專利名稱：等離子體處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及干腐蝕、噴鍍、等離子體CVD等的等離子體處理方法及裝置，尤其涉及高頻感應(yīng)方式的等離子體處理方法及裝置。
近年來，對(duì)應(yīng)半導(dǎo)體元件的微小化，在干腐蝕技術(shù)中，為了實(shí)現(xiàn)縱橫比的加工等，并且在等離子體CVD技術(shù)中，為了實(shí)現(xiàn)高縱橫比的埋置，尋求在更高真空中，進(jìn)行等離子體處理。
例如，在干腐蝕的情況下，當(dāng)在高真空中，產(chǎn)生高密度等離子體時(shí)，在基片表面形成的離子層中，由于離子與中性氣體粒子等沖撞的概率變小，離子的方向性一致朝著基片，并且，由于電離度高，到達(dá)基片的離子對(duì)中性游離基的入射粒子束的比變大。因此，蝕刻的各向異性被提高，高縱橫比的加工成為可能。
還有，在等離子體CVD的情況下，當(dāng)在高真空中，產(chǎn)生高密度等離子體時(shí)，通過離子的噴濺效果，得到微小圖形的埋置平坦化的作用，使高縱橫比的埋置成為可能。
作為在高真空中可產(chǎn)生高密度等離子體的等離子體處理裝置，建議采用幾種方式。圖22是裝有輪輻形天線式等離子體源的等離子體處理裝置的剖面圖。在圖22中，在真空室1內(nèi)，通過由氣體供給單元2導(dǎo)入規(guī)定的氣體邊由泵3進(jìn)行排氣，在保持真空室1內(nèi)規(guī)定的壓力的同時(shí)，在通過天線用高頻電源4，向電介體9上的輻輪形電線5提供500MHz的高頻電力時(shí)，在真空室1內(nèi)產(chǎn)生等離子體，對(duì)于在電極6上載置的基片7，可進(jìn)行腐蝕、沉積、表面改質(zhì)等的等離子體處理。這時(shí)，如圖2所示，通過電極用高頻電源8也向電極6提供高頻電力，能夠控制到達(dá)基片7的離子能量。還有，關(guān)于該種方式，在S.SamuKawa et al.,“NewUltra-High-Frequency Plasma Source For Large-Scale EtchingProcesses”,Jpn.J.Appl.Phys.,Vol.34,Pt.1,No.12B(1995)中詳細(xì)敘述。
圖23是本發(fā)明人曾建議的螺旋天線式等離子體處理裝置的立體圖。在圖23中，在真空室1內(nèi)，由氣體供給單元2導(dǎo)入規(guī)定的氣體，通過泵3進(jìn)行排氣，在保持真空室1內(nèi)的規(guī)定的壓力的同時(shí)，通過由天線用高頻電源4，向載置在電介體9上的螺旋天線5提供100MHz的高頻電力，在真空室1內(nèi)產(chǎn)生等離子體對(duì)載置在電極6上的基片7，可進(jìn)行腐蝕、沉積、表面改質(zhì)等的等離子體處理。另外，設(shè)置為了向電極6提供高頻電力的電極用高頻電源8，能夠控制到達(dá)基片7的離子能量。
但是，圖22及圖23所示出的以往的方式，由于在電介體9上大量地沉積反應(yīng)生成物，存在粉塵的產(chǎn)生、維護(hù)周期低的問題。另外，還存在真空室1內(nèi)的氣氛不穩(wěn)定，缺乏等離子體處理的再現(xiàn)性。下面對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)說明。
在等離子體CVD的場(chǎng)合，在基片7上沉積薄膜的過程中，在電介體9上也沉積同樣的薄膜。在干腐蝕的情況下，也存在腐蝕反應(yīng)和氣相反應(yīng)生成的物質(zhì)在電介體9上薄膜化的問題。伴隨再次處理，這樣的沉積膜增加膜厚度，當(dāng)膜厚度超過膜應(yīng)力時(shí)，產(chǎn)生剝落，成為粉塵降落到基片7上。在圖22及圖23所示出的以往的方式，由于僅處理過的少數(shù)基片7產(chǎn)生粉塵，提高了將電介體9用純水或乙醇等洗凈(維護(hù))的頻度。
并且，當(dāng)再次處理時(shí)，由于所述的沉積膜的膜厚變化，游離基的吸附率變化，真空室1內(nèi)的氣氛變化，即，各種反應(yīng)的分壓變化，惡化了等離子體處理的再現(xiàn)性。以由于沖撞電介體9的高能離子的加熱，使電介體9的溫度升高，也引起游離基的吸附率的變化。
感應(yīng)耦合型的等離子處理裝置是已經(jīng)實(shí)現(xiàn)可解決上述問題的等離子處理方法及裝置。下面，用圖24～25及圖21詳細(xì)說明。圖24是裝置的立體圖，圖25是裝置的剖面圖，圖21是平面狀加熱器的詳細(xì)的俯視圖。在圖24及圖25中，在真空室1內(nèi)，由氣體供給單元2導(dǎo)入規(guī)定的氣體，用泵3進(jìn)行排氣，在保持真空室1內(nèi)規(guī)定的壓力的同時(shí)，當(dāng)由放電線圈用高頻電源4向平面螺旋形放電線圈21提供高頻電力時(shí)，在真空室1內(nèi)產(chǎn)生等離子體，對(duì)電極6上載置的基片7，可進(jìn)行腐蝕、沉積、表面改質(zhì)等的等離子處理。這時(shí)，如圖24及圖25所示，通過電極用高頻電源8也向電極6提供高頻電力，能夠控制到達(dá)基片7的離子能量。在電介體9上設(shè)置的壓接式熱電偶10和平面加熱器411連接加熱器用溫調(diào)器12，可將電介體9調(diào)到希望的溫度。在平面狀加熱器411和平面螺旋形放電線圈21之間，設(shè)置隔熱材料13，使平面螺旋形放電線圈21不過熱。如圖21所示，平面狀加熱器411的發(fā)熱體400由于向線圈21提供高頻電力可透過產(chǎn)生的電磁波，在電介體的表面中，由于平面狀加熱器411的發(fā)熱體400被屏蔽，電磁波不能透過的部分為電介體的表面的全面積的40％以下。而且，設(shè)置具有區(qū)域?qū)蛹訜崞?2的內(nèi)室16，不僅電介體9，還有接觸等離子體的部分大部分可加熱那樣的結(jié)構(gòu)。
使用該裝置，當(dāng)氣體種類及其流量、壓力、施加給平面螺旋形放電線圈的高頻功率、電極附加高頻功率分別在C4F8/H2=50/15sccm、10mTorr、1000w、300w條件下，帶硅氧化膜的基片多數(shù)被腐蝕時(shí)，在沒有平面狀加熱器411的情況，伴隨再次處理，電介體9的溫度逐漸上升，與此相反，設(shè)置平面狀加熱器411，在設(shè)定溫度為80℃以上時(shí)，即使再次處理，電介體9的溫度也在設(shè)定溫度±15℃變遷，示出了良好的穩(wěn)定性。在沒有平面狀加熱器411的情況，在處理過的15片的基片7上開始降下許多的粉塵，但是、將設(shè)置有平面狀加熱器411的電介體9設(shè)定為80℃以上時(shí)，即使是在處理過的100片的基片7上，也大部分沒有降下粉塵。另外，沒有平面狀加熱器411時(shí)，對(duì)連續(xù)處理過的15片的腐蝕速度再現(xiàn)性是±8％，而將設(shè)置有平面狀加熱器411的電介體9設(shè)定為80℃以上時(shí)，腐蝕速度再現(xiàn)性是±2％。還有，關(guān)于該技術(shù)，在日本專利特愿平7-297993號(hào)中詳細(xì)敘述。
