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TW202441569A - 電漿處理裝置及清理方法 - Google Patents

電漿處理裝置及清理方法 Download PDF

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TW202441569A
TW202441569A TW112145086A TW112145086A TW202441569A TW 202441569 A TW202441569 A TW 202441569A TW 112145086 A TW112145086 A TW 112145086A TW 112145086 A TW112145086 A TW 112145086A TW 202441569 A TW202441569 A TW 202441569A
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TW
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exhaust
processing
plasma
flow path
aforementioned
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TW112145086A
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満留和也
佐藤正律
佐藤吉宏
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

[課題]提供能夠使用遙控電漿清理處理容器內的電漿處理裝置及清理方法。 [解決手段]一種電漿處理裝置,為在中真空的壓力區域對矩形基板施予基板處理的電漿處理裝置,具備:載置台;處理容器;複數排氣口;生成用以對前述基板施予前述基板處理的處理電漿的第1電漿生成部;具有第2電漿生成部的遙控電漿產生裝置;經由複數前述排氣口各者連接至前述處理容器,分別具有前段排氣裝置的複數第1排氣流路;與複數前述第1排氣流路的各者在一端連接的第2排氣流路;連接至前述第2排氣流路的另一端的後段排氣裝置;在複數前述第1排氣流路之中的至少2以上的前述第1排氣流路中,具有繞過前述前段排氣裝置,具有壓力控制裝置的旁流流路。

Description

電漿處理裝置及清理方法
本揭示係有關於電漿處理裝置及清理方法。
專利文獻1揭示在對基板進行電漿處理的電漿處理裝置中,於處理室的底部設置複數排氣口,在各排氣口連接排氣管,在各排氣管連接自動壓力控制閥門及真空泵。
專利文獻2揭示在腔室的側部具備將包含含氟化合物的氟系清理氣體電漿化的遙控電漿產生裝置的CVD裝置。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開2015-216260號公報 [專利文獻2]特開2004-343026號公報
[發明所欲解決的問題]
一側面中,本揭示提供能夠使用遙控電漿清理處理容器內的電漿處理裝置及清理方法。 [解決問題的手段]
為了解決上述課題,根據一態樣,提供一種電漿處理裝置,為在中真空的壓力區域對矩形基板施予基板處理的電漿處理裝置,具備:水平剖面形成矩形,載置前述基板的載置台;水平剖面形成矩形,收容前述載置台的處理容器;在前述處理容器的底板,包圍前述載置台配置的複數排氣口;與前述載置台對向設於前述處理容器的上部,生成用以對前述基板施予前述基板處理的處理電漿的第1電漿生成部;在前述處理容器的側壁經由導通路連接,具有與前述第1電漿生成部不同的第2電漿生成部的遙控電漿產生裝置;經由複數前述排氣口各者連接至前述處理容器,分別具有前段排氣裝置的複數第1排氣流路;與複數前述第1排氣流路的各者在一端連接的第2排氣流路;連接至前述第2排氣流路的另一端的後段排氣裝置;在複數前述第1排氣流路之中的至少2以上的前述第1排氣流路中,具有繞過前述前段排氣裝置,具有壓力控制裝置的旁流流路。 [發明的效果]
根據一側面,能夠提供能夠使用遙控電漿清理處理容器內的電漿處理裝置及清理方法。
以下,參照圖式說明關於用來實施本揭示的形態。在各圖式中,有於相同構造部分附加相同符號,將重複的說明省略的情形。
[電漿處理裝置] 使用圖1及圖2說明關於電漿處理裝置100。圖1為表示電漿處理裝置100之一例的縱剖面圖。
圖1所示的電漿處理裝置100為對平面顯示器(Flat Panel Display,以下稱為「FPD」)用的平面視矩形的基板G(以下單稱為「基板」),執行各種基板處理方法的感應耦合型電漿(Inductive Coupled Plasma:ICP)處理裝置。作為基板的材料,主要使用玻璃,也有根據用途使用透明的合成樹脂等的情形。其中,基板處理中,包含使用蝕刻處理或CVD(Chemical Vapor Deposition)法的成膜處理等。作為FPD,例示液晶顯示器(Liquid Crystal Display: LCD)或電致發光(Electro Luminescence:EL)、電漿顯示器面板(Plasma Display Panel;PDP)等。基板,除了在其表面將電路圖案化的形態以外,還包含支持基板。又,FPD用基板的平面尺寸與世代的推移一同大規模化,藉由電漿處理裝置100處理的基板G的平面尺寸,例如至少包含從第6世代的1500mm×1800mm左右的尺寸到第10.5世代的3000mm×3400mm左右的尺寸。又,基板G的厚度為0.2mm至數mm左右。
