成且設為接地電位的複數個隔開構件。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開2015-216260號公報
[發明所欲解決之課題]
本揭示提供抑制不穩定的放電之技術。 [用以解決課題的手段]
本揭示之一態樣的電漿處理裝置,係具有:處理室;高頻電源;及複數個板狀構件。處理室,係於內部設置有用於載置基板的載置台,且實施對基板之電漿處理。高頻電源,係對載置台施加偏壓用之高頻電力。複數個板狀構件,係由導電性材料形成,且連接於接地電位,配置於處理室之內面。 [發明效果]
依據本揭示,可以抑制不穩定的放電。
以下,參照圖面詳細說明本案揭示的電漿處理裝置之實施形態。又,本實施形態並非用來限定揭示的電漿處理裝置者。
在平板顯示器(FPD)之製造工程中,存在對玻璃基板等之基板進行電漿蝕刻或成膜處理等之電漿處理工程。電漿處理中使用電漿蝕刻裝置或電漿CVD成膜裝置等之各種電漿處理裝置。
電漿處理裝置中,為了有效地引入電漿中之離子,因此對載置基板的載置台施加高頻偏壓。大型之基板之情況下,電漿處理裝置中,係對載置台施加高電力之高頻偏壓。但是,對載置台施加高電力之高頻電力之情況下,在排氣系統等中會發生不穩定放電之情況。因此,期待抑制不穩定的放電。
[電漿處理裝置之構成] 首先,對實施形態的電漿處理裝置10之構成進行說明。圖1係表示實施形態的電漿處理裝置之概略構成之一例之垂直剖面圖。本實施形態的電漿處理裝置10,係構成為生成感應耦合電漿,例如對FPD用玻璃基板這樣的矩形之基板進行蝕刻處理或灰化(ashing)處理等之感應耦合電漿處理的感應耦合型之電漿處理裝置。
電漿處理裝置10具有由導電性材料例如內壁面實施了陽極氧化處理的鋁形成的角筒形狀之氣密的本體容器1。本體容器1以可以分解方式組裝,藉由接地線1a接地。本體容器1係藉由介質壁2按上下劃分為天線室3與處理室4。介質壁2構成處理室4之天井壁。介質壁2係由Al2 O3 等之陶瓷、石英等構成。
於本體容器1中的天線室3之側壁3a與處理室4之側壁4a之間設置有朝內側突出的支撐棚架5。介質壁2載置於支撐棚架5之上。
於介質壁2之下側部分嵌入有處理氣體供給用之噴淋筐體11。噴淋筐體11,係設置成為十字狀,成為對介質壁2由下進行支撐的構造例如樑構造。又,對上述介質壁2進行支撐的噴淋筐體11,係成為藉由複數根吊帶(未圖示)從本體容器1之天井被懸吊的狀態。支撐棚架5及噴淋筐體11可以藉由介質構件披覆。
噴淋筐體11,係由導電性材料,較好是金屬例如以不產生污染物的方式內面或外面實施了陽極氧化處理的鋁構成。於噴淋筐體11形成有水平延伸的氣體流路12。於氣體流路12連通有朝下方延伸的複數個氣體吐出孔12a。另一方面,於介質壁2之上面中央以與氣體流路12連通的方式設置有氣體供給管20a。氣體供給管20a,係從本體容器1之天井貫穿外側,連接於包含處理氣體供給源及閥系統等處理氣體供給系統20。因此,電漿處理中,從處理氣體供給系統20供給的處理氣體,係經由氣體供給管20a供給至噴淋筐體11之氣體流路12,並從形成於噴淋筐體11之下面的氣體吐出孔12a吐出至處理室4內。
於天線室3內配設有高頻(RF)天線13。高頻天線13,係將由銅或鋁等之良導電性之金屬形成的天線線13a配置成為環狀或渦卷狀等之習知使用的任意之形狀。高頻天線13為具有複數個天線部的多重天線亦可。
於天線線13a之端子22連接有朝天線室3之上方延伸的供電構件16。於供電構件16之上端透過供電線19連接於高頻電源15。又,於供電線19設置有匹配器14。另外,高頻天線13,係透過由絕緣構件形成的間隔件17而與介質壁2分離。電漿處理時,係從高頻電源15例如將頻率為13.56MHz之高頻電力供給至高頻天線13。藉此,於處理室4內形成感應電場,藉由感應電場使由噴淋筐體11供給的處理氣體電漿化,生成感應耦合電漿。
於處理室4內之底壁4b上隔著介質壁2而與高頻天線13呈對置的方式設置有載置台23,載置台23具有用於載置矩形狀之基板G之載置面23c。載置台23係透過絕緣體構件24被固定。絕緣體構件24呈框狀。載置台23具有由導電性材料例如表面實施了陽極氧化處理的鋁構成的本體23a;及以包圍本體23a之外周的方式設置的絕緣體筐23b。載置於載置台23的基板G係藉由靜電吸盤(未圖示)吸附保持。
進行基板G之搬出入之升降銷(未圖示)透過本體容器1之底壁4b、絕緣體構件24插通於載置台23中。升降銷,係藉由設置於本體容器1外的升降機構(未圖示)進行升降驅動進行基板G之搬出入。又,載置台23為藉由升降機構可以升降的構造。
