專利名稱：等離子體處理裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種等離子體處理裝置，并尤其涉及含有連接于DC電源的電極的等離子體處理裝置。
背景技術：
平行板式等離子體處理裝置是為人們所知的，其具有基板處理室，該基板處理室含有晶片轉移至其中作為基板的處理空間；布置在基板處理室中并連接于射頻電源的下部電極；以及布置成面對下部電極的上部電極。在這種等離子體處理裝置中，處理氣體被導入進處理空間中，射頻電力被施加到上部電極和下部電極之間的處理空間中。當晶片已被轉移至處理空間中并安裝在下部電極上時，導入的處理氣體通過射頻電力而被轉變成等離子體以便產生離子等，并且通過離子等使晶片經歷例如蝕刻處理的等離子體處理。
近年來，為了提高等離子體處理的性能，已經開發(fā)出了上部電極連接于DC電源以便將DC電壓施加于處理空間中的等離子體處理裝置。為了將DC電壓施加到處理空間中，必須提供導電表面暴露于處理空間的處于地電位的電極(下文中稱為“接地電極”)。然而，在使用形成沉積物的處理氣體進行等離子體處理的情況下，沉積物可能會附著在接地電極的表面上，從而在其上形成沉積膜。而且，取決于處理氣體的類型，接地電極的表面可能會由氧化物膜或氮化物膜覆蓋。這種沉積膜、氧化物膜或氮化物膜是絕緣的，因此從上部電極至接地電極的DC電流被阻礙，使得DC電壓不能再施加于處理空間中。因此，有必要去除這種沉積膜或類似物。
傳統(tǒng)上，作為從電極表面上去除沉積膜或類似物的方法，已知有這樣一種方法，其將氧氣(O2)導入進處理空間中，從氧氣中產生氧離子和氧自由基，以便通過與氧離子和氧自由基的反應而去除沉積膜或類似物(參見例如日本待審查專利公開(Kokai)第S62-040728號)。
對于上述去除沉積膜或類似物的方法，必須進行獨立于晶片的等離子體處理的處理，因此從晶片生產半導體裝置的生產率下降。因此已經開發(fā)出了在晶片等離子體處理過程中去除沉積膜或類似物的方法，尤其是將頻率相對低的例如2MHz的射頻電力傳輸至包括接地電極的基板處理室內的組件的沉積膜去除方法。在此沉積膜去除方法中，由于2MHz的射頻電力而在接地電極的表面上產生變動電位。此時，陽離子能跟隨相對低頻的變動電位，因此陽離子通過變動電位而被吸引至接地電極上，使得接地電極的表面被濺射。結果，沉積膜或類似物被去除。
然而，在一些情況下，這種相對低頻的射頻電力不能在等離子體處理過程中供應，例如，期望僅允許自由基接觸晶片的情況。在這種情況下，相對高頻的射頻電力被傳輸至接地電極等，但陽離子不能跟隨這種相對高頻的變動電位，因此由于相對高頻的射頻電力而產生的變動電位的電位差很小。這樣，陽離子以很低的能量被吸引至接地電極上，因此沉積膜或類似物不能被去除。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠去除接地電極上的絕緣膜的等離子體處理裝置。
為了達到上述目的，在本發(fā)明的第一方面中，提供了一種等離子體處理裝置，其具有含有處理空間的基板處理室，在該處理空間中，基板被進行等離子體處理；將射頻電力施加到處理空間中的RF電極；將DC電壓施加到處理空間中的DC電極；以及暴露于處理空間的接地電極；其中接地電極和RF電極彼此相鄰，并且它們之間設有絕緣部，接地電極和RF電極之間的距離被設置在0至10mm的范圍中。
根據上面的構造，由RF電極施加的射頻電力不僅在面向RF電極的處理空間的部分中產生電場，而且在RF電極附近的處理空間的部分中產生具有預定強度的電場。而且，電場在距離RF電極10mm以外幾乎消失。結果，在面向接地電極的處理空間的部分中產生具有預定強度的電場，因此離子由于電場的電位差而與接地電極發(fā)生碰撞。因此能夠去除接地電極上的絕緣膜。
