專利名稱：基板處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基板處理裝置，特別是涉及一種具有在處理室內(nèi)移動自如的電極的基板處理裝置。
背景技術(shù)：
用于對作為基板的半導(dǎo)體晶圓(以下簡稱為“晶圓”)實施等離子處理的基板處理裝置包括用于收容晶圓且能夠?qū)?nèi)部減壓的腔室、配置在該腔室內(nèi)部的下部的載置臺 (以下稱為“基座”)以及在腔室內(nèi)部與基座相對地配置的噴頭?；糜谳d置晶圓，并且作為與高頻電源相連接而對腔室內(nèi)部施加高頻電力的電極發(fā)揮作用；噴頭用于將處理氣體導(dǎo)入到腔室內(nèi)部，并且被接地而作為接地電極發(fā)揮作用。在該基板處理裝置中，利用高頻電力激勵供給到腔室內(nèi)部的處理氣體而生成等離子體，利用該等離子體對晶圓實施等離子處理。不過，為了使等離子體適當?shù)胤植荚谇皇覂?nèi)部、特別是適當?shù)胤植荚趪婎^和基座之間的空間里，以往開發(fā)出了一種將基座構(gòu)成為可動式從而能夠調(diào)節(jié)噴頭和基座之間的處理空間的距離(以下稱作“間隙”。)的基板處理裝置(例如參照專利文獻1)。此外，近年來由于受到基板處理裝置的周邊的在布局上的制約，正在探討結(jié)構(gòu)為基座不動而噴頭移動自如的基板處理裝置。圖11是概略地表示噴頭移動自如的基板處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。在圖11的基板處理裝置100中，在圓筒狀的腔室101內(nèi)部與基座102相對地配置的噴頭103呈大致圓板狀，該噴頭103具有與腔室101的內(nèi)徑基本上相等的外徑，利用省略了圖示的升降機構(gòu)，使該噴頭103在腔室101內(nèi)部像活塞那樣上下移動。此外，隨著該噴頭 103的上下移動而伸縮的波紋管104介于噴頭103和腔室101的頂壁IOla之間，該波紋管 104將腔室101內(nèi)密封以使腔室101與外部氣體隔絕。另外，在圖11中，用實線表示下降到最下方位置的噴頭103，用虛線表示上升到最上方位置的噴頭103。專利文獻1 國際公開第2003/003437號小冊子的圖1但是，在該基板處理裝置100中，為了實現(xiàn)噴頭103順暢地上下移動，并且為了防止因噴頭103和腔室101的側(cè)壁IOlb的摩擦而產(chǎn)生微粒，噴頭103與該側(cè)壁IOlb保持有一定程度的間隔。即噴頭103與側(cè)壁IOlb不會接觸，因此不會有直流電流從噴頭103流向側(cè)壁101b，并且也幾乎不會有交流電流從噴頭103流向側(cè)壁101b。其結(jié)果，在基板處理裝置100中，由施加在基座102上的高頻電力引發(fā)的高頻電流如圖11中的箭頭A所示那樣按照基座102、處理空間PS、噴頭103、波紋管104、腔室101的頂壁IOla以及該腔室101的側(cè)壁IOlb這樣的順序流動。這里，考慮到耐久性，波紋管104由例如不銹鋼構(gòu)成，因此，波紋管104的阻抗比由鋁構(gòu)成的其他部位(腔室101、噴頭103等)的阻抗大。其結(jié)果，沿波紋管104，具體而言是在噴頭103和腔室101的頂壁IOla之間產(chǎn)生電位差，在位于噴頭103和頂壁IOla之間的空間(上部空間)US產(chǎn)生電場。
該電場將從處理空間PS進入到上部空間US內(nèi)的處理氣體電離而使其產(chǎn)生等離子體。存在如下問題在上部空間US內(nèi)產(chǎn)生的等離子體使腔室101的壁面、噴頭103發(fā)生消耗，而且產(chǎn)生沉積物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基板處理裝置，該基板處理裝置能夠抑制在移動電極與筒狀容器的一個端壁之間的空間內(nèi)產(chǎn)生等離子體。為了達到上述目的，第1技術(shù)方案所述的基板處理裝置包括用于收容基板的筒狀容器、在該筒狀容器內(nèi)沿上述筒狀容器的中心軸線移動自如的移動電極、在上述筒狀容器內(nèi)與上述移動電極相對的對置電極、用于將上述移動電極和上述筒狀容器的上述一個端壁連接起來的伸縮自如的分隔壁，向位于上述移動電極和上述對置電極之間的處理空間施加高頻電力并且導(dǎo)入處理氣體，上述移動電極與上述筒狀容器的側(cè)壁不接觸，其特征在于 配設(shè)有將上述移動電極與上述筒狀容器的上述一個端壁或者上述側(cè)壁電連接的分流構(gòu)件。