等离子体处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够以低成本的结构，高效且响应性良好地对处理腔室的内部进行温度控制的等离子体处理装置。等离子体处理装置（１）包括：处理腔室（１１）、处理气体供给装置（２０）、排气装置（４０）、线圈（２３）、高频电源（２４）、加热器（２６）、冷却装置（３０）、和控制装置（５０）。冷却装置（３０）包括：与处理腔室（１１）隔开间隔相对的冷却部件（３２）；向冷却部件（３２）的冷却流路（３２ａ）内供给冷却流体并使其循环的冷却流体供给部（３１）；和设置在冷却部件（３２）与处理腔室（１１）之间的环状的密封部件（３５）、（３６），排气装置（４０）对被密封部件（３５）、（３６）、冷却部件（３２）、处理腔室（１１）包围的空间（Ｓ）内进行减压。控制装置（５０）控制排气装置（４０），在没有对线圈（２３）施加高频电力时对空间（Ｓ）进行减压，在对线圈（２３）施加高频电力时使空间（Ｓ）内为大气压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及向处理腔室内供给规定的处理气体并使其等离子体 化，利用已等离子体化的处理气体，处理配置在处理腔室内的基板的 等离子体处理装置。
技术介绍
上述等离子体处理装置构成为，至少包括具有闭塞空间，在内部收纳基板的处理腔室；向处理腔室内供给处理气体的处理气体供给机构；对上述处理腔室内进行减压的排气机构；施加高频电力的高频电源；和被高频电源施加高频电力，从而使供给至上述处理腔室内的 处理气体等离子体化的等离子体生成机构等。作为使用这样的等离子体处理装置的基板处理的一个例子，能够 举出蚀刻处理。此时，当作为处理气体例如使用碳氟化合物气体(CxFy 气体)时，由于碳氟化合物气体的等离子体化而生成的聚合物附着在 处理腔室的内部。该聚合物的附着量，根据处理腔室内部的温度的不 同而变动，当温度高时不怎么附着，当温度低时附着较多。向处理腔室内供给的碳氟化合物气体的流量被控制为一定，因此 如果附着在处理腔室的内部的聚合物较多，则在基板上作为保护膜堆 积的聚合物变少，如果附着在处理腔室的内部的聚合物较少，则在基 板上作为保护膜堆积的聚合物变多。而且，在任一情况下，均由于向 基板上的聚合物的堆积量不同而不能够高效地进行蚀刻，而且，不能 够得到高精度的蚀刻形状。因此，在蚀刻处理中，需要抑制被生成的 等离子体的热量所加热的处理腔室内部的温度上升，使该温度处于一 定范围内。现有技术中，作为能够抑制处理腔室内部的温度上升的等离子体 处理装置，提案有例如日本特开平9-275092号公报中公开的装置。该 等离子体处理装置，在上述结构之外，还包括与处理腔室的内周面 隔开间隔配置的内部部件；在内部部件的外周面与处理腔室的内周面之间在上下方向上隔开间隔地被设置、在它们之间形成闭塞的空间的两个密封部件；以及向被内部部件、处理腔室和密封部件包围的空间 内供给冷却气体的冷却气体供给机构。在该等离子体处理装置中，利用冷却气体供给机构，向被内部部 件、处理腔室和密封部件包围的空间内供给冷却气体，利用供给的冷 却气体冷却内部部件，因此，能够防止由于生成的等离子体的热而引 起内部部件的温度上升的情况，能够使内部部件的温度维持在一定范 围内。由此，堆积在基板上的聚合物的量稳定，难以产生上述的问题。但是，在这样的等离子体处理装置中，也存在如下问题。即，处 理腔室(内部部件)的内部被生成的等离子体的热量加热，直至达到 规定的温度需要一定的时间，因此，在蚀刻处理开始后，直到在基板 上堆积的聚合物的量稳定为止需要一定的时间。于是，在蚀刻处理开 始后经过一定时间以前，蚀刻处理并不稳定。于是，在上述等离子体装置中，设置对处理腔室(内部部件)进 行加热的加热器，利用该加热器，在蚀刻处理开始前预先加热处理腔 室(内部部件)，使其内部的温度事先上升到规定温度。专利文献1:日本特开平9-275092号公报
技术实现思路
但是，如果设置加热器，就会进行一方面利用加热器进行加热、 另一方面利用冷却气体进行冷却这样的相反的处理，因此不能够高效 地使内部部件的内部上升到规定温度。另外，如上述现有技术的等离子体处理装置所述，向被内部部件、 处理腔室和密封部件包围的空间内供给冷却气体(冷却流体)，但是，在将内部部件的内部的温度控制为ioo°c以上的温度的情况下，如果作为冷却流体使用水，则存在向上述空间内供给的水沸腾、膨胀的危 险性，于是，作为冷却流体，必须如上述现有技术那样采用气体、沸 点高的油等，也存在冷却流体的成本高的问题。本专利技术鉴于以上情况而提出，其目的是提供能够以低成本的结构， 高效且响应性良好地对处理腔室的内部进行温度控制的等离子体处理 装置。