優(yōu)選地，距離被設置在0至5mm的范圍中。
根據上面的構造，能夠在面向接地電極的處理空間的部分中可靠地產生具有預定強度的電場，因此能夠可靠地去除接地電極上的絕緣膜。
優(yōu)選地，距離的下限為0.5mm。
根據上面的構造，接地電極和RF電極之間的距離的下限為0.5mm。結果，具有剩余的余量，可以防止將射頻電力施加于接地電極。因此能夠將接地電極保持在地電位，并因而能夠將DC電壓可靠地施加于處理空間中。
優(yōu)選地，絕緣部包括絕緣體或真空空間。
根據上面的構造，能夠可靠地防止將射頻電力施加于接地電極。
為了達到上述目的，在本發(fā)明的第二方面中，提供了一種等離子體處理裝置，其具有含有處理空間的基板處理室，在該處理空間中，基板被進行等離子體處理；僅將不小于預定頻率的射頻電力施加到處理空間中的RF電極；將DC電壓施加到處理空間中的DC電極；以及暴露于處理空間的接地電極；其中接地電極和RF電極彼此相鄰，并且它們之間設有絕緣部。
根據上面的構造，僅將不小于預定頻率的射頻電力施加于處理空間中。結果，離子不能容易地跟隨由于射頻電力而產生的變動電位，因此不能通過由于這種變動電位而吸引到接地電極上的離子來去除接地電極上的絕緣膜。然而，由RF電極施加的射頻電力不僅在面向RF電極的處理空間的部分中產生電場，而且在RF電極附近的處理空間的部分中產生具有預定強度的電場。結果，在面向接地電極的處理空間的部分中產生具有預定強度的電場，因此離子由于電場的電位差而與接地電極發(fā)生碰撞。因此能夠去除接地電極上的絕緣膜。
優(yōu)選地，預定頻率為13MHz。
根據上面的構造，盡管離子沒有跟隨由于射頻電力而產生的變動電位，但是在面向接地電極的處理空間的部分中產生了具有預定強度的電場，因此能夠通過電場將離子可靠地吸引至接地電極上。
優(yōu)選地，絕緣部包括絕緣體或真空空間。
從下面結合附圖進行的描述中，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將是顯而易見的，其中在附圖中，類似的附圖標記始終表示相同或相似的部分。
包含在說明書中并構成說明書的一部分的附圖，示出了本發(fā)明的實施例，并且與說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。
圖1是示意性地示出根據本發(fā)明的第一實施例的等離子體處理裝置的構造的斷面圖；圖2是示意性地示出傳統(tǒng)等離子體處理裝置的構造的斷面圖；圖3是示出在僅將60MHz射頻電力供應至上部電極板的情況下，沉積物附著速率和組件上的位置之間的關系的圖；圖4是示出在僅將60MHz射頻電力供應至上部電極板的情況下，通過仿真計算的電場強度和組件上的位置之間的關系的圖；并且圖5是示意性地示出根據本發(fā)明的第二實施例的等離子體處理裝置的構造的斷面圖。
具體實施例方式
將在下面參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細描述。
首先，將描述根據本發(fā)明第一實施例的等離子體處理裝置。
圖1是示意性地示出根據本實施例的等離子體處理裝置的構造的斷面圖。該等離子體處理裝置被構造成在作為基板的半導體晶片W上進行RIE(活性離子蝕刻)處理。