第2技術(shù)方案所述的基板處理裝置根據(jù)第1技術(shù)方案所述的基板處理裝置，其特征在于上述分流構(gòu)件隨著上述移動電極的移動而變形自如。第3技術(shù)方案所述的基板處理裝置根據(jù)第1技術(shù)方案所述的基板處理裝置，其特征在于上述分流構(gòu)件的、與上述移動電極連接的第1連接端之外的第2連接端連接在上述筒狀容器的上述一個端壁的外周部上。第4技術(shù)方案所述的基板處理裝置根據(jù)第1技術(shù)方案所述的基板處理裝置，其特征在于上述分流構(gòu)件的、與上述移動電極連接的第1連接端之外的第2連接端隨著上述移動電極的移動，一邊與上述筒狀容器的上述側(cè)壁滑動接觸一邊移動。第5技術(shù)方案所述的基板處理裝置根據(jù)第1 4技術(shù)方案中任意一項所述的基板處理裝置，其特征在于上述分流構(gòu)件呈具有規(guī)定寬度的長方形狀，并且沿上述筒狀容器的上述側(cè)壁均等地配設(shè)有多個。第6技術(shù)方案所述的基板處理裝置根據(jù)第1 4技術(shù)方案中任意一項所述的基板處理裝置，其特征在于上述分流構(gòu)件是與上述筒狀容器的同心的圓形狀的環(huán)狀構(gòu)件。第7技術(shù)方案所述的基板處理裝置根據(jù)第1 4技術(shù)方案中任意一項所述的基板處理裝置，其特征在于上述分流構(gòu)件由鋁板、銅板、鈦鋁復(fù)合板、及在鋁板、銅板、鈦鋁復(fù)合板的表面施加了絕緣涂層的材料中的任意一種構(gòu)成。第8技術(shù)方案所述的基板處理裝置根據(jù)第1 4技術(shù)方案中任意一項所述的基板處理裝置，其特征在于上述分流構(gòu)件的厚度為該分流構(gòu)件的趨膚深度(skin depth)的2 倍以上。第9技術(shù)方案所述的基板處理裝置根據(jù)第8技術(shù)方案所述的基板處理裝置，其特征在于上述分流構(gòu)件的厚度為0. Imm以下。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，由于配設(shè)有將移動電極和筒狀容器的一個端壁或者側(cè)壁電連接的分流構(gòu)件，所以能夠消除移動電極與筒狀容器的一個壁面之間的電位差，抑制電場的產(chǎn)生，因而能夠抑制在移動電極與筒狀容器的一個端壁之間的空間內(nèi)產(chǎn)生等離子體。


圖1是概略地表示本發(fā)明的實施方式的基板處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖2是表示圖1的基板處理裝置中的分流構(gòu)件的放大剖視圖。圖3是將圖1的基板處理裝置中的上部電極、噴頭、上部空間、波紋管及側(cè)壁模型化后的等效電路。圖4是表示圖3的等效電路中的上部電極整體的阻抗的頻率特性的曲線圖。圖5是與圖4相對應(yīng)的曲線圖，它表示基板處理裝置的波紋管直徑為370mm時的上部電極整體的阻抗的頻率特性。圖6是與圖4相對應(yīng)的曲線圖，它表示基板處理裝置的波紋管直徑為470mm時的上部電極整體的阻抗的頻率特性。圖7是概略地表示圖1的基板處理裝置中的分流構(gòu)件的變形例的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖8是概略地表示圖1的基板處理裝置中的分流構(gòu)件的另一個變形例的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖9是概略地表示圖1的基板處理裝置中的分流構(gòu)件的又一個變形例的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖10是概略地表示圖1的基板處理裝置中的分流構(gòu)件的再一個變形例的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖11是概略地表示噴頭移動自如的基板處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
