TW201130389A - Apparatus and method for plasma treatment - Google Patents

Description

201130389 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明’是關於在真空容器的內部具備有用以防止生 成物附著於真空容器內壁之內筒的電漿處理裝置及方法。 【先前技術】 對於在真空容器的內部具備有用以防止生成物附著於 真空容器內壁之內筒的電漿處理裝置（專利文獻1)，作 爲先行技術已被周知。內筒’通常是沿著真空容器之內部 的形狀所形成，例如，真空容器爲圓筒狀的話，內筒也形 成圓筒狀。又，內筒，是能夠更換地設置在真空容器的內 部，在保養維修時，藉由更換內筒本身，就可以簡單地進 行保養維修。作爲內筒的材料者，一般雖爲陶瓷，不過經 氧化鋁處理過表面的鋁亦可。 [先行技術文獻] [專利文獻1] 日本特開2005- 1 9 1 023號公報 【發明內容】 [發明所要解決之問題] 對於具有由經氧化鋁處理過表面的鋁所形成之內筒的 電漿處理裝置，由本發明的發明者等的先見，發現到在將 基板配置於電漿擴散區域，一面抑制由電漿所造成的損傷 並一面進行電漿處理時，會有如以下的問題。對於此等問 題，將參照第1圖（a)〜第1圖（c)來說明。又，第1圖 -5- 201130389 (a)，是具有內筒之電漿CVD裝置的斷面圖；第1圖（b )，是顯示沿著第1圖（a )的A線、B線之電漿電位之剖面 的圖表；第1圖（c )，是顯示沿著第1圖（a )之C線之電 漿電位以及沿著D線之電位之剖面的圖表。 首先，對於第1圖（a)所示之電漿CVD裝置1〇的構成 ，簡單地說明。 電漿CVD裝置10，係具有：由鋁所形成之圓筒形狀的 真空處理室11、及用以封塞真空處理室Π之上部開口部之 由陶瓷所形成的圓盤狀頂板12、及設於真空處理室〗1之內 部，用以支撐由半導體等所形成之基板14的載置台13、以 及設置在：設於真空處理室11之內壁的階差部11 a上，由 經氧化鋁處理過表面的鋁所形成之圓筒狀的內筒15。該內 筒15，爲了保持內筒15本身之熱性的安定狀態，藉由突起 部1 5 a，與階段落差部1 1 a (以下簡稱階差部）以點接觸方 式被支撐著。 又，於真空處理室1 1的下部，中介壓力控制用的閘閥 1 8，接連有渦輪分子泵1 9。真空處理室1 1內部的壓力，係 藉由閘閥18及渦輪分子泵19等而能夠控制。又，電漿CVD 裝置1 0，係於頂板1 2的上部、真空處理室Η之側部，具備 有電漿產生機構、氣體供給機構，不過在此省略該等的圖 示。又，載置台13爲圓筒狀的形狀，其下部爲由真空處理 室11之側壁所支撐的構造，不過在此亦省略其圖示。 於上述構成的電漿CVD裝置1〇中，爲了抑制電漿損傷 (plasma damage ) ’只要將基板1 4配置於與電漿密度較 "6 - 201130389 高的電漿產生區域p之間保持一段距離，電子密度從電漿 產生區域P擴散而減少的電漿擴散區域即可。如此之情形 時，位於真空處理室11之半徑方向之電漿電位的剖面，爲 如第1圖（b )的曲線圖所示。在此，第1圖（a )的A線， 是位於接近電漿產生機構（例如，是入射高頻電磁波的電 漿天線等）之電漿產生區域P中之真空處理室11之半徑方 向的直線，而沿著該A線的電漿電位，成爲如第1圖（b ) 之曲線A所示的剖面。