專利名稱：等離子體處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)入用于基板處理的處理氣體的處理氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)和 導(dǎo)入處理氣體進(jìn)行基板的等離子體處理的等離子體處理裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造工序中，例如，在作為被處理體的硅晶片中形成的 接觸孔的底部形成Ti膜，通過(guò)Ti和基板Si的相互擴(kuò)散形成TiSi，在 它上面形成TiN等的阻擋層，進(jìn)一步在它上面形成Al層、W層、Cu 層等而進(jìn)行孔的埋入和配線的形成。至今，為了實(shí)施這樣的一連串工 序，用具有組合器具型那樣的多個(gè)容器的金屬成膜系統(tǒng)。在這種金屬 成膜系統(tǒng)中，為了得到良好的接觸在成膜處理前，先實(shí)施除去在硅晶 片上形成的自然氧化膜和蝕刻損傷層等的處理。作為除去這種自然氧 化膜的裝置，用氫氣和氬氣形成感應(yīng)耦合等離子體的裝置是眾所周知 的(日本特開(kāi)平4-336426號(hào)公報(bào))。又，作為形成感應(yīng)耦合等離子體進(jìn)行處理的裝置，已知有，在配 置有作為被處理體的半導(dǎo)體晶片的腔室的上部設(shè)置由電介質(zhì)構(gòu)成的鐘 罩，在它的外周部巻繞與RF電源連接的線圈電感，產(chǎn)生感應(yīng)耦合等離 子體的構(gòu)成(日本特開(kāi)平10-258227號(hào)公報(bào)、日本特開(kāi)平10-116826號(hào) 公報(bào)、日本特開(kāi)平11-67746號(hào)公報(bào)、日本2002-237486號(hào)公報(bào))。作為這種感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，是如圖1中所示的它的一 部分那樣，經(jīng)過(guò)用于導(dǎo)入處理氣體的氣體導(dǎo)入環(huán)408用螺絲固定包含 鐘罩401、線圈403、圖中未示出的RF電源等的等離子體發(fā)生部400 和收容被處理體的腔室201的裝置。具體地說(shuō)，用螺釘部件410和鐘
罩按壓件409將鐘罩401固定在氣體導(dǎo)入環(huán)408上。這時(shí)，鐘罩按壓 件409和氣體導(dǎo)入環(huán)408與鐘罩401之間，例如，插入例如由PTFE(聚 四氟乙烯)等的樹(shù)脂構(gòu)成的環(huán)狀緩沖材料409a，保護(hù)鐘罩401。形成保持鐘罩401的氣體導(dǎo)入環(huán)408由蓋基座407保持，將該蓋 基座407載置在腔室201上的構(gòu)造。在鐘罩401與氣體導(dǎo)入環(huán)408之間和蓋基座407與腔室201之間 插入例如0環(huán)等的密封材料413和414，保持氣密性。形成從氣體導(dǎo)入槽408b，通過(guò)與該氣體導(dǎo)入槽408b連通的氣體孔 408a將例如Ar氣和&氣等的處理氣體導(dǎo)入處理空間402的構(gòu)造。對(duì) 這樣導(dǎo)入的處理氣體進(jìn)行等離子體激勵(lì)，對(duì)作為被處理基板的半導(dǎo)體 晶片進(jìn)行等離子體處理。這時(shí)，通過(guò)等離子體處理，例如由濺射蝕刻產(chǎn)生的飛散的物質(zhì)附 著在氣體導(dǎo)入環(huán)408和蓋基座407的側(cè)面形成堆積物。存在著當(dāng)該堆 積物增厚時(shí)，從堆積的地方剝離形成粒子，使裝置的工作效率降低， 半導(dǎo)體裝置的成品率降低等的問(wèn)題。為此，形成在處理空間402內(nèi)，以覆蓋上述氣體導(dǎo)入環(huán)408和蓋 基座407的方式用螺絲412安裝保護(hù)罩411的構(gòu)造。當(dāng)在該保護(hù)罩411 上附著有由蝕刻產(chǎn)生的飛散物質(zhì)時(shí)，通過(guò)裝上卸下螺絲412置換該保 護(hù)罩411,防止由于堆積物的積儲(chǔ)而產(chǎn)生粒子。又，以不遮住從氣體孔408a導(dǎo)入的處理氣體的擴(kuò)散的方式，在保 護(hù)罩411中設(shè)置比氣體孔408a的直徑大的孔部411a。因此，在氣體導(dǎo) 入環(huán)408的氣體孔40Sa的周圍附著堆積物。從而，當(dāng)維修時(shí)，需要與 保護(hù)罩411 一起也置換氣體導(dǎo)入環(huán)408。但是，存在著當(dāng)置換保護(hù)罩411時(shí)，需要取出鐘罩401、氣體導(dǎo)入 環(huán)408和蓋基座407，維修需要花費(fèi)時(shí)間的問(wèn)題。又，氣體導(dǎo)入環(huán)408 是，形成氣體流路408b等的構(gòu)造復(fù)雜，成為置換部件的費(fèi)用高、裝置 的運(yùn)行成本上升、半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)性降低的主要原因。另一方面，在這種感應(yīng)耦合型等離子體處理裝置中，沒(méi)有詳細(xì)研 究給予等離子體處理的處理空間的形狀，存在著等離子體處理的均勻 性不一定充分那樣的問(wèn)題。又，作為在形成等離子體的容器內(nèi)載置晶片的基座的構(gòu)造，已知 有將晶片的保持區(qū)域削成規(guī)定深度的凹狀決定晶片的位置(日本特開(kāi)2002-151412號(hào)公報(bào))。但是，當(dāng)采用這種基座的構(gòu)造時(shí)，也產(chǎn)生等離子體處理的均勻性 不充分那樣的問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供能夠削減維修時(shí)的置換部件的費(fèi)用，降低運(yùn) 行成本的處理氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)和等離子體處理裝置。本發(fā)明的其它目的是提供容易維修，可以縮短維修時(shí)間的等離子 體處理裝置。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供在用感應(yīng)耦合等離子體的等離子體處 理中，可以提高被處理體的面內(nèi)均勻性的等離子體處理裝置。本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供不使設(shè)計(jì)和制作成本上升和不損害裝 置構(gòu)成的通用性，可以提高被處理體的面內(nèi)均勻性的等離子體處理裝置。如果根據(jù)本發(fā)明的第一觀點(diǎn)，提供一種處理氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)，其中， 該處理氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)，在具有等離子體發(fā)生部和在內(nèi)部收容被處理基 板的腔室的等離子體處理裝置中，設(shè)置在上述等離子體發(fā)生部和上述 腔室之間，將處理氣體導(dǎo)入由上述等離子體發(fā)生部和上述腔室劃成的處理空間中，其具有支撐上述等離子發(fā)生部并且載置在上述腔室中， 形成將處理氣體導(dǎo)入上述處理空間的氣體導(dǎo)入通路，在其中央具有成 為上述處理空間的一部分的空穴部的氣體導(dǎo)入基座；和可以取出地安 裝在上述氣體導(dǎo)入基座的上述空穴部中，具有從上述氣體導(dǎo)入通路連 通到上述處理空間而將上述處理氣體噴出到上述處理空間的多個(gè)氣體 噴出孔的形成大致環(huán)狀的氣體導(dǎo)入板。如果根據(jù)本發(fā)明的第二觀點(diǎn)，提供一種等離子體處理裝置，具備 產(chǎn)生等離子體的等離子體發(fā)生部；在內(nèi)部收容被處理基板的腔室；和 設(shè)置在上述等離子體發(fā)生部和上述腔室之間，將等離子體形成用的處 理氣體導(dǎo)入由上述等離子體發(fā)生部和上述腔室劃成的處理空間中的處 理氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)，上述處理氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)具有支撐上述等離子發(fā)生 部并且載置在上述腔室中，形成將處理氣體導(dǎo)入上述處理空間的氣體