載置台23之本體23a係藉由供電線25透過匹配器26連接於偏壓用之高頻電源27。電漿處理中,高頻電源27係將高頻偏壓(偏壓用高頻電力)施加於載置台。高頻偏壓之頻率例如6MHz。處理室4內生成的電漿中之離子,係藉由偏壓用之高頻電力有效地被引入至基板G。
又,於載置台23內,為了對基板G之溫度進行控制,因此設置有由陶瓷加熱器等之加熱手段或冷媒流路等形成的溫度控制機構及溫度感測器(都未圖示)。
另外,載置台23,在載置基板G時,於基板G之背面側形成有冷卻空間(未圖示)。於冷卻空間連接有以規定之壓力供給作為熱傳導用氣體之He氣體之He氣體流路28。如此般,藉由對基板G之背面側供給熱傳導用氣體,在真空下可以使基板G之溫度控制性良好。
於處理室4之底壁4b之底部中央形成有開口部4c。供電線25、He氣體流路28、及溫度控制機構之配管或配線係通過開口部4c導出至本體容器1外。
在處理室4之四個側壁4a之中之一個設置有對基板G進行搬出入之搬出入口29a及對其進行開關的閘閥29。
於處理室4之底壁4b,於載置台23之側部設置有排氣口30。排氣口30係以成為較載置台23之載置面23c低的位置的方式設置於底壁4b。於排氣口30設置有排氣部40。排氣部40具有:連接於排氣口30的排氣配管31;藉由調整排氣配管31之開度來控制處理室4內之壓力的自動壓力控制閥(APC)32;及使處理室4內透過排氣配管31實施排氣的真空泵33。藉由真空泵33實施處理室4內之排氣,電漿處理中,對自動壓力控制閥(APC)32之開度進行調整而將處理室4內設定、維持於規定之真空氛圍。
圖2係表示實施形態的處理室內之構成之一例之水平剖面圖。圖2係表示從上方觀察到的處理室4內之載置台23附近的剖面圖。在處理室4內,於中央配置有載置台23。為了載置矩形狀之基板G,載置台23之載置面23c形成為矩形狀。排氣口30係在處理室4之載置台23之周圍形成有複數個。本實施形態中,在矩形狀之載置台23之各邊之兩端附近分別設置有排氣口30。又,排氣口30之數量或位置係依據裝置之大小適當地設定。例如排氣口30沿著處理室4之各側壁4a設置各1個亦可。
在處理室4之內面(側壁4a之內側部分)與載置台23之間設置有隔開構件50。本實施形態中,係在載置台23之各邊之側面側,以藉由1個隔開構件50覆蓋2個排氣口30的方式設置有4片隔開構件50。如圖1所示,處理室4係藉由隔開構件50隔開為對基板G進行電漿處理的處理區域41,及與排氣口30連結的排氣區域42。處理區域41為處理室4之中較隔開構件50更上方之區域,係形成對基板G進行電漿處理之感應耦合電漿的區域。排氣區域42為處理室4之中較隔開構件50更下方之區域,係導入來自處理區域41之處理氣體,將其實施排氣的區域。
隔開構件50,係由金屬等之導電性材料形成,形成為不具有開口部的矩形之板材。各隔開構件50,係以上面成為較載置台23之載置面23c低的位置的方式配置於載置台23之各側面。各隔開構件50係藉由接地線50a連接於接地電位。又,將隔開構件50電連接於側壁4a,而透過本體容器1接地亦可。
鄰接的隔開構件50彼此,係以在其間形成有將供給至處理區域41的氣體導引至排氣區域42之門口60的方式予以分離配置。本實施形態中,門口60係存在於隔開構件50之形成面之四個角。處理室4之處理區域41之氣體係由各門口60流入排氣區域42,從各排氣口30進行排氣。
於排氣區域42配置有複數個翼片61。圖2中,係在被隔開構件50覆蓋的部分並列配置有複數個翼片61。翼片61係由金屬等之導電性材料形成,形成為矩形之板狀構件。各翼片61,係以排氣口30之上部以外之部分與處理室4之底面(底壁4b)連接,以長邊方向成為與載置台23之側面並行的方向的方式被配置。亦即,各翼片61,於排氣區域42中,係以形成朝向排氣口30之排氣之氣流的方式予以配置。各翼片61之間隔設為10~200mm為較佳。各翼片61係藉由未圖示之接地構件連接於接地電位。又,將各翼片61之至少一部分電連接於隔開構件50,透過隔開構件50接地亦可。
翼片61與隔開構件50連接亦可。圖3A係表示實施形態的翼片之構成之一例之斜視圖。如圖3A所示,各翼片61於處理室4之底面(底壁4b)係以豎立之狀態被固定,上部與隔開構件50連接。藉此,各翼片61可以透過隔開構件50接地。
又,翼片61與隔開構件50間形成間隙亦可。圖3B係表示實施形態的翼片之另一構成之一例之斜視圖。如圖3B所示,各翼片61係在處理室4之底面(底壁4b)以豎立之狀態被固定,上部不與隔開構件50連接,具有間隙。隔開構件50之上面暴露於電漿中,因此基於電漿之條件而會有成為高溫的情況。另一方面,翼片61被隔開構件50覆蓋而不暴露於電漿中,因此不會如隔開構件50般高溫。藉由不將翼片61與隔開構件50連接而予以分離,則即使隔開構件50成為高溫之情況下亦可以抑制隔開構件50與翼片61之熱膨脹之差異引起的變形。