具體實施例方式下面，關(guān)于本發(fā)明的實施方式，參照附圖進行詳細說明。圖1是概略地表示本發(fā)明的實施方式的基板處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。該基板處理裝置構(gòu)成為對晶圓實施干法蝕刻處理。在圖1中，基板處理裝置10具有用于收容例如直徑為300mm的圓晶W的圓筒狀的腔室11 (筒狀容器)，在該腔室11內(nèi)的圖中下方配置有用于載置半導(dǎo)體器件用的晶圓W的圓板形狀的基座12(對置電極)。腔室11具有圓管狀的側(cè)壁13和覆蓋該側(cè)壁13的圖中上方的端部的圓板狀的蓋14(筒狀容器的一個端壁)。腔室11內(nèi)利用TMP (Turbo Mole Pump,渦輪分子泵)以及DP (Dry Pump，干式泵) (兩者圖示均省略)等進行減壓，并且，腔室11內(nèi)的壓力利用APC閥(自動壓力控制閥) (圖示省略)進行控制?；?2通過第1匹配器16與第1高頻電源15相連接，并且通過第2匹配器18 與第2高頻電源17相連接，第1高頻電源15對基座12施加頻率比較低的、例如3. 2MHz的高頻電力、即偏壓電力，第2高頻電源17對基座12施加頻率比較高的、例如40MHz的高頻電力、即等離子體產(chǎn)生電力。于是，基座12對腔室11內(nèi)施加等離子體產(chǎn)生電力。在基座12的上部配置有在內(nèi)部具有靜電電極板19的靜電吸盤20。靜電吸盤20 由圓板狀的陶瓷構(gòu)件構(gòu)成，靜電電極板19與直流電源21相連接。當在靜電電極板19上施加正的直流電壓時，在晶圓W的位于靜電吸盤20側(cè)的表面(以下稱作“背面”)上產(chǎn)生負電位，從而在靜電電極板19和晶圓W的背面之間產(chǎn)生電場，利用緣于該電場的庫倫力或約翰遜·拉別克(Johnson Rahbeck)力將晶圓W吸附保持在靜電吸盤20上。
此外，在基座12上載置有環(huán)狀構(gòu)件、即聚焦環(huán)(focus ring) 22，該聚焦環(huán)將被吸附保持的晶圓W圍起。聚焦環(huán)22由導(dǎo)體、例如與構(gòu)成晶圓W的材料相同的單晶硅構(gòu)成。由于聚焦環(huán)22由導(dǎo)體構(gòu)成，因此，等離子體的分布區(qū)域不僅在晶圓W上，而且擴大到該聚焦環(huán) 22上，從而將晶圓W的周緣部上的等離子體的密度維持在與該晶圓W的中央部上的等離子體的密度相同的程度。由此，能夠維持對整個晶圓W表面實施的干法蝕刻處理的均勻性。在腔室11內(nèi)的上方配置有與基座12相對的噴頭23 (移動電極)。噴頭23包括 具有許多氣孔M的圓板狀的絕緣性的上部電極板25、可拆裝地吊掛支承該上部電極板25 的導(dǎo)電性的冷卻板26、進而吊掛支承該冷卻板沈的軸27、配置在該軸27的上端的處理氣體接納部28。優(yōu)選上部電極板25由石英構(gòu)成。噴頭23經(jīng)由蓋14及側(cè)壁13而被接地，作為對施加在腔室11內(nèi)的等離子體產(chǎn)生電力進行接地的接地電極發(fā)揮作用。軸27具有沿圖中的上下方向貫穿其內(nèi)部的氣體流路四，在冷卻板沈的內(nèi)部具有緩沖室30。氣體流路四將處理氣體接納部28和緩沖室30連接起來，各氣孔M將緩沖室 30與腔室11的內(nèi)部連通。在噴頭23中，氣孔對、處理氣體接納部觀、氣體流路四以及緩沖室30構(gòu)成處理氣體導(dǎo)入系統(tǒng)，該處理氣體導(dǎo)入系統(tǒng)將供給到處理氣體接納部28的處理氣體導(dǎo)入到腔室11內(nèi)，具體而言是導(dǎo)入到位于噴頭23和基座12之間的處理空間PS內(nèi)。由于噴頭23的上部電極板25的外徑設(shè)定得比腔室11的內(nèi)徑多少小一點，因此， 噴頭23不與側(cè)壁13接觸。即噴頭23與腔室11間隙配合地配置在腔室11內(nèi)。此外，軸 27貫穿蓋14，該軸27的上部與配置在基板處理裝置10的上部的升降機構(gòu)(未圖示)相連接。