圖1所示的電漿處理裝置100,具有有長方體狀的箱型形狀的處理容器20、配設於處理容器20內載置基板G的具有平面視矩形的外形形狀的基板載置台(載置台)70、控制部90。此外,處理容器,是圓筒狀的箱型或橢圓筒狀的箱型等形狀也可以,在該形態中,基板載置台也成為圓形或橢圓形,載置於基板載置台的基板也成為圓形等。
處理容器20,由金屬窗30畫分成上下2個空間,上方空間即天線室A由上腔室13形成,下方空間即處理室S由下腔室17形成。處理容器20中,在成為上腔室13與下腔室17的邊界的位置,矩形環狀的支持框14以突設於處理容器20的內側的方式配設,在支持框14安裝金屬窗30。
形成天線室A的上腔室13,由側壁11與天板12形成,作為全體由鋁或鋁合金等金屬形成。
在內部具有處理室S的下腔室17,由側壁15與底板16形成,作為全體由鋁或鋁合金等金屬形成。又,側壁15藉由接地線21接地。
支持框14,由導電性的鋁或鋁合金等金屬形成,也能夠稱為金屬框。
在下腔室17的側壁15的上端,形成矩形環狀(無端狀)的密封溝22,在密封溝22嵌入O形環等密封構件23,藉由支持框14的抵接面保持密封構件23,形成下腔室17與支持框14的密封構造。
在下腔室17的側壁15,開設用來對下腔室17將基板G搬出入的搬出入口15a,搬出入口15a藉由閘閥24開關自如。在下腔室17鄰接內包搬送機構的搬送室(都未圖示),將閘閥24進行開關控制,藉由搬送機構經由搬出入口15a進行基板G的搬出入。
又,在下腔室17具有的底板16,設置複數排氣口16a。
圖2為表示電漿處理裝置100之一例的水平剖面圖。此外,圖2中,將配置基板載置台70的位置以一點鏈線表示。在下腔室17收容基板載置台70的處理容器20的側壁15,形成角筒形狀。換言之,處理容器20至少在收容基板載置台70的下腔室17的位置,水平剖面形成矩形。又,基板載置台70從上方平面視形成矩形。換言之,基板載置台70,水平剖面形成矩形。
排氣口16a,在處理容器20的底板16,包圍基板載置台70複數配置。換言之,排氣口16a,在平面視相較於基板載置台70配置於外側且相較於處理容器20(下腔室17)的側壁15配置於內側。圖2所示之例中,排氣口16a分別配置於處理容器20的4個角部。排氣口16a之數及位置不限於此,因應處理容器20的大小,配置比4個還多數的(例如8個、10個或者12個)排氣口16a也可以,又,除了角部以外,例如配置於處理容器20的邊部也可以。此外,以下說明中,將分別設於處理容器20的4個角部的排氣口16a作為排氣口16a1~16a4說明。又,將設於遠離設置後述導通路210的側壁15的位置的排氣口作為排氣口16a1、16a2,將設於接近設置導通路210的側壁15的位置的排氣口作為排氣口16a3、16a4說明。
回到圖1,各排氣口16a連接至排氣裝置300。此外,排氣裝置300的構造將使用圖4後述。此外,在下腔室17的適合處所設置壓力計(圖未示),將壓力計的監視資訊發送至控制部90。
基板載置台70,具有基材71、形成於基材71的上面71a的靜電吸盤76。
基材71的平面視形狀為矩形,具有與載置於基板載置台70的基板G同程度的平面尺寸。基材71的長邊的長度能夠設定成1800mm至3400mm左右,短邊的長度能夠設定成1500mm至3000mm左右。相對於該平面尺寸,基材71的厚度例如能成為50mm至100mm左右。
在基材71,設置以覆蓋矩形平面的全區域的方式蛇行的調溫介質流路72a,由不銹鋼或鋁、鋁合金等形成。此外,調溫介質流路72a設於靜電吸盤76也可以。又,基材71,如同圖示例那樣非一構件,而由鋁或鋁合金等的二構件的層積體形成也可以。
在下腔室17的底板16之上,固定由絕緣材料形成在內側具有段部的箱型台座78,在台座78的段部之上載置基板載置台70。
在基材71的上面71a,形成直接載置基板G的靜電吸盤76。靜電吸盤76,具有溶射氧化鋁等陶瓷形成的介電體被膜即陶瓷層74、埋設於陶瓷層74的內部具有靜電吸附機能的導電層75(電極)。
導電層75經由供電線84連接至直流電源85。藉由控制部90,介在於供電線84的開關(圖未示)開啟後,藉由從直流電源85對導電層75施加直流電壓產生庫倫力。藉由該庫倫力,基板G靜電吸附於靜電吸盤76的上面,在載置於基材71的上面71a的狀態下保持。
在構成基板載置台70的基材71,設置以覆蓋矩形平面的全區域的方式蛇行的調溫介質流路72a。在調溫介質流路72a的兩端,連通對調溫介質流路72a供應調溫媒體的進給配管72b、及排出流通調溫介質流路72a升溫的調溫媒體的返回配管72c。
如圖1所示,在進給配管72b與返回配管72c分別連通進給流路87與返回流路88,進給流路87與返回流路88連通至冷機86。冷機86,具有控制調溫媒體的溫度及吐出流量的本體部、及壓送調溫媒體的泵(都未圖示)。此外,作為調溫媒體適用冷媒,該冷媒適用Galden(註冊商標)和Florinart(註冊商標)。圖示例的調溫形態,雖是使基材71流通調溫媒體的形態,但基材71內藏加熱器等,藉由加熱器進行調溫的形態也可以、藉由調溫媒體與加熱器雙方進行調溫的形態也可以。又,取代加熱器,藉由使高溫的調溫媒體流通進行伴隨加熱的調溫也可以。此外,電阻體即加熱器,由鎢及鉬、或該等金屬中的任一種與氧化鋁或鈦等的化合物形成。又,圖示例雖在基材71形成調溫介質流路72a,但例如靜電吸盤76具有調溫介質流路也可以。