導(dǎo)入通路，在其中央具有成為上述處理空間的一部分的空穴部的氣體 導(dǎo)入基座；和可以取出地安裝在上述氣體導(dǎo)入基座的上述空穴部中， 具有從上述氣體導(dǎo)入通路連通上述處理空間而將上述處理氣體噴出到 上述處理空間的多個(gè)氣體噴出孔的、形成大致環(huán)狀的氣體導(dǎo)入板。如果根據(jù)本發(fā)明的第三觀點(diǎn)，則提供一種等離子體處理裝置，具 備產(chǎn)生等離子體的等離子體發(fā)生部；在內(nèi)部收容被處理基板的腔室；設(shè)置在上述等離子體發(fā)生部和上述腔室之間，支撐上述等離子發(fā)生部 并且載置在上述腔室上，將等離子體形成用的處理氣體導(dǎo)入由上述等離子體發(fā)生部和上述腔室劃成的處理空間的處理氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)；和將上述處理氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)和上述等離子體發(fā)生部相對(duì)上述腔室而拆裝的 拆裝機(jī)構(gòu)。如果根據(jù)本發(fā)明的第一和第二觀點(diǎn)，則因?yàn)槭箽怏w導(dǎo)入基座構(gòu)造 為，支撐等離子發(fā)生部并載置在上述腔室中，形成將處理氣體導(dǎo)入上 述處理空間的氣體導(dǎo)入通路，在其中央具有成為上述處理空間的一部 分的空穴部，并且將氣體導(dǎo)入板可以取出地安裝在上述氣體導(dǎo)入基座 的上述空穴部中，該氣體導(dǎo)入板具有從上述氣體導(dǎo)入通路連通到上述 處理空間而將上述處理氣體噴出到上述處理空間的多個(gè)氣體噴出孔并 形成大致環(huán)狀，所以處理氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)的構(gòu)造簡(jiǎn)單化，并且使消耗部 件的置換變得容易。因此，能夠縮短維修時(shí)間，提高等離子體處理裝 置的工作效率，改善生產(chǎn)性。又，因?yàn)槭股鲜鎏幚須怏w導(dǎo)入機(jī)構(gòu)的構(gòu) 造簡(jiǎn)單化，所以可以壓低該處理氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)的制造成本，可以壓低 等離子體處理裝置的制造成本。如果根據(jù)本發(fā)明的第三觀點(diǎn)，則因?yàn)樵O(shè)置了可以將處理氣體導(dǎo)入 機(jī)構(gòu)和等離子體發(fā)生部相對(duì)上述腔室進(jìn)行拆裝的拆裝機(jī)構(gòu)，所以維修 容易，可以縮短維修時(shí)間。如果根據(jù)本發(fā)明的第四觀點(diǎn)，則提供一種作為對(duì)被處理基板進(jìn)行等離子體處理的等離子體處理裝置，該等離子體處理裝置包括收容被處理體的腔室；具有以與腔室連通的方式設(shè)置在上述腔室上方的由電介質(zhì)構(gòu)成的鐘罩和線圈狀地巻繞在上述鐘罩的外側(cè)周圍并在上述鐘 罩內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)的天線，向著上述鐘罩的內(nèi)側(cè)使等離子體產(chǎn)生的等離子體發(fā)生部；設(shè)置在上述等離子體發(fā)生部和上述腔室之間，將等離
子體形成用的處理氣體導(dǎo)入由上述等離子體發(fā)生部和上述腔室劃成的 處理空間的氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)；和設(shè)置在上述腔室內(nèi)的載置被處理體的載 置臺(tái)，由上述鐘罩的內(nèi)徑D和上述鐘罩的中央部的內(nèi)法線高度H之比D/H表示的扁平率K為1.60~9.25。如果根據(jù)本發(fā)明的第五觀點(diǎn)，則提供一種作為對(duì)被處理基板進(jìn)行等離子體處理的等離子體處理裝置，該等離子體處理裝置包括收容 被處理體的腔室；具有以與腔室連通的方式設(shè)置在上述腔室上方的由 電介質(zhì)構(gòu)成的鐘罩和線圈狀地巻繞在上述鐘罩的外側(cè)周圍并在上述鐘 罩內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)的天線，向著上述鐘罩的內(nèi)側(cè)使等離子體產(chǎn)生的等 離子體發(fā)生部；設(shè)置在上述等離子體發(fā)生部和上述腔室之間，將等離 子體形成用的氣體導(dǎo)入由上述等離子體發(fā)生部和上述腔室劃成的處理 空間的氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)；和設(shè)置在上述腔室內(nèi)的載置被處理體的載置臺(tái)， 由上述鐘罩的內(nèi)徑D與上述鐘罩的從中央部的頂板部分到上述載置臺(tái) 的距離Hl之比D/H1表示的扁平率Kl為0.90~3.85。上述本發(fā)明的第四和第五觀點(diǎn)，本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)，在用上述那樣 的感應(yīng)耦合等離子體的處理裝置中，鐘罩的高度大大影響等離子體分 布密度相對(duì)被處理基板的差異，特別是，為了在對(duì)大口徑的硅晶片進(jìn) 行上述那樣的等離子體處理中提高面內(nèi)均勻性，使鐘罩的高度最佳化 是有效。如果根據(jù)本發(fā)明的第四觀點(diǎn)，則因?yàn)榱钤谄鋬?nèi)部形成等離子體的 鐘罩的扁平率K為1.60 9.25的大值，所以在位于載置臺(tái)上的被處理基 板上方的鐘罩內(nèi)形成的等離子體沿被處理體的處理面擴(kuò)展，等離子體 的密度分布沿上述處理面均勻化。因此，提高了等離子體處理中的被 處理體的面內(nèi)均勻性。如果根據(jù)本發(fā)明的第五觀點(diǎn)，則因?yàn)榱羁紤]了從載置臺(tái)到鐘罩頂 板部的高度的鐘罩扁平率K1為0.90 3.85的大值，所以在位于載置臺(tái) 上的被處理體上方的鐘罩內(nèi)形成的等離子體沿被處理體的處理面擴(kuò) 展，等離子體的密度分布沿上述處理面均勻化。因此，提高了等離子 體處理中的被處理體的面內(nèi)均勻性。進(jìn)--步，在上述第四和第五觀點(diǎn)中，能夠只使鐘罩扁平，而除此 以外的腔室部分原封不動(dòng)地用已有的構(gòu)成，能夠不導(dǎo)致由腔室內(nèi)部的
設(shè)計(jì)變更等引起的成本增高和由腔室部分的外部連接構(gòu)造的變更等引 起的通用性降低地，提高等離子體處理中的被處理體的面內(nèi)均勻性。
如果根據(jù)本發(fā)明的第六觀點(diǎn)，則提供一種作為對(duì)被處理基板進(jìn)行 等離子體處理的等離子體處理裝置，其包括收容被處理體的腔室； 具有以與腔室連通的方式設(shè)置在上述腔室上方的由電介質(zhì)構(gòu)成的鐘罩 和線圈狀地巻繞在上述鐘罩的外側(cè)周圍并在上述鐘罩內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng) 的天線，向著上述鐘罩的內(nèi)側(cè)使等離子體產(chǎn)生的等離子體發(fā)生部；設(shè) 置在上述等離子體發(fā)生部和上述腔室之間，將等離子體形成用的氣體 導(dǎo)入由上述等離子體發(fā)生部和上述腔室劃成的處理空間的氣體導(dǎo)入機(jī) 構(gòu)；設(shè)置在上述腔室內(nèi)的支撐被處理體的載置臺(tái)；和由電介質(zhì)構(gòu)成、 覆蓋上述載置臺(tái)并且載置上述被處理體的掩模，上述掩模構(gòu)成為載置 上述被處理體的第一區(qū)域和上述第一區(qū)域的周圍的第二區(qū)域具有相同 高度。
上述本發(fā)明的第六觀點(diǎn)是為了解決在已有的基座的將晶片保持區(qū) 域雕刻成凹形的形狀中，凹形的外周部的阻抗比中央部高，對(duì)形成等 離子體的偏壓等施加影響使等離子體處理的面內(nèi)均勻性降低那樣的問(wèn) 題，因?yàn)樵谳d置被處理體的載置臺(tái)的掩模中，形成使載置被處理體的 第一區(qū)域和它的周邊部的第二區(qū)域的高度相同而平坦構(gòu)成，所以等離 子體形成時(shí)的阻抗在第一和第二區(qū)域中均勻化，在被處理體的周邊部 和中央部中等離子體的分布密度均勻化，能夠提高等離子體處理中的 被處理體的面內(nèi)均勻性。


圖1是放大已有的等離子體處理裝置的概略的一部分的圖。 圖2是表示與本發(fā)明的第一實(shí)施方式有關(guān)的等離子體處理裝置的 概略的截面圖。
圖3是表示放大與本發(fā)明的第一實(shí)施方式有關(guān)的等離子體處理裝 置的氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)部分的截面圖。
圖4A是表示構(gòu)成氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)的氣體導(dǎo)入基座的立體圖。