又，第1圖（a )的B線，是位於接近 基板14之電漿產生區域P中之真空處理室11之半徑方向（ 以下稱徑向）的直線，而沿著該B線的電漿電位，成爲如 第1圖（b )之曲線B所示的剖面。又，真空處理室1 1之中 心軸方向（以下稱軸向），亦即，位在C線中的電漿電位 ，爲如第1圖（c )之曲線C所示的剖面。 從第1圖（b )之曲線A、B可以得知，電漿的電位，是 在電漿產生區域P的內部大致一定，而於真空處理室11的 內壁，由於真空處理室11爲接地，所以爲〇。又，從第1圖 (c )之曲線C可以得知，電漿的電位，隨著離開頂板1 2而 暫時上昇，在接近電漿產生機構的電漿產生區域P到達峰 値之後，然後慢慢地減少。因此，只要將基板1 4配置在充 分離開頂板1 2的位置，亦即，配置在電漿擴散區域的話， 就能夠在較低的電漿電位（#低電子溫度）的狀態下，進 行電漿處理，而可以抑制電漿損傷。 而且，將基板14配置於電漿擴散區域之情形時，內筒 1 5的高度（長度），也必須對應基板1 4的配置位置來加長 201130389 。但是，內筒15本身，由於其表面是被施以氧化鋁處理， 所以其內部的鋁，在真空處理室1 1成爲電性飄浮狀態，因 而受到電漿產生的影響，而變成會帶有電位。例如，沿著 內筒15之高度方向之D線的電位，成爲如第1圖（c)之曲 線D所示的剖面’而於內筒1 5的下端部，產生電位比曲線C 更高的逆轉區域E。在該逆轉區域E產生的狀態下，電子於 內筒1 5的下端部相衝撞，產生異常加熱，在有局部性的突 起物之情形時，就會在電漿或真空處理室11之間產生異常 放電。 內筒1 5，爲了使附著的生成物不會剝離，因此必須使 內筒15整體保持於一定溫度，不過當如上述般之異常加熱 產生時，恐會有附著於該部分的生成物剝離而成爲塵粒的 主要因素之虞。又，在異常放電產生之情形時，內筒15表 面的氧化鋁部分亦恐會剝離，而成爲塵粒之主要因素之虞 〇 又，載置台13，在具備有靜電吸著機構、偏壓施加機 構之情形時，藉由使用此等機構，會使基板1 4的電位成爲 負。其結果，由於增補衝撞於基板1 4所被消耗的陽離子， 所以會在電漿生成區域產生陽離子，使電漿電位轉移爲正 ，若位於逆轉區域E的電位差更加增大時，異常加熱、異 常放電就會更爲顯著，恐使得由此等因素所產生的塵粒也 更爲顯著之虞。 吾人可能認爲，即使是在將基板14配置於電漿擴散區 域之情形時，只要不使用內筒1 5，就不會發生如此的問題 -8- 201130389 。然而’此情形時，當生成膜（以下亦稱成膜）與電漿清 洗（plasma cleaning)的反覆頻率變多時，就會出現清洗 過剩的部分及成膜殘留的部分，而成爲塵粒增大的主要因 素’必須進行真空處理室11之內壁的清掃或是真空處理室 11本身的更換。具有內筒I5的話就可以容易更換而較爲廉 價。因此，即使使用內筒1 5，仍期望能減低起因於內筒1 5 之內部電位所產生的塵粒。 本發明是有鑑於上述課題所硏創的，其目的在於提供 電漿處理裝置及方法，其可以減低由真空容器之內部所設 置之內筒的內部電位所起因的塵粒。 [發明解決問題之技術手段] 用以解決上述課題之第1發明的電漿處理裝置， 是對於在金屬製之真空容器的內部，具有：由經氧化 鋁處理過表面的鋁所形成的內筒，並將基板配置於電漿擴 散區域，用以進行電漿處理的電漿處理裝置，其特徵爲： 將上述內筒表面之氧化鋁一部分予以剝離，使之與上 述真空容器電性導通。 