回至圖1。於排氣口30分別設置有排氣網部70。圖4A係表示實施形態的排氣網部之構成之一例之斜視圖。圖4B係表示實施形態的排氣網部之構成之一例之剖面圖。排氣網部70係具有框架71。框架71具有與排氣口30對應之尺寸之開口,可以安裝於排氣口30。於框架71之開口設置有第1開口擋板72。又,於框架71,以與第1開口擋板72重疊的方式隔開間隔設置有第2開口擋板73及第3開口擋板74。亦即,於排氣網部70係在上下設置有三段之開口擋板。第1開口擋板72、第2開口擋板73及第3開口擋板74,係由金屬等之導電性材料形成,具有多數之開口。例如第1開口擋板72、第2開口擋板73及第3開口擋板74,係由形成有多數狹縫的構件或網孔構件、具有多數沖孔的構件形成。
第1開口擋板72安裝於框架71之開口,藉由未圖示之接地構件被接地。另一方面,第2開口擋板73及第3開口擋板74,係透過絕緣性之絕緣構件75,且以與第1開口擋板72重疊的方式安裝於框架71。第2開口擋板73及第3開口擋板74成為電性浮動狀態。彼等三段之開口擋板彼此以可以穩定放電的隔開被配置。第1開口擋板72與第2開口擋板73之間隔及第1開口擋板72與第2開口擋板73之間隔之較佳範圍為1~20mm。
回至圖1。實施形態的電漿處理裝置10具有由微處理器(電腦)構成的控制部100、使用者介面101及記憶部102。控制部100對電漿處理裝置10之各構成部例如閥、高頻電源、真空泵等送出指令,對彼等進行控制。又,使用者介面101具有操作員為了管理電漿處理裝置10而進行指令輸入等之輸入操作的鍵盤或使電漿處理裝置10之運轉狀況可視化而予以顯示的顯示器等。使用者介面101連接於控制部100。記憶部102記憶有在控制部100之控制下實現電漿處理裝置10所執行的各種處理之控制程式,或對應於處理條件而於電漿處理裝置10之各構成部執行處理之程式亦即處理配方。記憶部102連接於控制部100。處理配方記憶於記憶部102之中之記憶媒體。記憶媒體可以是內建於電腦的硬碟或半導體記憶體,亦可以是CDROM、DVD、快閃記憶體等之可攜性者。又,從其他之裝置例如透過専用線路適當地傳送配方亦可。必要時,依據來自使用者介面101之指示等而從記憶部102呼叫任意之處理配方使控制部100執行,並在控制部100之控制下,進行電漿處理裝置10中之期待之處理。
接著,對使用以上構成之電漿處理裝置10對基板G實施電漿處理例如電漿蝕刻或電漿灰化時的處理動作進行說明。
首先,電漿處理裝置10將閘閥29設為開放之狀態。基板G藉由搬送機構(未圖示)從搬出入口29a被搬入處理室4內,載置於載置台23之載置面23c。電漿處理裝置10係藉由靜電吸盤(未圖示)將基板G固定於載置台23上。接著,電漿處理裝置10從處理氣體供給系統20經由噴淋筐體11之氣體吐出孔12a將處理氣體供給至處理室4內。又,電漿處理裝置10,係藉由自動壓力控制閥(APC)32控制壓力之同時,藉由真空泵33從排氣口30經由排氣配管31對處理室4內實施真空排氣,藉此,將處理室內例如維持於0.66~26.6Pa左右之壓力氛圍。
又,此時,為了迴避基板G之溫度上升或溫度變化,因此電漿處理裝置10經由He氣體流路28對基板G之背面側之冷卻空間供給作為熱傳導用氣體之He氣體。
接著,電漿處理裝置10從高頻電源15例如將13.56MHz之高頻施加於高頻天線13,藉此,透過介質壁2而在處理室4內形成均勻的感應電場。藉由這樣形成的感應電場,在處理室4內使處理氣體電漿化,生成高密度之感應耦合電漿。藉由該電漿對基板G進行電漿處理,例如對基板G之規定之膜進行電漿蝕刻或電漿灰化。此時同時,電漿處理裝置10係從高頻電源27將作為高頻偏壓之例如頻率為6MHz之高頻電力施加於載置台23,使處理室4內生成的電漿中之離子有效地被引入至基板G。
處理氣體,係於處理室4內之處理區域41電漿化而被供作為電漿處理之後,藉由真空泵33進行吸引,而從形成於鄰接的隔開構件50之間之門口60到達排氣區域42,從排氣口30經由排氣配管31進行排氣。
於此,隨著基板G越大型化,電漿處理裝置10需要對載置台23施加高電力之高頻電力。但是,電漿處理裝置10對載置台23施加高電力之高頻電力時,會產生電弧放電或成為電性不穩定。例如基板G之尺寸為第8世代之尺寸(2160mm×2460mm)以上之尺寸時,電漿處理裝置10需要對載置台23施加更高電力之高頻電力。但是,電漿處理裝置10中,隨著可以處理的基板G之尺寸變為越大,作為對置電極而發揮功能的處理室4之內面(側壁4a之內側部分)之面積相對於基板G的載置台23之面積的比率降低。結果,電漿處理裝置10中,隨著可以處理的基板G之尺寸變為越大,對於對置電極的返回電流密度增加,變為容易產生電弧放電等之電性不穩定。