如圖1中所示，等離子體處理裝置10具有圓柱形基板處理室11，在基板處理室11內存在有處理空間S。而且，基板處理室11中布置有作為載置臺的圓柱形基座12(RF電極)，在其上安置了直徑為例如300mm的半導體晶片W(下文中僅稱為“晶片W”)。基板處理室11的內壁表面由側壁部件13覆蓋。側壁部件13由鋁制成，其面對處理空間S的表面覆有氧化釔(Y2O3)。基板處理空間11電接地，因此側壁部件13處于地電位。而且，基座12具有由例如鋁的導電材料制成的導體部29，和由絕緣材料制成的覆蓋導體部29的側面的基座側面覆蓋部件14。
在等離子體處理裝置10中，在基板處理室11的內壁和基座12的側面之間形成有排氣流動通道15，其充當基座12上方的氣體分子通過其被排出基板處理室11的流動通道。隔板16沿排氣流動通道15被布置在途中。
隔板16是其中具有大量孔的板狀部件，并充當將基板處理室11分隔成上部和下部的分隔板。下面描述的等離子體在由隔板16分隔的基板處理室11的上部(下文中稱為“反應室”)17中產生。而且，在基板處理室11的下部(下文中稱為“歧管”)18中設置有將氣體從基板處理室11中排出的粗抽排氣管(roughing exhaust pipe)19和主排氣管20。粗抽排氣管19具有與其連接的(未示出的)DP(干泵)，主排氣管20具有與其連接的(未示出的)TMP(渦輪分子泵)。而且，隔板16能捕獲或反射處理空間S中產生的離子和自由基，因此能防止離子和自由基泄漏進歧管18中。
粗抽排氣管19、主排氣管20、DP和TMP一起構成排氣裝置。粗抽排氣管19和主排氣管20將反應室17中的氣體經由歧管18從基板處理室11中排出。具體而言，粗抽排氣管19將基板處理室11中的壓強從大氣壓降低至低真空狀態(tài)，主排氣管20與粗抽排氣管19協(xié)同工作以將基板處理室11中的壓強從大氣壓降低至高真空狀態(tài)(例如，不超過133Pa(1Torr)的壓強)，其壓強比低真空狀態(tài)更低。
射頻電源21經由匹配器22連接于基座12的導體部29。射頻電源21向導體部29供應例如40MHz的相對高頻率的射頻電力。基座12的導體部29因此充當RF電極。匹配器22能減少來自導體部29的射頻電力的反射以便使射頻電力供應到導體部29中的效率最大化?；?2將從射頻電源21供應的40MHz的射頻電力施加于處理空間S中。
在RIE處理過程中，在基座側面覆蓋部件14的表面上和下面所述的硅電極27的暴露部分上可能會形成絕緣膜，諸如沉積膜、氧化物膜或氮化物膜。此時，由于供應給導體部29的40MHz的射頻電力，而在基座側面覆蓋部件14的表面上產生了射頻(40MHz)變動電位。然而，陽離子不能跟隨以40MHz變動的電位差，因此由于40MHz射頻電力而產生的電位差很小，這樣，與基座側面覆蓋部件14碰撞的陽離子的能量很低。因此不能通過40MHz的變動電位，來去除在基座側面覆蓋部件14的表面上形成的絕緣膜。
在基座12的上部設置有含有電極板23的盤狀靜電吸盤24。當將晶片W安置在基座12上時，晶片W被布置在靜電吸盤24上。DC電源25電連接于電極板23。在將負DC電壓施加于電極板23之后，就在晶片W的背面上產生了正電位。在電極板23和晶片W的背面之間因此產生了電位差，因此通過由于電位差而產生的庫侖力或Johnsen-Rahbek力，晶片W被吸附至并被保持在靜電吸盤24的上表面上。
在基座12的上部設置有環(huán)狀聚焦環(huán)26以便圍繞被吸附至并保持在基座12的上表面上的晶片W。聚焦環(huán)26由硅(Si)或二氧化硅(SiO2)制成。聚焦環(huán)26暴露于處理空間S，并將處理空間S中的等離子體朝向晶片W的前表面聚集，從而提高RIE處理的效率。而且，供應給導體部29的40MHz射頻電力經由靜電吸盤24被傳輸至聚焦環(huán)26。此時，聚焦環(huán)26將40MHz射頻電力施加于處理空間S中。因此聚焦環(huán)26也充當RF電極。