用以解決上述課題之第2發明的電漿處理裝置， 是如上述第1發明所述的電漿處理裝置，其中， 將上述內筒以點接觸支撐於上述真空容器，並且剝離 上述內筒之點接觸部分的氧化鋁，使之與上述真空容器電 性導通，來作爲其特徵。 用以解決上述課題之第3發明的電漿處理裝置， -9- 201130389 是如上述第2發明所述的電漿處理裝置，其中， 於上述內筒的下端部，設置與上述真空容器點接觸的 複數個突起部，並且剝離該突起部之前端的氧化鋁，使之 與上述真空容器電性導通，來作爲其特徵。 用以解決上述課題之第4發明的電漿處理裝置， 是如上述第1發明所述的電漿處理裝置，其中， 在具有氣體噴嘴，而該氣體噴嘴是由經氧化鋁處理過 表面的鋁所形成，並設置於上述真空容器的內側壁並且貫 通開設在上述內筒的貫通孔而配置之情形時， 於上述內筒的貫通孔，設置與上述氣體噴嘴點接觸的 突起部，並且剝離該突起部之前端的氧化鋁， 且將上述氣體噴嘴表面之與上述內筒的突起部點接觸 的部分以及與上述真空容器接觸的部分的氧化鋁予以剝離 ，使上述內筒與上述真空容器電性導通，來作爲其特徵。 用以解決上述課題之第5發明的電漿處理方法，其特 徵爲： 於金屬製之真空容器的內部，配置由經氧化鋁處理過 表面的鋁所形成的內筒，並且將該內筒表面之氧化鋁的一 部分予以剝離，使上述內筒與上述真空容器電性導通， 然後將基板配置於上述真空容器內部之電漿擴散區域 的位置， 再對上述基板，進行電漿處理。 [發明效果] -10- 201130389 根據本發明，在將基板配置於電漿擴散區域，進行電 漿處理之電漿處理裝置及方法中，由於將內筒表面的氧化 鋁一部分予以剝離，使之與真空容器電性導通，來使內筒 的內部電位爲〇，因而可以減低起因於內部電位的塵粒。 其結果，可以提升電漿處理裝置及方法中之電漿處理的性 能及信賴性。 【實施方式】 對於本發明之電漿處理裝置及方法的實施形態例，乃 參照第2圖〜第4圖進行其說明。又，本發明，由於是以於 第1圖（a )所示之電漿CVD裝置爲前提，故省略重複的說 明。又，作爲其一例，雖然例示以電漿CVD裝置，不過並 不限於電漿CVD裝置，亦能夠適用在電漿鈾刻裝置。 (實施例1 ) 本實施例，如第1圖（a)所示，係於金屬製之真空處 理室（真空容器）11的內部，配置由經氧化鋁處理過表面 的鋁由形成的內筒1 5，並於真空處理室1 1內部之電漿擴散 區域的位置配置基板14，以對於基板14進行電漿處理之電 漿CVD裝置10爲前提者。又，內筒15，是用以防止生成物 附著於真空處理室11的內壁面，並且保護真空處理室11的 內壁面使之不致暴露於電漿中。 於本實施例中，內筒1 5，是爲了能以點接觸被支撐於 真空處理室1 1的階差部1 1 a，而於其下端部具備於複數個 -11 - 201130389 (至少3個）突起部i5a。內筒15，其整個表面是藉由氧化 鋁處理而形成有氧化鋁被覆16，不過對於突起部15a的前 端部15b’亦即對於該處是將點接觸部分的氧化鋁被覆16 予以剝離’用以確保與真空處理室11的電性導通。又，真 空處理室11的內壁亦可以藉由氧化鋁處理來形成氧化鋁被 覆’於此情形時’可實施成只有階差部1 i a剝離氧化鋁被 覆，以確保與內筒15的電性導通。 