該升降機構(gòu)使軸27沿圖中的上下方向移動，此時，噴頭23在腔室11內(nèi)沿該腔室11 的中心軸線像活塞那樣上下移動。由此，能夠?qū)﹂g隙進行調(diào)節(jié)，即對噴頭23與基座12之間的處理空間PS的距離進行調(diào)節(jié)。另外，噴頭23的圖中上下方向的移動量的最大值為例如 70mmo軸27與蓋14有可能發(fā)生摩擦，這可能成為微粒的產(chǎn)生源，因此，用波紋管31覆蓋軸27的側(cè)面。波紋管31是由例如不銹鋼構(gòu)成的伸縮自如的壓力分隔壁，其一端與蓋14相連接，另一端與噴頭23相連接。此外，波紋管31還具有將腔室11內(nèi)密封起來而使腔室11 內(nèi)與腔室11的外部隔絕的功能。這里，在基板處理裝置10中，由于噴頭23并不與腔室11的側(cè)壁13接觸，所以，起因于施加在處理空間P S的等離子體產(chǎn)生電力的高頻電流在流過噴頭23之后，流過噴頭23 與蓋14之間的空間(以下稱為“上部空間”)US、蓋14以及側(cè)壁13而到達接地處，但由于波紋管31的阻抗大，所以有可能在噴頭23與蓋14之間產(chǎn)生電位差，從而可能在噴頭23和蓋14之間的上部空間US內(nèi)產(chǎn)生電場。在本實施方式中，對應(yīng)上述狀況，在噴頭23與腔室11的一個端壁、即蓋14之間配設(shè)了將該噴頭23與蓋14電連接的分流部件35。圖2是表示圖1的基板處理裝置中的分流構(gòu)件35的放大剖視圖。在圖2中，分流構(gòu)件35隨著噴頭23的移動而變形自如，由例如長方形狀的鋁薄板折成的波紋管構(gòu)成。分流構(gòu)件35的與噴頭23連接的連接部及與腔室11的蓋14連接的連接部分別借助由例如耐酸鋁構(gòu)成的板構(gòu)件3 用螺釘3 螺紋固定。分流構(gòu)件35的長方形的寬度為例如200mm，波紋管的峰數(shù)為例如2個，峰高(深度尺寸)為例如35. 4mm。對波紋管的峰數(shù)及峰的深度沒有特別的限定，可以根據(jù)基板處理裝
6置的大小、分流構(gòu)件的材質(zhì)、成型性等做適當?shù)倪x擇。分流構(gòu)件35沿腔室11的側(cè)壁在周向上均等地設(shè)置有例如6個。分流構(gòu)件35基本上由鋁薄板構(gòu)成，其板厚是分別流經(jīng)分流構(gòu)件 35的表面和背面的趨膚深度的2倍以上，例如是0. 08mm。這種結(jié)構(gòu)的基板處理裝置10的各構(gòu)成零部件的動作例如第1高頻電源15、第2高頻電源17的動作由基板處理裝置10所具有的控制部(圖示省略)的CPU按照與干法蝕刻處理相對應(yīng)的程序進行控制。在基板處理裝置10中，被供給到處理氣體接納部28的處理氣體經(jīng)由處理氣體導(dǎo)入系統(tǒng)被導(dǎo)入到處理空間PS內(nèi)，該被導(dǎo)入的處理氣體被施加在處理空間PS上的等離子體產(chǎn)生用電力激勵而成為等離子體。該等離子體中的陽離子被起因于施加在基座12上的偏壓電力的負偏壓電位吸向被載置在基座12上的晶圓W，從而對該晶圓W實施干法蝕刻處理。此外，在規(guī)定的干法蝕刻處理結(jié)束后，僅使噴頭23移動規(guī)定的量，選擇適合于接下來的干法蝕刻處理的間隙，在適合于該間隙的條件下，對晶圓W實施接下來的干法蝕刻處理。此時，分流構(gòu)件35隨著噴頭的移動而變形，消除噴頭23與腔室11的蓋14之間的電位差。根據(jù)本實施方式，由于配設(shè)有將噴頭23和腔室11的一個端壁、即蓋14電連接的分流構(gòu)件35，所以能夠使起因于施加在基座12上的等離子體產(chǎn)生用電力的高頻電流從噴頭23不是經(jīng)由阻抗大的波紋管31流向接地處，而是經(jīng)由分流構(gòu)件35流向接地處。因此， 噴頭23與腔室11的蓋14之間的電位差消失，能夠抑制在該噴頭23與腔室11的蓋14之間的上部空間US內(nèi)產(chǎn)生電場，因而能夠抑制上部空間US內(nèi)產(chǎn)生等離子體。此外，根據(jù)本實施方式，由于將分流構(gòu)件35制成了隨噴頭23的移動而變形自如的波紋管，所以，不會對噴頭23的移動造成約束，能夠確保噴頭23順暢地移動。