TWI834225B - 電漿處理裝置 - Google Patents

Abstract

實施形態提供一種電漿處理裝置，其可以在同一裝置內進行對基板的中央部的處理和對外緣部的處理的電漿處理裝置。 實施形態的電漿處理裝置，係在下部電極與上部電極之間產生電漿，具備處理台、中央頂板、外周頂板、和驅動機構。處理台與下部電極電連接，並且具有載置面用於載置作為處理對象之基板。中央頂板電連接至上部電極並且具有面向載置面的中央面。外周頂板與上部電極電連接，並且具有面向載置面且以包圍中央面的外周的方式而設置的外周面。驅動機構使中央頂板和外周頂板相對位移。

Description

電漿處理裝置

[關連申請的參照]

本申請主張日本專利申請2022-031647號(申請日：2022年3月2日)的基礎申請的優先權。本申請藉由參照該基礎申請而包含基礎申請的全部內容。 本發明的實施形態關於電漿處理裝置。

半導體裝置的製造工程等中利用電漿處理裝置，該電漿處理裝置係利用在一對電極間產生的電漿進行基板的表面處理。這樣的電漿處理裝置，例如用於在基板的中央部形成圖案，或對基板的外緣部實施斜面加工。但是，在現有結構中，難以在同一電漿處理裝置中對基板的中央部進行處理和對外緣部進行處理。

本發明所欲解決的課題在於提供一種電漿處理裝置，其能夠利用同一裝置對基板的中央部進行處理和對外緣部進行處理。 [解決課題的手段] 實施形態的電漿處理裝置，係在下部電極與上部電極之間產生電漿，具備：處理台、中央頂板、外周頂板、及驅動機構。處理台與下部電極電連接，並且具有載置面用於載置處理對象之基板。中央頂板電連接至上部電極並具有面向載置面的中央面。外周頂板與上部電極電連接，並且具有面向載置面且以包圍中央面的外周而設置的外周面。驅動機構使中央頂板和外周頂板相對位移。

以下，參照附圖說明實施形態的電漿處理裝置。此外，本發明不受以下實施形態的限制。此外，以下實施形態中的構成要素包括本發明領域的技術人員能夠容易地想到的構成要素或實質上相同的構成要素。

圖1是表示實施形態的電漿處理裝置1的構成的一例的剖面圖。電漿處理裝置1具備腔室11、下部電極12、上部電極13、處理台14、中央頂板15、外周頂板16和驅動機構17。本實施形態的電漿處理裝置1，係藉由在一對電極(下部電極12和上部電極13)間形成的處理空間產生電漿而可以對基板S實施預定的表面處理的電容耦合型電漿處理裝置。 腔室11是圓筒形狀的結構體，其內部形成有用於產生電漿的處理空間。腔室11的上部由中央頂板15、外周頂板16和合適的密封材料密封。在腔室11的底部設置有能夠排出處理空間內的氣體的機構。 下部電極12配置在腔室11內的下部，與輸出高頻電壓的電源裝置連接。可以使用例如交流電源、頻率調整器、放大器、阻抗匹配器等來構成電源裝置。上部電極13配置在腔室11內的上部並接地。或者，上部電極13可以連接到電源裝置並且下部電極12可以接地。 處理台14是支撐作為處理對象的基板S的結構體，由導電性材料構成，與下部電極12電連接。處理台14具有載置基板S的載置面21和用於固定載置在載置面21上的基板S的固定構件23。 中央頂板15和外周頂板16由導電性材料構成，並且電連接到上部電極13。中央頂板15和外周頂板16分別由獨立的構件構成，能夠藉由驅動機構17的作用而相對位移。中央頂板15具有面對處理台14的載置面21的中央面31。外周頂板16具有面對載置面21的外周面32，外周面32以包圍中央頂板15的中央面31的外周的方式設置。

本實施形態的中央頂板15的上下方向的截面形狀為凸狀，凸部35的向下方突出的下表面成為中央面31。本實施形態的外周頂板16具有上下方向的截面形狀為凹狀，底部36的下表面成為外周面32。開口部37形成在底部36的中央部並貫通上下方向。中央頂板15的凸部35可滑動地插入外周頂板16的開口部37。藉由這樣的結構，能夠使中央頂板15和外周頂板16在上下方向上相對位移。此外，中央頂板15和外周頂板16的結構不限於上述結構。另外，在本實施形態中，上部電極13、中央頂板15和外周頂板16分別由單獨的構件構成，但是例如，上部電極13和中央頂板15可以由相同的構件構成，或者上部電極13和外周頂板16可以由相同的構件構成。

圖2是表示實施形態的中央頂板15和外周頂板16的構成的一個例子的仰視圖。如圖2所示，在本實施形態的中央頂板15的中央面31和外周頂板16的外周面32，形成有多個噴出孔41以噴出用於預定的表面處理(例如乾蝕刻等)的製程氣體(例如CF ₄等)。在圖1中省略了該噴出孔41的記載。圖2所示的噴出孔41的形成位置、數量、形狀等僅為示例，噴出孔41的形態不限於此。另外，例如，也可以在腔室11的壁面等設置用於噴出製程氣體的機構。 在此，在中央面31的直徑為r、外周面32的外徑為R、作為處理對象的基板S的直徑為L的情況下，下述式(1)成立。藉此，能夠利用中央面31來處理基板S的中央部，能夠利用外周面32來處理基板S的外緣部。 r＜L＜R　…(1) 另外，除了上述式(1)以外，優選下述式(2)成立。例如，在作為處理對象的基板S為300mm的圓盤狀基板的情況下，中央面31的直徑r優選為150mm以上。因此，藉由將中央面31的面積設計得大到某種程度，能夠提高對基板S的外緣部的處理的作業性能。 r＞L/2　…(2) 驅動機構17是使中央頂板15和外周頂板16在上下方向上相對位移的機構。驅動機構17的具體構成沒有特別限定，可以使用馬達、致動器、電子控制裝置等適當的機構來構成。另外，驅動機構17還可以使處理台14(載置面21)在上下方向上位移。

