等離子處理裝置的製作方法

2023-08-04 09:09:11

專利名稱：等離子處理裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種向處理腔室內供給特定的處理氣體進行等離子化、且利用經過等離子化的處理氣體對處理腔室內的基板進行處理的等離子處理裝置。
背景技術：
作為等離子處理的一例，有蝕刻處理。該蝕刻處理是通過以下方式實施，即，將成為蝕刻對象的基板載置在配置在處理腔室內的基臺上後，向所述處理腔室內供給蝕刻氣體進行等離子化，並且對所述基臺提供偏壓電位。然而，在成為蝕刻對象的基板中有未在基板的外周側緣部上表面形成抗蝕膜的基板，在這種情況下，基板的外周側緣部上表面的未形成抗蝕膜的部分會被蝕刻。而且，以往，作為可防止這種異常的裝置，例如有如圖8及圖9所示的等離子蝕刻用夾具100(參照日本 專利特開2007-150036號公報)。如該圖8及圖9所示，該等離子蝕刻用夾具100包括環狀的構件，且與基板K的外徑相比，內徑形成得較大，且包括收容部101，將基板K收容在環內部；抵接部102，形成在該收容部101的內側，且可與基板K的外周端部上表面抵接；及突出部103，以從該抵接部102向內側突出的方式形成，且設置在與基板K的上表面隔有間隔的上方位置。根據該等離子蝕刻用夾具100，在蝕刻基板K時，由於以抵接部102抵接在基板K的外周端部上表面的方式配置該夾具100，且基板K的外周側緣部上表面由突出部103及抵接部102覆蓋，所以可防止因對基臺105提供的偏壓電位而使離子入射至基板K的外周側緣部上表面，從而可防止基板K的外周側緣部上表面被蝕刻。然而，如果將所述等離子蝕刻用夾具100配置在基板K的上表面，那麼在基板K的外周側緣部上表面的由所述突出部103覆蓋的部分的附近，難以均勻地施加偏壓電位，因此，離子容易傾斜地入射至基板K，而不是垂直地入射，如圖12所示，通過蝕刻而形成的孔H或溝槽H的側壁不與基板K垂直，例如以傾斜角度α或β傾斜，從而存在無法獲得高精度的蝕刻形狀的問題。另外，在圖12中，以實線表示傾斜時的側壁，以兩點鏈線表示垂直時的側壁。另外，符號M表示遮罩。因此，所述等離子蝕刻用夾具100必須以與基臺105及基板K成為同軸的方式高精度地配置。即，如圖8至圖11所示，即便在基板K的外周端、與從該外周端只以一定尺寸d靠近內側的部分之間只能獲得低精度的蝕刻形狀，但是當對與所述只以一定尺寸d靠近內側的部分相比更靠中心側的區域R ( Φ 的區域)要求高精度的蝕刻形狀時，如果該夾具100的配置精度較低，那麼存在所述區域R、與位於由夾具100 (所述突出部103)覆蓋的部分的附近且無法獲得高精度的蝕刻形狀的區域S重合的情況，且即便為所述區域R，也有只能獲得低精度的蝕刻形狀的情況，因此，所述夾具100必須以與基臺105及基板K成為同軸的方式高精度地配置。另外，圖8及圖9表示等離子蝕刻用夾具100的配置精度較高時的情況，圖10及圖11表示等離子蝕刻用夾具100的配置精度較低時的情況。因此，本案發明者等人提出了如圖13及圖14所示的蝕刻裝置作為可使覆蓋基板K的外周側緣部上表面的構件的定位精度提升的蝕刻裝置。如該圖13及圖14所示，該蝕刻裝置100包括如下等部件而構成具有閉塞空間的處理腔室11、保持成為蝕刻對象的矽基板K的基板保持裝置80、使基板保持裝置80的基臺81升降的升降氣缸85、覆蓋由基板保持裝置80保持的矽基板K的外周側緣部上表面的保護構件90、支撐保護構件90的支撐體91、減小處理腔室11內的壓カ的排氣裝置40、將處理氣體供給至處理腔室11內的氣體供給裝置45、將供給至處理腔室11內的處理氣體等離子化的等離子生成裝置50、及對基板保持裝置80的電極82供給高頻電カ的高頻電源55。所述處理腔室11包括具有相互連通的內部空間的圓筒狀的下部容器12及上部容器13，上部容器13形成為小於下部容器12，且配設在下部容器12的上表面中央部。而且，在下部容器12的底面立設著2個定位銷19。所述基板保持裝置80包括基臺81，包括呈圓板狀的電極82、及形成在電極82的上表面且在上表面載置矽基板K的絕緣體83 ;及直流電源84，對電極82施加直流電壓；且 通過利用直流電源84對電極82施加直流電壓，而使矽基板K與絕緣體83之間產生吸附力，從而吸附並保持矽基板K。所述電極82及絕緣體83是以與載置在絕緣體83上的矽基板K相比外周部更向外側突出的方式，形成為外徑大於矽基板K的外徑。另外，所述基臺81配置在所述下部容器12內。所述升降氣缸85連接於所述電極82的下表面，且使所述基臺81在上升端位置與下降端位置(待機位置)之間升降。所述保護構件90形成為環狀且為板狀，且構成為可載置在所述基臺81 (絕緣體83)的外周部。