圖4B是表示該氣體導(dǎo)入基座的截面圖。
圖5A是表示構(gòu)成氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)的氣體導(dǎo)入板的立體圖。
圖5B是表示該氣體導(dǎo)入板的截面圖。圖6是表示放大氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)的一部分的截面圖。圖7是表示氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)的變形例的截面圖。圖8是表示與本發(fā)明的第一實(shí)施方式有關(guān)的等離子體處理裝置的 外觀的立體圖。圖9是表示與本發(fā)明的第二實(shí)施方式有關(guān)的等離子體處理裝置的截面圖。圖10A是表示已有的等離子體處理裝置的Ar等離子體的Ar+的密 度分布的模擬結(jié)果的圖。圖10B是表示與本發(fā)明的第二實(shí)施方式有關(guān)的等離子體處理裝置 中的等離子體中的Ar+的密度分布的模擬結(jié)果的圖。圖11是表示與本發(fā)明的第二實(shí)施方式有關(guān)的等離子體處理裝置的 鐘罩形狀的效果的 一個(gè)例子的曲線圖。圖12是表示與本發(fā)明的第二實(shí)施方式有關(guān)的等離子體處理裝置的 變形例的截面圖。圖13是表示與本發(fā)明的第三實(shí)施方式有關(guān)的等離子體處理裝置中 的半導(dǎo)體晶片載置構(gòu)造的概略截面圖。圖14是放大表示圖13的半導(dǎo)體晶片載置構(gòu)造的截面圖。圖15是表示圖13的半導(dǎo)體晶片載置構(gòu)造的平面圖。圖16是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式中的半導(dǎo)體晶片載置部分的臺(tái) 階差和蝕刻結(jié)果誤差的關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施方式
下面，我們參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。 第一實(shí)施方式圖2是表示與本發(fā)明的第一實(shí)施方式有關(guān)的等離子體處理裝置的 構(gòu)成的概略圖。等離子體處理裝置100是對(duì)被處理基板進(jìn)行等離子體 處理的裝置，例如用于等離子體蝕刻除去在被處理基板上形成的金屬 膜上和在硅晶片上形成的自然氧化膜等的包含氧化膜的雜質(zhì)層的工序 中。等離子體處理裝置100具有收容作為被處理基板的半導(dǎo)體晶片的
腔室10;在腔室10內(nèi)保持半導(dǎo)體晶片的晶片保持部20;在以覆蓋腔 室10的方式設(shè)置的、對(duì)晶片實(shí)施等離子體處理的處理空間S內(nèi)產(chǎn)生等 離子體的等離子體發(fā)生部40;將用于產(chǎn)生等離子體的氣體導(dǎo)入上述處 理空間S的氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50;向氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50供給用于產(chǎn)生等離子體的氣體的氣體供給機(jī)構(gòu)60。又，具有在圖2中未示出的，可以裝上 卸下氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50和等離子體發(fā)生部40的后述的拆裝機(jī)構(gòu)。腔室10由鋁或鋁合金等的金屬材料構(gòu)成，具有形成圓筒狀的本體 11、和設(shè)置在本體11下方的、直徑比本體11小的形成圓筒狀的排氣 室12。排氣室12是為了均勻地對(duì)本體11內(nèi)部進(jìn)行排氣而設(shè)置的。在腔室10的上方，以與腔室10連續(xù)的方式，設(shè)置作為等離子體 發(fā)生部40的構(gòu)成要素的鐘罩41。鐘罩41形成由電介質(zhì)構(gòu)成的上部閉 塞的圓筒狀，例如圓頂型。而且，由腔室10和鐘罩41構(gòu)成處理容器， 其內(nèi)部成為上述處理空間S。晶片保持部20具有用于水平地支撐作為被處理體的半導(dǎo)體晶片W 的由電介質(zhì)材料構(gòu)成的基座(載置臺(tái))21，將該基座21配置在圓筒狀 的由電介質(zhì)材料構(gòu)成的支撐部件22支撐的狀態(tài)中。此外，既可以在基 座21的上面形成與晶片W大致相同形狀的凹部，使晶片W落入該凹 部，也可以在基座21的上面設(shè)置靜電吸附機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜電吸附。作為構(gòu) 成基座21的電介質(zhì)材料，能夠舉出陶瓷材料，例如A1N、 A1203，其中 熱傳導(dǎo)性高的A1N是優(yōu)選的。在基座21的外周，以覆蓋載置在基座21上的晶片W的邊緣的方 式可以升降地設(shè)置屏蔽環(huán)(shadowring) 23。屏蔽環(huán)23起著聚焦等離 子體，形成均勻的等離子體的作用。又，也具有保護(hù)基座21避開(kāi)等離 子體的作用。在基座21內(nèi)的上部，水平面狀地埋設(shè)由Mo、 W等金屬構(gòu)成的形 成網(wǎng)狀的電極24，用于經(jīng)過(guò)匹配器26在晶片上加上高頻偏壓引入離子 的高頻電源25與該電極24連接。又，在基座21內(nèi)，形成在電極24的下方位置埋設(shè)加熱器28，通 過(guò)從加熱器電源29向加熱器28供電，可以使晶片W加熱到規(guī)定溫度 的構(gòu)成。此外，使到電極24和加熱器28的供電線插通到支撐部件22 的內(nèi)部。
在基座21中，插通著用于支撐并升降晶片W的3根(圖中只示出2根)的晶片升降銷31，對(duì)基座21的上面可以突出沒(méi)入地設(shè)置該銷 釘31。將這些晶片升降銷31固定在支撐板32上，由氣缸等的升降機(jī) 構(gòu)33經(jīng)過(guò)支撐板32使它們升降。在腔室10的本體11的內(nèi)部，可以自由地裝上卸下地設(shè)置用于防 止沿其內(nèi)壁在本體11的內(nèi)壁上附著由等離子體蝕刻生成的副生成物等 的形成大致圓筒狀的腔室屏蔽件34。該腔室屏蔽件34由Ti材料(Ti 或Ti合金)構(gòu)成。作為屏蔽材料也可以用Al材料，但是因?yàn)橛肁1材 料在處理中產(chǎn)生粒子，所以優(yōu)選用與附著物的粘附性高能夠大幅度減 少粒子產(chǎn)生的Ti材料。又，也可以在Al材料的屏蔽件本體上涂上Ti 進(jìn)行使用。進(jìn)一步，為了提高與附著物的粘附性，也可以用等離子體 處理等使腔室屏蔽件34的表面成為微小的凹凸形狀。通過(guò)數(shù)處(在圖 中2處)螺拴35將該腔室屏蔽件34安裝在腔室10的本體11的底壁 上，通過(guò)擰出螺拴35，能夠從腔室10的本體11取出腔室屏蔽件34， 能夠容易地進(jìn)行腔室10內(nèi)的維修。腔室10的側(cè)壁具有開(kāi)口36，用閘門(mén)閥37開(kāi)閉該開(kāi)口 36。在打開(kāi) 該閘門(mén)閥37的狀態(tài)中在鄰接的負(fù)載鎖定室(圖中未示出)和腔室10 內(nèi)之間運(yùn)送半導(dǎo)體晶片W。以覆蓋在本體ll的底壁中央部形成的圓形空穴的方式向下方突出 地設(shè)置腔室10的排氣室12。排氣管38與排氣室12的側(cè)面連接，排氣 裝置39與該排氣管38連接。而且通過(guò)使該排氣裝置39工作，可以使 腔室10和鐘罩41內(nèi)均勻地減壓到規(guī)定真空度。上述等離子體發(fā)生部40具有上述的鐘罩41、巻繞在鐘罩41的外 側(cè)的作為天線部件的線圈43、向線圈43供給高頻功率的高頻電源44， 和覆蓋鐘罩41和線圈43，屏蔽等離子體的紫外線和電磁波的屏蔽容器 46。鐘罩41例如由石英或A1N等的陶瓷材料那樣的電介質(zhì)材料形成， 具有圓筒狀的側(cè)壁部41a和在它上面的圓頂狀的頂壁部41b。在形成該 鐘罩41的圓筒的側(cè)壁部41a的外側(cè)，在大致水平方向中使線圈與線圈 之間具有5~10mm的間隙，優(yōu)選是8mm的間隙地以規(guī)定的巻繞數(shù)巻繞 線圈43，例如用氟樹(shù)脂等的絕緣材料支撐并固定線圈43。在圖示的例