於此,實施形態的電漿處理裝置10中,係在處理室4之內壁與載置台23之間之位置設置有作為接地電位的複數量個翼片61或隔開構件50。圖5係示意表示處理室內之電性狀態之一例之圖。翼片61及隔開構件50係設為接地電位,藉此,作為相對於施加有高頻偏壓的對載置台23之對置電極而發揮功能。亦即,電漿處理裝置10係藉由配置翼片61及隔開構件50來擴大對置電極之面積。例如以使對置電極之面積相對於載置台23之面積成為能夠抑制電弧放電之產生的規定倍數(例如3倍)以上的方式來配置翼片61,將對置電極之面積予以擴大。藉此,電漿處理裝置10中,即使伴隨著基板G之大型化而使載置台23大型化之情況下,亦可以確保電氣穩定性,可以抑制不穩定的放電。
又,翼片61係並列配置於朝向排氣口30之排氣氣流之上游側。藉此,當電漿化氣體流到排氣口30時,該電漿化氣體接觸翼片61並失活。藉此,可以抑制電漿化氣體流入排氣口30而在排氣部40內部產生不穩定的放電。
又,圖2之例中說明將翼片61僅配置於被隔開構件50覆蓋的部分之情況之例,但翼片61之配置不限定於此。欲使翼片61有助於對置電極之擴大之情況下,可以配置於處理室4之內面,設置於任意位置均可。例如將翼片61設置於側壁4a亦可。又,為了抑制附著之沈積等之副生成物掉落至載置台23之載置面23c,因此翼片61配置於較載置台23之載置面23c低的位置為較佳。
又,翼片61使流向排氣口30的電漿化之氣體失活之情況下,針對排氣口30之排氣之氣流至少配置在比排氣口30更上游側即可。又,翼片61配置於與門口60對應之部分亦可。圖6A係表示翼片之配置之另一例之圖。圖6A之情況下,翼片61以包圍載置台23之周圍的方式並列配置亦可。藉此,對置電極之面積可以更擴大。又,翼片61至少配置在從門口60與排氣口30之間對應之部分亦可。又,在排氣區域42中相較於與排氣口30對應之區域而在排氣口30以外之區域(在底壁4b未設置有排氣口30之區域)配置更多翼片61亦可。圖6B係表示翼片之配置之另一例之圖。圖6B之情況下,翼片61之數量,相較於排氣口30而在排氣口30之間之部分配置更多數量之翼片61。藉由減少與排氣口30之上方對應之部分之翼片61之數量,可以使朝向排氣口30之排氣之氣流順暢。又,翼片61僅配置於排氣口30為止之排氣之氣流之上游側亦可。圖6C係表示翼片之配置之另一例之圖。圖6C之情況下,翼片61配置於排氣口30與門口60之間。
又,翼片61曝露於電漿亦可。圖7A~圖7C係表示翼片之配置之另一例之圖。圖7A~圖7C之情況下,隔開構件50係設置於與載置台23之各邊之排氣口30對應之部分。各邊之排氣口30之間之部分未被隔開構件50覆蓋,並列設置有複數個翼片61a。翼片61a未被隔開構件50覆蓋,因此暴露於電漿中。被隔開構件50覆蓋的排氣區域42之一方側(四個角之相反側)係藉由密封板80密封。藉此,來自翼片61a側之排氣未流入排氣口30。另一方面,在排氣區域42之四個角側未被密封,並列設置有複數個翼片61b。處理室4之處理區域41之氣體,係從門口60經由翼片61b之間流入排氣區域42,從各排氣口30進行排氣。該情況下,翼片61a作為相對於載置台23的對置電極而直接發揮功能,因此可以提高對置電極之擴大效果。
但是實施形態的電漿處理裝置10中,即使設置複數個翼片61,亦因為處理條件,藉由真空泵33之吸引而使電漿被吸引至排氣口30附近而有侵入排氣部40之內部之情況。因此,電漿處理裝置10中,基於侵入之電漿,例如會有在自動壓力控制閥(APC)32附近產生放電發光(電弧放電),使其表面之陽極氧化皮膜等被消耗之情況。
相對於此,例如於排氣口30僅設置接地的第1開口擋板72。圖8A係對僅設置有第1開口擋板之情況下之作用效果進行說明之圖。該情況下,電漿因第1開口擋板72而失活,因此電漿之侵入排氣部40被抑制,可以抑制自動壓力控制閥(APC)32附近之放電引起的發光(電弧放電)。但是,處理室4中若接地電位產生偏差,於其上方區域會產生不穩定的輝光放電,放電來回不斷地閃爍,處理室4內之電漿變為不穩定。
又,例如於排氣口30僅設置浮動狀態之第2開口擋板73。圖8B係對僅設置有第2開口擋板之情況下之作用效果進行說明之圖。該情況下,第2開口擋板73為電漿電位,因此於其上方區域不會產生不穩定的輝光放電。但是,浮動狀態之第2開口擋板73中,電漿未失活,因此無法有效防止電漿之侵入排氣部40,無法充分抑制自動壓力控制閥(APC)32之附近之放電引起的發光(電弧放電)。