但是，當(dāng)將圖24～25及21示出的感應(yīng)耦合型等離子體處理裝置中使用那樣的平面狀加熱器應(yīng)用于圖22或圖23示出的天線式等離子體處理裝置時(shí)，在平面狀加熱器的發(fā)熱體中電磁波被吸收，由于感應(yīng)加熱，發(fā)熱體急劇升溫，同時(shí)，與沒有平面狀加熱器時(shí)相比，等離子體密度顯著降低。在這樣的加熱器中，產(chǎn)生大量熱損失的現(xiàn)象，是感應(yīng)耦合型等離子體處理裝置中所見不到的，但是，我們認(rèn)為，電磁波的頻率不同是很重要的。也就是說，對(duì)于在感應(yīng)耦合型等離子體處理裝置中使用13.56MHz的高頻電力，而在輪輻天線等離子體處理裝置中使用500MHz的高頻電力，在螺旋天線式等離子體處理裝置中使用100MHz的高頻電力。
另外使供給感應(yīng)耦合型等離子體處理裝置的線圈的高頻電力的頻率在1～100MHz間變化，通過平面狀加熱器檢查電磁波的吸收，我們知曉，在30MHz以上發(fā)生強(qiáng)烈的吸收。在使用100MHz以上頻率時(shí)，即使輪輻天線式等離子體處理裝置的例子如所知那樣，也容易推測(cè)通過平面狀加熱器的電磁波的吸收是成問題的。
本發(fā)明鑒于上述以往的問題，其目的是提供一種產(chǎn)生粉塵少、維護(hù)頻度低，等離子體處理的再現(xiàn)性優(yōu)越，并且，在加熱器中不產(chǎn)生大量熱損失的等離子處理方法及裝置。
本發(fā)明為達(dá)到上述目的，由以下構(gòu)成。
本發(fā)明提供的第一種等離子體處理方法，是邊向真空室內(nèi)提供氣體，邊由所述真空室內(nèi)排氣，控制所述真空室為規(guī)定的壓力，同時(shí)，由于向天線提供高頻電力，通過電介體向所述真空室內(nèi)輻射電磁波，使所述真空室內(nèi)產(chǎn)生等離子體，等離子體處理，載置在所述真空室內(nèi)的電極上的基片，其特征在于通過導(dǎo)體外皮，在具有由電磁波屏蔽的發(fā)熱體的電阻加熱的加熱器上流過電流，由此，將所述電介體加熱到80℃以上的等離子體處理方法。
本發(fā)明提供的第二種等離子體處理方法，是邊向真空室內(nèi)提供氣體，邊由所述真空室內(nèi)排氣，控制所述真空室內(nèi)為規(guī)定的壓力，同時(shí)，向沿電介板配置的線圈提供高頻電力，由此，使所述真空室內(nèi)產(chǎn)生等離子體，處理在所述真空室內(nèi)的電極上載置的基片，其特征在于通過導(dǎo)體外皮，在具有由電磁波屏蔽的發(fā)熱體的電阻加熱的加熱器上流過電流，由此，將所述電介體加熱到80℃以上的等離子體處理方法。
本發(fā)明提供的上述第一種或第二種等離子體處理方法，其特征在于，所述氣體為，鹵化氫氣體、或是鹵化硼氣體、或是CF4、C4F8等的氟化碳?xì)怏w、或是CHF3、CH2F2等的含氫·碳·氟的氣體。
本發(fā)明提供的上述等離子體處理方法，其特征在于，所述等離子體處理是使用有機(jī)薄膜作為掩膜的腐蝕。
本發(fā)明提供的上述等離子體處理方法，其特征在于，供給所述天線的高頻電力的頻率為30MHz～3GHz。
本發(fā)明提供的上述等離子體處理方法，其特征在于，所述電介體的表面的全面積為Sy，通過所述電介體的表面中所述電阻加熱的加熱器被屏蔽，當(dāng)不能透過所述電磁波部分的面積為Sh時(shí)，Sy×0.6＞Sh。
本發(fā)明提供的上述等離子體處理方法，其特征在于，構(gòu)成所述導(dǎo)體外皮的導(dǎo)體的電阻率為3×10-8Ω·m以下。
本發(fā)明提供的上述等離子體處理方法，其特征在于，構(gòu)成所述導(dǎo)體外皮的導(dǎo)體是金、銀、銅或鋁。
本發(fā)明提供的上述等離子體處理方法，其特征在于，在所述電介體的側(cè)面設(shè)置壓接式熱電偶，邊監(jiān)測(cè)所述電介體的溫度，邊進(jìn)行所述電介體的溫度調(diào)節(jié)。
本發(fā)明提供的第一種等離子體處理裝置，其特征在于包括，向真空室)內(nèi)提供氣體的裝置、和由所述真空室內(nèi)排氣的裝置、和天線、和可向所述天線提供高頻電力的高頻電源、和為載置基片的電極、和為將所述天線輻射的電磁波導(dǎo)入所述真空室內(nèi)的電介體、和通過導(dǎo)體外皮，具有由電磁波屏蔽的發(fā)熱體，為加熱所述電介體的電阻加熱的加熱器和為電流流過所述電阻加熱的加熱器的加熱器用電源。
本發(fā)明提供的第二種等離子體處理裝置，其特征在于包括，向真空室內(nèi)提供氣體的裝置、和由所述真空室內(nèi)排氣的裝置、和為在所述真空室內(nèi)載置基片的電極、和為使所述真空室內(nèi)產(chǎn)生等離子體的線圈、和配置所述線圈的電介板、和向所述線圈提供高頻電力的裝置、和加熱所述電介板的電阻加熱的加熱器和通過導(dǎo)體外皮，具有由電磁波屏蔽的發(fā)熱體，為向所述電阻加熱的加熱器提供電流的加熱器電源。
本發(fā)明提供的上述等離子體處理裝置，其特征在于，供給所述天線的高頻電力的頻率是30MHz～3GHz。
本發(fā)明提供的上述等離子體處理裝置，其特征在于，所述電介體的表面的全面積為Sy，通過所述電介體的表面中所述電阻加熱的加熱器被屏蔽，當(dāng)不能透過所述電磁波部分的面積為Sh時(shí)，Sy×0.6＞Sh。
本發(fā)明提供的上述等離子體處理裝置，其特征在于，構(gòu)成所述導(dǎo)體外皮的導(dǎo)體的電阻率為3×10-8Ω·m以下。
本發(fā)明提供的上述等離子體處理裝置，其特征在于，構(gòu)成所述導(dǎo)體外皮的導(dǎo)體是金、銀、銅、或鋁。
本發(fā)明提供的上述等離子體處理裝置，其特征在于，由于在所述電介體的側(cè)面設(shè)置壓接式熱電偶，可邊監(jiān)測(cè)所述電介體的溫度，邊進(jìn)行所述電介體的溫度調(diào)節(jié)。
本發(fā)明提供的上述第二種等離子體處理方法，其特征在于，通過中心部以外發(fā)熱的加熱器加熱所述電介板，并且通過在所述中心部的法拉第屏蔽，用所述線圈和所述等離子體的靜電連系被減弱的狀態(tài)，用產(chǎn)生等離子體的狀態(tài)，處理所述基片。
本發(fā)明提供的上述第二種等離子體處理方法，其特征在于，向所述電極提供高頻功率。
本發(fā)明提供的上述第二種等離子體處理方法，其特征在于，所謂所述中心部是為了集中所述加熱器的熱，防止其溫度升高，改善所述電介體的均熱性，限制發(fā)熱的部位。
本發(fā)明提供的上述第二種等離子體處理方法，其特征在于，所述中心部是所述電介體的全面積的5～20％。
本發(fā)明提供的上述第二種等離子體處理裝置，其特征在于，所述電阻加熱的加熱器的發(fā)熱體在包括所述電介板的中心附近的大致全范圍內(nèi)，大致均等敷設(shè)，并且，在所述電介板的中心附近的所述發(fā)熱體上，不流過由所述加熱器電源來的電流。
本發(fā)明提供的上述第二種等離子體處理裝置，其特征在于，所述電阻加熱的加熱器的發(fā)熱體在不包括所述電介板的中心附近的大致全范圍，大致均等敷設(shè)，并且，在所述電介板的中心附近敷設(shè)的低電阻導(dǎo)線連接所述電阻加熱的加熱器的所述發(fā)熱體。
本發(fā)明提供的上述第二種等離子體處理裝置，其特征在于，具有向所述電極供給高頻電力的裝置。