子中，線圈43的巻繞數(shù)為7圈。上述高頻電源44經(jīng)過(guò)匹配器45與線圈43連接。高頻電源44產(chǎn) 生例如300kHz 60MHz頻率的高頻功率。頻率優(yōu)選是 450kHz 13.56MHz。通過(guò)從高頻電源44向線圈43供給高頻功率，經(jīng) 過(guò)由電介質(zhì)材料構(gòu)成的鐘罩41的側(cè)壁部41a在鐘罩41的內(nèi)側(cè)的處理 空間S中形成感應(yīng)電磁場(chǎng)。氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50設(shè)置在腔室10和鐘罩41之間，具有支撐鐘罩41 并且載置在腔室10上的氣體導(dǎo)入基座48、安裝在該氣體導(dǎo)入基座48 內(nèi)側(cè)的氣體導(dǎo)入板49、和用于將鐘罩41固定在氣體導(dǎo)入基座48上的 鐘罩按壓件47。而且，經(jīng)過(guò)在后述的氣體導(dǎo)入基座48內(nèi)形成的氣體導(dǎo) 入通路48e和在氣體導(dǎo)入板49中形成的氣體噴出孔49a將來(lái)自氣體供 給機(jī)構(gòu)60的處理氣體噴出到處理空間S中。氣體供給機(jī)構(gòu)60具有Ar氣供給源6K H2氣供給源62，氣體線路 63、 64分別與這些氣供給源連接，這些氣體線路63、 64與氣體線路 65連接。而且，經(jīng)過(guò)該氣體線路65將這些氣體導(dǎo)入到氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu) 50中。在氣體線路63、 64中設(shè)置質(zhì)量流量控制器66和在其前后的開(kāi) 閉閥67。這樣一來(lái)，經(jīng)過(guò)氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50的氣體導(dǎo)入通路48e和在氣體導(dǎo) 入板49中形成的氣體噴出孔49a將經(jīng)過(guò)氣體供給機(jī)構(gòu)60的氣體線路 65供給到氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50的作為處理氣體的Ar氣和H2氣等噴出到處 理空間S中，如上所述地由在處理空間S中形成的感應(yīng)電磁場(chǎng)進(jìn)行等 離子體化，形成感應(yīng)耦合等離子體。下面，我們?cè)敿?xì)說(shuō)明氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50的構(gòu)造。如圖3中放大地表示的那樣，在氣體導(dǎo)入基座48內(nèi)形成與在腔室 10的本體11的壁部形成的氣體導(dǎo)入通路11b連接的第一氣體流路48a， 該第一氣體流路48a與在氣體導(dǎo)入基座48內(nèi)形成大致環(huán)狀或半圓狀的 第二氣體流路48b連接。又，從第二氣體流路48b向著內(nèi)側(cè)等間隔或 對(duì)角地形成多條第三氣體流路48c。另一方面，在氣體導(dǎo)入基座48和 氣體導(dǎo)入板49之間，形成氣體可以均勻擴(kuò)散的大致環(huán)狀的第四氣體流 路48d，上述第三氣體流路48c與該第四氣體流路48d連接。而且，這 些第一 第四氣體流路48a、 48b、 48c、 48d連通起來(lái)構(gòu)成氣體導(dǎo)入通
路48e。從氣體線路65導(dǎo)入的處理氣體，經(jīng)過(guò)氣體導(dǎo)入通路llb，從在氣 體導(dǎo)入基座48內(nèi)形成的第一氣體流路48a，均勻地?cái)U(kuò)散到大致環(huán)狀或 半圓狀地形成的第二氣體流路48b中。而且，處理氣體，經(jīng)過(guò)與該第 二氣體流路48b連通，向著處理空間S的方向的多條第三氣體流路48c， 達(dá)到大致環(huán)狀的第四氣體流路48d。另一方面，如上所述，在氣體導(dǎo)入板49中，等間隔地形成多個(gè)與 第四氣體流路48d和處理空間S連通的氣體噴出孔49a，從第四氣體流 路48d經(jīng)過(guò)氣體噴出孔49a將處理氣體噴出到處理空間S中。又，在 氣體導(dǎo)入通路lib和第一氣體流路48a的連接部分的周圍，設(shè)置密封 環(huán)52，保持供給處理氣體的路徑的氣密性。又，氣體導(dǎo)入基座48如上所述地形成保持鐘罩41并載置在腔室 10的本體11上的構(gòu)造。這時(shí)，在氣體導(dǎo)入基座48和鐘罩41之間及氣 體導(dǎo)入基座48和腔室10的本體11之間，分別經(jīng)過(guò)例如O環(huán)等的密封 材料53和54，保持處理空間S的氣密性。將鐘罩41保持在氣體導(dǎo)入基座48中，用鐘罩按壓件47固定它的 端部。又用螺釘55將鐘罩按壓件47固定在氣體導(dǎo)入基座48上。鐘罩 按壓件47與氣體導(dǎo)入基座48和鐘罩41之間，插入由PTFE等構(gòu)成的 緩沖材料47a。這是為了防止由例如石英和A1203、 A1N等的電介質(zhì)材 料構(gòu)成的鐘罩41與例如由Al等的金屬材料等構(gòu)成的鐘罩按壓件47和 氣體導(dǎo)入基座48發(fā)生沖突而破損。又，用螺釘56將氣體導(dǎo)入基座48 和氣體導(dǎo)入板49固定在一起。下面，我們更詳細(xì)地說(shuō)明構(gòu)成上述處理氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50的氣體導(dǎo) 入基座48和氣體導(dǎo)入板49。圖4A、 4B是表示氣體導(dǎo)入基座48的圖，圖4A是它的立體圖， 圖4B是圖4A中的A-A截面圖。氣體導(dǎo)入基座48例如由Al等的金屬 材料構(gòu)成，如圖4A所示，成為在它的中央形成大致圓形的空穴48f的 構(gòu)造，當(dāng)安裝到等離子體處理裝置100中時(shí)，空穴48f形成處理空間S 的一部分。在氣體導(dǎo)入基座48中，如圖4B的截面所示，形成上述第 一 第三氣體流路48a、 48b、 48c，第三氣體流路48c與空間48d'連通。 在氣體導(dǎo)入基座48的內(nèi)周面形成臺(tái)階部，氣體導(dǎo)入板49的臺(tái)階部與 該臺(tái)階部接合。而且，當(dāng)將氣體導(dǎo)入板49安裝在氣體導(dǎo)入基座48上時(shí)，在與空間48d'對(duì)應(yīng)的部分中形成第四氣體流路48d。圖5A、 5B是表示氣體導(dǎo)入板49的圖，圖5A是它的立體圖，圖 5B是圖5A中的B-B截面圖。氣體導(dǎo)入板49成大致環(huán)狀，例如由Ti或Al等的金屬材料或者通 過(guò)熔射等在Al母材上涂敷Ti的涂敷材料構(gòu)成。氣體導(dǎo)入板49備有具 有臺(tái)階部的圓筒狀的本體部49b和在其下端邊緣部形成的鍔部49c，沿 本體49b的周面設(shè)置多個(gè)上述氣體噴出孔49a。又，在鍔部49c中，形 成用于插通上述螺釘56而固定在氣體導(dǎo)入基座48上的多個(gè)固定孔 49d。圖6表示將氣體導(dǎo)入基座48和氣體導(dǎo)入板49接合起來(lái)，用螺釘 56固定的狀態(tài)。如圖6所示，在使氣體導(dǎo)入基座48的臺(tái)階部和氣體導(dǎo) 入板49的臺(tái)階部一致的狀態(tài)中將它們組合起來(lái)，用螺釘56固定它們。 而且，這時(shí)，在兩者間形成第四氣體流路48d，從與該第四氣體流路 48d連通的氣體噴出孔49a噴出氣體。氣體導(dǎo)入板49具有通過(guò)螺釘56 可以容易地安裝在氣體導(dǎo)入基座48上和從氣體導(dǎo)入基座48卸下的構(gòu) 造。如圖7所示，也可以形成具有從第四氣體流路48d —側(cè)向處理空 間S—側(cè)擴(kuò)展的形狀，例如圓錐狀、喇叭狀的氣體噴出孔49a'。因此， 可以高效率均勻地將處理氣體供給廣大的處理空間S。下面，我們參照表示等離子體處理裝置100的外觀的圖8說(shuō)明以 上那樣的氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50和等離子體發(fā)生部40的拆裝機(jī)構(gòu)。如圖8所示，拆裝機(jī)構(gòu)70具有用螺釘72c安裝在規(guī)定氣體導(dǎo)入機(jī) 構(gòu)50的外周的氣體導(dǎo)入板48的一邊側(cè)的2個(gè)第一絞鏈部件72和設(shè)置 在這2個(gè)第一絞鏈部件72之間，用螺釘73c固定在腔室10的本體11 上的第二絞鏈部件73。在絞鏈部件72和73的中心部，分別設(shè)置通孔 環(huán)72a、 73a，在這些通孔環(huán)72a、 73a中插通軸71。因此，可以從使外 形為矩形的氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50和形成與腔室10的外形相同的矩形的本 體11合在一起的安裝狀態(tài)，進(jìn)入到將軸71作為轉(zhuǎn)動(dòng)中心，使氣體導(dǎo) 入機(jī)構(gòu)50和等離子體發(fā)生部40轉(zhuǎn)動(dòng)到上方，從腔室10取出它們的狀 態(tài)。