由硅制成的環(huán)狀硅電極27與聚焦環(huán)26相鄰地圍繞聚焦環(huán)26布置。硅電極27具有暴露于處理空間S的暴露部分，而且是電接地的，因此充當接地電極。而且，硅電極27構成由于下面所述的上部電極板39施加于處理空間S中的DC電壓而產生的DC電流的路徑的一部分。
在聚焦環(huán)26和硅電極27之間布置有由例如石英(Qz)的絕緣材料制成的環(huán)狀絕緣體環(huán)28(絕緣部)。而且，基座側面覆蓋部件14被設置成位于硅電極27和基座12的導體部29之間。因此硅電極27與導體部29和聚焦環(huán)26是電絕緣的，絕緣體環(huán)28和基座側面覆蓋部件14可靠地防止供應給導體部29和聚焦環(huán)26的射頻電力施加于硅電極27。
而且，由石英制成的保護硅電極27的側面的環(huán)狀蓋環(huán)30圍繞硅電極27而布置。
在基座12內設置有例如沿基座12的圓周方向延伸的環(huán)狀冷卻劑室31。預定溫度的冷卻劑(例如冷卻水或Galden(注冊商標)液體)從(未示出的)冷卻器單元經由冷卻劑管道32通過冷卻劑室31而進行循環(huán)。吸附至并保持在基座12的上表面上的晶片W的處理溫度通過冷卻劑的溫度而被控制。
在吸附并保持晶片W的基座12上表面的部分(下文中稱為“吸引表面”)中設置有多個傳熱氣體供給孔33。傳熱氣體供給孔33通過布置在基座12內部的傳熱氣體供給管線34連接于(未示出的)傳熱氣體供給單元。傳熱氣體供給單元將作為傳熱氣體的氦(He)氣經由傳熱氣體供給孔33供應到基座12的吸引表面和晶片W背面之間的間隙中。
在基座12的吸引表面中設置有多個推桿銷(pusher pin)35作為可從基座12的上表面突出的頂升銷(lifting pin)。推桿銷35通過(未示出的)滾珠螺桿連接于(未示出的)電動機，并且可通過由滾珠螺桿變換成線性運動的電動機的旋轉運動，而使其從基座12的吸引表面突出。當晶片W被吸附至并保持在基座12的吸引表面上時，推桿銷35被收容在基座12內，使得晶片W能經歷RIE處理，當晶片W在經歷過RIE處理之后將要從基板處理室11中轉移出來時，使推桿銷從基座12的上表面突出以便提起晶片W離開基座12。
氣體導入噴頭36被布置在基板處理室11的頂板部中以便面向基座12。氣體導入噴頭36具有由絕緣材料制成的其中形成有緩沖室37的電極板支撐體38，和從電極板支撐體38被支撐的上部電極板39。上部電極板39的下表面暴露于處理空間S。上部電極板39是由例如硅的導電材料制成的盤狀部件。上部電極板39的外周部分被由絕緣材料制成的環(huán)狀屏蔽環(huán)40覆蓋。因此電極板支撐體38和屏蔽環(huán)40將上部電極板39與處于地電位的基板處理室11的壁電絕緣。
DC電源41電連接于上部電極板39，并向上部電極板39施加負DC電壓。因此上部電極板39將DC電壓施加于處理空間S中。因為DC電壓被施加于上部電極板39，所以不需要在上部電極板39和DC電源41之間設置匹配器，因此與傳統(tǒng)等離子體處理裝置中射頻電源經由匹配器連接于上部電極板的情況相比，等離子體處理裝置10的結構被簡化了。而且，上部電極板39保持在負電位而沒有變動，因此可使其保持在僅吸引陽離子至其上的狀態(tài)，因此電子不會從處理空間S中丟失。因而處理空間S中的電子的數目沒有減少，因此能夠提高諸如RIE處理的等離子體處理的效率。