在基材71配設熱電偶等溫度感測器(圖未示),溫度感測器的監視資訊對控制部90隨時發送。接著,基於發送的監視資訊,基材71及基板G的調溫控制藉由控制部90執行。更具體上,藉由控制部90,調整從冷機86供應至進給流路87的調溫媒體的溫度及流量。接著,進行溫度調整及流量調整的調溫媒體在調溫介質流路72a循環,執行基板載置台70的調溫控制。此外,熱電偶等溫度感測器例如配設於靜電吸盤76也可以。
藉由靜電吸盤76及基材71的外周、與台座78的上面形成段部,在該段部載置矩形框狀的聚焦環79。在段部設置聚焦環79的狀態中,以聚焦環79的上面比靜電吸盤76的上面還低的方式設定。聚焦環79藉由氧化鋁等陶瓷或石英等形成。
在基材71的下面連接供電構件80。在供電構件80的下端連接供電線81,供電線81經由進行阻抗匹配的匹配器82連接至偏壓電源即高頻電源83。藉由從高頻電源83對基板載置台70施加例如3.2MHz的高頻電力,產生RF偏壓,能夠使在以下說明的電漿產生用的源頭即高頻電源56生成的離子吸引附著至基板G。因此,電漿蝕刻處理中,能夠將蝕刻速率與蝕刻選擇比一同提高。因此,基板載置台70,載置基板G形成使RF偏壓產生的偏壓電極。此時,成為下腔室17內部的接地電位的部位作為偏壓電極的對向電極發揮機能,構成高頻電力的返回電路。此外,將金屬窗30作為高頻電力的返回電路的一部分構成也可以。金屬窗30藉由複數分割金屬窗31形成。形成金屬窗30的分割金屬窗31之數能夠設定12個、24個等多樣的個數。
分割金屬窗31具有導體板32、及噴淋平板34。分割金屬窗31,兼具對處理室S的內部吐出處理氣體的處理氣體吐出部。導體板32與噴淋平板34都是非磁性並具有導電性,還藉由具有抗蝕性的金屬或施予抗蝕性的表面加工的金屬即鋁或鋁合金、不銹鋼等形成。具有抗蝕性的表面加工,例如,是陽極氧化處理及陶瓷溶射等。又,在接近處理室S的噴淋平板34的露出面34a,施予陽極氧化處理及陶瓷溶射所致的耐電漿塗佈也可以。導體板32經由接地線(圖未示)接地,在噴淋平板34也經由相互接合的導體板32接地。
構成金屬窗30的各分割金屬窗31,藉由複數吊桿(圖未示),從上腔室13的天板12吊下。在各分割金屬窗31的上方,配設藉由絕緣構件形成的間隙物(圖未示),藉由該間隙物從導體板32分離配設高頻天線(感應耦合天線)51。高頻天線51有助於電漿的生成,將由銅等高導電性的金屬形成的天線線,藉由捲裝成環狀或漩渦狀形成。例如,將環狀天線線多重配設也可以。高頻天線51因為配設於分割金屬窗31的上面,經由分割金屬窗31從天板12吊下。高頻天線51配設於處理容器20的上部、上腔室13的天線室A。
在導體板32的下面形成氣體擴散溝33,設置連通氣體擴散溝33與上端面32a的貫通孔32b。在該貫通孔32b埋設氣體導入管52。在噴淋平板34,開設連通導體板32的氣體擴散溝33與處理室S的複數氣體吐出孔35。噴淋平板34,對導體板32的氣體擴散溝33的外側的區域的下面藉由金屬製的螺絲(圖未示)締結。此外,氣體擴散溝開設於噴淋平板的上面也可以。
各分割金屬窗31,藉由絕緣構件37,與支持框14及鄰接的分割金屬窗31相互電氣絕緣。其中,絕緣構件37,藉由PTFE(Polytetrafluoroethylene)等氟樹脂形成。接近絕緣構件37的處理室S的端面37a與接近噴淋平板34的處理室S的露出面34a齊平,具有絕緣性的保護構件38被覆絕緣構件37的端面37a,同時橫跨鄰接的噴淋平板34的露出面34a配設。該保護構件38藉由氧化鋁等陶瓷形成。
絕緣構件37的絕緣性能高,雖藉由輕量的PTFE等樹脂形成,但與氧化鋁等陶瓷相比,樹脂的耐電漿性並不高。再來,難以對樹脂的表面,進行陽極氧化處理或陶瓷溶射所致的耐電漿塗佈。其中,電漿處理裝置100中,藉由將絕緣構件37的處理室S側的端面37a以例如陶瓷製的保護構件38被覆,從電漿保護絕緣構件37。將支持框14與分割金屬窗31、或鄰接的分割金屬窗31彼此相互絕緣的各絕緣構件37被保護構件38被覆。
在高頻天線51,連接在上腔室13的上方延設的供電構件53,在供電構件53的上端連接供電線54,供電線54經由進行阻抗匹配的匹配器55連接至高頻電源56。
對高頻天線51從高頻電源56施加例如13.56MHz的高頻電力,在下腔室17內形成感應電場。藉由該感應電場,將從噴淋平板34供應至處理室S的處理氣體電漿化生成感應耦合電漿,將電漿中的離子提供至基板G。
高頻電源56為電漿產生用的源頭,連接至基板載置台70的高頻電源83,成為將產生的離子吸引附著賦予動能的偏壓源。因此,在離子源頭利用感應耦合生成電漿,將別電源即偏壓源連接至基板載置台70進行離子能量的控制,能夠獨立進行電漿的生成與離子能量的控制,提高製程的自由度。
如圖1所示,各分割金屬窗31具有的氣體導入管52,在天線室A內整合至一位置,在上方延伸的氣體導入管52氣密貫通至開設於上腔室13的天板12的供應口12a。接著,氣體導入管52,經由氣密結合的氣體供應管61連接至處理氣體供應源64。