而且，該保護構件90載置在基臺81的外周部時，利用內周側緣部覆蓋基臺81上的矽基板K的外周側緣部上表面。所述支撐體91包括環狀且為板狀的下部構件92，配置在所述保護構件90的下方，且載置在下部容器12的底面；及棒狀的連接構件94，將下部構件92的上表面與保護構件90的下表面連接；且在所述上升端位置與下降端位置之間支撐保護構件90。而且，在所述下部構件92中，在以該下部構件92的中心為基準相隔180°的位置上形成著上下貫穿且與所述定位銷19卡合的2個貫穿孔93。所述排氣裝置40包括排氣泵41、及將排氣泵41與下部容器12的側面連接的排氣管42，經由排氣管42而排出下部容器12內的氣體，從而使處理腔室11的內部成為特定壓力。所述氣體供給裝置45包括氣體供給部46，供給包含蝕刻氣體的氣體作為所述處理氣體；及供給管47，將氣體供給部46與上部容器13的上表面連接；且從氣體供給部46經由供給管47而將處理氣體供給至上部容器13內。所述等離子生成裝置50包括上下地並排設置在上部容器13的外周部的多個環狀的線圈51、及對各線圈51供給高頻電カ的高頻電源52，通過利用高頻電源52對線圈51供給高頻電力，而將供給至上部容器13內的處理氣體等離子化。通過所述高頻電源55對所述電極82供給高頻電力，而使該電極82與處理腔室11內的等離子之間產生電位差(偏壓電位)。而且，根據以如上方式構成的蝕刻裝置100，利用排氣裝置40對處理腔室11內進行減壓，且將矽基板K載置在位於下降端位置的基臺81上後，利用直流電源84對電極82施加直流電壓，而吸附並保持矽基板K，之後，利用升降氣缸85使基臺81從下降端位置朝上升端位置上升。在該上升過程中，保護構件90載置在基臺81上，矽基板K的外周側緣部上表面由保護構件90的內周側緣部覆蓋，並且，使包括保護構件90及支撐體91的構造體與基臺81 —起上升(參照圖15)。如果基臺81上升至上升端位置，那麼利用氣體供給裝置45將處理氣體供給至處理腔室11內，且分別利用各高頻電源52、55對線圈51及電極82供給高頻電力。所供給的處理氣體被等離子化，通過與因該等離子化而生成的自由基產生化學反應、或因等離子化而生成的離子利用偏壓電位而入射至矽基板K，而蝕刻矽基板K。另外，由於利用保護構件90防止離子入射至矽基板K的外周側緣部上表面，所以矽基板K的除該外周側緣部上表面以外的部分受到蝕刻。之後，如果蝕刻結束，那麼利用升降氣缸85使基臺81從上升端位置朝下降端位置下降，在該下降過程中，下部構件92載置在下部容器12的底面，保護構件90遠離基臺81(參照圖13)。 如上所述，在該蝕刻裝置100中，利用下部構件92的貫穿孔93與下部容器12的底面上的定位銷19的卡合關係，而使保護構件90 (包括保護構件90及支撐體91的構造體)的定位精度提升。由此，防止與從矽基板K的外周端只以一定尺寸靠近內側的部分相比更靠中心側的區域中的蝕刻形狀產生劣化。[先前技術文獻][專利文獻][專利文獻I]日本專利特開2007-150036號公報

發明內容
[發明要解決的問題]然而，在所述蝕刻裝置100中，由於利用形成在下部構件92中的貫穿孔93與立設在下部容器12的底面上的定位銷19的卡合關係，而對保護構件90(包括保護構件90及支撐體91的構造體)進行定位，所以只能在遠離保護構件90的下方位置間接地對保護構件90進行定位，從而在提升保護構件90的定位精度方面存在一定的限度。而且，由於只將2組所述貫穿孔93及定位銷19用於保護構件90的定位，所以，由於該情況，從而在提升保護構件90的定位精度方面也存在一定的限度。此外，也存在以下問題，即，因下部容器12的溫度變化而導致定位銷19的位置變動，從而保護構件90的定位精度降低。因此，存在位幹與從矽基板K的外周端只以一定尺寸靠近內側的部分相比更靠中心側的區域且要求高精度的蝕刻形狀的區域、與矽基板K的外周側緣部上表面的由保護構件90覆蓋的部分的附近重合的情況，在這種情況下，在該區域，通過利用傾斜地入射的離子，而使得由蝕刻形成的孔或溝槽的側壁也相對於矽基板K傾斜，而不垂直，從而只能獲得低精度的蝕刻形狀。本發明是鑑於以上實際情況而完成的，其目的在於提供ー種可對覆蓋基板的外周側緣部上表面的保護構件高精度地進行定位的等離子處理裝置。[解決問題的技術手段]用來實現所述目的的本發明是一種等離子處理裝置，包括處理腔室，具有閉塞空間；基臺，配設在所述處理腔室內，載置基板，並且以與載置的基板相比外周部更向外側突出的方式形成；吸附機構，吸附並固定載置在所述基臺上的基板；氣體供給機構，將處理氣體供給至所述處理腔室內；等離子生成機構，將供給至所述處理腔室內的處理氣體等離子化；排氣機構，排出所述處理腔室內的氣體，而對內部進行減壓；及電カ供給機構，對所述基臺供給高頻電カ；且該等離子處理裝置的特徵在於包括保護構件，形成為環狀且為板狀，且構成為可載置在所述基臺的外周部，並且當載置在所述基臺的外周部時，利用內周側緣部，在與所述基臺上的基板之間形成著間隙的狀態下覆蓋該基板的外周側緣部上表面；支撐機構，配設在所述處理腔室內，且支撐所述保護構件；及