本發(fā)明提供的上述第二種等離子體處理裝置，其特征在于，所述線圈的一部分或全部是多重的螺旋形。
本發(fā)明提供的上述第二種等離子體處理裝置，其特征在于，所謂所述中心部是為了集中所述加熱器的熱，防止其溫度升高，改善所述電介體的均熱性，限制發(fā)熱的部位。
本發(fā)明提供的上述第二種等離子體處理裝置，其特征在于，所述中心部是所述電介體的全面積的5～20％。
如按照本發(fā)明的等離子體處理方法，由于是邊向真空室內(nèi)提供氣體，邊由真空室內(nèi)排氣，控制真空室為規(guī)定的壓力，同時(shí)，由于向天線提供高頻電力，通過電介體向真空室內(nèi)輻射電磁波，使真空室內(nèi)產(chǎn)生等離子體，等離子體處理，載置在真空室內(nèi)的電極上的基片，其特征在于通過導(dǎo)體外皮，在由電磁波屏蔽的發(fā)熱體構(gòu)成的電阻加熱的加熱器上流過電流，由于將電介體加熱到80℃以上，向電介體沉積的薄膜的膜厚與不進(jìn)行加熱時(shí)相比，明顯變薄，并且，由于其膜質(zhì)也比低溫時(shí)致密，抑制粉塵的產(chǎn)生，也明顯減少電介體的維護(hù)頻度。另外，再次處理時(shí)，由于沉積膜的膜厚變化小，并且高溫保持電介體的溫度，仍舊維持游離基的低吸附率無大的變化。因此，真空室內(nèi)的氣氛，即各種反應(yīng)的分壓是穩(wěn)定的，能夠進(jìn)行再現(xiàn)性好的等離子體處理。還有，在電阻加熱的加熱器中，由于通過導(dǎo)體外皮，使發(fā)熱體大致被電磁波全屏蔽，幾乎不產(chǎn)生熱損失。
另外，如按照本發(fā)明的等離子體處理裝置，包括，向真空室內(nèi)供給氣體的裝置、和將真空室內(nèi)氣體排出的裝置、和天線、和可向天線提供高頻電力的高頻電源、和為載置基片的電極、和為向真空室內(nèi)導(dǎo)入由天線輻射的電磁波的電介體、和為加熱電介體的電阻加熱的加熱器、和為使電流流過電阻加熱的加熱器的加熱器用電源，電阻加熱的加熱器由于是通過導(dǎo)體外皮，由電磁波屏蔽的發(fā)熱體構(gòu)成，向電介體沉積的薄膜的膜厚與不進(jìn)行加熱時(shí)相比，明顯變薄，并且，由于其膜質(zhì)也比低溫時(shí)致密，使粉塵的產(chǎn)生被抑制，電介體的維護(hù)頻度也明顯減少。另外，再次處理時(shí)，由于沉積膜的膜厚變化小，并且高溫保持電介體的溫度，所以，仍舊維持游離基的低吸附率無大的變化。因此，真空室內(nèi)的氣氛，即各種反應(yīng)的分壓是穩(wěn)定的，能夠進(jìn)行再現(xiàn)性好的等離子體處理。還有，在電阻加熱的加熱器中，由于通過導(dǎo)體外皮，使發(fā)熱體大致被電磁波完全屏蔽，幾乎不產(chǎn)生熱損失。
如按照有關(guān)本發(fā)明的等離子體處理方法，邊向真空室內(nèi)提供氣體，邊由真空室內(nèi)排氣，控制真空室內(nèi)為規(guī)定的壓力，同時(shí)，向沿電介板配置的線圈提供高頻電力，由此，使真空室內(nèi)產(chǎn)生等離子體，處理在真空室內(nèi)的電極上載置的基片，用中心部分以外發(fā)熱的加熱器加熱電介板，并且通過在中心部分的法拉第屏蔽使線圈和等離子體的靜電耦合被削弱的狀態(tài)，用產(chǎn)生等離子體的狀態(tài)，為處理基片，可均熱性良好地加熱電介板，并且，可防止電介板中心附近的噴鍍。
還有，如按照本發(fā)明的等離子體處理裝置，包括向真空室內(nèi)供給氣體的裝置、和將真空室內(nèi)氣體排出的裝置、和為在真空室內(nèi)載置基片的電極、和為使真空室內(nèi)產(chǎn)生等離子體的線圈，和使線圈被配置的電介板、和向線圈提供高頻電力的裝置、和為加熱電介板的電阻加熱的加熱器，和為了向電阻加熱的加熱器提供電流的加熱器電源。由于電阻加熱的加熱器的發(fā)熱體在包括電介板的中心附近的大致全范圍內(nèi)，大致均等敷設(shè)，并且，由于在電介板的中心附近的發(fā)熱體上，不流過由加熱器電源來的電流，可均熱性良好地加熱電介板，且可防止電介板的中心附近的噴鍍。
還有，如按照本發(fā)明的等離子體處理裝置，包括向真空室內(nèi)供給氣體的裝置、和將真空室內(nèi)的氣體排出的裝置、和為在真空室內(nèi)載置基片的電極、和為使真空室內(nèi)產(chǎn)生等離子體的線圈、和使線圈被配置的電介板、和向線圈提供高頻電力的裝置、和為加熱電介板的電阻加熱的加熱器、和為了向電阻加熱的加熱器提供電流的加熱器電源。由于在電阻加熱的加熱器的發(fā)熱體在除了電介板的中心附近之外的大致全范圍內(nèi)，大致均等敷設(shè)，并且，由于在電介板的中心附近敷設(shè)的低電阻導(dǎo)線連接電阻加熱的加熱器的發(fā)熱體，可均熱性良好地加熱電介板，并且可防止電介板的中心附近的噴鍍。
還有，在這些裝置中，如果線圈的一部分或是全部是多重的螺旋形的話，由于螺旋形線圈的感應(yīng)系數(shù)極小，能夠提供耦合特性好的等離子體處理裝置。關(guān)于多重的螺旋形線圈的效果，在T.Okumura and I.Nakayama,“New inductively coupled plasma source using a multispiralCoil”,Rev.Sci.Instrum.66(11),1995中詳細(xì)敘述。
有關(guān)本發(fā)明的上述和其他目的與特征，通過以下結(jié)合附圖所說明的理想實(shí)施例，將會(huì)更清楚。
下面簡(jiǎn)要說明附圖。


圖1是表示本發(fā)明在實(shí)施例1中使用的等離子體處理裝置的概略構(gòu)成的立體圖。
圖2是表示在圖1的本發(fā)明的實(shí)施例1中使用的等離子體處理裝置構(gòu)成的剖視圖。
圖3是表示在圖1的本發(fā)明的實(shí)施例1中使用的電阻加熱的加熱器構(gòu)成的俯視圖。
圖4是表示在圖1的本發(fā)明的實(shí)施例1中使用的電阻加熱的加熱器構(gòu)成的的放大剖視圖。
圖5是表示在本發(fā)明的實(shí)施例1中測(cè)量沉積電介體的沉積膜的膜厚結(jié)果曲線圖。
圖6是表示在本發(fā)明實(shí)施例2中的等離子體處理裝置構(gòu)成的剖視圖。
圖7是表示上述實(shí)施例的變換例的隔熱材料上螺旋狀導(dǎo)體外皮的俯視圖。
圖8是圖7的A-A剖視圖。
圖9是表示在圖7的電介體中心部B范圍發(fā)熱體內(nèi)端部的放大立體圖。
圖10是圖7的變換例對(duì)應(yīng)圖4的放大剖面圖。
圖11是表示上述實(shí)施例的其他變換例的絕熱材料上螺旋狀導(dǎo)體外皮的俯視圖。
圖12是表示在圖11的電介體中心部C部分的發(fā)熱體內(nèi)端部的放大立體圖。
圖13是表示包括有關(guān)圖7的變換例螺旋狀導(dǎo)體外皮并且有關(guān)腐蝕處理用的本發(fā)明實(shí)施例3的等離子體處理裝置構(gòu)成的剖視圖。
圖14是在本發(fā)明的實(shí)施例3中使用的構(gòu)成電阻加熱的加熱器的發(fā)熱體的俯視圖。
圖15是在本發(fā)明的實(shí)施例4中使用的構(gòu)成電阻加熱的加熱器的發(fā)熱體及低電阻導(dǎo)線的俯視圖。