此外，根據(jù)本實施方式，由于分流構(gòu)件35沿腔室11的側(cè)壁13在周向上等間隔地配設(shè)有多個，所以，能夠抑制噴頭23中發(fā)生電壓不均現(xiàn)象，因而能夠?qū)崿F(xiàn)使處理空間PS內(nèi)的等離子體分布均勻化。在本實施方式中，優(yōu)選分流構(gòu)件35由薄板及表面施加了絕緣涂層的薄板中的任意一種構(gòu)成，作為薄板，除了鋁薄板之外，還可以是銅薄板、鈦鋁復(fù)合板構(gòu)成的薄板。這些構(gòu)件阻抗小，適合于制作分流構(gòu)件。作為絕緣涂層的材料，可以使用例如耐酸鋁、聚酰亞胺、聚四氟乙烯(PTFE)等，將這些材料形成在分流構(gòu)件表面上來施加絕緣涂層。通過施加絕緣涂層，能夠防止發(fā)生漏電。在本實施方式中，分流構(gòu)件35的板厚由施加在基座12上的等離子體產(chǎn)生用的高頻電力的頻率確定。即主要是為了不使在分流構(gòu)件35的表面及背面流動的高頻電流相互干涉，優(yōu)選分流構(gòu)件35的板厚為分別流經(jīng)該分流構(gòu)件35的表面及背面的趨膚深度的2倍以上。分流構(gòu)件35的趨膚深度δ能夠通過下述公式(1)求得。公式1
ω =電流的角頻率=2 31 X頻率 (Hz)μ =導(dǎo)體的絕對導(dǎo)磁率(H/m)σ =電導(dǎo)率(S/m)這里，在使用了鋁薄板來作為分流構(gòu)件35的基板處理裝置中，將等離子體產(chǎn)生用的高頻電力的頻率設(shè)為40MHz時，分流構(gòu)件35中的電流角頻率“ ω ”為2 π X 40 X IO6 (Hz)， 招的絕對導(dǎo)磁率“μ ”為U6X10_6(H/m)，鋁的電導(dǎo)率“ σ ”為37. 4 X IO6 (S/m)。因此，若將這些參數(shù)帶入上述公式(1)中來求出趨膚深度S，則S = 0.013mm，這種情況的分流構(gòu)件35的板厚為0. 013X2 = 0. 0 讓以上。若分流構(gòu)件35的板厚小于趨膚深度的2倍，則會引起在表面及背面流動的高頻電流發(fā)生干涉的情況。此外，等離子體產(chǎn)生用的高頻電力的頻率越高，趨膚深度δ越小，因此，即使在等離子體產(chǎn)生用的高頻電力的頻率大于40MHz的情況下，分流構(gòu)件35的板厚也可以與40MHz時的板厚相同，在這種情況下，在表面及背面流動的高頻電流也不會發(fā)生干涉。如上所述，在本實施方式中，分流構(gòu)件35的板厚的下限值是趨膚深度的2倍，具體而言，例如，等離子體產(chǎn)生用的高頻電力在實用上最高頻率設(shè)為IOOMHz時，從上述公式 (1)得出其趨膚深度δ為0.008mm，分流構(gòu)件35的板厚為大約所求出的趨膚深度2倍的 0.016mm左右。另一方面，等離子體產(chǎn)生用的高頻電力在實用上最低頻率設(shè)為3MHz時，根據(jù)與之相對應(yīng)的電流角頻率“ω” O π Χ3Χ IO6(Hz)),從上述公式(1)求得的趨膚深度δ為 0. 047 (mm)，分流構(gòu)件35的板厚為大約所求出的趨膚深度2倍的0. Imm,以此作為分流構(gòu)件 35的板厚的上限值。分流構(gòu)件35的板厚在上述范圍內(nèi)考慮操作處理的容易性、壽命等而適當?shù)卮_定。 此外，分流構(gòu)件35并非限定為由一塊長方形狀的薄板制成，也可以將二張或者二張以上的規(guī)定厚度的薄板疊起來使用。在本實施方式中，分流構(gòu)件35的與腔室11的蓋14連接的連接部優(yōu)選為靠近側(cè)壁 13的外周部。由此，流向接地處的高頻電流的短路(shortcut)路徑變短，因此能夠有效地降低噴頭23與腔室11的蓋14之間的電位差，防止上部空間US內(nèi)產(chǎn)生等離子體。在本實施方式中，分流構(gòu)件35不僅使起因于等離子體產(chǎn)生用電力的高頻電流從噴頭23經(jīng)由腔室11的蓋14分流接地，而且還使波紋管31的外觀上的直徑變大，有助于改變上部電極整體的共振頻率。這里，上部電極整體是這樣的概念，其包括基板處理裝置10 的上部電極板25、包括該上部電極板25的噴頭23、上部空間US、波紋管31及腔室11的側(cè)壁13。改變上部電極整體的共振頻率，避免該共振頻率與所施加的等離子體產(chǎn)生用電力的頻率(以下稱為“施加頻率”。)