專利名稱：等離子體處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種等離子體處理裝置。
背景技術(shù)：
例j口、曰本凈爭開2002_184761號(hào)7>才艮(專利文獻(xiàn)l) />開 了 一種以往的等離子體處理裝置。該公報(bào)所公開的等離子體處 理裝置包括用于對(duì)晶圓實(shí)施等離子體處理的室、向室供給高頻 電壓的匹配盒、和用于使匹配盒升降的升降驅(qū)動(dòng)裝置。另外， 室和匹配盒是通過使分別與它們相連接的端子互相嵌合而電連 接起來的。
專利文獻(xiàn)l:曰本凈爭開2002-184761號(hào)/>才艮 在上述結(jié)構(gòu)的等離子體處理裝置中，必須縮小為了可靠地 進(jìn)行電連接而互相嵌合的端子間的間隙。于是，由于連接端子 時(shí)的阻力變大，因此連接端子需要較大的力。由此，在該公報(bào) 所公開的等離子體處理裝置中，采用了由滾珠絲杠、導(dǎo)軌、軌、 操作手柄、以及環(huán)狀帶等構(gòu)成的升降驅(qū)動(dòng)裝置。
但是，上述升降驅(qū)動(dòng)裝置存在大型且結(jié)構(gòu)復(fù)雜這樣的問 題。另外，在縮小端子間的間隔時(shí)，接觸部在連接時(shí)可能受到 損壞。

實(shí)用新型內(nèi)容
因此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可以使匹配盒的升 降驅(qū)動(dòng)裝置小型化、并能夠可靠地將室和匹配盒電連接起來的 等離子體處理裝置。
本實(shí)用新型的等離子體處理裝置包括處理容器、匹配盒和流體壓力缸；上述處理容器含有互相面對(duì)的上部電極和下部電 極，對(duì)支承在下部電極上的被處理基板實(shí)施等離子體處理；上 述匹配盒以裝卸自如的狀態(tài)與下部電才及電連4妄，對(duì)下部電極供 給高頻電力；上述流體壓力缸固定在處理容器上，用于將匹配 盒提到能與下部電極相連接的位置。而且，下部電極和匹配盒 由連接于一方的陰端子和連接于另一方的、用于嵌入在陰端子 中的陽端子電連接，陰端子以及陽端子中的至少任 一 方具有覆 蓋用于與另 一方接觸的接觸面的彈性導(dǎo)電體。
如上述結(jié)構(gòu)所示，通過利用彈性導(dǎo)電體覆蓋端子，可以在 陽端子和陰端子之間設(shè)置一定程度的間隙。結(jié)果能夠減小連接 端子彼此時(shí)的阻力，并且能夠防止在連接時(shí)損傷端子。另外， 由于減小了連接時(shí)的阻力，能夠采用小型的流體壓力缸作為匹 配盒的升降驅(qū)動(dòng)裝置。
作為一實(shí)施方式，彈性導(dǎo)電體為波紋構(gòu)造的筒狀構(gòu)件。波 紋發(fā)生彈性變形而使峰部與陰端子的內(nèi)徑表面相接觸，使谷部 與陽端子的外徑表面相接觸，因此即使在陽端子和陰端子之間 設(shè)有一定程度的間隙，也能夠可靠地連接兩者。
優(yōu)選流體壓力缸配置在匹配盒的重心位置的鉛直上方(正 上方)。從而，能夠水平地提起匹配盒，因此能夠進(jìn)一步適當(dāng)?shù)?連接陽端子和陰端子。
作為一實(shí)施方式，流體壓力缸是利用了空氣壓力的氣缸。 除此之外，也可以采用利用了油壓的油壓缸等。
作為一實(shí)施方式，流體壓力缸為雙向式驅(qū)動(dòng)缸。除此之外， 也可以采用使活塞始終向 一側(cè)作用的單向式驅(qū)動(dòng)缸。
采用本實(shí)用新型，使彈性導(dǎo)電體介于下部電極和匹配盒的 連接部分，且采用流體壓力缸作為匹配盒的升降驅(qū)動(dòng)裝置，從 而能夠獲得使裝置整體小型化、并可靠地將下部電極和匹配盒電連接起來的等離子體處理裝置。