圖16是在本發(fā)明的實(shí)施例5中使用的構(gòu)成電阻加熱的加熱器的發(fā)熱體及低電阻導(dǎo)線的俯視圖。
圖17是表示在本發(fā)明的其他實(shí)施例中使用的構(gòu)成等離子體處理裝置的圖。
圖18是表示在本發(fā)明的又一其他實(shí)施例中使用的構(gòu)成等離子體處理裝置的圖。
圖19是表示在本發(fā)明的實(shí)施例及已有實(shí)施例中使用的構(gòu)成等離子體處理裝置的剖視圖。
圖20是在本發(fā)明的實(shí)施例及已有實(shí)施例中使用的線圈的俯視圖。
圖21是在已有實(shí)施例中使用的構(gòu)成電阻加熱的加熱器的發(fā)熱體的俯視圖。
圖22是表示已有實(shí)施例的等離子體處理裝置概略構(gòu)成的立體圖。
圖23是表示已有實(shí)施例的等離子體處理裝置概略構(gòu)成的立體圖。
圖24是表示已有實(shí)施例使用的等離子體處理裝置構(gòu)成的立體圖。
圖25是表示已有實(shí)施例使用的等離子體處理裝置構(gòu)成的剖面圖。
在說明本發(fā)明之時(shí)，將附圖中相同部件賦于相同的參照符號(hào)。
以下，參照?qǐng)D1～圖5，詳細(xì)說明本發(fā)明中的實(shí)施例1。
圖1～圖4表示在本發(fā)明的實(shí)施例1中使用的等離子體處理裝置的構(gòu)成圖。圖1是所述等離子體處理裝置的立體圖，圖2是所述等離子體處理裝置的剖視圖，圖3是所述等離子體處理裝置的電阻加熱的加熱器的詳細(xì)的俯視圖。在圖1及圖2中，邊由氣體供給單元2向真空室1內(nèi)導(dǎo)入規(guī)定的氣體，邊通過泵3進(jìn)行排氣，在真空室1內(nèi)保持規(guī)定的壓力的同時(shí)，通過天線用高頻電源4向螺旋天線5施加高頻電力，在真空室1內(nèi)產(chǎn)生等離子體，可對(duì)載置在電極6上的基片7進(jìn)行腐蝕、沉積，或是表面改質(zhì)等的等離子體處理。這時(shí)，如圖1及圖2所示那樣，通過電極用高頻電源8也向電極6供給高頻電力，能夠控制到達(dá)基片7的離子能量。在電介體9上設(shè)置的壓接式熱電偶10和電阻加熱的加熱器11連接作為在所述電阻加熱的加熱器上流過電流的加熱器用電源的一例加熱器用溫調(diào)器12，控制流過所述電阻加熱的加熱器的電流，可調(diào)節(jié)電介體9到希望的溫度。在電阻加熱的加熱器11和螺旋天線5之間設(shè)置隔熱材料13，使螺旋天線5不過熱，并且，在電阻加熱的加熱器11和電介體9之間設(shè)置隔熱材料14，可均熱性良好地加熱電介體9。
如圖3所示，所述電介體的表面的全面積為Sy，通過所述電介體的表面中所述電阻加熱的加熱器被屏蔽，當(dāng)不能透過所述電磁波部分的面積為Sh時(shí)，按成立的關(guān)系式Sy×0.6＞Sh構(gòu)成。如按這樣構(gòu)成，由螺旋天線5輻射的電磁波，由于在真空室1內(nèi)充分透過，維持放電是可能的。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，不滿足上式時(shí)，放電不穩(wěn)定，產(chǎn)生高頻反射功率，嚴(yán)重時(shí)不能維持放電。而且，如圖2所示，由以下構(gòu)成，具有區(qū)域?qū)蛹訜崞?2的內(nèi)室16，不僅電介體9，而且由可加熱接觸等離子體部分的大部分。
圖4是電阻加熱的加熱器11的詳細(xì)的剖視圖。如圖4所示，電阻加熱的加熱器11通過導(dǎo)體外皮17，在由電磁波屏蔽的發(fā)熱體18上流過電流，由此，可加熱電介體9。還有，導(dǎo)體外皮17是在不銹鋼19的表面鍍銀，使所謂發(fā)熱體18用絕緣材料20電絕緣。鍍銀的厚度是50μm，對(duì)100MHz電磁波的銀表面深度(skin depth)約7μm，為了使由螺旋天線5輻射的電磁波，不能進(jìn)入鍍銀的內(nèi)側(cè)，鍍銀應(yīng)有足夠的厚度。
這里，當(dāng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)侵入導(dǎo)體時(shí)，其值為1/e(e是自然對(duì)數(shù)的底=2.7)的深度稱為[表面深度]。表面深度δ，當(dāng)電磁波的頻率為f，導(dǎo)體的透磁率為μ，導(dǎo)電率為σ時(shí)，用公式δ=1/πfμσ]]>表示。例如，導(dǎo)體是銀時(shí)，考慮f=100MHz時(shí)，由于μ=4π×10-7[H/m]、σ=6.1×107[Ω-1/m],δ=6.4×10-6[m]=6.4[μm]。
由此，導(dǎo)體外皮17的厚度，由于在表面深度以上為好，加厚表面深度比6.4μm更厚時(shí)，對(duì)100MHz的電磁波的銀最好表面深度的約為7μm。
作為1例，使電介體9的溫度在25℃～200℃之間變化，在各種氣體及其流量、壓力、向螺旋天線5供給的高頻電力，供給電極6的高頻功率分別為C4F8/H2=50/15sccm、10mTorr、1000w、300w這種條件下，當(dāng)用5分鐘腐蝕帶有硅氧化膜的基片7時(shí)的測(cè)定沉積在電介體9上的沉積膜的膜厚結(jié)果，如圖5所示。從圖5中可以看出，電介體9的溫度越高，向電介體9沉積的薄膜的膜厚越薄，特別是將溫度設(shè)定在80℃以上時(shí)，向電介體9沉積的薄膜的膜厚明顯變薄。還有，在與上述腐蝕條件同樣的條件下，許多腐蝕過的帶硅氧化膜基片7，沒有電阻加熱的加熱器11的情況，隨著再次處理電介體9的溫度慢慢升高，與此相反、設(shè)置電阻加熱的加熱器11，設(shè)定溫度為80℃以上的情況是即使再次處理，電介體9的溫度也在設(shè)定溫度的±15℃內(nèi)變化，表示出良好的穩(wěn)定性。在沒有電阻加熱的加熱器11的情況下，在處理過的15片的基片7上開始降下了許多的粉塵，在設(shè)置電阻加熱的加熱器11，電介體9的溫度設(shè)定在80℃以上的情況是，即使是處理100片，在基片7上也大致沒有降下粉塵。另外，沒有電阻加熱的加熱器11時(shí)，連續(xù)處理過15片腐蝕速度再現(xiàn)性是±8％，對(duì)應(yīng)于此，設(shè)置電阻加熱的加熱器11，將電介體9設(shè)定為80℃時(shí)，腐蝕速度再現(xiàn)性是±2％。但是，腐蝕速度再現(xiàn)性是按照下式計(jì)算的。
{[(腐蝕速度的最大值)-(腐蝕速度的最小值)]/(腐蝕速度的平均值)}×50還有，腐蝕硅氧化膜或是硅氮化膜的等離子體處理方法的情況是通過將電介板加熱150℃以上，除了上述作用之外，由于向CF、CF2等的CF系游離基的電介板的吸附率明顯降低，促進(jìn)向襯底多晶硅上沉積CF系聚合物，得到提高硅氧化膜或硅氮化膜/多晶硅的腐蝕選擇比的作用。
另外，通過電阻加熱的加熱器11檢查有關(guān)電磁波的吸收，在電阻加熱的加熱器11的發(fā)熱體18中的電磁波被吸收，通過感應(yīng)加熱使發(fā)熱體18急劇升溫，與沒有電阻加熱的加熱器11時(shí)相比，等離子體密度明顯降低，沒有發(fā)現(xiàn)在電阻加熱的加熱器11中發(fā)生大量熱損失的現(xiàn)象。這是由于通過電阻加熱的加熱器11的導(dǎo)體外皮(鍍銀)17，發(fā)熱體18由電磁波大致完全屏蔽。