升降機構，使所述基臺及支撐機構中的其中之一升降，在該升降過程中，將由所述支撐機構支撐的保護構件載置在所述基臺的外周部；且在所述保護構件的下表面，當該保護構件載置在所述基臺上時與所述基臺的外周部卡合的至少3個第I突起形成在第I節圓上，所述第I節圓的中心與所述保護構件的中心軸設定在同一軸上。根據本發明，在基板載置在基臺上，且利用吸附機構而吸附並固定在基臺上之後，利用升降機構使基臺及支撐機構中的其中之一升降。在該升降過程中，由支撐機構支撐的保護構件載置在基臺的外周部，保護構件與該基臺一起升降。當保護構件載置在基臺上吋，形成在保護構件的下表面上的至少3個第I突起與基臺的外周部卡合，而將該保護構件相對於基臺定位。由此，基臺上的基板的外周側緣部上表面由保護構件的內周側緣部覆蓋。之後，如果基臺升降至特定位置，那麼利用氣體供給機構將處理氣體供給至處理腔室內，利用等離子生成機構將所供給的處理氣體等離子化，並且利用電カ供給機構對基臺供給高頻電力，從而在該電極與處理氣體的等離子之間產生電位差(偏壓電位)。另外，處理腔室內的氣體由排氣機構排出，而使內部的壓カ減小至特定壓力。而且，利用等離子中的自由基、或因偏壓電位而入射至基板的等離子中的離子，對基臺上的基板實施特定的等離子處理。此時，利用保護構件來防止離子入射至基板的外周側緣部上表面，由此，基板的除外周側緣部上表面以外的部分得到等離子處理。之後，如果對基板的等離子處理結束，那麼利用升降機構來使基臺及支撐機構中的其中之一升降，而使基臺及保護構件返回至原來的位置。如果基臺返回至原來的位置，那麼從基臺上卸下經過等離子處理的基板。如上所述，根據本發明的等離子處理裝置，由於使形成在保護構件的下表面上的至少3個第I突起與基臺的外周部卡合，而將該保護構件相對於基臺定位，所以可在基臺的附近直接地將保護構件定位，從而可對保護構件以其與基臺及基板成為同軸的方式高精度地進行定位。此外，通過利用3點進行定位，與現有的2點相比，也可進ー步高精度地進行定位。由此，與從基板的外周端只以一定尺寸靠近內側的部分相比更靠中心側的區域不會與位於由保護構件覆蓋的部分的附近且無法獲得高精度的蝕刻形狀的區域重合，在與從基板的外周端只以一定尺寸靠近內側的部分相比更靠中心側的區域，可確實地獲得高精度的蝕刻形狀。而且，也可獲得良率提升的效果。而且，由於第I突起與基臺的外周部為點接觸，所以在第I突起與基臺之間幾乎無摩擦力作用，也可有效地防止保護構件以搭在基臺上的方式傾斜地載置。
如上所述，在本例中，在保護構件與基臺上的基板之間形成著間隙。其原因在於如果像所述現有的等離子蝕刻用夾具一祥，以抵接部抵接於基板的外周端部上表面的方式配置該夾具，那麼即便是在基板的外周側緣部上表面未形成抗蝕膜的情況下，也存在因所生成的等離子的熱而被加熱且產生熱變形的該夾具與抗蝕膜接觸的可能性，如果該夾具與抗蝕膜接觸，那麼所述抗蝕膜因被燒而損傷，從而蝕刻精度降低。因此，通過像本例一樣預先形成間隙，可確實地防止產生所述問題。另外，也可構成為所述支撐機構包括載置所述保護構件且支撐所述保護構件的下表面的支撐構件，在所述保護構件上形成設置在大於所述第I節圓的第2節圓上的至少3個第2突起、及構成為可與所述第2突起卡合且以長度方向朝向所述第2節圓的中心的方式設置的至少3個長孔中的其中之一，並且在所述支撐構件上形成所述第2突起及長孔中的另ー個，所述第2節圓的中心與所述基臺的中心軸及第I節圓的中心設定在同一軸上，所述升降機構使所述基臺及支撐構件中的其中之一升降，在該升降過程中，將載置在所述支撐構件上的保護構件載置在所述基臺上，且將載置在所述基臺上的保護構件載置在所述支撐構件上。 或者也可構成為所述支撐機構包括配置在所述保護構件的下方且載置在所述處理腔室的底面上的下部構件、及連接所述下部構件與保護構件的連接構件，且在所述下部構件上形成設置在第2節圓上的至少3個第2突起、及構成為可與所述第2突起卡合且以長度方向朝向所述第2節圓的中心的方式設置的至少3個長孔中的其中之一，在所述處理腔室的底面形成所述第2突起及長孔中的另ー個，所述第2節圓的中心與所述基臺的中心軸及第I節圓的中心設定在同一軸上，所述升降機構使所述基臺升降，在該升降過程中，將載置在所述處理腔室的底面上的包括所述保護構件、連接構件及下部構件的構造體載置在所述基臺上，且將載置在所述基臺上的所述構造體載置在所述處理腔室的底面。