於此,實施形態的電漿處理裝置10中,係在排氣口30設置上下重疊有三段之開口擋板的排氣網部70。圖8C係對實施形態的設置有排氣網部之情況下之作用效果進行說明之圖。實施形態的電漿處理裝置10中,係設置下段側之接地的第1開口擋板72,於其上段側(排氣路徑之上游側)重疊設置浮動狀態之第2開口擋板73及第3開口擋板74重疊設置。亦即,浮動狀態之第2開口擋板73及第3開口擋板74成為電漿電位,與接地的第1擋板之間產生電位差。因此藉由對彼等之開口擋板間之間隔適當地調整而於彼等之間形成穩定的放電將電漿予以保持。透過第2開口擋板73及第3開口擋板74的離子或電子會被電漿捕獲。藉此,推測為在從第3開口擋板74至第1開口擋板72之間形成無閃爍之穩定的輝光放電。又,被吸引至排氣口30的電漿,因下段側之第1開口擋板72而失活,因此可以抑制自動壓力控制閥(APC)32之附近之放電引起的發光(電弧放電)。另外,上段側之第2開口擋板73及第3開口擋板74為電漿電位因此可以緩和處理室4之接地電位之偏差。又,藉由彼等可以在處理室4內生成穩定的電漿。又,藉由重疊設置浮動狀態之第2開口擋板73及第3開口擋板74,使流入的電漿沿著水平方向擴散。因此可以緩和排氣網部70之面內之電漿之局部性集中,可以抑制不穩定的輝光放電,於處理室4內可以生成穩定的電漿。
如以上般,本實施形態的電漿處理裝置10具有處理室4、高頻電源15、及複數個翼片61。處理室4係在內部設置有用於載置基板G的載置台23,實施對基板G之電漿處理。高頻電源15係對載置台23施加偏壓用之高頻電力。複數個翼片61,係由導電性材料形成,且連接於接地電位,配置於處理室4之內面。藉此,電漿處理裝置10可以抑制不穩定的放電。
又,電漿處理裝置10還具有排氣口30及隔開構件50。排氣口30,設置於載置台23之周圍的比起載置台23之用於載置基板G的載置面23c低的位置,對處理室4內實施排氣。隔開構件50,係由導電性材料形成,且連接於接地電位,以覆蓋排氣口30的方式配置,將處理室4隔開為對基板G進行電漿處理的處理區域41,及與排氣口30連結的排氣區域42。翼片61係至少配置於排氣區域42內的相對於朝向排氣口30之排氣之氣流比起排氣口30之更上游側。藉此,於電漿處理裝置10中,藉由翼片61可以使流向排氣口30的電漿化之氣體失活,因此可以抑制不穩定的放電。
又,隔開構件50,係在載置台23之周圍,以在鄰接的隔開構件50之間形成有門口60的方式分離配置複數個。翼片61係至少配置於被隔開構件50覆蓋的部分。藉此,電漿處理裝置10中,可以抑制翼片61暴露於電漿中。又,電漿處理裝置10中,藉由配置於被隔開構件50覆蓋的部分之翼片61可以形成朝向排氣口30之排氣之氣流之同時,可以使電漿化之氣體失活。
又,隔開構件50,係在載置台23之周圍,以在鄰接的隔開構件50之間形成有門口60的方式分離配置複數個。翼片61係至少配置於從排氣口30至門口60之部分。藉此,電漿處理裝置10中,可以抑制翼片61暴露於電漿中。又,電漿處理裝置10中,藉由配置於從排氣口30至門口60之部分的翼片61可以形成朝向排氣口30之排氣之氣流之同時可以使電漿化之氣體失活。
又,翼片61係以包圍載置台23之周圍的方式配置。藉此,電漿處理裝置10中,可以增大對置電極之面積,可以確保電氣穩定性。
又,隔開構件50,相較於排氣口30係在排氣口30以外配置有更多。藉此,電漿處理裝置10中,可以使朝向排氣口30之排氣之氣流順暢。
又,翼片61與隔開構件50被連接。藉此,電漿處理裝置10中,可以經由隔開構件50使翼片61接地。
又,於翼片61與隔開構件50之間形成間隙。藉此,電漿處理裝置10中,可以抑制在隔開構件50與翼片61之間熱膨脹之差異引起的變形。
又,翼片61,係在長邊方向與載置台23之側面並行的方向配置有複數個。藉此,電漿處理裝置10中,可以不遮斷排氣之氣流而設置翼片61。
又,翼片61連接於處理室4之底面。藉此,電漿處理裝置10中,翼片61可以配置於垂直方向,可以將多數翼片61以較少的配置空間進行配置,因此藉由較少的配置空間可以增大對置電極之面積。
又,於翼片61之端部,在與載置台23之側面交叉的交叉方向設置有密封板80。藉此,電漿處理裝置10中,可以藉由密封板80對排氣之氣流進行調整。
又,於排氣口30,係從排氣路徑之下游朝向上游,設置由導電性材料形成,具有複數個開口的第1開口擋板72、第2開口擋板73及第3開口擋板74。第1開口擋板72被接地。第2開口擋板73及第3開口擋板74設為電性浮動狀態。藉此,電漿處理裝置10中,從第3開口擋板74至第1開口擋板72之間可以產生無閃爍之穩定的輝光放電,於處理室4內可以生成穩定的電漿。