如此地，將內筒15之突起部15a之前端部15b的氧化鋁 被覆1 6予以剝離’亦即，藉由剝離氧化鋁被覆丨6之一部分 ，而露出內部的鋁部分，在電性上，保持與真空處理室Η 的導通’在熱性上’與真空處理室11成爲點接觸狀態。 而且，真空處理室11爲接地，又，由於內筒15是與真 空處理室1 1爲電性導通，所以內筒1 5內部之鋁部分的電位 爲0 ’不會產生如第1圖（c )所示之逆轉區域Ε的情形。因 此’不會導致電場集中，而不會有局部性的電子衝撞，也 不會產生異常加熱 '異常放電。其結果，可減低起因於內 部電位的塵粒。 又，內筒1 5，爲使所附著的生成物不會剝離，而必須 將內筒1 5整體保持在一定溫度。在此，如前所述，在熱性 上，是與真空處理室11爲點接觸狀態，此外再加上，與真 空處理室1 1的內壁面隔開有不會接觸之程度的間隙，例如 ，隔開0.5mm左右的間隔地設置在真空處理室1 1的內部。 藉由如此地設置、以及來自電漿的傳熱與來自真空處理室 11的冷卻，而會安定於大致一定溫度。 -12- 201130389 於第3圖，是顯示在以往之電漿CVD處理裝置中於電 漿清潔後之塵粒的推移，與在本實施例之電漿CVD處理裝 置中於電漿清潔後之塵粒的推移的比較曲線圖。又，於以 往的電漿CVD裝置中，內筒1 5，其全面爲施以氧化鋁處理 而完全沒有電性導通處者，於本實施例的電漿CVD裝置中 ，內筒1 5，其雖全面爲施以氧化鋁處理，但仍有一部分（ 僅前端部1 5b )設有電性導通處者。 從第3圖可以得知，在以往的電漿CVD裝置中，在電 漿清潔之後，即使進行了 5片左右的成膜處理，雖說塵粒 從第1片開始減低，但其塵粒是超過許容値的水準。相對 於此，於本實施例的電漿CVD裝置中，是從第1片開始塵 粒就減低至許容値以下的水準。 (實施例2 ) 本實施例亦是以於第1圖（a)所示之電漿CVD裝置10 爲前提者。然而，在實施例1中，是在內筒15的下端部（ 前端部1 5b )設有電性導通處，然而對於沒有如階差部11 a 般之構造時，例如，也可以將貫通內筒15的氣體噴嘴21設 置在真空處理室1 1的內側壁，以使內筒1 5電性地導通於該 氣體噴嘴2 1之方式來構成。對於如此之構成，參照第4圖 來說明。 在本實施例之情形，是設有複數個從真空處理室U的 內側壁貫通內筒1 5的氣體噴嘴2 1。該氣體噴嘴2 1的設置位 置，只要是在頂板1 2的高度位置與基板1 4的高度位置之間 201130389 ，雖是位於任一位置皆可，但以靠近頂板1 2的位置爲佳。 氣體噴嘴21，爲圓筒狀者，是與內筒15相同樣地，其 表面是由氧化鋁處理過的鋁所形成。不過，於氣體噴嘴2 1 ，在與內筒15接觸的接觸部21a以及與真空處理室η接觸 的接觸部21b，氧化鋁被覆22是被剝離的。另—方面，於 內筒15,設有使氣體噴嘴21貫通的貫通孔17，於該貫通孔 17的內側形成有與氣體噴嘴21爲點接觸的複數個突起部 15c，其前端部15d的氧化鋁被覆16是被剝離的。因此’，在 電性上，是中介氣體噴嘴21，成爲保持內筒15與真空處理 室11之導通的構成。另一方面，在熱性上，突起部15c是 與接觸部2 1 a成爲點接觸狀態。 因此，內筒1 5，是與實施例1相同樣地，由於是與真 空處理室11電性地導通著，所以內筒15內部之鋁部分的電 位爲0，不會產生如第1圖（c )所示之逆轉區域E的情形。 因此，不會導致電場集中，而不會有局部性的電子衝撞， 也不會產生異常加熱、異常放電。