相重疊，藉此防止在上部空間US內(nèi)的異常放電及等離子體的產(chǎn)生，因而能夠防止在上部空間US內(nèi)的構(gòu)件磨損及沉積物的堆積。即本發(fā)明人將圖1的基板處理裝置10中的上部電極板25、包括該上部電極板 25的噴頭23、上部空間US、波紋管31及腔室11的側(cè)壁13模型化并以等效電路來表示，通過模擬該等效電路的頻率特性，求得了用于使上部電極整體的共振頻率與基板處理裝置10 通常使用的施加頻率不相重疊的條件。以下，關(guān)于本發(fā)明人求得的上部電極整體的共振頻率與施加頻率不相重疊的條件進行說明。
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圖3是將圖1的基板處理裝置10中的上部電極板25、噴頭23、上部空間US、波紋管31及側(cè)壁13模型化了的等效電路。在圖3中，基于上部電極板25的電容的電容器Cp 以冷卻盤沈作為內(nèi)芯的同軸構(gòu)造S2、以波紋管31作為內(nèi)芯的同軸構(gòu)造&這三者串聯(lián)連接， 根據(jù)上部空間US的電容的電容器C4與同軸構(gòu)造&并聯(lián)連接。利用這樣的等效電路模擬并求出了通過設(shè)置分流構(gòu)件35而改變了波紋管31 (參照圖1)的外觀上的直徑時的上部電極整體的阻抗的頻率特性，結(jié)果示于圖4 圖6中。圖4 圖6是表示圖3的等效電路中的上部電極整體的阻抗的頻率特性的曲線圖。這里，圖4表示在圖1的基板處理裝置10中沒有采取特別的對策且波紋管31的直徑(外徑)為Φ270πιπι的情況。另一方面，圖5是與圖4相對應(yīng)的曲線圖，它是使基板處理裝置10的波紋管直徑增大到了 Φ 370mm時的曲線圖，具體而言，是這種情況下的曲線圖， 即在圖1的基板處理裝置10中，在與波紋管31同心狀的、直徑Φ370πιπι的圓的圓周上等間隔地配置6個分流構(gòu)件35，由此使波紋管31的外觀上的直徑成為Φ 370mm。此外，圖6是與圖4相對應(yīng)的曲線圖，它是使基板處理裝置10的波紋管直徑增大到了 Φ 470mm時的曲線圖，具體而言，是這種情況下的曲線圖，即在圖1的基板處理裝置10中，在與波紋管31同心狀的、直徑Φ470πιπι的圓的圓周上等間隔地配置6個分流構(gòu)件35，由此使波紋管31的外觀上的直徑成為Φ 470mm。在圖4中，可以看出在上部電極的可動范圍內(nèi)的阻抗的頻率特性中，上部電極整體的共振頻率與施加頻率相重疊。即間隙最小時的上部電極整體的共振頻率在40MHz附近，該共振頻率與基板處理裝置10中通常使用的施加頻率相重疊。因此成為產(chǎn)生異常放電的原因。另一方面，間隙最大時的共振頻率在70MHz附近。針對于此，在使波紋管31的直徑增大到了 Φ370πιπι的圖5中，間隙最小時的共振頻率移動到了 50 55MHz附近，不再與施加頻率(例如40MHz)重疊。間隙最大時的共振頻率移動到了 90MHz附近。此外，在使波紋管直徑增大到了 Φ470πιπι的圖6中，間隙最小時的共振頻率移動到了 80MHz附近，不再與施加頻率(例如40MHz)重疊。間隙最大時的共振頻率沒有表示在曲線圖中，可以認為間隙最大時的共振頻率移動到了 IOOMHz以上的位置。由此可知，通常，在使用40MHz的高頻電力來作為施加頻率的圖1的基板處理裝置 10中，為了避免上部空間US內(nèi)產(chǎn)生異常放電及生成等離子體，從而防止上部空間US內(nèi)構(gòu)件的磨損及沉積物的堆積，可知使波紋管31的直徑增大、從而使上部電極整體的共振頻率向高頻側(cè)移動而與施加頻率不相重疊的方案是有效的。另外，可以認為，通過波紋管31的直徑增大而使上部電極整體的共振頻率向高頻側(cè)移動的現(xiàn)象并非圖4 圖6中的頻帶所固有的，而是在使頻帶變化到上述以外的頻率時也能看到的普遍現(xiàn)象。另外，在圖1的基板處理裝置10中，在使用例如IOOMHz的高頻電力來作為施加頻率時，由于在上部電極的可動范圍內(nèi)共振頻率與施加頻率不相重疊(參照圖4)，所以，不需要用于使共振頻率移動的特別對策。