在氣體供應管61的途中位置介在有開關閥門62與質量流量控制器那種流量控制器63。藉由氣體供應管61、開關閥門62、流量控制器63及處理氣體供應源64形成處理氣體供應部60。此外,氣體供應管61在途中分歧,於各分歧管連通開關閥門與流量控制器、及因應處理氣體種的處理氣體供應源(圖未示)。
電漿處理中,從處理氣體供應部60供應的處理氣體經由氣體供應管61及氣體導入管52,供應至各分割金屬窗31具有的導體板32的氣體擴散溝33。接著,從各氣體擴散溝33經由各噴淋平板34的氣體吐出孔35,吐出至處理室S。
此外,各分割金屬窗31具有的氣體導入管52不用整合成一個,各者單獨連通至處理氣體供應部60,對每個分割金屬窗31進行處理氣體的供應控制也可以。又,位於金屬窗30外側的複數分割金屬窗31具有的氣體導入管52整合成一個,位於金屬窗30內側的複數分割金屬窗31具有的氣體導入管52另外整合成一個,各氣體導入管52個別連通至處理氣體供應部60進行處理氣體的供應控制也可以。亦即,前者的形態為在每個分割金屬窗31執行處理氣體的供應控制的形態,後者的形態為區分成金屬窗30的外部區域與內部區域執行處理氣體的供應控制的形態。再來,各分割金屬窗31具有固有的高頻天線,執行對各高頻天線個別施加高頻電力的控制也可以。
因此,電漿處理裝置100,具備用以對基板G生成施予基板處理(蝕刻處理、成膜處理等)的處理電漿的第1電漿生成部。第1電漿生成部,至少包含金屬窗30、高頻天線51。高頻電源56,對高頻天線51供應高頻電力,處理氣體供應部60經由分割金屬窗31(處理氣體吐出部)對處理室S供應處理氣體。第1電漿生成部,在處理室S內生成感應電場,藉由該感應電場生成供應至處理室S內的處理氣體的電漿。
遙控電漿產生裝置200經由導通路210與處理容器20的側壁15連接。遙控電漿產生裝置200具有第2電漿生成部(未圖示)。遙控電漿產生裝置200,將含有從清理氣體供應源220供應的氟(F)的清理氣體以第2電漿生成部電漿化,生成清理種(例如清理氣體的離子、自由基等活性種)。又,遙控電漿產生裝置200,經由導通路210,從處理容器20的側壁15對處理容器20內導入清理種。
控制部90,控制電漿處理裝置100的各構造部,例如冷機86、或高頻電源56、83、處理氣體供應部60、基於從壓力計發送的監視資訊的排氣裝置300等的動作。控制部90具有CPU(Central Processing Unit)、ROM (Read Only Memory)、及RAM(Random Access Memory)。CPU,依照儲存於RAM及ROM的記憶區域的配方(製程配方)執行預定的處理。配方中,設定對製程條件的電漿處理裝置100的控制資訊。控制資訊中,例如包含氣體流量及處理容器20內的壓力、處理容器20內的溫度及基材71的溫度、製程時間等。
配方及控制部90適用的程式,例如記憶於硬碟或光碟、磁光碟等也可以。又,配方等,在收容於CD-ROM、DVD、記憶卡等的可搬性的電腦可讀取的記憶媒體的狀態下設定在控制部90,讀出的形態也可以。控制部90,除此之外還具有進行指令的輸入操作等的鍵盤及滑鼠等的輸入裝置、可視化電漿處理裝置100的運轉狀況顯示的顯示器等顯示裝置、及印刷機等輸出裝置的使用者介面。
此外,電漿處理裝置100是由圖3所示的那種構造的電漿處理裝置110也可以。接著說明有關電漿處理裝置110。圖3為表示電漿處理裝置110之其他一例的縱剖面圖。此外,關於與圖1的電漿處理裝置100共通的部分將說明省略。
電漿處理裝置110,取代金屬窗30,具有由介電體板形成的介電體窗150。又,電漿處理裝置110成為將對基板G施予成膜處理作為目的構造。處理容器20,由介電體窗150畫分成上下2個空間,上方空間即天線室A由上腔室13形成,下方空間即處理室S由下腔室17形成。
在介電體窗150的下面,設置用以支持介電體窗150的支持樑,支持樑兼具噴淋頭57。噴淋頭57藉由鋁等金屬形成,施予陽極氧化的表面處理即可。在噴淋頭57內,形成在水平方向延設的氣體流路58,在氣體流路58,連通在下方延設接近在噴淋頭57下方的處理室S的氣體吐出孔59。
在介電體窗150的上面連接與氣體流路58連通的氣體導入管52,氣體導入管52氣密貫通開設於上腔室13的天板12的供應口12a,經由與氣體導入管52氣密結合的氣體供應管61連接至處理氣體供應源64。電漿處理中,從處理氣體供應部60供應的處理氣體經由氣體供應管61及氣體導入管52供應至噴淋頭57,經由氣體吐出孔59對處理室S吐出。
基板載置台91,具有載台加熱器92、載台支持體94、提升插銷95、提升插銷升降機構96。又,基板載置台91,具有載置基板G的載置面98、及配置後述保護框130的本體部131的段部99。載台加熱器92,以覆蓋矩形平面的全區域的方式在其內部設置加熱器線93,由鋁及鋁合金等形成。加熱器線93由加熱器控制器97控制。載置於基板載置台91的基板G,藉由載台加熱器92,例如加熱至350℃,進行成膜處理。
在基板載置台91的周圍,無端狀的保護框130相對於基板載置台91以升降自如配設。保護框130,具有平面視矩形框狀(無端狀)的本體部131、及在本體部131的內側突出一樣呈框狀(無端狀)的簷部135。
保護框130,以在基板G的緣部上方定位簷部135的前端的方式配設,是藉由將導入下腔室17的處理氣體電漿化生成的成膜前驅物供應至基板G外周的緣部、或防止繞入基板G的裏面的構件。此外,該保護框130也稱為陰影環。升降機構140使保護框130相對於基板載置台91在上下方向相對移動。