即，通過(guò)拆裝機(jī)構(gòu)70可以容易地對(duì)腔室IO裝上卸下氣體導(dǎo)入機(jī) 構(gòu)50和等離子體發(fā)生部40，在使氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50和等離子體發(fā)生部 40轉(zhuǎn)動(dòng)到上方的狀態(tài)中，能夠容易地進(jìn)行維修。又，拆裝機(jī)構(gòu)70具有減震器75。由固定部件75a將減震器75的 一端固定在氣體導(dǎo)入基座48上，另一端固定在腔室10的本體11上。減震器75例如在內(nèi)部具有油壓機(jī)構(gòu)等，形成可以伸縮的構(gòu)造，當(dāng) 使氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50和等離子體發(fā)生部40向上方轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在伸長(zhǎng)方向 即旋轉(zhuǎn)方向上施加作用力。因此，當(dāng)使氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50和等離子體發(fā) 生部40向上方轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能夠使支撐氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50和等離子體發(fā)生 部40的力減少該部分。進(jìn)一步，當(dāng)在氣體導(dǎo)入基座48上裝上卸下等 離子體發(fā)生部40時(shí)，用螺釘74a將用于作業(yè)者把持的把柄74安裝在 氣體導(dǎo)入基座48上。下面，我們說(shuō)明由如上構(gòu)成的等離子體處理裝置100進(jìn)行的處理 工作。首先，打開(kāi)閘門(mén)閥37，用圖中未示出的運(yùn)送臂將晶片W運(yùn)入腔室 10內(nèi)，將晶片W送交給從基座21突出的晶片升降銷31上。其次，使 晶片升降銷31下降將晶片W載置在基座21上面，使屏蔽環(huán)23下降。此后，關(guān)閉閘門(mén)閥37，由排氣裝置39對(duì)腔室10和鐘罩41內(nèi)進(jìn)行 排氣達(dá)到規(guī)定的減壓狀態(tài)，在該減壓狀態(tài)經(jīng)過(guò)氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50將從氣 體供給機(jī)構(gòu)60供給的Ar氣和H2氣噴出到處理空間S。與此同時(shí)，通 過(guò)從高頻電源25和高頻電源44，將高頻功率分別供給基座21內(nèi)的電 極24和線圈43，在處理空間S中產(chǎn)生電場(chǎng)，激勵(lì)導(dǎo)入鐘罩41內(nèi)的氣 體，點(diǎn)火產(chǎn)生等離子體。在點(diǎn)火產(chǎn)生等離子體后，在鐘罩41內(nèi)流動(dòng)感應(yīng)電流，連續(xù)地生成 等離子體，由該等離子體蝕刻除去在晶片W上形成的自然氧化膜，例 如在硅晶片上形成的氧化硅和在金屬膜上形成的金屬氧化膜。這時(shí)， 由高頻電源25在基座21上加上偏壓，由加熱器28將晶片W保持在 規(guī)定溫度上。這時(shí)的條件為，例如，處理空間S的壓力:0.1 13.3Pa，優(yōu)選 0.1 2.7Pa、晶片溫度:100 500。C、氣體流量:Ar為0.001 0.03mL/min、 H2為0~0.06L/min，優(yōu)選0~0.03L/min、生成等離子體用的高頻電源44 的頻率:300kHz 60MHz，優(yōu)選450kHz 13.56MHz、功率:500 3000W、
偏壓用的高頻電源25的功率:0 1000W (作為偏壓電位-20 -200V)。這 時(shí)的等離子體密度為0.7~10xl01Qatoms/cm3，優(yōu)選l~6xl01Qatoms/cm3。 在這種條件下通過(guò)約30秒的處理，例如除去硅氧化膜(Si02)約10nm。這樣一來(lái)通過(guò)除去自然氧化膜等的包含氧化物的雜質(zhì)層，得到例 如提高此后形成的膜的粘附性，降低電阻值等的效果。這時(shí)，噴出處理氣體的氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50，如上所述，兼?zhèn)浔３昼?罩41的功能和一面載置在腔室10的本體11上保持氣密性， 一面將處 理氣體導(dǎo)入處理空間S的功能。因此，具有削減等離子體處理裝置的 部件數(shù)，使構(gòu)造簡(jiǎn)單化，降低等離子體處理裝置成本的效果。又，當(dāng)如上所述地對(duì)半導(dǎo)體晶片W進(jìn)行等離子體處理實(shí)施濺射蝕 刻時(shí)，由于濺射，在半導(dǎo)體晶片W周圍的部件上堆積起飛散物質(zhì)，成 為產(chǎn)生粒子等的微粒子的原因，使半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)成品率下降。例 如，在半導(dǎo)體晶片W周圍的部件上特別是積儲(chǔ)堆積物的部分，例如在 氣體噴出口 49a的周圍容易堆積起飛散物質(zhì)。因此，在本實(shí)施方式中，形成用螺釘56將氣體導(dǎo)入板49安裝在 氣體導(dǎo)入基座48上，可以取出氣體導(dǎo)入板49的構(gòu)造。因此，容易置 換氣體導(dǎo)入板49，能夠縮短維修時(shí)間。又，氣體導(dǎo)入板49成為構(gòu)造單 純廉價(jià)的部件，能夠壓低維修時(shí)的費(fèi)用。又，因?yàn)槿缟纤瞿軌蛴貌鹧b機(jī)構(gòu)70能夠容易地裝上卸下氣體導(dǎo) 入機(jī)構(gòu)50和等離子體發(fā)生部40，所以當(dāng)重復(fù)等離子體處理需要維修 時(shí)，能夠縮短等離子體處理裝置100的維修時(shí)間，提高工作率，從而 提高半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)性。具體地說(shuō)，在當(dāng)交換鐘罩41時(shí)和進(jìn)行濕清潔等的作業(yè)時(shí)，進(jìn)行腔 室10的維修的情形中，需要取出等離子體發(fā)生部40，但是如上所述能 夠使等離子體發(fā)生部40與氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50 —起轉(zhuǎn)動(dòng)地取出，能夠在 短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行這些維修作業(yè)。又，因?yàn)槟軌蛉绱巳菀椎匮b上卸下氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50和等離子體發(fā) 生部40，所以當(dāng)可以容易地并且在短時(shí)間內(nèi)從腔室10取出氣體導(dǎo)入機(jī) 構(gòu)50和等離子體發(fā)生部40,如上所述地置換氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)的氣體導(dǎo)入 板49的作業(yè)。進(jìn)一步，拆裝機(jī)構(gòu)70具有減震器75，因?yàn)樵摐p震器75對(duì)等離子 體發(fā)生部40，在打開(kāi)它的方向上施加作用力，所以當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)等離子體發(fā) 生部40時(shí)，能夠使支撐等離子體發(fā)生部40的力減少該部分，使維修作業(yè)變得容易，提高了作業(yè)效率。 第二實(shí)施方式下面我們說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。圖9是與本發(fā)明的第二實(shí)施方式有關(guān)的等離子體處理裝置的構(gòu)成的概略圖。