以上,針對實施形態進行說明,但此次揭示的實施形態全部之點應視為僅為例示並非用來限制者。實際上,上述實施形態可以多樣的形態具體呈現。又,上述實施形態,在不脫離申請專利範圍及其要點之情況下,可以各種形態進行省略、置換、變更。
例如上述實施形態中說明將翼片61豎立於處理室4之底面(底壁4b)之狀態下進行配置之情況下之例,但不限定於此。翼片61從載置台23之側面及處理室4之側面(側壁4a)垂直地並列設置複數個亦可。該情況下,翼片61以從載置台23之側面及處理室4之側面交替且成為彼此互異的方式進行配置亦可。各翼片61之前端側俯視狀態之情況下重疊亦可。又,翼片61,至少在排氣口30附近,以越接近排氣口30之下側,越減少從載置台23之側面及處理室4之側面起之高度為較佳。圖9係表示翼片之配置之另一例之圖。4個翼片61從載置台23之側面及處理室4之側面交替且成為彼此不同的方式予以配置。上側之2個翼片61之前端側,從上方俯視狀態之情況下呈重疊。又,4個翼片61,越接近排氣口30之下側,從載置台23之側面及處理室4之側面起之高度變為越小。藉此,各翼片61之間之排氣可以順暢地流入排氣口30。如此般,藉由設置翼片61可以抑制電漿被吸引至排氣口30。
又,上述實施形態中示出翼片61與載置台23並列配置之情況,但不限定於此。翼片61不與載置台23並列亦可。例如翼片61基於門口60與排氣口30之位置而不與載置台23並列亦可。
又,上述實施形態中,作為感應耦合型之電漿處理裝置10而示出在處理室之上部透過介質窗(介質壁2)設置有高頻天線之情況,但亦適用於不透過介質窗而透過金屬窗設置高頻天線之情況。該情況下,處理氣體之供給,不從樑構造等之十字狀之噴淋筐體而是在金屬窗設置氣體噴淋進行供給亦可。
另外,上述實施形態中示出將門口60形成於處理室之四個角之例,但不限定於此。
另外,上述實施形態中示出排氣網部70適用於排氣機構之孔部分之例,但只要是窗口(viewport)或基板搬出入口等設置於電漿處理裝置10之處理容器的開口即可適用。
另外,上述實施形態說明進行電漿蝕刻或電漿灰化之裝置,但亦適用於CVD成膜等之其他之電漿處理裝置10。另外,上述實施形態中示出使用FPD用之矩形基板作為基板的例,但亦適用於處理其他之矩形基板之情況,不限定於矩形例如半導體晶圓等之圓形之基板亦可以適用。
1:本體容器 2:介質壁(介質構件) 3:天線室 4:處理室 13:高頻天線 14:匹配器 15:高頻電源 16:供電構件 19:供電線 20:處理氣體供給系統 23:載置台 23c:載置面 27:高頻電源 30:排氣口 31:排氣配管 32:自動壓力控制閥(APC) 33:真空泵 40:排氣部 41:處理區域 42:排氣區域 50:隔開構件 60:門口 61,61a,61b:翼片 70:排氣網部 72:第1開口擋板 73:第2開口擋板 74:第3開口擋板 100:控制部 G:基板
[圖1]圖1係表示實施形態的電漿處理裝置之概略構成之一例之垂直剖面圖。 [圖2]圖2係表示實施形態的處理室內之構成之一例之水平剖面圖。 [圖3A]圖3A係表示實施形態的翼片之構成之一例之斜視圖。 [圖3B]圖3B係表示實施形態的翼片之另一構成之一例之斜視圖。 [圖4A]圖4A係表示實施形態的排氣網部之構成之一例之斜視圖。 [圖4B]圖4B係表示實施形態的排氣網部之構成之一例之剖面圖。 [圖5]圖5係示意表示處理室內之電性的狀態之一例之圖。 [圖6A]圖6A係表示翼片之配置之另一例之圖。 [圖6B]圖6B係表示翼片之配置之另一例之圖。 [圖6C]圖6C係表示翼片之配置之另一例之圖。 [圖7A]圖7A係表示翼片之配置之另一例之圖。 [圖7B]圖7B係表示翼片之配置之另一例之圖。 [圖7C]圖7C係表示翼片之配置之另一例之圖。 [圖8A]圖8A係說明僅設置有第1開口擋板之情況下之作用效果之圖。 [圖8B]圖8B係說明僅設置有第2開口擋板之情況下之作用效果之圖。 [圖8C]圖8C係表示實施形態的設置有排氣網部之情況下之作用效果之圖。 [圖9]圖9係表示翼片之配置之另一例之圖。
23:載置台
23a:本體
23b:絕緣體筐
30:排氣口
33:真空泵
40:排氣部
50:隔開構件
61:翼片
70:排氣網部
72:第1開口擋板
73:第2開口擋板
74:第3開口擋板
G:基板

Claims (11)

  1. 一種電漿處理裝置,其特徵為具有:處理室,係於內部設置有用於載置基板的載置台,且實施對基板之電漿處理;高頻電源,係對前述載置台施加偏壓用之高頻電力;排氣口,係設置於前述載置台之周圍的比起前述載置台之載置基板的載置面低的位置,且對前述處理室內實施排氣;隔開構件,係由導電性材料形成,且連接於接地電位,以覆蓋前述排氣口的方式配置,用於將前述處理室隔開為對前述基板進行電漿處理的處理區域,和與前述排氣口連結的排氣區域件;及複數個板狀構件,係由導電性材料形成,且連接於接地電位,配置於前述處理室之內面;前述板狀構件係以長邊方向作為與前述載置台之側面並行的方向並且隔開間隔並列配置。