以上,電漿處理裝置110中,雖說明關於具有介電體窗150的感應耦合電漿裝置的成膜裝置,但不限於此,是在電漿處理裝置110中取代介電體窗150具有與圖1的電漿處理裝置100同樣的金屬窗30的成膜裝置也可以。又,圖1的電漿處理裝置100中,取代金屬窗30,具有圖3的電漿處理裝置110的介電體窗150也可以。
[排氣裝置300] 接著,使用圖4再說明關於排氣裝置300。圖4為說明排氣裝置300的構造的斜視圖之一例。排氣裝置300,具有第1排氣流路301、第2排氣流路302、旁流流路303、第3排氣流路305、前段排氣裝置311、第1壓力控制裝置312、截止閥門313、後段排氣裝置320、第2壓力控制裝置330。
在處理容器20的底板16,設置複數(圖2及圖4所示之例中為4個)排氣口16a。複數第1排氣流路301,經由複數排氣口16a各者連接至處理容器20。亦即,第1排氣流路301分別設於每個排氣口16a。第1排氣流路301,包含上部第1排氣流路301a及下部第1排氣流路301b。第1排氣流路301的一端(上游側),藉由上部第1排氣流路301a經由排氣口16a連接至處理容器20。第1排氣流路301的另一端(下游側)藉由下部第1排氣流路301b連接至第2排氣流路302的一端(上游側)。又,在第1排氣流路301,於上部第1排氣流路301a與下部第1排氣流路301b之間設置前段排氣裝置311、第1壓力控制裝置312及截止閥門313。
前段排氣裝置311例如以渦輪分子泵構成。
第1壓力控制裝置312設於比前段排氣裝置311還上游側。第1壓力控制裝置312例如以APC閥門(壓力控制閥門)構成。APC閥門能夠全閉。藉由將APC閥門全閉,能夠關閉第1排氣流路301。又,APC閥門能夠調整開度。藉由調整APC閥門的開度,能夠控制處理室S內的壓力。
截止閥門313設於比前段排氣裝置311還下游側。截止閥門313例如以隔離閥門構成。隔離閥門,藉由與第1壓力控制裝置312一同全閉,能夠將前段排氣裝置311隔離。
第2排氣流路302,在一端(上游側)分歧成複數,分歧的一端與複數第1排氣流路301的另一端(下游側)分別連接。又,第2排氣流路302,另一端(下游側)與後段排氣裝置320連接。圖4所示的例,第2排氣流路302在另一端(下游側)分歧成複數,分歧的另一端與後段排氣裝置320分別連接。亦即,複數後段排氣裝置320與第2排氣流路302的另一端側(下游側)並列連接。此外,圖4中,雖說明在第2排氣流路302的另一端側(下游側)並列連接2個後段排氣裝置320的構造之例,但不限於此,是在第2排氣流路302的另一端側(下游側)連接1個後段排氣裝置320的構造也可以、在第2排氣流路302的另一端側(下游側)並列連接3個以上的後段排氣裝置320的構造也可以。
後段排氣裝置320,包含串聯連接的第1後段排氣泵321及第2後段排氣泵322。
第1後段排氣泵321連接至第2排氣流路302的下游側。第1後段排氣泵321,從第2排氣流路302吸氣排氣至第2後段排氣泵322。第1後段排氣泵321例如以機械升壓泵構成。
第2後段排氣泵322連接至第1後段排氣泵321的下游側。第2後段排氣泵322,從第1後段排氣泵321吸氣排氣至第3排氣流路305。第2後段排氣泵322例如以乾式泵構成。
在複數第1排氣流路301的各者,設置迂迴(旁流)前段排氣裝置311及第1壓力控制裝置312的旁流流路303。亦即,旁流流路303的上游側,連接至比前段排氣裝置311及第1壓力控制裝置312還上游側的上部第1排氣流路301a。旁流流路303的下游側,連接至比前段排氣裝置311、第1壓力控制裝置312及截止閥門313還下游側的下部第1排氣流路301b。又,在旁流流路303設置第2壓力控制裝置330。
第2壓力控制裝置330例如以APC閥門(壓力控制閥門)構成。APC閥門能夠全閉。藉由將APC閥門全閉,能夠關閉旁流流路303。又,APC閥門能夠調整開度。藉由調整APC閥門的開度,能夠控制處理室S內的壓力。
又,第1壓力控制裝置312及第2壓力控制裝置330,構成切換前段排氣裝置311與旁流流路303的流路切換部。亦即,流路切換部,開啟第1壓力控制裝置312與截止閥門313,關閉第2壓力控制裝置330,切換成通過前段排氣裝置311的流路。亦即,流路切換部,關閉第1壓力控制裝置312與截止閥門313,開啟第2壓力控制裝置330,切換成通過旁流流路303的流路。
此外,圖4所示之例中,作為在第1排氣流路301的各者設置旁流流路303及第2壓力控制裝置330者說明,但不限於此。在至少2個以上的第1排氣流路301中設置旁流流路303及第2壓力控制裝置330,在其他第1排氣流路301中未設置旁流流路303及第2壓力控制裝置330的構造也可以。
圖5為說明電漿處理裝置100的清理方法之一例的流程圖。
步驟S101中,準備基板G。基板G,藉由搬送裝置(圖未示)搬送至處理室S內,載置於基板載置台70。
步驟S102中,對基板G進行基板處理。其中,控制部90,控制處理氣體供應部60對處理室S內供應處理氣體。接著,控制部90控制高頻電源56,對高頻天線51供應高頻電力。藉由供應至高頻天線51的高頻電力,經由金屬窗30在處理室S內形成感應電場。藉由該感應電場將供應至處理室S內的處理氣體電漿化,使用感應耦合電漿(Inductively Coupled Plasma:ICP)對基板G進行所期望的基板處理(蝕刻處理、成膜處理等)。