等離子體處理裝置ioo'，與第一實(shí)施方式有關(guān)的等離子體 處理裝置100同樣，例如用于等離子體蝕刻除去在被處理基板上形成 的金屬膜上和硅晶片上形成的自然氧化膜等的包含氧化膜的雜質(zhì)層的工序中，具有收容作為被處理基板的半導(dǎo)體晶片的腔室10';在腔室 10'內(nèi)保持半導(dǎo)體晶片的晶片保持部20';在以覆蓋腔室10'的方式設(shè)置的，對(duì)晶片實(shí)施等離子體處理的處理空間s內(nèi)產(chǎn)生等離子體的等離子體發(fā)生部40';將用于產(chǎn)生等離子體的氣體導(dǎo)入上述處理空間S的氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50';和向氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50供給用于產(chǎn)生等離子體的氣體的 氣體供給機(jī)構(gòu)60'。在它們之中因?yàn)榍皇?0'、晶片保持部20'和其周邊的部件具有與 第一實(shí)施方式完全同樣的構(gòu)成，所以在與圖2相同的部件上加上相同 的標(biāo)號(hào)并省略對(duì)它們的說(shuō)明。等離子體發(fā)生部40'具有鐘罩141、巻繞在鐘罩141的外側(cè)的作為 天線部件的線圈143、向線圈143供給高頻功率的高頻電源144和設(shè)置 在鐘罩141的頂壁上的作為對(duì)置電極的導(dǎo)電性部件147。鐘罩141例如由石英或A1203、 A1N等的陶瓷材料那樣的電介質(zhì)材 料形成，呈現(xiàn)具有圓筒狀的側(cè)壁部141a、在它上面的圓頂狀的頂壁部 141b (半徑Rl二1600mm 2200mm)、和與側(cè)壁部141a和頂壁部141b 連接的彎曲狀的角部141c(半徑R2:20mm 40mm)的多半徑圓頂形狀。 在形成該鐘罩141的圓筒的側(cè)壁部141a的外側(cè)，在大致水平方向中使 線圈與線圈之間具有5~10mm的間隙，優(yōu)選是8mm的間隙地以規(guī)定的 巻繞數(shù)巻繞上述線圈143，例如用氟樹(shù)脂等的絕緣材料支撐并固定線圈 143。在圖示的例子中，線圈143的巻繞數(shù)為4圈。上述高頻電源144 經(jīng)過(guò)匹配器145與線圈143連接。高頻電源144具有300kHz 60MHz 的頻率。優(yōu)選是450kHz 13.56MHz。而且，通過(guò)從高頻電源144向線
圈143供給高頻功率，經(jīng)過(guò)由電介質(zhì)材料構(gòu)成的鐘罩141的側(cè)壁部141a 在鐘罩141的內(nèi)側(cè)的處理空間S中形成感應(yīng)電磁場(chǎng)。
氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50'設(shè)置在腔室10'和鐘罩141之間，具有成為環(huán)狀 的氣體導(dǎo)入部件130。該氣體導(dǎo)入部件130由Al等的導(dǎo)電性材料構(gòu)成， 接地。在氣體導(dǎo)入部件130中，沿其內(nèi)周面形成有多個(gè)氣體噴出孔131。 又在氣體導(dǎo)入部件130的內(nèi)部設(shè)置環(huán)狀的氣體流路132，從氣體供給機(jī) 構(gòu)60'如后所述地將Ar氣、H2氣等供給該氣體流路132，從該氣體流 路132經(jīng)過(guò)上述氣體噴出孔131向處理空間S噴出這些氣體。氣體噴 出孔131向著水平方向地形成，將處理氣體供給鐘罩141內(nèi)。又，也 可以使氣體噴出孔131向著斜上方向形成，向鐘罩141內(nèi)的中央部供 給處理氣體。
氣體供給機(jī)構(gòu)60'將用于等離子體處理的氣體導(dǎo)入處理空間S，例 如與圖2的氣體供給機(jī)構(gòu)60同樣，具有氣體供給源、開(kāi)閉閥和用于控 制流量的質(zhì)量流量控制器(都沒(méi)有在圖中示出來(lái))，經(jīng)過(guò)氣體配管161 將規(guī)定氣體供給上述氣體導(dǎo)入部件130。此外，由圖中未示出的控制器 控制各配管的閥門(mén)和質(zhì)量流量控制器。
作為等離子處理用的氣體，可以例示Ar、 Ne、 He，能夠分別用它 們的單體。又，也可以將Ar、 Ne、 He中的任一個(gè)與H2并用和將Ar、 Ne、 He中的任一個(gè)與NF3并用。在這些氣體中，與圖2的情形同樣， 優(yōu)選是Ar單獨(dú)、Ar+H2。與要蝕刻的靶材相應(yīng)適當(dāng)選擇等離子處理用 的氣體。上述導(dǎo)電性部件147起著對(duì)置電極的作用，并且具有按壓鐘罩141 的功能，由表面經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化的鋁、鋁、不銹鋼、鈦等形成。 下面，更詳細(xì)地說(shuō)明鐘罩141。
在本實(shí)施方式中，為了通過(guò)提高等離子的均勻性提高蝕刻的面內(nèi) 均勻性，規(guī)定鐘罩141的扁平度等。
即，形成由鐘罩141的側(cè)壁部141a的內(nèi)徑D和圓頂狀的頂壁部 141b的中央部分的高度H之比D/H定義的扁平率K (=D/H)的值為 1.60-9.25的構(gòu)成。當(dāng)扁平率K比1.60小時(shí)不能夠提高面內(nèi)均勻性，當(dāng)扁平率K比 9.25大時(shí)實(shí)質(zhì)上難以巻繞為了形成等離子體所需的線圈143。
又，形成由鐘罩141的圓筒狀的側(cè)壁部141a的內(nèi)徑D和圓頂狀的 頂壁部141b的中央部分的、從基座21上面算起的高度HI之比D/H1 定義的扁平率K1 (=D/H1)的值為0.90~3.85的構(gòu)成。當(dāng)具有這種扁平率時(shí)，結(jié)果，線圈143的巻數(shù)在IO次以下，希望 為7 2次左右，更優(yōu)選為4 2次左右。該鐘罩141的、圓頂狀的頂壁部141b的中央部分的高度H的值、 圓頂狀的頂壁部141b的中央部分的從基座21上面算起的高度Hl的值 和圓筒狀的側(cè)壁部141a的內(nèi)徑D的值，作為一個(gè)例子，分別為 H=98mm、 Hl=209mm和D=450mm，這時(shí)的扁平率K=4.59，扁平率 Kl=2.15。又，當(dāng)表示其它各單元的尺寸關(guān)系的--個(gè)例子時(shí)，當(dāng)令鐘罩141 的圓頂部的內(nèi)法線高度為H2、鐘罩2的圓筒部分的高度為H3 (即， H=H2+H3)、氣體導(dǎo)入部件30的厚度為H4、從基座ll的上面到腔室 1的開(kāi)口端上面(氣體導(dǎo)入部件30的載置面)的高度為H5，從基座 11的上面到氣體導(dǎo)入部件30的上面的高度為H6時(shí)，各單元的尺寸值、 比率，作為一個(gè)例子如下所示。艮口，比率K2=H/H6約為0.55~1.50。比率K3=H2/H3在2.1以下， 優(yōu)選在0.85以下，更優(yōu)選在0.67以下。又，比率K4二H2/ (H3+H6)不到0.75，優(yōu)選在0.65以下，更優(yōu)選 約在0.55以下。又，當(dāng)H2約為29~74mm時(shí)，H6+H3約為97~220mm。當(dāng)H3約 為35mm以上時(shí)，H5+H4約為62~120mm。當(dāng)H2約為29mm時(shí)，H3 約為35~100mm， H5約在0 72mm以下，優(yōu)選約為22 72mm。通過(guò)用以上那樣的比率形成的鐘罩141，在鐘罩141內(nèi)的外周部 分，等離子體密度高的區(qū)域向晶片W側(cè)移動(dòng)，能夠擴(kuò)大等離子體密度 均勻的區(qū)域。因此，在晶片W存在的部分形成均勻的等離子體，蝕刻 的均勻性良好。從而，對(duì)于特別大口徑的晶片(基板)是有效的。下面，我們說(shuō)明由這樣構(gòu)成的等離子體處理裝置100'進(jìn)行的處理 工作。首先，打開(kāi)閘門(mén)閥37，用圖中未示出的運(yùn)送臂將晶片W運(yùn)入腔室 10'內(nèi)，將晶片W送交給從基座21突出的晶片升降銷31上。其次，使 晶片升降銷31下降將晶片W載置在基座21的上面，使屏蔽環(huán)23下 降。此后，關(guān)閉閘門(mén)閥37，由排氣裝置39對(duì)腔室10'和鐘罩141內(nèi)進(jìn) 行排氣達(dá)到規(guī)定的減壓狀態(tài)，在該減壓狀態(tài)將從氣體供給機(jī)構(gòu)60'供給 的規(guī)定氣體，例如將Ar氣從氣體導(dǎo)入部件130的氣體噴出孔131噴出 到鐘罩141內(nèi)。與此同時(shí)，通過(guò)從偏壓用的高頻電源25和等離子體生 成用的高頻電源144，分別將0 1000W和500~3000W的高頻功率供給 基座21內(nèi)的電極24和線圈143，在線圈143和導(dǎo)電性部件147之間等 產(chǎn)生電場(chǎng)，激勵(lì)導(dǎo)入鐘罩141內(nèi)的氣體，點(diǎn)火等離子體。在點(diǎn)火等離 子體后，在鐘罩141內(nèi)流動(dòng)感應(yīng)電流，連續(xù)地生成等離子體，由該等 離子體蝕刻除去在晶片W上形成的自然氧化膜，例如在硅上形成的氧 化硅或在金屬膜上形成的金屬氧化膜。