用于达成上述目的的本专利技术是一种等离子体处理装置，其特征在 于，至少包括具有闭塞空间，在内部收纳基板的处理腔室，向上述处理腔室内供给处理气体的气体供给机构；对上述处理腔室内进行减压的第一排气机构；施加高频电力的电力施加机构；被上述电力施加机构施加高频电力，从而使供给至上述处理腔室 内的处理气体等离子体化的等离子体生成机构； 加热上述处理腔室的加热机构；冷却上述处理腔室的冷却机构，其包括具有冷却流体进行流通 的冷却流路，以与上述处理腔室的外表面抵接或者与上述处理腔室的 外表面隔开间隔相对的方式设置的金属制的冷却部件；向上述冷却部 件的冷却流路内供给上述冷却流体的冷却流体供给机构；和在上述冷 却部件与处理腔室之间以与它们抵接的方式设置的环状的密封部件；对上述密封部件的环内进行减压的第二排气机构；以及控制上述气体供给机构、第一排气机构、第二排气机构、电力施 加机构、加热机构和冷却机构的运行的控制机构，上述控制机构构成为控制上述第二排气机构，使得在没有利用 上述电力施加机构对上述等离子体生成机构施加高频电力时，上述密 封部件的环内被减压到预先设定的压力；控制上述第二排气机构，使 得在利用上述电力施加机构对上述等离子体生成机构施加高频电力 时，上述密封部件的环内变为比上述预先设定的压力高的压力。根据此专利技术，首先，在控制机构的控制下，利用第二排气机构将 密封部件的环内(被密封部件、冷却部件和处理腔室包围的部分)减 压到预先设定的压力，并且利用加热机构加热处理腔室，使处理腔室 内部的温度上升到规定温度。即使在冷却部件和处理腔室被设置为抵 接状态的情况下，冷却部件侧的抵接面和处理腔室侧的抵接面在严格 意义上并不平坦而是存在微小的凹凸，因此它们不是完全的紧贴，而 是存在由于上述凹凸而产生的微小的空隙，与冷却部件和处理腔室隔 着间隔的情况下同样地进行减压。此外，此时，虽然在控制机构的控制下，利用冷却流体供给机构向冷却部件的冷却流路内供给冷却流体，但是密封部件的环内被减压， 因此热量难以从处理腔室侧传递到冷却部件侧(处理腔室难被冷却部 件冷却)，处理腔室的温度高效地上升。此后，在控制机构的控制下，利用第二排气机构使密封部件的环 内成为比上述预先设定的压力高的压力，利用电力施加机构向等离子 体生成机构施加高频电力，并且利用气体供给机构向处理腔室内供给 处理气体，供给的处理气体被等离子体化。由此，被适当地搬入处理 腔室内的基板(例如，硅基板、玻璃基板等)通过已等离子体化的处 理气体被处理(例如，蚀刻处理、灰化处理以及成膜处理等)。另外， 此时，利用第一排气机构对处理腔室内进行减压。此外，利用冷却流 体供给机构持续向冷却部件的冷却流路内供给冷却流体。当等离子体被生成时，处理腔室被生成的等离子体的热量加热， 但密封部件的环内成为比上述预先设定的压力高的压力，因此与等离 子体未生成时相比，热量容易从处理腔室侧传递到冷却部件侧(处理 腔室容易被冷却部件冷却)，能够防止处理腔室内部的温度上升。从而， 无论是在基板处理的开始前还是开始后，处理腔室内部的温度都被维 持在一定范围内。这样，根据本专利技术的等离子体处理装置，控制密封部件环内的压 力，使得热量容易传递至冷却部件侧，或者使热量难于传递到冷却部 件侧，从而能够瞬时地切换对处理腔室进行冷却时和不进行冷却时， 能够进行响应性优异的温度控制。此外，例如，在基板处理开始前为 了使处理腔室内部上升至规定温度而预先加热处理腔室时等的加热处 理腔室之际，通过使密封部件的环内为上述预先设定的压力，能够高 效地进行处理腔室的加热。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体处理装置，其特征在于，至少包括：　具有闭塞空间，在内部收纳基板的处理腔室；　向所述处理腔室内供给处理气体的气体供给机构；　对所述处理腔室内进行减压的第一排气机构；　施加高频电力的电力施加机构；　被所 述电力施加机构施加高频电力，从而使供给至所述处理腔室内的处理气体等离子体化的等离子体生成机构；　加热所述处理腔室的加热机构；　冷却所述处理腔室的冷却机构，其包括：具有冷却流体所流通的冷却流路，以与所述处理腔室的外表面抵接或者与所 述处理腔室的外表面隔开间隔相对的方式设置的金属制的冷却部件；向所述冷却部件的冷却流路内供给所述冷却流体的冷却流体供给机构；和在所述冷却部件与处理腔室之间以与它们抵接的方式设置的环状的密封部件；　对所述密封部件的环内进行减压的第二排气机 构；以及　控制所述气体供给机构、第一排气机构、第二排气机构、电力施加机构、加热机构和冷却机构的运行的控制机构，　所述控制机构构成为：控制所述第二排气机构，使得在没有利用所述电力施加机构对所述等离子体生成机构施加高频电力时，所述密 封部件的环内被减压到预先设定的压力；控制所述第二排气机构，使得在利用所述电力施加机构对所述等离子体生成机构施加高频电力时，所述密封部件的环内变为比所述预先设定的压力高的压力。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：速水利泰，
申请(专利权)人：住友精密工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]