圖l是本實(shí)用新型的一實(shí)施方式的等離子體處理裝置的縱 剖視圖。
圖2是圖l的等離子體處理裝置的俯視概略圖。
圖3是下部電極與匹配盒的連接部分的放大圖，是表示連 接前的狀態(tài)的圖。
圖4是下部電極與匹配盒的連接部分的放大圖，是表示連 接狀態(tài)的圖。
圖5是表示流體壓力缸的另 一實(shí)施方式的圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1 ~圖4說明本實(shí)用新型的 一 實(shí)施方式的等離子體 處理裝置ll。另外，圖l是等離子體處理裝置ll的縱剖視圖， 圖2是等離子體處理裝置11的俯視概略圖，圖3以及圖4是下部 電極14與匹配盒21的連接部分的》丈大圖。
首先，參照?qǐng)Dl,等離子體處理裝置11主要包括匹配盒21、 作為流體壓力缸的氣缸31、和在內(nèi)部具有用于進(jìn)行等離子體處 理的處理空間S的作為處理容器的室12。
室12是由導(dǎo)電體形成的圓筒形狀的處理容器，上部電極13 和下部電才及14互相面對(duì)地配置在內(nèi)部。另外，氣體供給源(省 略圖示)和排氣裝置(省略圖示)與室12相連接，該氣體供給 源用于供給處理氣體，該排氣裝置排出多余的處理氣體等而將 處理空間S保持為規(guī)定壓力。另外，處理氣體包括等離子體點(diǎn) 火用氣體(例如、Ar氣體)和晶圓處理用氣體(例如、CFx氣 體)。上部電極13以封閉室12的上部開口的方式配置，借助匹配 盒21與高頻電源(省略圖示)相連接。另外，在上部電極13上 設(shè)有多個(gè)沿厚度方向貫穿的通孔13a,上部電極13也作為向處 理空間S內(nèi)供給處理氣體的噴頭發(fā)揮功能。
下部電才及14與上部電極13面對(duì)地配置在室12的下部區(qū)域 中，借助匹配盒21與高頻電源(省略圖示)相連接。另外，下 部電極14也作為基座(susceptor)發(fā)揮功能，用于將作為被處 理基板的半導(dǎo)體晶圓W支承在下部電極14的上表面上。并且， 用于電連4妻下部電才及14與匹配盒21的RF管15自下部電^ 114的 下表面向匹配盒21延伸。
說明上述結(jié)構(gòu)的等離子體處理裝置ll的動(dòng)作。首先，在下 部電極14的上表面上載置半導(dǎo)體晶圓W，封閉處理空間S。接 下來，自處理氣體供給源(省略圖示)經(jīng)過上部電極13的通孔 13a向處理空間S的內(nèi)部供給處理氣體，并利用排氣裝置(省略 圖示)將處理空間S的內(nèi)部保持為規(guī)定壓力。
接下來，分別對(duì)上部電極13以及下部電極14施加高頻電 力。例如，在對(duì)上部電極13施加60MHz的高頻電力、對(duì)下部電 極14施加2MHz的高頻電力時(shí)，等離子體點(diǎn)火用氣體在處理空 間S的內(nèi)部電離而一皮等離子體化，并在上部電極13與下部電極 14之間產(chǎn)生偏置電位。從而，晶圓處理用氣體被活性化，能夠 對(duì)半導(dǎo)體晶圓W的表面實(shí)施離子蝕刻等等離子體處理。
匹配盒21分別與上部電極13以及下部電極14電連接，用于 供給來自高頻電源(省略圖示)的高頻電力。具體而言，配置 在匹配盒21的上表面上的連接端子22和RF管15是電連接著 的，從而可以向下部電才及14供給高頻電力(省略對(duì)與上部電招^ 13的連接部分的說明)。
該匹配盒21被軌18搬運(yùn)到室12下部，并被氣缸31提起到規(guī)定位置，從而使RF管15和連接端子22電連接。