從(未示出的)處理氣體供給單元引出的處理氣體導入管42連接于電極板支撐體38中的緩沖室37。而且，氣體導入噴頭36中具有使緩沖室37與處理空間S連通的多個氣孔43。從處理氣體導入管42供應至緩沖室37中的處理氣體，由氣體導入噴頭36經由氣孔43供應到處理空間S中。
在基板處理室11的側壁中，在晶片W已經從基座12由推桿銷35提升起來的高度的位置處，設置有用于晶片W的輸送口44。在輸送口44中設置有用于開放和關閉輸送口44的閘閥45。
在等離子體處理裝置10的基板處理室11中，基座12的導體部29將射頻電力施加于處理空間S中，即如上所述的基座12和上部電極板39之間的空間，借此使從氣體導入噴頭36供應到處理空間S中的處理氣體轉變成高密度的等離子體，這樣產生了陽離子和自由基。而且，將DC電壓施加到處理空間S中的上部電極板39使等離子體保持在所需的狀態(tài)。通過陽離子和自由基，晶片W經歷RIE處理。
在本發(fā)明之前，對于如下所述的傳統(tǒng)等離子體處理裝置46，本發(fā)明人觀察了在僅將相對高頻的射頻電力供應至RF電極的情況下，基板處理室11中沉積物附著的狀態(tài)。
圖2是示意性地示出傳統(tǒng)等離子體處理裝置的構造的斷面圖。傳統(tǒng)的等離子體處理裝置具有與上述的等離子體處理裝置10基本上相同的構造和操作，與等離子體處理裝置10僅有的差異是射頻電力被供應給上部電極板39，以及缺少絕緣體環(huán)28和硅電極27。因此與等離子體處理裝置10相同的構造和操作的特征將不再描述，下面僅描述與等離子體處理裝置10不同的構造和操作的特征。
如圖2所示，等離子體處理裝置46具有經由匹配器49連接于上部電極板39的射頻電源47。因此上部電極板39將射頻電力施加于處理空間S中。而且，由石英制成的環(huán)狀蓋環(huán)48圍繞基座12上的聚焦環(huán)26而布置以便與聚焦環(huán)26相鄰。聚焦環(huán)26和蓋環(huán)48直接相互接觸。
對于等離子體處理裝置46，本發(fā)明人測量了在從射頻電源47向上部電極板39以2200W供應60MHz射頻電力，而不從射頻電源21向基座12的導體部29供應射頻電力的情況下，上部電極板39附近的沉積物附著速率(沉積速率)，尤其是在屏蔽環(huán)40和與屏蔽環(huán)40相鄰的側壁部件13的部分處的附著速率。此時，對于等離子體處理裝置46，處理空間S中的壓強被設置成2.67Pa(20mTorr)，C4F8氣和Ar氣被供應至處理空間S中，其流速分別設置成14sccm和700sccm，并且等離子體被產生。RIE處理持續(xù)5分鐘。
圖3是示出在向上部電極板僅供應60MHz射頻電力的情況下，沉積速率和組件上的位置之間的關系的圖。在此圖中，橫軸示出了相對于上部電極板39的各個組件上的相對位置，越往圖的右側移動，就越靠近上部電極板39。
如圖3中的圖所示，可以發(fā)現對于側壁部件13，沉積速率是正的，沉積物逐漸地附著于側壁部件13上，而對于屏蔽環(huán)40，沉積速率是負的，沉積膜逐漸地從屏蔽環(huán)40上被去除。
對于等離子體處理裝置46，可由離子跟隨的頻率的例如2MHz的射頻電力不被供應至上部電極板39或基座12的導體部29，而且屏蔽環(huán)40是由絕緣材料制成的。結果，在屏蔽環(huán)40的表面上不產生變動電位，因此不能通過由于這種變動電位而吸引來(濺射)的離子去除沉積膜。
接下來，為了調查沉積膜從屏蔽環(huán)40上被去除的機制，本發(fā)明人通過仿真，計算了在向上部電極板39供應60MHz射頻電力的情況下，面向屏蔽環(huán)40和側壁部件13的處理空間S的部分處的電場強度。下面，在處理空間S的這些對向部分處的電場將簡稱為“對向電場”。