在這種情況下，可利用形成在保護構件及支撐構件中的一者上的至少3個長孔、與形成在保護構件及支撐構件中的另ー個上的至少3個第2突起的卡合關係，對該保護構件以與基臺及基板成為同軸的方式相對於支撐構件進行定位。或者，可利用形成在下部構件及處理腔室的底面中的一者上的至少3個長孔、與形成在下部構件及處理腔室的底面中的另ー個上的至少3個第2突起的卡合關係，對該下部構件(包括保護構件、連接構件及下部構件的構造體)以保護構件與基臺及基板成為同軸的方式相對於處理腔室的底面進行定位。如上所述，如果預先相對於支撐構件對保護構件進行定位、或相對於處理腔室的底面對所述構造體進行定位，那麼當保護構件載置在基臺上時，可進ー步高精度地進行定位。另夕卜，由於為長孔與突起的卡合關係，所以即便因保護構件或支撐構件、下部構件、處理腔室的溫度變化而導致第2突起的位置變動，保護構件的定位精度也不會降低。而且，所述基臺也可以構成為包括電極，由所述電カ供給機構供給高頻電カ；絕緣體，設置在所述電極上，且以所述電極的外周部向外側突出的方式，形成為外徑小於該電極的外徑；及環狀構件，形成為環狀且為板狀，且以只有所述絕緣體或所述絕緣體及基板位於環內部的方式設置在所述電極上；並且在所述絕緣體上載置所述基板；且，所述保護構件構成為通過其第I突起與所述環狀構件的外周部卡合而載置在該環狀構件上；所述保護構件、環狀構件及絕緣體分別包含線膨脹係數為3X 10_6/で 8X 10_6/°C的材料。絕緣體、環狀構件及保護構件因所生成的等離子的熱而受到加熱，從而溫度上升，且產生熱膨脹。因此，如果絕緣體、環狀構件及保護構件包含線膨脹係數較大的材料、或線膨脹係數大幅度地不同的材料，那麼絕緣體的外周部與環狀構件的內周部之間、及環狀構件的外周部與保護構件的第I突起之間的間隙(clearance)會因絕緣體、環狀構件及保護構件的溫度而大幅度地變化，而必須將間隙設定得較大。因此，如上所述，如果絕緣體、環狀構件及保護構件包含線膨脹係數為3X10_6/で 8X10_6/°C的線膨脹係數較小的材料，那麼絕緣體的外周部與環狀構件的內周部之間、及環狀構件的外周部與保護構件的第I突起之間的間隙在高溫時及低溫時幾乎無變化，而可將間隙設定得較小。由此，可進ー步提升保護構件相對於基臺的定位精度。另夕卜，只要線膨脹係數在3X 10_6/で 8X 10_6/°C的範圍內，絕緣體、環狀構件及保護構件就並不一定必須包含同一材料，也可包含不同的材料。[發明的效果]如上所述，根據本發明的等離子處理裝置，能夠以保護構件的中心與基臺及基板的中心高精度地一致的方式將該保護構件相對於基臺定位。


圖I是表示本發明的ー實施方式的蝕刻裝置的概略構成的剖面圖。圖2是表示本實施方式的下部容器、基板保持裝置、升降氣缸、保護構件及支撐構件的剖面圖，且表示基臺位於下降端位置時的情況。圖3是表示本實施方式的下部容器、基板保持裝置、升降氣缸、保護構件及支撐構件的剖面圖，且是表示基臺位於上升端位置時的圖。圖4是圖2中的箭頭所指的A-A方向的剖面圖。圖5是表示本發明的另ー實施方式的下部容器、基板保持裝置、升降氣缸、保護構件及支撐體的剖面圖，且是表示基臺位於下降端位置時的圖。圖6是表示本發明的另ー實施方式的下部容器、基板保持裝置、升降氣缸、保護構件及支撐體的剖面圖，且是表示基臺位於上升端位置時的圖。圖7是圖5中的箭頭所指的B-B方向的剖面圖。圖8是表示等離子蝕刻用夾具等的概略構成的剖面圖，且是表示該夾具的配置精度較高時的圖。圖9是圖8中的箭頭所指的C方向的俯視圖。圖10是表示等離子蝕刻用夾具等的概略構成的剖面圖，且是表示該夾具的配置精度較低時的圖。圖11是圖10中的箭頭所指的D方向的俯視圖。圖12是用來說明現有的問題的剖面圖。圖13是表示現有的蝕刻裝置的概略構成的剖面圖。圖14是圖13中的箭頭所指的E方向的俯視圖。圖15是表示現有的下部容器、基板保持裝置、升降氣缸、保護構件及支撐體的剖面圖，且是表示基臺位於上升端位置時的圖。
具體實施方式
以下，根據附圖對本發明具體的實施方式進行說明。另外，圖I是表示本發明的一實施方式的蝕刻裝置的概略構成的剖面圖，圖2及圖3是表示本實施方式的下部容器、基板保持裝置、升降氣缸、保護構件及支撐構件的剖面圖，圖2是表示基臺位於下降端位置時的圖，圖3是表示基臺位於上升端位置時的圖，圖4是圖2中的箭頭所指的A-A方向的剖面圖。而且，由於本例的蝕刻裝置(等離子處理裝置)I是通過對所述蝕刻裝置100進行改良後得到的，所以對於與所述蝕刻裝置100的構成相同的構成部分標註同一符號，並省略其詳細的說明。如圖I至圖4所示，本例的蝕刻裝置I包括如下等部件而構成所述處理腔室11、保持成為蝕刻對象的矽基板K的基板保持裝置20、使基板保持裝置20的基臺21升降的升降氣缸30、覆蓋由基板保持裝置20保持的矽基板K的外周側緣部上表面的保護構件31、支撐保護構件31的3個支撐構件35、所述排氣裝置40、所述氣體供給裝置45、所述等離子生成裝置50、及所述高頻電源55。另外，省略立設在下部容器12的底面上的定位銷19。而且，高頻電源55對基板保持裝置20的電極22供給高頻電力。