雖然在本實施方式中，作為分流構(gòu)件35，使用了沿腔室11的壁面13在周向上等間隔地配設(shè)的多個長方形狀的波紋管，但并非局限于此，分流構(gòu)件35也可以是覆蓋腔室11的整個內(nèi)周的環(huán)狀構(gòu)件，該環(huán)狀構(gòu)件除了制成波紋管狀之外，還可以制成后面將要說明的具有圓弧形截面、半圓形截面、凹凸截面的曲線形及其他形狀。由此能夠抑制在噴頭23表面上發(fā)生電壓不均現(xiàn)象，因而能夠?qū)崿F(xiàn)處理空間PS內(nèi)的等離子體分布的均勻化，進而能夠?qū)崿F(xiàn)蝕刻速率的均勻化。此外，分流構(gòu)件35不同于作為將腔室11內(nèi)與大氣隔離的壓力分隔壁的波紋管31，不需要剛性。因此可以使用薄板狀、薄膜狀、或者箔狀的構(gòu)件。雖然在本實施方式中配設(shè)了將噴頭23和腔室11的蓋14連接起來的分流構(gòu)件35， 但是也可以變換成設(shè)置將噴頭23和腔室11的側(cè)壁13連接起來的分流構(gòu)件。在本實施方式中，優(yōu)選環(huán)狀的電介質(zhì)構(gòu)件介于噴頭23與腔室11的側(cè)壁13之間。 由此，經(jīng)分流構(gòu)件35流向接地處的接地通路(ground path)電容比變大。因此，配設(shè)分流構(gòu)件所得到的效果增大。電介質(zhì)構(gòu)件暴露于在處理空間PS內(nèi)所產(chǎn)生的等離子體中，因此， 其構(gòu)成材料不僅需要對自由基具有抗性，而且還需要對離子濺射具有抗性，優(yōu)選使用氧化鋁陶瓷、氮化鋁、氮化硅、氧化釔(Y2O3)、藍寶石、氧化鋯等陶瓷類材料、石英，但是也可以使用在聚四氟乙烯等絕緣性樹脂、工程塑料類樹脂上覆蓋了耐等離子體涂層的構(gòu)件。另外，優(yōu)選環(huán)狀的電介質(zhì)構(gòu)件的相對介電常數(shù)大約為2 30。此外，還可以在噴頭23的與上部空間US相對的一側(cè)表面及蓋14的與上部空間US 相對的一側(cè)表面上分別配設(shè)由介電常數(shù)低的材料構(gòu)成的電容層，由此，上部空間US的電壓下降量變小，能夠有效地防止上部空間US內(nèi)產(chǎn)生等離子體。下面，對本實施方式的基板處理裝置中的分流構(gòu)件的變形例進行說明。圖7 圖9分別是概略地表示圖1的基板處理裝置中的分流構(gòu)件的變形例的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖7的基板處理裝置是將沿長方形狀的分流構(gòu)件36的長度方向的截面形狀為半圓形的裝置。此外，圖8的基板處理裝置是將沿長方形狀的分流構(gòu)件37的長度方向的截面形狀為具有凹凸部的曲線形的裝置。此外，圖9的基板處理裝置是將沿長方形狀的分流構(gòu)件38的長度方向的截面形狀為圓弧形的裝置，該圓弧形的分流構(gòu)件38的與噴頭23連接的第1連接端之外的第2連接端被連接到腔室11的側(cè)壁13上。在圖7至圖9中所示的實施方式的變形例中，與圖1及圖2中所示的基板處理裝置同樣，也能夠使噴頭23與腔室11的蓋14之間的電位差消失而抑制上部空間US內(nèi)產(chǎn)生電場，因而，能夠抑制上部空間US內(nèi)產(chǎn)生等離子體。圖10是概略地表示圖1的基板處理裝置中的分流構(gòu)件的再一個變形例的結(jié)構(gòu)的剖視圖。在圖10中，在該基板處理裝置中，僅將分流構(gòu)件39的一端固定在噴頭23上，另一端既不固定在腔室11的蓋14上，也不固定在側(cè)壁13上，而是隨著噴頭23的移動而一邊與腔室11的側(cè)壁13滑動接觸一邊移動。根據(jù)本實施方式的變形例，與上述各實施方式同樣，能夠使噴頭23與腔室11的蓋 14之間的電位差消失而抑制上部空間US內(nèi)產(chǎn)生電場。此外，根據(jù)本實施方式的變形例，作為分流構(gòu)件，可以使用除了隨著噴頭23的移動而變形的構(gòu)件之外的構(gòu)件，例如剛性構(gòu)件，因而能夠擴大分流構(gòu)件的選擇余地。在本實施方式的變形例中，優(yōu)選在分流構(gòu)件39和噴頭23的連接部設(shè)置用于將該分流構(gòu)件39向腔室11的側(cè)壁13按壓的彈簧構(gòu)件。由此，能夠有效地使起因于等離子體產(chǎn)生用的高頻電力的高頻電流向接地方向流動。在上述各實施方式中，對噴頭23移動、噴頭23與腔室11的側(cè)壁13之間存在縫隙的情況進行了說明，但是本發(fā)明并不局限于此，本發(fā)明同樣可以適用于基座12移動、該基座12與腔室11的側(cè)壁13之間存在縫隙的裝置。 以上關(guān)于本發(fā)明，用實施方式進行了說明，但是本發(fā)明并不局限于上述實施方式。