這樣，當(dāng)將電介體加熱到80℃以上時(shí)，向電介體9沉積的薄膜的膜厚與不進(jìn)行加熱時(shí)相比較，明顯變薄，并且，由于其膜質(zhì)也比低溫時(shí)致密，使粉塵的發(fā)生被抑制。顯著減少電介體9的維護(hù)頻度。還有，再次處理時(shí)，沉積膜的膜厚變化小，并且，由于高溫保持電介體9的溫度，游離基的吸附率維持原低吸附率，沒有大的變化。因此，真空室1內(nèi)的氣氛，即各種反應(yīng)的分壓是穩(wěn)定的，能夠進(jìn)行再現(xiàn)性好的等離子體處理。
還有，電介體9的表面的全面積為Sy，通過所述電介體9的表面中的電阻加熱的加熱器11被屏蔽，當(dāng)不能透過電磁波部分的面積為Sh時(shí)，當(dāng)存在Sy×0.6＞Sh的關(guān)系時(shí)，由螺旋天線5輻射的電磁波，由于充分透過真空室1內(nèi)，可維持放電。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，不滿足上式時(shí)，放電不穩(wěn)定，存在產(chǎn)生高頻反射功率的問題，嚴(yán)重時(shí)不能維持放電。
還有，當(dāng)通過在電介體9的側(cè)面設(shè)置壓接式熱電偶10，監(jiān)測(cè)電介體9的溫度，同時(shí)進(jìn)行電介體9的溫度調(diào)節(jié)時(shí)，由于高頻噪聲的影響變小，難以產(chǎn)生誤動(dòng)作，可溫度調(diào)節(jié)，同時(shí)，壓接式熱電偶10溫度響應(yīng)性能良好，使正確的溫度調(diào)節(jié)成為可能。
在以上敘述過的本發(fā)明實(shí)施例1中，說明了供給螺旋天線的高頻電力的頻率為100MHz時(shí)的情況，但是頻率不僅限于此，在30MHz～3GHz的頻率中，特別是本發(fā)明的等離子體處理方法及裝置是有效的。天線的形狀也不僅限于螺旋天線，使用圖25示出的輪輻天線等其他的天線的等離子體處理方法及裝置也能夠適用本發(fā)明。
還有，在以上敘述過的本發(fā)明實(shí)施例1中，說明了關(guān)于使用平面狀電介體及平面狀電阻加熱的加熱器的例子，但是不僅限于電介體及電阻加熱的加熱器的形式，當(dāng)然也適用于使用如圖6所示的穹面形狀電介體9以及穹面形狀電阻加熱的加熱器11等的各種形式的本發(fā)明。還有，在圖6所示的實(shí)施例2中，由以下構(gòu)成，不使用內(nèi)室，在真空室1上嵌入加熱器，接合電介體9的加熱，可加熱接觸等離子體部分的大部分。
還有，在上述的本發(fā)明的實(shí)施例1、實(shí)施例2中，說明了關(guān)于使用C4F8以及H2腐蝕硅氧化膜的例子，但是本發(fā)明當(dāng)然也能夠適用于鋁合金、多晶硅、Polycide、鉑、或是強(qiáng)電介體等的腐蝕，或是硅氧化膜、或是硅氮化膜等的沉積(CVD)。特別是，當(dāng)氣體是鹵化氫氣體、或是鹵化硼氣體，或是CF4、C4F8等的氟化碳?xì)怏w，或是CHF3，或是CH2F2等的含有氫、碳、氟的氣體時(shí)，在不使用電阻加熱的加熱器時(shí)，在電介體上快速沉積聚合物等的薄膜，但是通過使用本發(fā)明，能夠明顯減慢向電介體的薄膜的沉積速度。還有，在等離子體處理是使用作為屏蔽的有機(jī)薄膜的腐蝕時(shí)，也能夠明顯減慢在腐蝕的過程中，含有由屏蔽材料產(chǎn)生的碳反應(yīng)生成物在電介體上沉積的速度。
還有，在上述的本發(fā)明的第實(shí)施例1、2中，說明了關(guān)于使用的銀作為導(dǎo)體外皮的情況，但是如果構(gòu)成導(dǎo)體外皮的導(dǎo)體的電阻率為3×10-8Ω·m以下，吸收電阻加熱的加熱器的發(fā)熱體中的電磁波，在由感應(yīng)加熱的發(fā)熱體急劇升溫的同時(shí)，與無電阻加熱的加熱器時(shí)相比，明顯降低了等離子體密度，能夠防止在加熱器中產(chǎn)生大量熱損失的現(xiàn)象。特別是作為導(dǎo)體外皮，金、銀等的電阻率小，并且，通過將容易電鍍處理的金屬，市場(chǎng)上銷售的鎧裝式加熱器的不銹鋼制外皮用電鍍處理包覆，能夠構(gòu)成價(jià)廉的電阻加熱的加熱器。還有，是用市場(chǎng)銷售的鎧裝式加熱器那樣電阻率較大的金屬(不銹鋼等)構(gòu)成的外皮的表面，不是包覆電阻率為3×10-8Ω·m以下的金屬，而是制作具有用銅、鋁等電阻率小，且價(jià)廉的金屬構(gòu)成的外皮的加熱器，由此，能夠構(gòu)成價(jià)廉的電阻加熱器。
還有，在圖7中作為上述實(shí)施例的變換例，通過導(dǎo)體外皮17由電磁波屏蔽的發(fā)熱體18為螺旋狀配置，并且表示到電介體9的中心部分為止敷設(shè)發(fā)熱體18的情況。圖8是圖7的A-A剖視圖，是在導(dǎo)體外皮17的絕緣材料20內(nèi)配置2根發(fā)熱體18。還有，圖9表示在電介體9的中心部B區(qū)域的導(dǎo)體外皮17的內(nèi)端部的放大立體圖，表示在導(dǎo)體外皮17的內(nèi)端部?jī)?nèi)，發(fā)熱體18呈U字狀彎回。圖10是該變換例中，對(duì)應(yīng)圖4的圖。
還有，在圖11中，作為上述實(shí)施例的另一變換例，通過導(dǎo)體外皮17由電磁波屏蔽的發(fā)熱體18為螺旋狀配置，且導(dǎo)體外皮17敷設(shè)到電介體9的中心部，并且表示發(fā)熱體18除了在電介體9的中心部的導(dǎo)體外皮17的內(nèi)端部附近之外大致全范圍內(nèi)敷設(shè)的情況。圖12是在圖11的電介體9的中心部的C表示部分的導(dǎo)體外皮17的內(nèi)端部的放大立體圖，發(fā)熱體18沒有配置到導(dǎo)體外皮17的前端，導(dǎo)體外皮17的前端部分沒有發(fā)熱體18，僅僅是導(dǎo)體外皮17。
如按照上述2個(gè)變換例，用中心部以外發(fā)熱的加熱器加熱電介板，并且在中心部通過法拉第屏蔽，由于用線圈和等離子體的靜電連系被減弱的狀態(tài)，用產(chǎn)生等離子體的狀態(tài)，處理基片，可均熱性良好地加熱電介板，可防止電介板中心附近的噴鍍。
而且，圖13表示包括關(guān)于圖7的變換例的螺旋狀的導(dǎo)體外皮，且關(guān)于腐蝕用的本發(fā)明的實(shí)施例3～5的任何等離子體處理裝置的構(gòu)成的剖視圖。在下面的實(shí)施例3中將詳細(xì)說明該等離子體處理裝置。
在說明實(shí)施例3～5的裝置構(gòu)成之前，首先，說明關(guān)于實(shí)施例3特有的以往的技術(shù)。在圖18～圖21示出的以往的方式中，由于發(fā)熱體除了電介板的中心部的大致全范圍，大致均等敷設(shè)，在電介板的中心部法拉第屏蔽效果不起作用，使電介板的中心部的真空側(cè)被噴鍍，電介板的壽命短，存在由構(gòu)成電介板的物質(zhì)造成污染基片的問題。
為了回避該問題，即使在包括電介板的中心部的大致全范圍內(nèi)大致均等敷設(shè)發(fā)熱體，由于電介板中心部的溫度與其他部分相比為高溫，產(chǎn)生破壞加熱均一性這樣的問題。