所述基板保持裝置20包括基臺21，具有包括小徑部23及設置在小徑部23的下側且外周部向外側突出的大徑部24的圓板狀的電極22、形成在小徑部23的上表面且在上表面載置矽基板K的絕緣體25、設置在大徑部24的外周部上表面且在環內部配置小徑部23及絕緣體25的下部的第I環狀構件26、及設置在第I環狀構件26的上表面且在環內部配置小徑部23的上部及矽基板K的第2環狀構件27 ;及直流電源28，對電極22施加直流電壓，且所述基臺21配置在所述下部容器12內。所述電極22及第I環狀構件26例如包含鋁。所述第2環狀構件27是以其內周面與矽基板K的外周面隔開間隔的方式形成，而且，外徑形成為大於所述第I環狀構件26的外徑，以使外周部向外側突出。而且，第2環狀構件27及絕緣體25包含線膨脹係數為3X 10_6/°C 8X 10_6/°C的同種材料，作為這種線膨脹係數的材料，例如可列舉包含氧化鋁的陶瓷、包含氧化釔的陶瓷、包含氮化鋁的陶瓷等。另外，該基板保持裝置20通過利用直流電源28對電極22施加直流電壓，而使矽基板K與絕緣體25之間產生吸附力，從而吸附並保持矽基板K。所述升降氣缸30連接於所述電極22的下表面，且使所述基臺21在上升端位置與下降端位置(待機位置)之間升降。所述保護構件31形成為圓環狀且為板狀，且構成為可載置在所述基臺21的外周部(所述第2環狀構件27)的上表面，當載置在基臺21的外周部時，利用內周側緣部覆蓋基臺21 (絕緣體25)上的矽基板K的外周側緣部上表面。在該保護構件31上沿圓周方向等間隔地設置著從矽基板K的外周端沿半徑方向延伸設置、且由所述支撐構件35支撐的3個突出部32，在該突出部32的根部部分，下部為尖細的錐狀的3個第I定位銷(第I突起)33形成在第I節圓Pl上，在與該第I定位銷33的形成位置相比更靠外側處，3個長孔34以上下貫穿的方式形成。所述第I節圓Pl的中心與保護構件31的中心軸在同一軸上。而且，所述第I定位銷33構成為當保護構件31載置在基臺21的外周部時可與第2環狀構件27的外周部卡合，所述長孔34以其長度方向朝向保護構件31的中心的方式形成。而且，保護構件31是以當載置在基臺21的外周部時在其與矽基板K的外周側緣部上表面及外周面之間設置著間隙的方式形成。所述保護構件31包含例如包含氧化鋁的陶瓷、包含氧化釔的陶瓷、包含氮化鋁的陶瓷等線膨脹係數為3X10_6/で 8X10_6/°C的與所述第2環狀構件27及絕緣體25相同的材料。另外，優選在該保護構件31中形成著上下貫穿的排氣用的貫穿孔31a。所述支撐構件35固定設置在所述下部容器12的內壁，且以與所述保護構件31的突出部32對應的方式配置，在所述基臺21位於上升端位置時，將保護構件31支撐在低於所述第2環狀構件27的上表面的位置，且在所述基臺21位於下降端位置時，將保護構件31支撐在所述第2環狀構件27的上表面的位置。該支撐構件35包括在上表面載置所述突出部32且支撐所述突出部32的下表面的支撐部36，在該支撐部36，可與所述長孔34卡合且上部為尖細的錐狀的第2定位銷(第2突起)37形成在大於所述第I節圓Pl的第2節圓P2上。所述第2節圓P2的中心與所述基臺21 (第2環狀構件27)的中心軸及第I節圓Pl的中心在同一軸上。 根據以如上方式構成的本例的蝕刻裝置1，首先，將矽基板K搬入至處理腔室11的下部容器12內，在將矽基板K載置在位於下降端位置的基臺21上之後，利用直流電源28對電極22施加直流電壓，而吸附並保持矽基板K，之後，利用升降氣缸30使基臺21從下降端位置朝上升端位置上升。在該上升過程中，將由支撐構件35(支撐部36)支撐的保護構件31載置在基臺21(第2環狀構件27)上，且利用保護構件31的內周側緣部覆蓋矽基板K的外周側緣部上表面(參照圖3)。當保護構件31載置在基臺21上時，形成在保護構件31的下表面上的3個第I定位銷33與基臺21的外周部卡合,而將該保護構件31相對於基臺21定位。之後，如果使基臺21與保護構件31 —起上升至上升端位置，那麼基臺21上的矽基板K被蝕刻，由於利用保護構件31防止離子入射至矽基板K的外周側緣部上表面，所以矽基板K的除外周側緣部上表面以外的部分受到蝕刻。之後，如果蝕刻結束，那麼利用升降氣缸30使基臺21從上升端位置朝下降端位置下降。在該下降過程中，載置在基臺21上的保護構件31載置在支撐構件35 (支撐部36)上，從而保護構件31離開基臺21，基臺21及保護構件31分別返回至原來的位置(參照圖2)。