這時(shí)，由高頻電源25在基座21 上加上偏壓，由加熱器28將晶片W維持在規(guī)定溫度上。該溫度為 20~800°C，優(yōu)選為20 200。C。這時(shí)的等離子體密度為0.7 10xl01()atoms/cm3 ， 優(yōu)選為 l 6xlOIQatoms/cm3。在這種等離子體中通過(guò)約30秒的處理，例如除去 硅氧化膜(Si02)約10nm。這樣一來(lái)通過(guò)除去自然氧化膜等的包含氧化物的雜質(zhì)層，得到例 如提高此后形成的膜的粘附性，降低電阻值等的效果。這里，在本實(shí)施方式的情形中，因?yàn)槿缟纤龅厥圭娬?41的扁 平率K為1.60 9.25或者使扁平率Kl為0.90 3.85，所以在鐘罩141 內(nèi)形成的等離子體以沿晶片W的整個(gè)表面均勻地?cái)U(kuò)展的方式形成，因 為在鐘罩141內(nèi)的外周部，等離子體密度高的區(qū)域向晶片側(cè)移動(dòng)，所 以由等離子體對(duì)晶片W的蝕刻處理對(duì)表面全體均勻地進(jìn)行，提高了蝕 刻的面內(nèi)均勻性。這時(shí)，通過(guò)規(guī)定Rl=1600mm~2200mm 、 R2=20mm~40mm，特別是使Rl大，鐘罩141的截面形狀成為接近長(zhǎng) 方形的扁平狀，在鐘罩141內(nèi)形成的等離子體以沿晶片W的整個(gè)表面 均勻地?cái)U(kuò)展的方式形成。所以，由等離子體對(duì)晶片W的蝕刻處理對(duì)表 面全體均勻地進(jìn)行，提高了蝕刻的面內(nèi)均勻性。圖IOA表示在已有的高度高的鐘罩(高度H為137mm、內(nèi)徑D 為450mm、線圈的巻繞數(shù)為10圈)的情形中的鐘罩內(nèi)的Ar等離子體 的Ar+的密度分布的模擬結(jié)果，圖IOB表示在本實(shí)施方式的鐘罩141(高 度H為98mm、內(nèi)徑D為450mm、線圈的巻繞數(shù)為4圈)中的等離子 體中的Ar+的密度分布的模擬結(jié)果。從與圖10A的已有情形比較，更加扁平形狀的本實(shí)施方式的圖 IOB，可以看到具有在晶片W的平面方向均勻擴(kuò)展的Ar+的密度分布， 從該模擬結(jié)果也保證了提高等離子體對(duì)晶片W的蝕刻的面內(nèi)均勻性。艮P，為了提高蝕刻的均勻性，需要在晶片面上區(qū)域中均勻地形成 等離子體(Ar+離子密度)。從而，為了形成等離子體均勻的區(qū)域，優(yōu) 選使晶片W暴露在均勻地形成的Ar+離子密度的區(qū)域中。艮口，如果橫向擴(kuò)展地形成鐘罩141則等離子體擴(kuò)展，但是裝置變 大，又，因?yàn)榈入x子體密度也減少，需要的功率增大，所以裝置的成 本增加。在本實(shí)施方式的情形中，因?yàn)槭圭娬?41的扁平率K、 Kl和比率 K2 K4、以及從載置臺(tái)面到鐘罩141內(nèi)的頂部的高度H1等最佳化，所 以不會(huì)導(dǎo)致裝置的大型化和消耗電功率的增大，能夠用低成本維持等 離子體密度，提高均勻性。圖11是表示從載置臺(tái)面到鐘罩141內(nèi)的頂板部的高度H1與蝕刻 均勻性的關(guān)系的一個(gè)例子。如該圖11中所例示的那樣，直到Hl為 210mm蝕刻均勻性大致恒定，但是當(dāng)超過(guò)250mm時(shí)蝕刻均勻性降低很 多。因此，在本實(shí)施方式的情形中，如上所述，作為一個(gè)例子，使 m=209mm，得到良好的蝕刻均勻性。此外，在本實(shí)施方式中，削減線圈143的巻繞次數(shù)，縮減鐘罩141 的高度，使鐘罩141扁平化，但是腔室10'原封不動(dòng)地使用己有的構(gòu)成。 其理由是因?yàn)椋ǔ?，腔?0'，通過(guò)與其它成膜裝置等的處理裝置共 通地設(shè)計(jì)基座和閘門(mén)閥等的機(jī)構(gòu)，可以降低成本，并且通過(guò)在多種成 膜裝置和蝕刻裝置等的處理裝置中使與對(duì)腔室運(yùn)入運(yùn)出晶片的外部運(yùn) 送機(jī)構(gòu)和負(fù)載鎖定室的連接構(gòu)造共同化，即，通過(guò)腔室與外部運(yùn)送機(jī) 構(gòu)和負(fù)載鎖定室的連接構(gòu)造的標(biāo)準(zhǔn)化，使相互連接多個(gè)處理裝置的多 腔室化變得容易了。換句話說(shuō)，如果根據(jù)本實(shí)施方式的等離子體處理裝置，則能夠通 過(guò)原封不動(dòng)地使用已有的腔室， 一面抑制成本， 一面不損害通用性地，
提高在對(duì)晶片的等離子體處理中的面內(nèi)均勻性。在本實(shí)施方式的等離子體處理裝置中，作為氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)，使用 與上述第一實(shí)施方式相同的機(jī)構(gòu)是優(yōu)選的。圖12表示該構(gòu)成。該圖的 等離子體處理裝置，代替圖9的氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50'，用第一實(shí)施方式的氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)50。其它與圖9同樣地構(gòu)成。此外，即便在本實(shí)施方式中，設(shè)置與第一實(shí)施方式的拆裝機(jī)構(gòu)70同樣的拆裝機(jī)構(gòu)也是優(yōu)選的。 第三實(shí)施方式下面我們說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施方式。該第三實(shí)施方式的特征是作為被處理基板的半導(dǎo)體晶片W的載置構(gòu)造。圖13是表示與本發(fā)明的第三實(shí)施方式有關(guān)的等離子體處理裝置中 的半導(dǎo)體晶片載置構(gòu)造的概略截面圖。在本實(shí)施方式中可以自由裝上 卸下地將罩狀的掩模板170設(shè)置在基座21的上面，構(gòu)成晶片保持部 20"，在該掩模板170的表面上載置晶片W。因?yàn)榘雽?dǎo)體晶片載置構(gòu)造 和腔室轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)造與第二實(shí)施方式相同，所以在圖13中，在與第二實(shí)施 方式的圖IO相同的部件上附加相同的標(biāo)號(hào)，使說(shuō)明簡(jiǎn)略化。掩模板170是由石英(Si02)等的電介質(zhì)構(gòu)成的。該掩模板170 是為了在沒(méi)有載置晶片W的狀態(tài)中進(jìn)行等離子體處理實(shí)施腔室10'內(nèi) 的初始化，和為了防止污染物從基座21飛散到晶片W而設(shè)置的，特 別當(dāng)蝕刻除去硅上的氧化物時(shí)是有效的。如圖14的放大截面圖所例示的那樣，在掩模板170的上面平坦地， 沒(méi)有臺(tái)階差，相同厚度(高度)地形成與載置的晶片W的背面相接的 晶片載置區(qū)域170a和其外側(cè)的周邊區(qū)域170b。作為一個(gè)例子，當(dāng)晶片W的直徑為300mm時(shí)，掩模板170的外 徑，作為一個(gè)例子，為352mm。在基座21和掩模板170中，在與晶片載置區(qū)域170a對(duì)應(yīng)的位置 上，穿過(guò)地設(shè)置插通用于支撐并升降晶片W的3根(圖中只示出2根) 的晶片升降銷31的貫通孔31b和貫通孔170c，通過(guò)該貫通孔31b和貫 通孔170c，晶片升降銷31對(duì)掩模板170的上面可以突出或沒(méi)入。如圖15例示的那樣，在掩模板170的上面的周邊區(qū)域170b中， 以包圍晶片W的外邊緣部的方式，在周方向大致等間隔地配列多個(gè)(在