因此，關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例3～5的等離子體處理方法及裝置，鑒于上述問題，其目的在于提供可均熱性良好地加熱電介板，且可防止電介板中心部的噴鍍的等離子體處理方法及裝置。
下面，說明關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例3～5的等離子體處理方法及裝置。還有，關(guān)于發(fā)熱體110以外的結(jié)構(gòu)，由于與圖19,20的以往的裝置同樣，故省略說明。
下面，參照?qǐng)D14，說明本發(fā)明的實(shí)施例3。
圖14表示在本發(fā)明的實(shí)施例3的等離子體處理裝置中使用的構(gòu)成電阻加熱的加熱器109(對(duì)應(yīng)實(shí)施例1、2的電阻加熱的加熱器11，以下實(shí)施例4、5也同樣)的發(fā)熱體110(對(duì)應(yīng)實(shí)施例1、2的發(fā)熱體18，以下實(shí)施例4、5也同樣)的俯視圖。如圖14所示，發(fā)熱體110在包括電介板105的中心部大致全范圍內(nèi)大致均等敷設(shè)，且配置在電介板105的中心附近的發(fā)熱體110的中心部110a不流過加熱器電源112來的電流。也就是說，發(fā)熱體110中電流的流動(dòng)如圖中箭頭所示，在電介板105的中心附近配置的發(fā)熱體110的中心部110a由于其前端開路，沒有電流通過。因此，發(fā)熱體110的中心部110a在電介板105的中心附近不發(fā)熱。這里，所謂上述發(fā)熱體110的中心部110a是指無散熱場(chǎng)地與其他部分(例如卷曲中心部的周圍部分)相比，即使不多的發(fā)熱，也維持均熱性的部分。換言之，所謂中心部110a，為了改善電介板105的均熱性，防止中央部分的溫度過度上升，使中央部分的發(fā)熱體110不發(fā)熱的部分。
作為一例，在直經(jīng)350mm、厚度25mm的石英電介體105中，以發(fā)熱體110的中心部110a為電介體105的全面積(圓形或矩形等電介體105中對(duì)置于發(fā)熱體110的表面的全面積)的5％時(shí)，在電介體105中，對(duì)應(yīng)上述發(fā)熱體110的中心部110a的部分是210℃，外圍端部是200℃。還有，以發(fā)熱體110的中心部110a為電介體105的全面積的10％時(shí)，對(duì)應(yīng)中心部110a的部分是200℃，外圍端部是200℃。另外，以發(fā)熱體110的中心部110a為電介體105的全面積的20％時(shí)，對(duì)應(yīng)中心部110a的部分是190℃，外圍端部是200℃。因此，作為一例，希望以電介體105的全面積的5～20％，為發(fā)熱體110的中心部110a。
而且，由于使用圖14所示的發(fā)熱體110，即使在電介體105的中心附近，發(fā)熱體110的中心部110a也作為法拉第屏蔽起作用，由于線圈106和等離子體的靜電連系被減弱，能夠防止電介板105的真空側(cè)大量負(fù)帶電，通過等離子體中的正離子向電介板105高速?zèng)_撞，能夠防止電介板105的噴鍍。
還有，在該實(shí)施例3中，具體無圖示，使發(fā)熱體110中心部110a的一部分開路代替作為閉合的其部分，且也可將中心部110a的加熱器的幅度較其他部分充分加大，降低電阻，得到與實(shí)質(zhì)開路同樣的效果。
下面，參照?qǐng)D15，說明本發(fā)明的實(shí)施例4。
圖15表示構(gòu)成在本發(fā)明實(shí)施例4的等離子體裝置中使用的電阻加熱的加熱器109的發(fā)熱體110及低電阻導(dǎo)線111的俯視圖。如圖15所示，發(fā)熱體110代替實(shí)施例3中開路的中心部110a，在對(duì)應(yīng)發(fā)熱體110的中心部110a處，具有較發(fā)熱體110的電阻阻抗低的電阻，例如，包括由銅制成的低電阻導(dǎo)線111。發(fā)熱體110本身，除了電介體105的中心附近大致全范圍內(nèi)，大致均等敷設(shè)，并且，在電介板5的中心附近敷設(shè)的低電阻導(dǎo)線111連接發(fā)熱體110。來自加熱器電源112的電流，如圖中箭頭所示那樣流動(dòng)，由于在電介板105的中心附近敷設(shè)低電阻導(dǎo)線111，在電介板105的中心附近低電阻導(dǎo)線111不發(fā)熱。還有，上述低電阻導(dǎo)線111的電阻，即使流過與在發(fā)熱體110流過、產(chǎn)生熱量同樣的電流，低電阻導(dǎo)線111也完全不會(huì)產(chǎn)生熱，與發(fā)熱體110的發(fā)熱相比，產(chǎn)生的熱量最好是可忽略不計(jì)的程度。低電阻導(dǎo)線的電阻，例如在發(fā)熱體的電阻的70％以下為好。
在上述構(gòu)成的等離子體處理裝置中，為檢查電介板105被均一加熱而進(jìn)行測(cè)定時(shí)，我們得知，在加熱到200℃±5℃時(shí)，均熱性最好。
還有，由于使用了圖15所示的發(fā)熱體110及低電阻導(dǎo)線111，即使在電介體105的中心附近，低電阻導(dǎo)線111也作為法拉第屏蔽起作用，由于線圈106和等離子體的靜電連系被減弱，能夠防止電介板105的真空側(cè)大量負(fù)帶電，通過等離子體中的正離子向電介板105高速?zèng)_撞，能夠防止電介板105的噴鍍。
下面，參照?qǐng)D16及圖19、20，說明有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例5。
圖16表示構(gòu)成在本發(fā)明的實(shí)施例5的等離子體裝置中使用的電阻加熱的加熱器109的發(fā)熱體110及低電阻導(dǎo)線111的俯視圖。如圖16所示，發(fā)熱體110在對(duì)應(yīng)實(shí)施例4的低電阻導(dǎo)線111處，設(shè)置具有比發(fā)熱體110的電阻低的電阻，其前端是開路的低電阻導(dǎo)線11。發(fā)熱體110本身，由以下構(gòu)成。除了電介體105的中心部，大致全范圍內(nèi)，大致均等敷設(shè)，且在電介板105的中心附近的低電阻導(dǎo)線111中不流過來自加熱器電源112的電流。也就是說，如圖中箭頭所表示那樣電流流過發(fā)熱體110，電介板105的中心附近的低電阻導(dǎo)線111由于其前端開路，無電流流過。因此，在電介板105的中心附近，低電阻導(dǎo)線111不發(fā)熱。
在上述構(gòu)成的等離子體處理裝置中，為檢查電介板105被均一加熱而進(jìn)行測(cè)定時(shí)，我們得知，在加熱到200℃±5℃時(shí)，均熱性最好。
還有，由于使用了圖16所示的發(fā)熱體110及低電阻導(dǎo)線111，即使在電介體105的中心附近，低電阻導(dǎo)線111也作為法拉第屏蔽起作用，由于線圈106和等離子體的靜電連系被減弱，能夠防止電介板105的真空側(cè)大量負(fù)帶電，通過等離子體中的正離子向電介板105高速?zèng)_撞，能夠防止電介板105的噴鍍。