氣缸31是雙向式驅(qū)動(dòng)缸，包括缸殼體32、活塞33、壓縮機(jī)、 連結(jié)構(gòu)件34和連結(jié)棒34a;上述缸殼體32在內(nèi)部具有第l以及第 2釭體32a、 32b;上述活塞33用于隔離第l以及第2缸體32a、 32b，并在缸殼體32的內(nèi)部進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)；上述壓縮機(jī)(省略 圖示)作為向第l以及第2缸體32a、 32b中供給流體(在本實(shí)施 方式中為"空氣")的流體供給裝置；上述連結(jié)構(gòu)件34配置在 缸殼體32的外部，與利用流體壓力移動(dòng)的構(gòu)件(在本實(shí)施方式 中指"匹配盒21，，)相連結(jié)；上述連結(jié)棒34a貫穿第2缸體32b, 將活塞33和連結(jié)構(gòu)件34連結(jié)起來。另外，可以采用例如靜電卡 盤、電磁鐵等作為連結(jié)構(gòu)件34。
該氣缸31在使第l缸體32a位于上方的狀態(tài)下將缸殼體32 固定于室12的下表面上，并將連結(jié)構(gòu)件34固定在匹配盒21的上 表面上，向第l以及第2缸體32a、 32b中的任意一個(gè)供給壓縮空 氣，從而使活塞33沿鉛直方向上下移動(dòng)。
即、在向第2缸體32b中供給壓縮空氣時(shí)，活塞33被向上推。 結(jié)果，與活塞33相連結(jié)的匹配盒21被向上方提起，從而連接RF 管15和連接端子22。另一方面，在向第l缸體32a中供給壓縮空 氣時(shí)，活塞33被向下推。結(jié)果，與活塞33相連結(jié)的匹配盒21 被向下推，從而RF管15和連接端子22的連接被解除。
接下來，參照?qǐng)D2說明室12與匹配盒21的位置關(guān)系。首先， RF管15自室12的中心向下方延伸。另一方面，氣缸31配置在 偏離室12中心的位置上，且配置在匹配盒21的重心位置G的鉛 直上方。
即、將連結(jié)構(gòu)件3 4固定在匹配盒21的重心位置G的鉛直上 方的位置上而提起，因此能夠水平地提起匹配盒21。結(jié)果，能 夠適當(dāng)?shù)剡B接RF管15和連接端子22。上述結(jié)構(gòu)的氣缸3 1比以往的利用滾珠絲杠等形成的升降
驅(qū)動(dòng)裝置小型且構(gòu)造簡單，但用于提起匹配盒21的力較弱。但 是，通過將RF管15與連接端子22的連接部分設(shè)為如下所述的 結(jié)構(gòu)，能夠適當(dāng)?shù)剡B接兩者。
接下來，參照?qǐng)D3以及圖4詳細(xì)說明R F管15與連接端子2 2 的連接部分。首先，參照?qǐng)D3， RF管15包括接地管16、和配置 在接地管16內(nèi)側(cè)的高頻供電棒17。另一方面，連接端子22包括 接地電位用端子23、和配置在接地電位用端子23內(nèi)側(cè)的高頻電 源端子24。
接地管16是將接地電位用端子23收容在筒形狀的內(nèi)徑表 面中的陰端子，接地電位用端子23是嵌入接地管16的內(nèi)徑表面 中的陽端子。通過將接地管16和接地電位用端子23連接起來， 能夠同時(shí)獲取兩者的接地電位。
同樣，高頻供電棒17是用于收容高頻電源端子24的陰端 子，高頻電源端子24是嵌入高頻供電棒17的內(nèi)徑表面中的陽端 子。通過將高頻供電棒17和高頻電源端子24連接起來，能夠使 下部電極14與高頻電源(省略圖示)相連接。
然后，各陽端子23、 24與陰端子16、 17的接觸面、即、接 地電位用端子23的外徑表面、以及高頻電源端子24的外徑表面 分別被彈性導(dǎo)電體23a、 24a覆蓋。彈性導(dǎo)電體23a是由具有優(yōu) 異的導(dǎo)電性的金屬、例如、鋁、銅等形成的筒狀構(gòu)件。另外， 該彈性導(dǎo)電體2 3 a是被反復(fù)折曲而交替地形成有峰部和谷部的 波紋構(gòu)造，特別是徑向的彈性變形能力增強(qiáng)。另外，由于彈性 導(dǎo)電體24a也是同樣的結(jié)構(gòu)，故省略說明。