  2. 如請求項1之電漿處理裝置,其中前述板狀構件,係至少配置成為在前述排氣區域內相對於到前述排氣口之排氣氣流位於前述排氣口的上游側。
  3. 如請求項2之電漿處理裝置,其中前述隔開構件,係在前述載置台之周圍,以在鄰接的前述隔開構件之間形成門口的方式分離配置複數個,前述板狀構件,係至少配置於被前述隔開構件覆蓋的部分。
  4. 如請求項2之電漿處理裝置,其中前述隔開構件,係在前述載置台之周圍,以在鄰接的前述隔開構件之間形成門口的方式分離配置複數個,前述板狀構件,係至少配置於從前述排氣口置前述門口之部分。
  5. 如請求項1至4中任一項之電漿處理裝置,其中前述板狀構件,係以包圍前述載置台之周圍的方式配置。
  6. 如請求項1至4中任一項之電漿處理裝置,其中前述板狀構件,相比於前述排氣口係在前述排氣口以外配置有更多。
  7. 如請求項1至4中任一項之電漿處理裝置,其中前述板狀構件與前述隔開構件係被連接。
  8. 如請求項1至4中任一項之電漿處理裝置,其中於前述板狀構件與前述隔開構件之間形成有間隙。
  9. 如請求項1至4中任一項之電漿處理裝置,其中前述板狀構件係連接於前述處理室之底面。
  10. 如請求項1至4中任一項之電漿處理裝置,其中 於前述板狀構件之端部,在與前述載置台之側面交叉的交叉方向設置有密封板。
  11. 一種電漿處理裝置,其特徵為具有:處理室,係於內部設置有用於載置基板的載置台,且實施對基板之電漿處理;高頻電源,係對前述載置台施加偏壓用之高頻電力;排氣口,係設置於前述載置台之周圍的比起前述載置台之載置基板的載置面低的位置,且對前述處理室內實施排氣;隔開構件,係由導電性材料形成,且連接於接地電位,以覆蓋前述排氣口的方式配置,用於將前述處理室隔開為對前述基板進行電漿處理的處理區域,和與前述排氣口連結的排氣區域件;及複數個板狀構件,係由導電性材料形成,且連接於接地電位,配置於前述處理室之內面;於前述排氣口,從排氣路徑之下游朝向上游,配置有由導電性材料形成,且具有複數個開口的第1開口擋板、第2開口擋板及第3開口擋板,前述第1開口擋板被接地,前述第2開口擋板及前述第3開口擋板設為電性浮動狀態。
TW108139432A 2018-11-14 2019-10-31 電漿處理裝置 TWI812801B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-213927 2018-11-14
JP2018213927A JP7166147B2 (ja) 2018-11-14 2018-11-14 プラズマ処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202025288A TW202025288A (zh) 2020-07-01
TWI812801B true TWI812801B (zh) 2023-08-21

Family

ID=70709126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108139432A TWI812801B (zh) 2018-11-14 2019-10-31 電漿處理裝置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7166147B2 (zh)
KR (1) KR102214790B1 (zh)
CN (1) CN111192838B (zh)
TW (1) TWI812801B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008187062A (ja) * 2007-01-31 2008-08-14 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
JP2010238980A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
TW201406213A (zh) * 2012-04-05 2014-02-01 Tokyo Electron Ltd 電漿處理裝置
TW201705197A (zh) * 2015-04-20 2017-02-01 尤金科技有限公司 基板處理裝置