在以上所述的本發(fā)明實(shí)施例3～5中，說明了關(guān)于沿著構(gòu)成真空室101的外壁面載置平面狀多重螺旋形線圈106的情況，當(dāng)然，線圈106的形狀及真空室101、電介板105、線圈106的位置關(guān)系不限于此，也包括圖17、18所示的其他形式，各種形式的高頻感應(yīng)方式的等離子體處理方法及裝置也能夠適用于本發(fā)明。即，圖17中的線圈106表示由非多重的1重平面狀卷成螺旋形構(gòu)成。圖18中的線圈106由非平面狀立體的釣鏡狀線圈106的曲率最好是中央部分的高度為線圈106整體的外經(jīng)的20～30％。
如以上說明的那樣，如按照本發(fā)明的上述實(shí)施例3～5的等離子體處理方法，是邊向真空室101內(nèi)提供氣體，邊由真空室101內(nèi)排氣，控制真空室101內(nèi)為規(guī)定的壓力，同時(shí)，向沿電介板105配置的線圈106提供高頻電力，由此，使真空室101內(nèi)產(chǎn)生等離子體，處理在真空室101內(nèi)的電極107上載置的基片108的等離子體處理方法，其特征是，通過中心部以外發(fā)熱的加熱器110加熱電介板105，并且由于通過在中心部的法拉第屏蔽，以線圈106和等離子體的靜電連系被減弱的狀態(tài)，產(chǎn)生等離子體，處理基片108，因此，可均熱性良好地加熱電介板105，而且，可防止電介板105的中心附近的噴鍍。
另外，如按照本發(fā)明的上述實(shí)施例3～5的等離子體處理裝置，包括向真空室101內(nèi)提供氣體的裝置102、和排出真空室101內(nèi)氣體的裝置3、和為在真空室101內(nèi)載置基片108的電極107、和為使真空室101內(nèi)產(chǎn)生等離子體的線圈106、和配置線圈106的電介板105、和供給線圈106高頻電力的裝置104、和為加熱電介板105的電阻加熱的加熱器109、和為供給電阻加熱的加熱器109電流的加熱器電源112。在該等離子體處理裝置中，由于電阻加熱的加熱器109的發(fā)熱體110在包括電介板105的中心附近的大致全范圍內(nèi)大致均等敷設(shè)，且在電介板105的中心附近的發(fā)熱體110不流過來自加熱器電源112的電流，因此，可均熱性良好地加熱電介板105，并且可防止電介板105的中心部的噴鍍。
還有，如按照本發(fā)明的上述實(shí)施例3～5的等離子體處理裝置，包括向真空室101內(nèi)提供氣體的裝置102、和排出真空室101內(nèi)氣體的裝置103、和為在真空室101內(nèi)載置基片108的電極其107、和為使真空室101內(nèi)產(chǎn)生等離子體的線圈106、和配置線圈106的電介板105、和供給線圈106高頻電力的裝置104、和為加熱電介板105的電阻加熱加熱器109、和為供給電阻加熱的加熱器109電流的加熱器電源112的等離子體處理裝置，在該裝置中，由于電阻加熱的加熱器109的發(fā)熱體110在不包括電介板105的中心附近的大致全范圍內(nèi)大致均等敷設(shè)，且由于在電介板105的中心附近敷設(shè)的低電阻導(dǎo)線111連接電阻加熱的加熱器109的發(fā)熱體110，因此，可均熱性良好地加熱電介板105，并且可防止電介板105的中心附近的噴鍍。
還有，如果線圈106的一部分或全部是多重的螺旋形，由于螺旋形線圈的電感極小，能夠提供耦合特性好的等離子體處理裝置。
包括說明書、權(quán)利要求書、附圖、摘要在1997年7月28日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第9-201272號(hào)及在1997年3月17日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第9-62993號(hào)所公開的文件的全部，作為參考，在這里，全部被采用。
本發(fā)明，邊參照附圖，邊報(bào)導(dǎo)了相關(guān)的理想的實(shí)施例，使作為熟悉該技術(shù)的人可以就本發(fā)明作各種變換和修改。但是這種變換和修改，均應(yīng)被認(rèn)為是在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種等離子體處理方法，是邊向真空室(1)內(nèi)提供氣體，邊由所述真空室內(nèi)排氣，控制所述真空室為規(guī)定的壓力，同時(shí)，由于向天線(5)提供高頻電力，通過電介體(9)向所述真空室內(nèi)輻射電磁波，使所述真空室內(nèi)產(chǎn)生等離子體，等離子體處理載置在所述真空室內(nèi)的電極(6)上的基片(7)，其特征在于通過導(dǎo)體外皮(17)，在具有由電磁波屏蔽的發(fā)熱體(18)的電阻加熱的加熱器(11)上流過電流，由此，將所述電介體加熱到80℃以上的等離子體處理方法。
2．一種等離子體處理方法，是邊向真空室(101)內(nèi)提供氣體，邊由所述真空室內(nèi)排氣，控制所述真空室內(nèi)為規(guī)定的壓力，同時(shí)，向沿電介板(105)配置的線圈(106)提供高頻電力，由此，使所述真空室內(nèi)產(chǎn)生等離子體，處理在所述真空室內(nèi)的電極(107)上載置的基片(108)，其特征在于通過導(dǎo)體外皮(17)，在具有由電磁波屏蔽的發(fā)熱體(18)的電阻加熱的加熱器(11,109)上流過電流，由此，將所述電介體加熱到80℃以上的等離子體處理方法。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述氣體為，鹵化氫氣體、或是鹵化硼氣體、或是CF4、C4F8等的氟化碳?xì)怏w、或是CHF3、CH2F2等的含氫·碳·氟的氣體。
4．根據(jù)權(quán)利要求1至3項(xiàng)任何1項(xiàng)所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述等離子體處理是使用有機(jī)薄膜作為掩膜的腐蝕。
5．根據(jù)權(quán)利要求1至4項(xiàng)任何1項(xiàng)所述的等離子體處理方法，其特征在于，供給所述天線的高頻電力的頻率為30MHz～3GHz。
6．根據(jù)權(quán)利要求1至5項(xiàng)任何1項(xiàng)所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述電介體的表面的全面積為Sy，通過所述電介體的表面中所述電阻加熱的加熱器被屏蔽，當(dāng)不能透過所述電磁波部分的面積為Sh時(shí)，Sy×0.6＞Sh。
7．根據(jù)權(quán)利要求1至6項(xiàng)的任何1項(xiàng)所述的等離子體處理方法，其特征在于，構(gòu)成所述導(dǎo)體外皮的導(dǎo)體的電阻率為3×10-8Ω·m以下。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體處理方法，其特征在于，構(gòu)成所述導(dǎo)體外皮的導(dǎo)體是金、銀、銅或鋁。