圖4是示出在向上部電極板僅供應60MHz射頻電力的情況下，通過仿真計算的電場強度與組件上的位置之間的關系的圖。同樣，在此圖中，橫軸示出了相對于上部電極板39的各個組件上的相對位置，越往圖的右側移動，就越靠近上部電極板39。而且，縱軸示出了強度比例，取上部電極板39外周部分處的對向電場的強度為“1”。
如圖4中的圖所示，可以發(fā)現在與屏蔽環(huán)40相鄰的側壁部件13處的對向電場的強度基本上為0，而在屏蔽環(huán)40的與上部電極板39相距10mm的區(qū)域范圍內的對向電場的強度超過了上部電極板39外周部分處的對向電場的強度的20％，特別地，在屏蔽環(huán)40的與上部電極板39相距5mm的區(qū)域范圍內的對向電場的強度超過了上部電極板39外周部分處的對向電場的強度的40％。而且，對于屏蔽環(huán)40的離上部電極板39超過10mm的區(qū)域，對向電場幾乎消失。
從上面仿真的結果中，本發(fā)明人獲得了關于從屏蔽環(huán)40去除沉積膜的機制的以下認識。
即，在上部電極板39向處理空間S中施加了60MHz射頻電力之后，產生了面向上部電極板39的對向電場；射頻電力不僅在面向上部電極板39的處理空間S的部分中產生對向電場，而且在上部電極板39附近的處理空間S的部分(即，面向屏蔽環(huán)40的部分)中產生了比面向上部電極板39的對向電場要弱一些的對向電場(電場泄漏效應)。因此具有與面向屏蔽環(huán)40的對向電場的電位差相應的能量的離子與屏蔽環(huán)40發(fā)生碰撞，從而通過與離子的碰撞而將沉積膜從屏蔽環(huán)40上去除。
在本實施例中，為了去除處于地電位的硅電極27的暴露部分上形成的絕緣膜，使用上面所述的電場泄漏效應。具體來說，硅電極27和向其傳輸40MHz射頻電力的聚焦環(huán)26之間的距離，被設置在0.5至10mm的范圍中，優(yōu)選為0.5至5mm的范圍中。在此情況下，由于通過聚焦環(huán)26施加到處理空間S中的40MHz射頻電力的電場泄漏效應，在面向硅電極27的處理空間S的部分中產生了比面向聚焦環(huán)26的對向電場弱一些的對向電場，具體而言是強度超過面向聚焦環(huán)26外周部分的對向電場強度的20％的電場。因此具有與面向硅電極27的對向電場的電位差相應的能量的離子與硅電極27發(fā)生碰撞，從而通過與離子的碰撞而將絕緣膜從硅電極27去除。注意，在硅電極27布置成離聚焦環(huán)26的距離在0.5mm之內的情況下，不將絕緣體環(huán)28布置在硅電極27和聚焦環(huán)26之間，而是在硅電極27和聚焦環(huán)26之間形成真空空間(空間電容器)。還應注意，只要可以進行絕緣，硅電極27和聚焦環(huán)26之間的距離理論上甚至可以是0mm。
根據等離子體處理裝置10，硅電極27(它是具有暴露于其中施加了DC電壓的處理空間的暴露部分的接地電極)與聚焦環(huán)26(它向處理空間S中施加40MHz射頻電力)相鄰，絕緣的絕緣體環(huán)28位于它們之間，硅電極27和聚焦環(huán)26之間的距離被設置在0.5至10mm的范圍中，優(yōu)選為0.5至5mm的范圍中。離子不會跟隨由于40MHz射頻電力而產生的變動電位，因此硅電極27上的絕緣膜不能通過由于這種變動電位而吸引至其上的離子而被去除。然而，在面向硅電極27的處理空間S的部分中，產生了強度超過面向聚焦環(huán)26外周部分的對向電場強度的20％的電場，因此離子由于該電場的電位差而與硅電極27發(fā)生碰撞。結果，能夠在等離子體處理裝置10中去除硅電極27上的絕緣膜。即，不需要向導體部29供應可由離子跟隨的頻率(即不超過3MHz)的射頻電力，就能去除硅電極27上的絕緣膜。