在如上述那樣構成的電漿處理裝置1中，在腔室11內充滿製程氣體的狀態下，如果對下部電極12(或上部電極13)施加高頻電壓，則在載置於載置面21的基板S的上表面與中央面31或外周面32之間產生電漿。此時，當載置面21(基板S的上表面)與中央面31或外周面32之間的距離小於預定的臨界值時，不產生電漿。 本實施形態的驅動機構17，係利用上述現象並根據基板S的哪一部位是要處理的對象，來調整載置面21與中央面31之間的距離(第一距離)和載置面21與外周面32之間的距離(第二距離)。

圖3是表示實施形態的電漿處理裝置1在對基板S的外緣部進行處理時的狀態的一例的剖視圖。如圖3所示，在對基板S的外緣部進行處理時，驅動機構17使中央頂板15和外周頂板16中的至少一個發生位移，以使載置面21與中央面31之間的距離(第一距離)小於臨界值，並且使載置面21與外周面32之間的距離(第二距離)成為臨界值以上。此時，也可以使處理台14發生位移。藉此，能夠僅在基板S的外緣部形成電漿區域P，能夠僅對基板S的外緣部實施預定的處理(例如斜面加工等)。

圖4是表示實施形態的電漿處理裝置1在對基板S的中央部進行處理時的狀態的一例的剖視圖。如圖4所示，在對基板S的中央部進行處理時，驅動機構17使中央頂板15和外周頂板16中的至少一個發生位移，以使載置面21與中央面31之間的距離(第一距離)成為臨界值以上，並且使載置面21與外周面32之間的距離(第二距離)小於臨界值。此時，也可以使處理台14發生位移。藉此，能夠僅在基板S的中央部形成電漿區域P，能夠僅對基板S的中央部實施預定的處理(例如圖案形成等)。

如上所述，根據本實施形態，能夠在同一電漿處理裝置1中進行基板S的中央部的處理和進行基板S的外緣部的處理。 以上，對本發明之幾個實施形態進行了說明，但是這些實施形態僅為例示，並非意圖用來限定發明之範圍者。這些新穎的實施形態，可以藉由其他之各種形態實施，在不脫離發明之主旨之範圍內可以進行各種省略、替換、變更。這些實施形態或其變形亦包含於發明之範圍或主旨，同時亦包含於申請專利範圍記載的發明以及其之均等範圍內。

1:電漿處理裝置 11:腔室 12:下部電極 13:上部電極 14:處理台 15:中央頂板 16:外周頂板 17:驅動機構 21:載置面 23:固定構件 31:中央面 32:外周面 41:噴出孔 P:電漿區域

[圖1]表示實施形態的電漿處理裝置的構成的一例的剖面圖。 [圖2]表示實施形態的中央頂板和外周頂板的構成的一例的仰視圖。 [圖3]表示實施形態的電漿處理裝置對基板的外緣部處理時的狀態的一例的剖面圖。 [圖4]表示實施形態的電漿處理裝置對基板的中央部處理時的狀態的一例的剖面圖。

1:電漿處理裝置

11:腔室

12:下部電極

13:上部電極

14:處理台

15:中央頂板

16:外周頂板

17:驅動機構

21:載置面

23:固定構件

31:中央面

32:外周面

35:凸部

36:底部

37:開口部

r:中央面的直徑

L:基板的直徑

S:基板

R:外周面的外徑

Claims (6)

1. 一種電漿處理裝置，係在下部電極與上部電極之間產生電漿者，該電漿處理裝置具備：處理台，其與前述下部電極電連接，並且具有載置面用於載置作為處理對象之基板；中央頂板，其電連接至前述上部電極，並且具有面向前述載置面的中央面；外周頂板，其與前述上部電極電連接，並且具有面向前述載置面且以包圍前述中央面的外周的方式而設置的外周面；及驅動機構，其使前述中央頂板和前述外周頂板相對位移；在對前述基板的外緣部進行處理時，前述驅動機構使前述中央頂板和前述外周頂板中的至少一者位移，以使前述載置面與前述中央面之間的第一距離變為小於閾值，並且使前述載置面與前述外周面之間的第二距離成為閾值以上，在對前述基板的比前述外緣部更內側的中央領域進行處理時，前述驅動機構使前述中央頂板和前述外周頂板中的至少一者位移，以使前述第一距離成為閾值以上，並且使前述第二距離變為小於閾值。
2. 如請求項1之電漿處理裝置，其中在將前述中央面的直徑設為r，將前述外周面的外徑設為R，將前述基板的直徑設為L時，以下的式(1)成立，r<L<R...(1)。
3. 如請求項2之電漿處理裝置，其中進一步以下的式(2)成立，r>L/2...(2)。
4. 如請求項1之電漿處理裝置，其中前述中央頂板具有向下方突出的凸部，前述中央面形成在前述凸部的下面，前述外周頂板具備底面，該底面具有沿上下方向貫通的開口部，前述外周面形成在前述底面的下表面上，前述凸部可滑動地插入前述開口部中。
5. 如請求項1之電漿處理裝置，其中前述驅動機構進一步使前述處理台位移。
6. 如請求項1之電漿處理裝置，其中在前述中央面和前述外周面中的至少一者形成有噴出氣體的噴出孔。

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