9．根據(jù)權(quán)利要求1至8項(xiàng)中的任何1項(xiàng)所述的等離子體處理方法，其特征在于，在所述電介體的側(cè)面設(shè)置壓接式熱電偶(10)，邊監(jiān)測(cè)所述電介體的溫度，一邊進(jìn)行所述電介體的溫度調(diào)節(jié)。
10．一種等離子體處理裝置，其特征在于包括，向真空室(1)內(nèi)提供氣體的裝置(2)、和由所述真空室內(nèi)排氣的裝置(3)、和天線(5)、和可向所述天線提供高頻電力的高頻電源(4)、和為載置基片(7)的電極(6)、和為將所述天線輻射的電磁波導(dǎo)入所述真空室內(nèi)的電介體(9)、和通過導(dǎo)體外皮(17)，具有由電磁波屏蔽的發(fā)熱體(18)，為加熱所述電介體的電阻加熱的加熱器(11)和為電流流過所述電阻加熱的加熱器的加熱器用電源(12)。
11．一種等離子體處理裝置，其特征在于包括，向真空室(101)內(nèi)提供氣體的裝置(102)、和由所述真空室內(nèi)排氣的裝置(103)、和為在所述真空室內(nèi)載置基片(108)的電極(107)、和為使所述真空室內(nèi)產(chǎn)生等離子體的線圈(106)、和配置所述線圈的電介板(105)、和向所述線圈提供高頻電力的裝置(104)、和加熱所述電介板的電阻加熱的加熱器(11,109)和通過導(dǎo)體外皮(17)，具有由電磁波屏蔽的發(fā)熱體(18)，為向所述電阻加熱的加熱器提供電流的加熱器電源(12)。
12．根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的等離子體處理裝置，其特征在于，供給所述天線的高頻電力的頻率是30MHz～3GHz。
13．根據(jù)權(quán)利要求10至12中任何1項(xiàng)所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述電介體的表面的全面積為Sy，通過所述電介體的表面中所述電阻加熱的加熱器被屏蔽，當(dāng)不能透過所述電磁波部分的面積為Sh時(shí)，Sy×0.6＞Sh。
14．根據(jù)權(quán)利要求10至13中任何1項(xiàng)所述的等離子體處理裝置，其特征在于，構(gòu)成所述導(dǎo)體外皮的導(dǎo)體的電阻率為3×10-8Ω·m以下。
15．根據(jù)權(quán)利要求10至14中任何1項(xiàng)所述的等離子體處理裝置，其特征在于，構(gòu)成所述導(dǎo)體外皮的導(dǎo)體是金、銀、銅、或鋁。
16．根據(jù)權(quán)利要求10至15中任何1項(xiàng)所述的等離子體處理裝置，其特征在于，由于在所述電介體的側(cè)面設(shè)置壓接式熱電偶(10)，可邊監(jiān)測(cè)所述電介體的溫度，邊進(jìn)行所述電介體的溫度調(diào)節(jié)。
17．根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子體處理方法，其特征在于，通過中心部(110a,111)以外發(fā)熱的加熱器(109)加熱所述電介板，并且通過在所述中心部的法拉第屏蔽，用所述線圈和所述等離子體的靜電連系被減弱的狀態(tài)，用產(chǎn)生等離子體的狀態(tài)，處理所述基片。
18．根據(jù)權(quán)利要求17所述的等離子體處理方法，其特征在于，向所述電極提供高頻功率。
19．根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的等離子體處理方法，其特征在于，所謂所述中心部是為了集中所述加熱器的熱，防止其溫度升高，改善所述電介體的均熱性，限制發(fā)熱的部位。
20．根據(jù)權(quán)利要求17至19中任何1項(xiàng)所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述中心部是所述電介體的全面積的5～20％。
21．根據(jù)權(quán)利要求11所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述電阻加熱的加熱器的發(fā)熱體(110)在包括所述電介板的中心附近的大致全范圍內(nèi)，大致均等敷設(shè)，并且，在所述電介板的中心附近的所述發(fā)熱體(10a)上，不流過由所述加熱器電源來的電流。
22．根據(jù)權(quán)利要求11所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述電阻加熱的加熱器的發(fā)熱體(110)在不包括所述電介板的中心附近的大致全范圍，大致均等敷設(shè)，并且，在所述電介板的中心附近敷設(shè)的低電阻導(dǎo)線(111)連接所述電阻加熱的加熱器的所述發(fā)熱體。
23．根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的等離子體處理裝置，其特征在于，具有向所述電極供給高頻電力的裝置(113)。
24．根據(jù)權(quán)利要求21至23的任何1項(xiàng)所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述線圈的一部分或全部是多重的螺旋形。
25．根據(jù)權(quán)利要求21至24的任何1項(xiàng)所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所謂所述中心部是為了集中所述加熱器的熱，防止其溫度升高，改善所述電介體的均熱性，限制發(fā)熱的部位。
26．根據(jù)權(quán)利要求21至25的任何1項(xiàng)所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述中心部是所述電介體的全面積的5～20％。
全文摘要
一種等離子體處理方法及裝置包括,邊導(dǎo)入規(guī)定的氣體邊排氣,在保持真空室(1)內(nèi)規(guī)定的壓力的同時(shí),在通過天線用高頻電源(4)向輪輻天線(5),通過電極用高頻電源(8)向電極(6)分別供給高頻電力,使真空室(1)內(nèi)產(chǎn)生等離子體,在對(duì)電極(6)上的基片(7)進(jìn)行腐蝕等的等離子體處理時(shí),通過外皮,由電磁波屏蔽的發(fā)熱體構(gòu)成的電阻加熱的加熱器(11)和設(shè)置在電介體(9)上的壓接式熱電偶(10)連接溫調(diào)器(12),在電阻加熱的加熱器(11)和輪輻天線(5)之間,設(shè)置隔熱材料(13),通過帶有區(qū)域?qū)蛹訜崞?22)的內(nèi)室(16),將真空室內(nèi)加熱到80℃以上。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK1220772SQ9880030
公開日1999年6月23日 申請(qǐng)日期1998年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月17日
發(fā)明者奧村智洋, 中山一郎, 渡邊彰三, 原口秀夫 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社