在等離子體處理裝置10中，絕緣體環(huán)28由石英制成，因此能夠可靠地防止將射頻電力施加于硅電極27。結果，可使硅電極27保持在地電位，因此DC電壓能夠可靠地施加于處理空間S中?？稍诰劢弓h(huán)26和硅電極27之間設置真空空間，而不將絕緣體環(huán)28布置在聚焦環(huán)26和硅電極27之間。在這種情況下，同樣能夠可靠地防止將射頻電力施加于硅電極27。
在等離子體處理裝置10中，供應至基座12的導體部29(和聚焦環(huán)26)的射頻電力的頻率為40MHz。然而，該頻率可以是不小于13MHz的任何頻率。在這種情況下，盡管離子不能跟隨由于頻率不小于13MHz的射頻電力而產生的變動電位，但由于面向硅電極27的處理空間S的部分中的電場泄漏效應，會再次產生對向電場，因此能夠通過該電場將離子可靠地吸引至硅電極27上。
而且，在等離子體處理裝置10中，僅射頻電源21連接于基座12的導體部29。然而，多個射頻電源可連接于導體部29。如果射頻電源之一供應可由離子跟隨的頻率(即不超過3MHz)的射頻電力，則離子將不僅由于通過電場泄漏效應產生的對向電場而與硅電極27發(fā)生碰撞，還會由于可由離子跟隨的頻率的變動電位而被吸引至硅電極27上，因此，能夠更可靠地去除硅電極27上的絕緣膜。
接下來，將描述根據本發(fā)明第二實施例的等離子體處理裝置。
對于本實施例，構造和操作與上面所述的第一實施例基本上相同，與第一實施例的僅有的差別在于，射頻電力被供應至上部電極板，處于地電位的硅電極被布置在上部電極板附近，并且絕緣體環(huán)和硅電極不圍繞聚焦環(huán)布置。因此與第一實施例相同的構造和操作將不再描述，下面僅描述與第一實施例不同的構造和操作的特征。
圖5是示意性地示出根據本實施例的等離子體處理裝置的構造的斷面圖。
如圖5所示，等離子體處理裝置50具有經由匹配器51連接于上部電極板39的射頻電源52。射頻電源52向上部電極板39供應相對高頻的例如60MHz的射頻電力。上部電極板39因此充當RF電極，向處理空間S中施加60MHz的射頻電力。而且，上部電極板39也電連接于DC電源41，因此將DC電壓施加于處理空間S中。
由硅制成的環(huán)狀硅電極53與上部電極板39相鄰地圍繞上部電極板39布置。硅電極53具有暴露于處理空間S的暴露部分，而且電接地，因此充當接地電極。而且，硅電極53構成由于通過上部電極板39施加于處理空間S中的DC電壓而產生的DC電流的路徑的一部分。
由例如石英(Qz)的絕緣材料制成的環(huán)狀屏蔽環(huán)54(絕緣部)，被布置在上部電極板39和硅電極53之間。因此硅電極53與上部電極板39電絕緣，屏蔽環(huán)54可靠地防止將供應至上部電極板39的射頻電力施加于硅電極53。
在等離子體處理裝置50中，射頻電源21向基座12的導體部29供應相對低頻的例如2MHz的射頻電力。而且，由石英制成的環(huán)狀蓋環(huán)48圍繞基座12上的聚焦環(huán)26而布置以便與聚焦環(huán)26相鄰。聚焦環(huán)26和蓋環(huán)48直接相互接觸。