通過利用這樣的彈性導(dǎo)電體23a、 24a來覆蓋陽端子23、 24 的外徑表面，即使不使陽端子23、 24的外徑表面與陰端子16、 17的內(nèi)徑表面直接接觸，也能夠?qū)烧唠娺B接起來。具體而言，可以在大于接地電位用端子23的外徑尺寸、且小于彈性導(dǎo)電體 23a的峰部的直徑的范圍內(nèi)任意地設(shè)定接地管16的內(nèi)徑尺寸。 同樣，也可以在大于高頻電源端子24的外徑尺寸、且小于彈性 導(dǎo)電體2 4 a的峰部的直徑的范圍內(nèi)任意地設(shè)定高頻供電棒17的 內(nèi)徑尺寸。
在將上述結(jié)構(gòu)的陽端子23、 24插入陰端子16、 17的內(nèi)徑表 面中時(shí)，彈性導(dǎo)電體23a、 24a發(fā)生彈性變形，其峰部與陰端子 16、 17的內(nèi)徑表面相接觸，谷部與陽端子23、 24的外徑表面相 接觸。從而，即使在陽端子23、 24與陰端子16、 17之間設(shè)有一 定程度的間隙，也能夠可靠地將兩者電連接。另外，圖4為了 清楚地說明陰端子16、 17與彈性導(dǎo)電體23a、 24a的重疊量，而 將兩者重疊地表示。
另外，作為上述結(jié)構(gòu)的結(jié)果，能夠減小在相互連接端子時(shí) 的阻力，并能夠防止端子在連接時(shí)受到損傷。并且，由于減小 了連接時(shí)的阻力，可以采用上述小型的氣缸31作為匹配盒21的 升降驅(qū)動(dòng)裝置。
另外，在上述實(shí)施方式中，說明了將彈性導(dǎo)電體23a、 24a 安裝在作為陽端子的接地電位用端子23以及高頻電源端子24 上的例子，但本實(shí)用新型并不限定于此，也可以利用彈性導(dǎo)電 體覆蓋作為陰端子的接地管16以及高頻供電棒17的內(nèi)徑表面， 還可以將彈性導(dǎo)電體安裝在外徑表面和內(nèi)徑表面雙方上。
另外，在上述實(shí)施方式中，說明了波紋構(gòu)造的彈性導(dǎo)電體 23a、 24a的例子，但是本實(shí)用新型并不限定于此，也可以采用 具有較高彈性變形能力的任意構(gòu)造的彈性導(dǎo)電體。
接下來，參照?qǐng)D5，作為流體壓力缸的另 一實(shí)施方式說明 氣缸41。另外，對(duì)與圖1所示的氣缸31相同的構(gòu)成元件標(biāo)注相 同的參照附圖標(biāo)記，省略詳細(xì)說明。氣缸41是如下的單向式驅(qū)動(dòng)缸在第2缸體32b的內(nèi)部配置 有對(duì)活塞33向第l缸體32a—側(cè)施力的彈性構(gòu)件35(在本實(shí)施方 式中為"螺旋彈簧，，)、來代替使第2缸體32b與壓縮機(jī)相連接。 然后，在使第l缸體32a位于上方、使第2缸體32b位于下方的狀 態(tài)下將氣缸41配置在室12的下表面上。
上述結(jié)構(gòu)的氣缸41在初始狀態(tài)(指"未向第l缸體32a中供 給壓縮空氣的狀態(tài)")下使彈性構(gòu)件35向鉛直上方推活塞33。 結(jié)果，與活塞33相連結(jié)的匹配盒21被向上方推，從而連接RF 管15和連接端子22。另一方面，在向第l缸體32a供給壓縮空氣 時(shí)，逆著彈性構(gòu)件35將活塞33向下方推。其結(jié)果，與活塞33 相連結(jié)的匹配盒21被向下方推，從而RF管15與連接端子22的 連接被解除。