當保護構件31載置在支撐構件35上吋，形成在支撐部36的3個第2定位銷37與保護構件31的長孔34卡合，而使該保護構件31相對於支撐構件35定位。如果基臺21返回至原來的位置，那麼從基臺21上卸下經蝕刻的矽基板K，且搬出至下部容器12的外部。這樣ー來，根據本例的蝕刻裝置1，當保護構件31載置在基臺21上時，使保護構件31的3個第I定位銷33與基臺21的外周部卡合，而將該保護構件31相對於基臺21定位，因此，可在基臺21的附近直接地將保護構件31定位，從而可將保護構件31以其與基臺21及矽基板K成為同軸的方式高精度地定位。此外，通過利用3點進行定位，與現有的2點相比，也可進ー步高精度地進行定位。由此，與從矽基板K的外周端只以一定尺寸靠近內側的部分相比更靠中心側的區域不會與位於由保護構件31覆蓋的部分的附近且無法高精度的蝕刻形狀的區域重合，從而在矽基板K的上表面的特定區域，可確實地獲得高精度的蝕刻形狀。而且，也可獲得良率提升的效果。而且，由於第I定位銷33與基臺21的外周部為點接觸，所以在第I定位銷33與基臺21之間幾乎無摩擦力作用，也可有效地防止保護構件31以搭在基臺21上的方式傾斜地載置。如上所述，在本例的蝕刻裝置I中，在保護構件31與基臺21上的矽基板K之間形成著間隙。其原因在於如果像所述現有的等離子蝕刻用夾具一祥，以抵接部抵接於基板的外周端部上表面的方式配置該夾具，那麼即便是在基板的外周側緣部上表面未形成抗蝕膜的情況下，也存在因所生成的等離子的熱而被加熱從而產生熱變形的該夾具與抗蝕膜接觸的可能性，如果該夾具與抗蝕膜接觸，那麼所述抗蝕膜因被燒而損傷，從而蝕刻精度降低。因此，通過像本例的蝕刻裝置I 一樣預先形成間隙，可確實地防止產生所述問題。此外，當保護構件31載置在支撐構件35上時，由於使支撐構件35的3個第2定位銷37與保護構件31的長孔34卡合，所以可將該保護構件31以與基臺21及矽基板K成為同軸的方式相對於支撐構件35定位。而且，即便因支撐構件35的溫度變化而導致第2 定位銷37的位置變動，保護構件31的定位精度也不會降低。如此ー來，如果預先將保護構件31相對於支撐構件35定位，那麼當保護構件31載置在基臺21上時，便可進ー步高精度地進行定位。電極22、絕緣體25、第I環狀構件26、第2環狀構件27及保護構件31因所生成的等離子的熱而受到加熱，從而溫度上升，且產生熱膨脹。因此，如果省略第I環狀構件26而將第2環狀構件27直接設置在大徑部24的外周部上表面，那麼由於小徑部23與第2環狀構件27的熱膨脹量有較大差異，所以必須將小徑部23的外周部與第2環狀構件27的內周部之間的間隙設定得較大。而且，如果絕緣體25、第2環狀構件27及保護構件31包含線膨脹係數較大的材料、或線膨脹係數有較大差異的材料，那麼絕緣體25的外周部與第2環狀構件27的內周部之間、及第2環狀構件27的外周部與保護構件31的第I定位銷33之間的間隙會因絕緣體25、第2環狀構件27及保護構件31的溫度而大幅度地變化，而必須將間隙設定得較大。因此，在本例中，如上所述，通過在大徑部24的外周部上表面隔著第I環狀構件26而設置第2環狀構件27，從而在該第2環狀構件27的環內部不配置小徑部23，即，只配置矽基板K及絕緣體25，此外，使絕緣體25、第2環狀構件27及保護構件31包含線膨脹係數較低的同一材料。因此，不必考慮第2環狀構件27與電極22的線膨脹係數的差異，且絕緣體25的外周部與第2環狀構件27的內周部之間、及第2環狀構件27的外周部與保護構件31的第I定位銷33之間的間隙在高溫時及低溫時幾乎無變化，因此，可將間隙設定得較小。由此，可進ー步提升保護構件31相對於基臺21的定位精度。此外，通過蝕刻裝置100的改良也有可製成蝕刻裝置I的效果。以上，對本發明的ー實施方式進行了說明，但本發明可採取的具體的形態並不受所述內容的任何限定。例如也可成為設置著如圖5至圖7所示的保護構件60及支撐體65來代替所述保護構件31及支撐構件35的蝕刻裝置2。另外，在以下的說明中，對與所述蝕刻裝置I的構成相同的構成部分標註同一符號，並省略其詳細的說明。而且，圖5及圖6是表示本發明的另ー實施方式的下部容器、基板保持裝置、升降氣缸、保護構件及支撐體的剖面圖，圖7是圖5中的箭頭所指的B-B方向的剖面圖。如圖5至圖7所示，所述蝕刻裝置2包括如下等部件而構成所述處理腔室11、所述基板保持裝置20、所述升降氣缸30、覆蓋由基板保持裝置20保持的矽基板K的外周側緣部上表面的保護構件60、支撐保護構件60的支撐體65、所述排氣裝置40、所述氣體供給裝置45、所述等離子生成裝置50、及所述高頻電源55。