在等離子體處理裝置50中，硅電極53和上部電極板39之間的距離被設置在0.5至10mm的范圍中，優(yōu)選為0.5至5mm的范圍中。在這種情況下，由于通過上部電極板39施加于處理空間S中的60MHz射頻電力的電場泄漏效應，在面向硅電極53的處理空間S的部分中產生了比面向上部電極板39的對向電場弱一些的對向電場。具有與面向硅電極53的對向電場的電位差相應的能量的離子因此與硅電極53發(fā)生碰撞，從而能夠通過與離子的碰撞而將絕緣膜從硅電極53去除。而且，2MHz射頻電力從基座12的導體部29傳輸至硅電極53，因此在硅電極53的暴露部分上產生了以2MHz變動的變動電位。離子通過變動電位而被吸引至硅電極53上，因此能夠在等離子體處理裝置50中可靠地將絕緣膜從硅電極53去除。
在上述的等離子體處理裝置50中，射頻電源21向基座12的導體部29供應2MHz的射頻電力。然而，該射頻電力不需要被供應至導體部29。即使在此情況下，也會由于通過上部電極板39施加于處理空間S中的60MHz射頻電力的電場泄漏效應，而產生面向硅電極53的對向電場，因此能夠去除硅電極53上的絕緣膜。
還應注意，在等離子體處理裝置10或50中經歷RIE處理的基板不限于是用于半導體裝置的半導體晶片，也可以是下述中的任何一種在LCD(液晶顯示器)、FPD(平板顯示器)或類似物中使用的各種基板，光掩膜，CD基板，印刷基板，或類似物。
上述的實施例僅是本發(fā)明的示例，而不應看作是對本發(fā)明的范圍進行限制。
本發(fā)明的范圍是由所附權利要求的范圍限定的，而不應僅限于本說明書中的具體描述。而且，屬于權利要求的等效物的所有更改和變更都應被認為是落在本發(fā)明的范圍內。
權利要求
1.一種等離子體處理裝置，具有含有處理空間的基板處理室，在所述處理空間中，基板被進行等離子體處理；將射頻電力施加到所述處理空間中的RF電極；將DC電壓施加到所述處理空間中的DC電極；以及暴露于所述處理空間的接地電極；其中所述接地電極和所述RF電極彼此相鄰，并且它們之間設有絕緣部，并且所述接地電極和所述RF電極之間的距離被設置在0至10mm的范圍中。
2.如權利要求1所述的等離子體處理裝置，其中，所述距離被設置在0至5mm的范圍中。
3.如權利要求1所述的等離子體處理裝置，其中，所述距離的下限為0.5mm。
4.如權利要求1所述的等離子體處理裝置，其中，所述絕緣部包括絕緣體或真空空間。
5.一種等離子體處理裝置，具有含有處理空間的基板處理室，在所述處理空間中，基板被進行等離子體處理；僅將不小于預定頻率的射頻電力施加到所述處理空間中的RF電極；將DC電壓施加到所述處理空間中的DC電極；以及暴露于所述處理空間的接地電極；其中所述接地電極和所述RF電極彼此相鄰，并且它們之間設有絕緣部。
6.如權利要求5所述的等離子體處理裝置，其中，所述預定頻率為13MHz。
7.如權利要求5所述的等離子體處理裝置，其中，所述絕緣部包括絕緣體或真空空間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能夠去除接地電極上的絕緣膜的等離子體處理裝置。該等離子體處理裝置具有含有處理空間的基板處理室，在該處理空間中，基板被進行等離子體處理；將射頻電力施加到處理空間中的RF電極；將DC電壓施加到處理空間中的DC電極；以及暴露于處理空間的接地電極。接地電極和RF電極彼此相鄰，并且它們之間設有絕緣部，接地電極和RF電極之間的距離被設置在0至10mm的范圍中。
文檔編號H01L21/02GK101042989SQ20071008942
公開日2007年9月26日 申請日期2007年3月22日 優(yōu)先權日2006年3月22日
發(fā)明者本田昌伸, 松井裕 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社