亦即,處理氣體,從設於基板載置台70上方的氣體吐出孔35供應至處理室S內。接著,排氣裝置300,從以包圍基板載置台70的方式配置的排氣口16a將處理氣體排氣。
其中,控制部90控制排氣裝置300,開啟第1壓力控制裝置312,關閉第2壓力控制裝置330。藉此,遮斷向旁流流路303的氣流。又,控制部90控制排氣裝置300,使前段排氣裝置311、第1壓力控制裝置312及後段排氣裝置320動作。藉此,藉由串聯連接的前段排氣裝置311、後段排氣裝置320將處理室S內排氣,藉由第1壓力控制裝置312將處理室S內控制在預定的中真空的壓力區域(1mTorr~1000mTorr的範圍內)。對基板G的基板處理在中真空的壓力區域中進行。
步驟S103中,將基板G搬出。步驟S102中施加處理的基板G,藉由搬送裝置(圖未示)搬出至處理室S外。
步驟S104中,判定基板處理的次數是否經過預定次數。未經過預定次數的情形(S104・NO),控制部90的處理返回步驟S101。接著,對下個基板G進行處理(S101~S103)。經過預定次數的情形(S104・YES),控制部90的處理進入步驟S105。
步驟S105中,進行清理處理容器20內的清理處理。其中,對基板G進行所期望的基板處理(S102參照)時,在處理容器20內堆積反應生成物。因此,電漿處理裝置100,在基板處理的次數經過預定次數後,進行清理處理容器20內的清理處理(S105參照)。控制部90控制遙控電漿產生裝置200,經由導通路210對處理室S內供應清理種。藉此,反應生成物與清理種反應進行氣體化,藉由排氣裝置300從處理容器20內排氣。藉此,能夠從處理容器20內將反應生成物除去。又,藉由使用遙控電漿清理處理容器20內,與在處理容器20內直接使清理電漿產生的方式比較,能夠抑制處理容器20內的構件的消耗。
亦即,清理種從設於側壁15的導通路210供應至處理室S內。接著,排氣裝置300,從以包圍基板載置台70的方式配置的排氣口16a將清理氣體及清理種排氣。
其中,控制部90控制排氣裝置300,關閉第1壓力控制裝置312及截止閥門313,開啟第2壓力控制裝置330。藉此,遮斷向前段排氣裝置311的氣流。又,控制部90控制排氣裝置300,使第2壓力控制裝置330動作。此外,後段排氣裝置320常時作動。藉此,藉由後段排氣裝置320將處理室S內排氣,藉由第2壓力控制裝置330將處理室S內控制在預定的壓力。又,清理處理(S105)中的處理室S內的壓力比基板處理(S102)中的處理室S內的壓力還高。
藉由繞過最大排氣流量小的前段排氣裝置311使用最大排氣流量大的後段排氣裝置320將處理室S內排氣,排氣裝置300能夠將大流量的氣體排氣。換言之,能夠從遙控電漿產生裝置200對處理室S內供應大流量的清理種。具體上,能夠使步驟S105中的清理氣體的供應量大於步驟S102中的處理氣體的供應量。藉此,能夠將大流量的清理種供應至處理室S,能夠使清理處理速度提升。
如此,使用感應耦合電漿施予基板處理的電漿處理裝置100中,在與基板載置台70對向的處理容器20的上方,以對處理室S的內部吐出處理氣體的複數分割金屬窗31構成,從上方對處理室S內供應清理種的情形,因供應經路複雜而難以有效率生成清理種。因此,從圖1至圖4所示的電漿處理裝置100,從側壁15對處理室S內供應清理種。
圖6為說明清理處理時的氣流的電漿處理裝置100的水平剖面圖之一例。圖6中,將清理種的流動以箭頭表示。
其中,導通路210從側壁15的中央對處理室S內供應清理種。在連接至相較於處理容器20的中央配置於遙控電漿產生裝置200之側的排氣口16a3、16a4的第1排氣流路301中,關閉第1壓力控制裝置312,開啟第2壓力控制裝置330,以後段排氣裝置320排氣。另一方面,在連接至相較於處理容器20的中央配置於與遙控電漿產生裝置200之側的相反側的排氣口16a1、16a2的第1排氣流路301中,關閉第1壓力控制裝置312及第2壓力控制裝置330。亦即,將排氣口16a1、16a2閉塞。
圖7為說明清理速度的模擬結果之一例。圖7(a)及圖7(b)中,示出從左側的側壁中央對處理室S內供應清理種的情形中的清理處理速度的等值線圖的結果。又,示出載置以2點鏈線表示的基板G區域的4角部及中央的清理處理速度之值。
圖7(a)示出從排氣口16a1~16a4的全部排氣的情形的結果。如圖7(a)所示,在與遙控電漿產生裝置200之側的相反側,清理速度高,在遙控電漿產生裝置200之側,清理速度低。
圖7(b),示出從配置於遙控電漿產生裝置200之側的排氣口16a3、16a4排氣,將配置於與遙控電漿產生裝置200之側的相反側的排氣口16a1、16a2閉塞的情形的結果。如圖7(b)所示,能夠在遙控電漿產生裝置200之側使清理速度提升。
此外,複數第1排氣流路301之中,與排氣口16a3、16a4連接的第1排氣流路301形成旁流流路303。亦即,在與比處理容器20的中央還配置於遙控電漿產生裝置200之側的排氣口16a3、16a4連接的第1排氣流路301中形成具有第2壓力控制裝置330的旁流流路303,將在與排氣口16a1、16a2連接的第1排氣流路301中具有第2壓力控制裝置330的旁流流路303省略也可以。藉此,能夠刪減第2壓力控制裝置330之數。