所述保護構件60與所述保護構件31同樣地形成為圓環狀且為板狀，且構成為可載置在所述基臺21的外周部(所述第2環狀構件27)的上表面，當載置在基臺21的外周部時，利用內周側緣部來覆蓋基臺21上的矽基板K的外周側緣部上表面。在該保護構件60 的下表面，下部形成為尖細的錐狀、且當保護構件60載置在基臺21的外周部時可與第2環狀構件27的外周部卡合的3個第I定位銷(第I突起)61沿圓周方向等間隔地形成在第I節圓Pl上。所述第I節圓Pl的中心與保護構件60的中心軸在同一軸上。而且，保護構件60是以當載置在基臺21的外周部時在其與矽基板K的外周側緣部上表面及外周面之間設置著間隙的方式形成。所述保護構件60包含與所述第2環狀構件27及絕緣體25相同的材料。另外，優選在保護構件60中形成著上下貫穿的排氣用的貫穿孔60a。所述支撐體65包括圓環狀且為板狀的上部構件66，以將所述第I定位銷61配置在環內部的方式，且以與所述保護構件60成為同軸的方式，設置在保護構件60的外周側下表面；圓環狀且為板狀的下部構件67，配置在上部構件66的下方，且載置在下部容器12的底面；及棒狀的連接構件69，以上部構件66與下部構件67成為同軸的方式，將上構件66的下表面與下部構件67的上表面連接；且，在所述基臺21位於上升端位置時，將保護構件60支撐在低於所述第2環狀構件27的上表面的位置，且在所述基臺21位於下降端位置吋，將保護構件60支撐在高於所述第2環狀構件27的上表面的位置。3個長孔68以上下貫穿的方式且以長度方向朝向下部構件67的中心的方式沿圓周方向等間隔地形成在所述下部構件67中。在所述下部容器12的底面，可與所述長孔68卡合的3個第2定位銷(第2突起)14沿圓周方向等間隔地立設在大於所述第I節圓Pl的第2節圓P2上，該第2節圓P2的中心與所述基臺21 (第2環狀構件27)的中心軸及第I節圓Pl的中心在同一軸上。所述第2定位銷14的上部形成為尖細的錐狀，並且在根部部分形成著凸緣部15。在以如上方式構成的蝕刻裝置2中，如果將矽基板K載置、吸附並保持在位於下降端位置的基臺21上，那麼使基臺21朝上升端位置上升。在該上升過程中，將由支撐體65支撐的保護構件60載置在基臺21 (第2環狀構件27)上，且利用保護構件60的內周側緣部覆蓋矽基板K的外周側緣部上表面(參照圖6)。當保護構件60載置在基臺21上時，形成在保護構件60的下表面上的3個第I定位銷61與基臺21的外周部卡合，而將該保護構件60相對於基臺21定位。之後，如果基臺21與保護構件60及支撐體65 —起上升至上升端位置，那麼基臺21上的矽基板K受到蝕刻，但由於利用保護構件60防止離子入射至矽基板K的外周側緣部上表面，所以矽基板K的除外周側緣部上表面以外的部分受到蝕刻。之後，如果蝕刻結束，那麼使基臺21朝下降端位置下降。在該下降過程中，將載置在基臺21上的包括保護構件60及支撐體65的構造體載置在下部容器12的底面(所述凸緣部15)，從而保護構件60離開基臺21，基臺21、保護構件60及支撐體65分別返回至原來的位置(參照圖5)。當所述構造體載置在下部容器12的底面上時，使立設在下部容器12的底面上的第2定位銷14與下部構件67的長孔68卡合，而將下部構件67 (所述構造體)相對於下部容器12的底面定位。而且，如果基臺21返回至原來的位置，那麼從基臺21上卸下經蝕刻的矽基板K。如上所述，根據該蝕刻裝置2，當保護構件60載置在基臺21上時，通過使保護構件60的3個第I定位銷61與基臺21的外周部卡合，可與蝕刻裝置I同樣地獲得與所述相同的效果在基臺21的附近直接地將保護構件60定位，且可將保護構件60以其與基臺21及矽基板K成為同軸的方式高精度地定位等。而且，當所述構造體(下部構件67)載置在下部容器12的底面吋，由於使下部容器12的底面上的3個第2定位銷14與下部構件67的長孔68卡合，所以可將所述構造體以與基臺21及矽基板K成為同軸的方式相對於下部容器12的底面定位。而且，即便因下部容器12的溫度變化而導致第2定位銷14的位置產生變動，所述構造體的定位精度也不會降低。如此ー來，如果預先將所述構造體相對於下部容器12的底面定位，那麼當保護構件60載置在基臺21上時，便可高精度地進行定位。 所述蝕刻裝置I中，在保護構件31中形成著長孔34，在支撐構件35上形成著第2定位銷37，但是也可在保護構件31上形成第2定位銷，在支撐構件35中形成長孔，所述蝕刻裝置2中，也可同樣地在下部構件67上形成定位銷，在下部容器12的底面形成長孔。而且，在上例中列舉了蝕刻處理作為等離子處理的一例，但是並不限於此，也可將本發明用應於灰化(ashing)處理或成膜處理等。而且，成為處理對象的基板K並不限於矽基板，可為玻璃基板等任ー種基板。[符號的說明]I蝕刻裝置(等離子處理裝置)11處理腔室20基板保持裝置21基臺22電極25絕緣體26第I環狀構件27第2環狀構件30升降氣缸31保護構件33第I定位銷34長孔35支撐構件37第2定位銷40排氣裝置45氣體供給裝置50等離子生成裝置51線圈52、55高頻電源