其結果，可減低起因於 內部電位的塵粒。 又，內筒1 5，是與實施例1相同樣地，在熱性上，是 與真空處理室11成爲點接觸狀態，又，與真空處理室11的 內壁面隔開有不會接觸之程度的間隙，例如，隔開0.5mm 左右的間隔地設置在真空處理室1 1的內部。藉由如此地設 置’使內筒15整體保持於一定溫度，以使附著的生成物不 會剝離。 -14- 201130389 [產業上之可利用性] 本發明，是極爲適用於具備有：由經氧化鋁處理過表 面的鋁所形成的內筒，並將基板配置於電漿擴散區域’來 進行電漿處理的電漿處理裝置’例如，電漿CVD裝置、電 漿蝕刻裝置；作爲電漿處理方法者’是極爲適用於電漿 CVD、電漿蝕刻。 【圖式簡單說明】 第1圖（a)，是具有內筒之電漿處理裝置的斷面圖； (b)是顯示沿著（a )之A線' B線之電漿電位之剖面的曲 線圖；（c )是顯示沿著（a )之C線、D線之電漿電位或是 電位之剖面的曲線圖。 第2圖是本發明之電漿處理裝置之實施形態的一例（ 實施例1)者，爲顯示內筒與真空容器之接觸部分的斷面 圖。 第3圖是比較在以往.之電漿處理裝置中之塵粒的推移 ，與在實施例1之電漿處理裝置中之塵粒的推移的比較曲 線圖。 第4圖是本發明之電漿處理裝置之實施形態的另一例 (實施例2)者，爲顯示內筒與氣體噴嘴之接觸部分的斷 面圖。 【主要元件符號說明】 1 〇 :電漿處理裝置 -15- 201130389 1 1 :真空處理室 1 1 a :階差部 1 2 :頂板 1 3 :載置台 1 4 :基板 1 5 :內筒 1 5 a :突起部 15b :前端部 16 :氧化鋁（被覆） 1 7 :貫通孔 21 :氣體噴嘴 -16

Claims (1)

1. 201130389 七、申請專利範圍： 1. 一種電漿處理裝置，是於金屬製之真空容器的內部 ’具有：由經氧化鋁處理過表面的鋁所形成的內筒，並將 基板配置於電漿擴散區域，用以進行電漿處理的電漿處理 裝置，其特徵爲： 將上述內筒表面之氧化鋁一部分予以剝離，使之與上 述真空容器電性導通。 2 .如申請專利範圍第1項所述之電漿處理裝置，其中 ，將上述內筒以點接觸支撐於上述真空容器，並且剝離上 述內筒之點接觸部分的氧化鋁，使之與上述真空容器電性 導通。 3 ·如申請專利範圍第2項所述之電漿處理裝置，其中 ，於上述內筒的下端部，設置與上述真空容器點接觸的複 數個突起部，並且剝離該突起部之前端的氧化鋁，使之與 上述真空容器電性導通。 4.如申請專利範圍第1項所述之電漿處理裝置，其中 ，在具有氣體噴嘴，而該氣體噴嘴是由經氧化鋁處理過表 面的鋁所形成，並設置於上述真空容器的內側壁並且貫通 開設在上述內筒的貫通孔而配置之情形時， 於上述內筒的貫通孔，設置與上述氣體噴嘴點接觸的 突起部，並且剝離該突起部之前端的氧化鋁， 且將上述氣體噴嘴表面之與上述內筒的突起部點接觸 的部分以及與上述真空容器接觸的部分的氧化鋁予以剝離 ，使上述內筒與上述真空容器電性導通。 -17- 201130389 5·—種電發處理方法，其特徵爲： 於金屬製之真空容器的內部，配置由經氧化鋁處理過 表面的鋁所形成的內筒’並且將該內筒表面之氧化鋁的一 部分予以剝離’使上述內筒與上述真空容器電性導通， 然後將基板配置於上述真空容器內部之電漿擴散區域 的位置， 再對上述基板，進行電漿處理。 18 -