又,第2壓力控制裝置330的開度控制不限於圖6所示者。例如,以從排氣口16a3、16a4排氣的流量比從排氣口16a1、16a2排氣的流量還大的方式,控制各第2壓力控制裝置330的開度也可以。亦即,控制成將連接至排氣口16a3、16a4的第2壓力控制裝置330的開度大於連接至排氣口16a1、16a2的第2壓力控制裝置330的開度也可以。
圖8為說明清理處理時的氣流的電漿處理裝置100的水平剖面圖之其他一例。圖9為說明清理處理時的氣流的電漿處理裝置100的水平剖面圖之再其他一例。圖8及圖9中,將從噴淋頭211供應的清理種的流量以箭頭的長度表示。
其中,導通路210,沿著連接導通路210之側的側壁15從水平延伸的噴淋頭211對處理室S內供應清理種。噴淋頭211,具有沿著連接導通路210之側的側壁15的方向配列的複數孔,從複數孔對處理室S內供應清理種。此外,如圖8所示,以兩端側的流量比中央側還大的方式,在噴淋頭211形成孔也可以。又,如圖9所示,以中央側的流量比兩端側還大的方式,在噴淋頭211形成孔也可以。
在這種構造中,在連接至相較於處理容器20的中央配置於遙控電漿產生裝置200之側的排氣口16a3、16a4的第1排氣流路301中,關閉第1壓力控制裝置312及第2壓力控制裝置330。亦即,將排氣口16a3、16a4閉塞。另一方面,在連接至相較於處理容器20的中央配置於與遙控電漿產生裝置200之側的相反側的排氣口16a1、16a2的第1排氣流路301中,關閉第1壓力控制裝置312,開啟第2壓力控制裝置330,以後段排氣裝置320排氣。藉此,能夠在基板G的全面形成平行的清理種的流動,能夠使處理室S內的清理速度提升。
此外,複數第1排氣流路301之中,與排氣口16a1、16a2連接的第1排氣流路301形成旁流流路303。亦即,省略在與比處理容器20的中央還配置於遙控電漿產生裝置200之側的排氣口16a3、16a4連接的第1排氣流路301中形成具有第2壓力控制裝置330的旁流流路303,在與排氣口16a1、16a2連接的第1排氣流路301中形成具有第2壓力控制裝置330的旁流流路303也可以。藉此,能夠刪減第2壓力控制裝置330之數。
又,第2壓力控制裝置330的開度控制不限於圖8及圖9所示者。例如,以從排氣口16a1、16a2排氣的流量比從排氣口16a3、16a4排氣的流量還大的方式,控制各第2壓力控制裝置330的開度也可以。亦即,控制成將連接至排氣口16a1、16a2的第2壓力控制裝置330的開度大於連接至排氣口16a3、16a4的第2壓力控制裝置330的開度也可以。
此外,在圖6至圖9所示之例中,雖說明關於排氣口16a在處理容器20的4個角部的各者合計有4個的情形,排氣口16a之數及配置不限於此。排氣口16a配置比4個還多的數(例如8個、10個或者12個)也可以。又,排氣口16a非配置於處理容器20的角部而是配置於處理容器20的邊部也可以、或者配置於角部與邊部兩者也可以。
又,關於排氣口16a為該等數及配置的情形也與配置於4個角部的情形一樣。亦即,以處理容器20的中央為境界,將複數排氣口16a,分成遙控電漿產生裝置200之側的排氣口16a、及與遙控電漿產生裝置200之側的相反側的排氣口16a,作為與配置於4個角部的情形一樣的採用即可。
此外,排氣口16a向邊部的配置,在4個邊部均等配置也可以、又在4個邊部之中對向的2個長邊側邊部及對向的2個短邊側邊部的各者均等配置也可以。圖10為表示電漿處理裝置100之其他一例的水平剖面圖。如圖10(a)所示,將8個排氣口16a在4個邊部均等配置也可以。又,如圖10(b)所示,將12個排氣口16a在4個邊部及4個角部均等配置也可以。又,如圖10(c)所示,從處理容器20突出配置排氣口16a也可以。圖10(c)所示之例中,示出將10個排氣口16a在紙面中於上下方向延伸的邊部分別配置3個的情形,在紙面中於左右方向延伸的邊部分別配置2個的情形。
以上,雖說明關於電漿處理裝置100,但本揭示不限於上述實施形態等,在申請專利範圍所記載的本揭示的要旨的範圍內,可以進行各種變形、改良。
G:基板 15:側壁 16:底板 16a:排氣口 17:下腔室 20:處理容器 31:分割金屬窗(處理氣體吐出部) 70:基板載置台(載置台) 100:電漿處理裝置 200:遙控電漿產生裝置 210:導通路 211:噴淋頭 220:清理氣體供應源 300:排氣裝置 301:第1排氣流路 302:第2排氣流路 303:旁流流路 305:第3排氣流路 311:前段排氣裝置 312:第1壓力控制裝置 320:後段排氣裝置 321:第1後段排氣泵 322:第2後段排氣泵 330:第2壓力控制裝置
[圖1]表示電漿處理裝置之一例的縱剖面圖。 [圖2]表示電漿處理裝置之一例的水平剖面圖。 [圖3]表示電漿處理裝置之其他一例的縱剖面圖。 [圖4]說明排氣裝置的構造的斜視圖之一例。 [圖5]說明電漿處理裝置的清理方法之一例的流程圖。 [圖6]說明清理處理時的氣流的電漿處理裝置的水平剖面圖之一例。 [圖7]說明清理速度的模擬結果之一例。 [圖8]說明清理處理時的氣流的電漿處理裝置的水平剖面圖之其他一例。 [圖9]說明清理處理時的氣流的電漿處理裝置的水平剖面圖之再其他一例。 [圖10]表示電漿處理裝置之其他一例的水平剖面圖。
13:上腔室
17:下腔室
20:處理容器
200:遙控電漿產生裝置