本實(shí)施方式的情形中為6個(gè))的定位突起171，防止載置在晶片載置區(qū)域170a上的晶片W的位置偏離。如圖14例示的那樣，以使配置在其 內(nèi)側(cè)的晶片W的外周和各個(gè)定位突起171的間隙G為0.5 2mm，希望 為lmm的方式，設(shè)定定位突起171的配列區(qū)域的直徑。該定位突起171的尺寸，高度比晶片W的厚度低是優(yōu)選的，高度 在0.775mm以下，較優(yōu)選在0.7mm以下，更優(yōu)選在0.05~0.3mm以下， 直徑為0.2 5mm。定位突起171的尺寸，作為一個(gè)例子，直徑為2.4mm， 高度為0.3mm，占據(jù)直徑352mm的掩模板170的表面的面積能夠忽視 地小。B卩，掩模板170的表面的周邊區(qū)域170b實(shí)質(zhì)上具有與晶片載置 區(qū)域170a相同的高度，是平坦的。在掩模板170上面的晶片區(qū)載置區(qū)域170a中，從中心部輻射狀地 刻設(shè)通氣槽172，該通氣槽172的端部與插通晶片升降銷31的貫通孔 170c和貫通孔31b連通。而且，當(dāng)將晶片W載置在掩模板170上的晶 片區(qū)載置區(qū)域170a中時(shí)，晶片W的背面和掩模板170之間的氛圍氣 體通過(guò)通氣槽172和貫通孔170c、貫通孔31b迅速地排出到基座21的 背面?zhèn)?。因此，可以防止晶片W成為不穩(wěn)定的浮動(dòng)狀態(tài)發(fā)生位置偏離， 可以進(jìn)行穩(wěn)定并且快速的載置操作。相反地，當(dāng)通過(guò)晶片升降銷31的 向上突起工作，使晶片W從掩模板170上面浮起時(shí)，通過(guò)貫通孔31b、 貫通孔170c和通氣槽172，基座21背面?zhèn)鹊臍怏w流入到在晶片W的 背面?zhèn)龋軌蚍乐咕琖的背面?zhèn)瘸蔀樨?fù)壓產(chǎn)生阻礙浮起的吸附力， 實(shí)現(xiàn)晶片W的快速浮起操作。這里，因?yàn)樵趫D13 圖15例示的掩模板170中，如上所述，沒(méi)有 臺(tái)階差，相同厚度(高度)地平坦地形成與載置的晶片W的背面相接 的晶片載置區(qū)域170a和其外側(cè)的周邊區(qū)域170b，所以當(dāng)形成等離子體 時(shí)掩模板170 (基座21)的上面內(nèi)的阻抗分布在晶片載置區(qū)域170a和 其外側(cè)的周邊區(qū)域170b中成為均勻的。因此，使等離子體密度分布， 在晶片載置區(qū)域170a (晶片W的表面)上和其外側(cè)的周邊區(qū)域170b 中均勻化。解除由阻抗分布的偏離等引起的在晶片W的中心部和周邊 部中蝕刻速度不同等的處理差異，提高在晶片W的整個(gè)面上蝕刻處理 等的等離子體處理的面內(nèi)均勻性。圖16是表示在掩模板170的晶片載置區(qū)域170a中形成用于定位
晶片W的位置的臺(tái)階差的情形中，該臺(tái)階差的高度尺寸Ts (橫軸:單位mm)的值和蝕刻結(jié)果的分散NU (縱軸:單位％，作為對(duì)從1cj的范 圍偏離的測(cè)定結(jié)果的個(gè)數(shù)的全部測(cè)定結(jié)果的百分率，越小越均勻)的 曲線圖。如從該圖16可以看到的那樣，Ts的值越小，蝕刻的零散MP/。也 越小，在Ts-0 (即，如本實(shí)施方式那樣，與晶片載置區(qū)域170a和周邊 區(qū)域170b的沒(méi)有臺(tái)階差的平坦情形相當(dāng))，零散最小，面內(nèi)均勻性最 良好。當(dāng)如本實(shí)施方式那樣，將備有掩模板170的晶片載置構(gòu)造應(yīng)用于 備有與圖10的與第二實(shí)施方式有關(guān)的扁平的鐘罩141的等離子體處理 裝置100'時(shí)，通過(guò)與由該鐘罩141的扁平化產(chǎn)生的等離子體密度分布 的均勻化的相乘效果，能夠期待進(jìn)一步提高面內(nèi)均勻性的效果。又，即便在將備有本實(shí)施方式的掩模板170的晶片載置構(gòu)造應(yīng)用 于備有線圈143的巻繞次數(shù)在7次以上的高度比較高的鐘罩的已有的 等離子體處理裝置的情形中，也能夠得到提高面內(nèi)均勻性的效果。此外，以上說(shuō)明的實(shí)施方式是為了使本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容變得很清 楚，不能夠解釋為本發(fā)明只限定于這種實(shí)施方式，在本發(fā)明的思想范 圍內(nèi)，能夠?qū)嵤┓N種變更。例如，在上述實(shí)施方式中表示了將本發(fā)明應(yīng)用于除去自然氧化膜 的裝置的情形，但是本發(fā)明也可以應(yīng)用于進(jìn)行接觸蝕刻等的其它等離 子體蝕刻裝置，進(jìn)一步，也可以將本發(fā)明應(yīng)用于其它的等離子體處理 裝置。進(jìn)一步，表示了作為被處理體用半導(dǎo)體晶片的例子，但是不限 于此，也可以應(yīng)用于LCD基板等的其它被處理體。進(jìn)一歩，只要不脫離本發(fā)明的范圍，適當(dāng)?shù)亟M合上述實(shí)施方式的 構(gòu)成要素，或者除去一部分上述實(shí)施方式的構(gòu)成要素也都在本發(fā)明的 范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種等離子體處理裝置，對(duì)被處理基板進(jìn)行等離子體處理，其 特征在于，該等離子體處理裝置具備收容被處理體的腔室；具有以與腔室連通的方式設(shè)置在所述腔室上方的由電介質(zhì)構(gòu)成的 鐘罩和線圈狀地巻繞在所述鐘罩的外側(cè)周圍并在所述鐘罩內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)的天線，向著所述鐘罩的內(nèi)側(cè)使等離子體產(chǎn)生的等離子體發(fā)生部;設(shè)置在所述等離子體發(fā)生部和所述腔室之間，將等離子體形成用 的氣體導(dǎo)入由所述等離子體發(fā)生部和所述腔室劃成的處理空間的氣體 導(dǎo)入機(jī)構(gòu)；設(shè)置在所述腔室內(nèi)的支撐被處理體的載置臺(tái)；和 由電介質(zhì)構(gòu)成的覆蓋所述載置臺(tái)并且載置所述被處理體的掩模， 所述掩模形成載置所述被處理體的第一區(qū)域和所述第一區(qū)域的周 圍的第二區(qū)域具有相同高度的構(gòu)成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于 在所述第二區(qū)域中設(shè)置有用于使所述被處理體定位于所述第一區(qū)域的位置中的多個(gè)突起。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于-在所述第一區(qū)域中設(shè)置有使所述被處理體從所述載置臺(tái)浮起用的升降銷貫通的多個(gè)銷孔和與所述銷孔連通的槽圖案。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于 由所述鐘罩的內(nèi)徑D與所述鐘罩的中央部的內(nèi)法線高度H之比D/H表示的扁平率K為1.60~9.25。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于 由所述鐘罩的內(nèi)徑D與從所述鐘罩的中央部的頂板部分到所述載置臺(tái)的距離Hl之比D/H1表示的扁平率Kl為0.90-3.85。
6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述鐘罩呈現(xiàn)出由半徑R1為1600mm 2200mm的頂壁部、圓筒狀 的側(cè)壁部、連接所述頂壁部和所述側(cè)壁部的半徑R2為20mm 40mm的角部構(gòu)成的多半徑圓頂形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種等離子體處理裝置，對(duì)被處理基板進(jìn)行等離子體處理，該等離子體處理裝置具備收容被處理體的腔室；具有以與腔室連通的方式設(shè)置在所述腔室上方的由電介質(zhì)構(gòu)成的鐘罩和線圈狀地卷繞在所述鐘罩的外側(cè)周圍并在所述鐘罩內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)的天線，向著所述鐘罩的內(nèi)側(cè)使等離子體產(chǎn)生的等離子體發(fā)生部；設(shè)置在所述等離子體發(fā)生部和所述腔室之間，將等離子體形成用的氣體導(dǎo)入由所述等離子體發(fā)生部和所述腔室劃成的處理空間的氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)；設(shè)置在所述腔室內(nèi)的支撐被處理體的載置臺(tái)；和由電介質(zhì)構(gòu)成的覆蓋所述載置臺(tái)并且載置所述被處理體的掩模，所述掩模形成載置所述被處理體的第一區(qū)域和所述第一區(qū)域的周圍的第二區(qū)域具有相同高度的構(gòu)成。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK101123178SQ200710153570
公開(kāi)日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2004年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月2日
發(fā)明者島村明典, 森嶋雅人, 釜石貴之 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社