權利要求
1.一種等離子處理裝置，包括處理腔室，具有閉塞空間；基臺，配設在所述處理腔室內，載置基板，並且以與載置的基板相比外周部更向外側突出的方式形成；吸附機構，吸附並固定載置在所述基臺上的基板；氣體供給機構，將處理氣體供給至所述處理腔室內；等離子生成機構，將供給至所述處理腔室內的處理氣體等離子化；排氣機構，排出所述處理腔室內的氣體，而對內部進行減壓；及電力供給機構，對所述基臺供給高頻電力；其特徵在於，該等離子處理裝置包括 保護構件，形成為環狀且為板狀，且構成為可載置在所述基臺的外周部，並且當載置在所述基臺的外周部時，利用內周側緣部，在與所述基臺上的基板之間形成著間隙的狀態下覆蓋該基板的外周側緣部上表面； 支撐機構，配設在所述處理腔室內，且支撐所述保護構件 '及 升降機構，使所述基臺及支撐機構中的其中之一升降，在該升降過程中，將由所述支撐機構支撐的保護構件載置在所述基臺的外周部；且 在所述保護構件的下表面，當該保護構件載置在所述基臺上時與所述基臺的外周部卡合的至少3個第I突起形成在第I節圓上， 所述第I節圓的中心與所述保護構件的中心軸設定在同一軸上。
2.根據權利要求I所述的等離子處理裝置，其特徵在於，以如下方式構成 所述支撐機構包括載置所述保護構件且支撐所述保護構件的下表面的支撐構件， 在所述保護構件上形成設置在大於所述第I節圓的第2節圓上的至少3個第2突起、及構成為可與所述第2突起卡合且以長度方向朝向所述第2節圓的中心的方式設置的至少3個長孔中的其中之一，並且在所述支撐構件上形成所述第2突起及長孔中的另一個，所述第2節圓的中心與所述基臺的中心軸及第I節圓的中心設定在同一軸上， 所述升降機構使所述基臺及支撐構件中的其中之一升降，在該升降過程中，將載置在所述支撐構件上的保護構件載置在所述基臺上，且將載置在所述基臺上的保護構件載置在所述支撐構件上。
3.根據權利要求I所述的等離子處理裝置，其特徵在於，以如下方式構成 所述支撐機構包括配置在所述保護構件的下方且載置在所述處理腔室的底面上的下部構件、及連接所述下部構件與保護構件的連接構件，且 在所述下部構件上形成著設置在第2節圓上的至少3個第2突起、及構成為可與所述第2突起卡合且以長度方向朝向所述第2節圓的中心的方式設置的至少3個長孔中的其中之一，在所述處理腔室的底面形成著所述第2突起及長孔中的另一個， 所述第2節圓的中心與所述基臺的中心軸及第I節圓的中心設定在同一軸上， 所述升降機構使所述基臺升降，在該升降過程中，將載置在所述處理腔室的底面上的包括所述保護構件、連接構件及下部構件的構造體載置在所述基臺上，且將載置在所述基臺上的所述構造體載置在所述處理腔室的底面。
4.根據權利要求I所述的等離子處理裝置，其特徵在於 所述基臺構成為包括電極，由所述電力供給機構供給高頻電力；絕緣體，設置在所述電極上，且以所述電極的外周部朝外側突出的方式，使外徑形成為小於該電極的外徑；及環狀構件，形成為環狀且為板狀，且以只有所述絕緣體或所述絕緣體及基板位於環內部的方式設置在所述電極上；且，在所述絕緣體上載置所述基板；且所述保護構件構成為通過其第I突起與所述環狀構件的外周部卡合而載置在該環狀構件上； 所述保護構件、環狀構件及絕緣體分別包含線膨脹係數為3X10_6/°C 8X10_6/°C的材料。
全文摘要
本發明涉及一種可將覆蓋基板的外周側緣部上表面的保護構件高精度地定位的等離子處理裝置。等離子處理裝置(1)包括處理腔室(11)；基臺(21)，載置基板(K)；氣體供給裝置(45)，供給處理氣體；等離子生成裝置(50)，將處理氣體等離子化；高頻電源(55)，對基臺(21)供給高頻電力；環狀且為板狀的保護構件(31)，形成為環狀且為板狀，構成為可載置在基臺(21)的外周部，並且當載置在基臺(21)的外周部時，利用內周側緣部覆蓋基板(K)的外周側緣部上表面；支撐構件(35)，支撐保護構件(31)；及升降氣缸(30)，使基臺(21)升降。在保護構件(31)的下表面上形成設置在節圓上的至少3個第1突起(33)，當保護構件(31)載置在基臺(21)上時，所述第1突起(33)與基臺(21)的外周部卡合，且該節圓的中心與保護構件(31)的中心軸在同一軸上。
文檔編號H01L21/3065GK102859664SQ20108006485
公開日2013年1月2日 申請日期2010年11月25日 優先權日2010年2月25日
發明者林靖之, 富阪賢一 申請人:Spp科技股份有限公司