210:導通路
300:排氣裝置
301:第1排氣流路
301a:第1排氣流路
301b:第1排氣流路
302:第2排氣流路
303:旁流流路
305:第3排氣流路
311:前段排氣裝置
312:第1壓力控制裝置
313:截止閥門
320:後段排氣裝置
321:第1後段排氣泵
322:第2後段排氣泵
330:第2壓力控制裝置

Claims (14)

  1. 一種電漿處理裝置,為在中真空的壓力區域對矩形基板施予基板處理的電漿處理裝置,具備: 水平剖面形成矩形,載置前述基板的載置台; 水平剖面形成矩形,收容前述載置台的處理容器; 在前述處理容器的底板,包圍前述載置台配置的複數排氣口; 與前述載置台對向設於前述處理容器的上部,生成用以對前述基板施予前述基板處理的處理電漿的第1電漿生成部; 在前述處理容器的側壁經由導通路連接,具有與前述第1電漿生成部不同的第2電漿生成部的遙控電漿產生裝置; 經由複數前述排氣口各者連接至前述處理容器,分別具有前段排氣裝置的複數第1排氣流路; 與複數前述第1排氣流路的各者在一端連接的第2排氣流路; 連接至前述第2排氣流路的另一端的後段排氣裝置; 在複數前述第1排氣流路之中的至少2以上的前述第1排氣流路中,具有繞過前述前段排氣裝置,具有壓力控制裝置的旁流流路。
  2. 如請求項1記載的電漿處理裝置,其中,在前述第2排氣流路的另一端並列連接複數前述後段排氣裝置。
  3. 如請求項1記載的電漿處理裝置,其中,前述後段排氣裝置,包含串聯連接的第1後段排氣泵及第2後段排氣泵。
  4. 如請求項1記載的電漿處理裝置,其中,具有前述旁流流路的至少2以上的前述第1排氣流路,與比前述處理容器的中央還配置於前述遙控電漿產生裝置之側的前述排氣口連接。
  5. 如請求項1記載的電漿處理裝置,其中,複數前述排氣口,配置於前述處理容器的4個角部; 具有前述旁流流路的至少2以上的前述第1排氣流路,與比前述處理容器的中央還配置於前述遙控電漿產生裝置之側的2個前述排氣口連接。
  6. 如請求項1記載的電漿處理裝置,其中,複數前述排氣口,配置於前述處理容器的邊部; 具有前述旁流流路的至少2以上的前述第1排氣流路,與比前述處理容器的中央還配置於前述遙控電漿產生裝置之側的前述排氣口連接。
  7. 如請求項1記載的電漿處理裝置,其中,複數前述排氣口,配置於前述處理容器的角部及邊部; 具有前述旁流流路的至少2以上的前述第1排氣流路,與比前述處理容器的中央還配置於前述遙控電漿產生裝置之側的前述排氣口連接。
  8. 如請求項1記載的電漿處理裝置,其中,具有前述旁流流路的至少2以上的前述第1排氣流路,具有切換前述前段排氣裝置與前述旁流流路的流路切換部。
  9. 如請求項1記載的電漿處理裝置,其中,前述壓力控制裝置為壓力控制閥門。
  10. 如請求項1至9中任1項記載的電漿處理裝置,其中,前述第1電漿生成部,包含: 與前述載置台對向配置的感應耦合天線; 在前述載置台與前述感應耦合天線之間,吐出用以生成前述處理電漿的處理氣體的處理氣體吐出部。
  11. 如請求項10記載的電漿處理裝置,其中,前述遙控電漿產生裝置,藉由前述第2電漿生成部將清理氣體電漿化生成清理種,將前述清理種經由前述導通路供應至前述處理容器。
  12. 一種清理方法,為在中真空的壓力區域對矩形基板施予基板處理的電漿處理裝置之清理方法,其中, 前述電漿處理裝置,具備: 水平剖面形成矩形,載置前述基板的載置台; 水平剖面形成矩形,收容前述載置台的處理容器; 在前述處理容器的底板,包圍前述載置台配置的複數排氣口; 與前述載置台對向設於前述處理容器的上部,生成用以對前述基板施予前述基板處理的處理電漿的第1電漿生成部; 在前述處理容器的側壁經由導通路連接,具有與前述第1電漿生成部不同的第2電漿生成部的遙控電漿產生裝置; 經由複數前述排氣口各者連接至前述處理容器,分別具有前段排氣裝置的複數第1排氣流路; 與複數前述第1排氣流路的各者在一端連接的第2排氣流路; 連接至前述第2排氣流路的另一端的後段排氣裝置; 在複數前述第1排氣流路之中的至少2以上的前述第1排氣流路中,具有繞過前述前段排氣裝置,具有壓力控制裝置的旁流流路;其中,該清理方法,具有: 關閉前述旁流流路,藉由前述前段排氣裝置及前述後段排氣裝置將前述處理容器內排氣,同時藉由前述處理電漿對前述基板施予前述基板處理的第1工程; 前述第1工程之後,從前述處理容器搬出前述基板的第2工程; 前述第2工程之後,開啟配置於至少2以上的前述第1排氣流路的前述旁流流路的各者藉由前述後段排氣裝置將前述處理容器內排氣,同時從前述遙控電漿產生裝置經由前述導通路對前述處理容器供應清理種,清理前述處理容器的內部的第3工程。
  13. 如請求項12記載的清理方法,其中,具有前述旁流流路的至少2以上的前述第1排氣流路,具有切換前述前段排氣裝置與前述旁流流路的流路切換部; 前述第3工程中,藉由前述流路切換部,遮斷向配置於具有前述旁流流路的至少2以上的前述第1排氣流路的前述前段排氣裝置的氣流。
  14. 如請求項12或請求項13記載的清理方法,其中,在前述第3工程中為了生成前述清理種而供應至前述遙控電漿產生裝置的清理氣體的流量,比在前述第1工程中為了形成前述處理電漿而供應至前述處理容器的處理氣體的流量還多。
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