采用上述結(jié)構(gòu)的氣缸41，由于彈性構(gòu)件35始終向第l缸體 32a—側(cè)對(duì)活塞33施力，因此即使因?yàn)閴嚎s機(jī)的故障等導(dǎo)致無 法向第l缸體32a中供給壓縮空氣，RF管15與連接端子22的連 接也不會(huì)被解除。結(jié)果，能夠獲得可靠性更高的等離子體處理 裝置ll。
另外，在上述實(shí)施方式中，作為流體壓力缸說明了氣缸31、 41的例子，但是本實(shí)用新型并不限定于此，可以采用通過利用 流體壓力而使匹配盒21升降的任意結(jié)構(gòu)。例如，也可以采用利 用油來代替空氣的油壓缸。
以上，參照附圖說明了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但是本實(shí) 用新型并不限定于圖示的實(shí)施方式。在與本實(shí)用新型相同的范 圍內(nèi)、或同等的范圍內(nèi)，可以對(duì)圖示的實(shí)施方式添加各種修正、 變形。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本實(shí)用新型可以有利地利用于等離子體處理裝置中。
權(quán)利要求1.一種等離子體處理裝置，其特征在于，該等離子體處理裝置包括處理容器，其含有互相面對(duì)的上部電極和下部電極，對(duì)支承在上述下部電極上的被處理基板實(shí)施等離子體處理；匹配盒，其以相對(duì)于上述下部電極裝卸自如的狀態(tài)與上述下部電極電連接，對(duì)上述下部電極供給高頻電力；流體壓力缸，其固定在上述處理容器上，用于將上述匹配盒提起到能與上述下部電極相連接的位置；上述下部電極和上述匹配盒由連接于一方的陰端子和連接于另一方的、用于嵌入上述陰端子中的陽端子電連接；上述陰端子和上述陽端子中的至少任一方具有覆蓋用于與另一方接觸的接觸面的彈性導(dǎo)電體。
2. 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， 上述彈性導(dǎo)電體是波紋構(gòu)造的筒狀構(gòu)件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其特征在于，上述流體壓力缸配置在上述匹配盒的重心位置的鉛直上方。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 上述流體壓力缸是利用空氣壓力的氣缸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 上述流體壓力釭是^又向式驅(qū)動(dòng)缸。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種等離子體處理裝置。其能使匹配盒的升降驅(qū)動(dòng)裝置小型化，并可靠地電連接室和匹配盒。其中，該等離子體處理裝置包括室(12)、匹配盒(21)和氣缸(31)；該室(12)在內(nèi)部含有上部電極(13)和下部電極(14)；該匹配盒(21)以裝卸自如的狀態(tài)與下部電極(14)電連接，對(duì)下部電極(14)供給高頻電力；該氣缸(31)固定在室(12)上，提起匹配盒(21)直到能與下部電極(14)相連接的位置。而且，下部電極(14)和匹配盒(21)由與一方連接的筒狀的陰端子和與另一方連接而嵌入陰端子的內(nèi)徑表面中的陽端子電連接，至少陰端子以及陽端子中的任一方具有覆蓋用于與另一方接觸的接觸面的彈性導(dǎo)電體。
文檔編號(hào)H01L21/02GK201387866SQ20092000636
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者武藤慎司 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社