TW201717277A (zh) * 2015-07-01 2017-05-16 Tokyo Electron Ltd 電漿處理裝置及使用於此之排氣構造

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3403039B2 (ja) * 1997-10-31 2003-05-06 キヤノン株式会社 プラズマcvd法による薄膜半導体の作製装置及び作製方法
US6576202B1 (en) * 2000-04-21 2003-06-10 Kin-Chung Ray Chiu Highly efficient compact capacitance coupled plasma reactor/generator and method
JP2001355073A (ja) * 2001-04-27 2001-12-25 Canon Inc 堆積膜形成装置
KR101000338B1 (ko) * 2006-04-07 2010-12-13 엘아이지에이디피 주식회사 플라즈마 처리장치
JP5086192B2 (ja) * 2008-07-01 2012-11-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR101046335B1 (ko) * 2008-07-29 2011-07-05 피에스케이 주식회사 할로우 캐소드 플라즈마 발생방법 및 할로우 캐소드플라즈마를 이용한 대면적 기판 처리방법
JP6305825B2 (ja) 2014-05-12 2018-04-04 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置およびそれに用いる排気構造

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008187062A (ja) * 2007-01-31 2008-08-14 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
JP2010238980A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
TW201406213A (zh) * 2012-04-05 2014-02-01 Tokyo Electron Ltd 電漿處理裝置
TW201705197A (zh) * 2015-04-20 2017-02-01 尤金科技有限公司 基板處理裝置
TW201717277A (zh) * 2015-07-01 2017-05-16 Tokyo Electron Ltd 電漿處理裝置及使用於此之排氣構造

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020080395A (ja) 2020-05-28
JP7166147B2 (ja) 2022-11-07
CN111192838B (zh) 2023-08-04
TW202025288A (zh) 2020-07-01
KR20200056326A (ko) 2020-05-22
CN111192838A (zh) 2020-05-22
KR102214790B1 (ko) 2021-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI702650B (zh) 電漿處理裝置及使用於此之排氣構造
TWI657476B (zh) 電漿處理裝置及其所用的排氣構造
TWI505753B (zh) Inductively Coupled Plasma Processing Unit
TWI632587B (zh) Inductively coupled plasma processing device
JP2010016021A (ja) プラズマ処理装置
TWI772430B (zh) 電漿處理裝置及氣體噴淋頭
TWI805891B (zh) 電漿處理裝置
TWI845684B (zh) 鳩尾溝槽加工方法及基板處理裝置
TWI611455B (zh) 感應耦合電漿處理裝置
TWI600048B (zh) Inductively coupled plasma processing device
TWI812801B (zh) 電漿處理裝置
KR102485714B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
TW202233023A (zh) 電漿處理裝置與其製造方法及電漿處理方法