權(quán)利要求
1.一種基板處理裝置，其包括用于收容基板的筒狀容器、在該筒狀容器內(nèi)沿上述筒狀容器的中心軸線移動自如的移動電極、在上述筒狀容器內(nèi)與上述移動電極相對的對置電極、用于將上述移動電極和上述筒狀容器的一個端壁連接起來的伸縮自如的分隔壁，向位于上述移動電極和上述對置電極之間的處理空間施加高頻電力并且導(dǎo)入處理氣體，上述移動電極與上述筒狀容器的側(cè)壁不接觸，其特征在于，該基板處理裝置配設(shè)有將上述移動電極與上述筒狀容器的上述一個端壁或者上述側(cè)壁電連接的分流構(gòu)件。
2.如權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，上述分流構(gòu)件隨著上述移動電極的移動而變形自如。
3.如權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，上述分流構(gòu)件的、與上述移動電極連接的第1連接端之外的第2連接端連接在上述筒狀容器的上述一個端壁的外周部。
4.如權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，上述分流構(gòu)件的、與上述移動電極連接的第1連接端之外的第2連接端隨著上述移動電極的移動而一邊與上述筒狀容器的上述側(cè)壁滑動接觸一邊移動。
5.如權(quán)利要求1至4中的任意一項所述的基板處理裝置，其特征在于，上述分流構(gòu)件呈具有規(guī)定寬度的長方形狀，并且上述分流構(gòu)件沿上述筒狀容器的上述側(cè)壁均等地配設(shè)有多個。
6.如權(quán)利要求1至4中的任意一項所述的基板處理裝置，其特征在于，上述分流構(gòu)件是與上述筒狀容器同心的圓形狀的環(huán)狀構(gòu)件。
7.如權(quán)利要求1至4中的任意一項所述的基板處理裝置，其特征在于，上述分流構(gòu)件由鋁板、銅板、鈦鋁復(fù)合板以及在鋁板、銅板、鈦鋁復(fù)合板的表面施加了絕緣涂層的材料中的任意一種構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1至4中的任意一項所述的基板處理裝置，其特征在于，上述分流構(gòu)件的厚度為該分流構(gòu)件的趨膚深度的2倍以上。
9.如權(quán)利要求8所述的基板處理裝置，其特征在于上述分流構(gòu)件的厚度為0.Imm以下。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基板處理裝置，該基板處理裝置能夠抑制在移動電極與筒狀容器的一個端壁之間的空間里產(chǎn)生等離子體?；逄幚硌b置(10)包括用于收容晶圓(W)的筒狀的腔室(11)、在該腔室(11)內(nèi)沿腔室(11)的中心軸線移動自如的噴頭(23)、在腔室(11)內(nèi)與噴頭(23)相對的基座(12)、用于將噴頭(23)和腔室(11)的蓋(14)連接起來的伸縮自如的波紋管(31)，向位于噴頭(23)和基座(12)之間的處理空間(PS)施加高頻電力并且導(dǎo)入處理氣體，噴頭(23)與腔室(11)的側(cè)壁(13)不接觸，并配設(shè)有將噴頭(23)與腔室(11)的蓋(14)或者側(cè)壁(13)電連接的分流構(gòu)件(35)。
文檔編號H01J37/32GK102254777SQ201110076088
公開日2011年11月23日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者佐藤徹治, 吉村章弘, 和田暢弘, 堀口將人, 小林真, 田村純, 直井護, 辻本宏 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社