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TWI864175B - 電漿處理裝置及電漿處理方法 - Google Patents

電漿處理裝置及電漿處理方法 Download PDF

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TWI864175B
TWI864175B TW109142559A TW109142559A TWI864175B TW I864175 B TWI864175 B TW I864175B TW 109142559 A TW109142559 A TW 109142559A TW 109142559 A TW109142559 A TW 109142559A TW I864175 B TWI864175 B TW I864175B
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power
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山岸幸司
白澤大輔
Original Assignee
日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

本發明抑制腔室內之未暴露於電漿及為了產生該電漿所施加之高頻電力之區域上的副產物堆積。 腔室供對基板進行電漿處理。加熱器對應於腔室內未暴露於電漿及為了產生該電漿所施加之高頻電力之區域而配置。加熱器電源能夠對加熱器供給脈衝狀電力。

Description

電漿處理裝置及電漿處理方法
本發明係關於一種電漿處理裝置及電漿處理方法。
專利文獻1中揭示一種技術，其係藉由將電漿處理室絕緣且自氟碳氣體產生電漿並供給至電漿處理室外側之空間而將外側空間之非電漿面之附著物去除。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2018-195817號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明提供一種技術，其抑制腔室內之未暴露於電漿及高頻電力之區域上之副產物堆積。 [解決問題之技術手段]
本發明之一態樣之電漿處理裝置具備腔室、加熱器、及加熱器電源。腔室供對基板進行電漿處理。加熱器配置於腔室內未暴露於電漿及高頻電力之區域。加熱器電源能夠對加熱器供給脈衝狀電力。 [發明之效果]
根據本發明，可抑制腔室內之未暴露於電漿及高頻電力之區域上的副產物堆積。
以下，參照圖式，對本案所揭示之電漿處理裝置及電漿處理方法之實施方式詳細地進行說明。再者，並非由本實施方式限定所揭示之電漿處理裝置及電漿處理方法。
電漿處理中，伴隨處理而生成副產物，且副產物飛散並附著於腔室內。因此，例如有如專利文獻1般使用電漿清洗副產物之技術。然而，腔室內之未暴露於電漿或為了產生電漿而施加之高頻(RF：Radio Frequency，射頻)電力之區域，即便使用電漿亦難以去除副產物，易造成副產物堆積。所堆積之副產物需定期使用刮刀等進行去除，但有產生有害氣體等之風險。
因此，期待一種抑制腔室內之未暴露於電漿及高頻電力之區域上的副產物堆積之技術。
[第1實施方式] [電漿處理裝置之構成] 對實施方式之電漿處理裝置之一例進行說明。本實施方式中，以電漿處理裝置對基板實施作為電漿處理之電漿蝕刻情形為例進行說明。又，基板設為晶圓。圖1係概略地表示實施方式之電漿處理裝置10之剖面之一例之圖。圖1所示之電漿處理裝置10係電容耦合型電漿處理裝置。
電漿處理裝置10具備腔室12。腔室12設為大致圓筒形狀，例如包含鋁等，且氣密地構成。腔室12將其內部空間作為實施電漿處理之處理空間12c而提供。腔室12於內壁面形成有具有耐電漿性之覆膜。該覆膜可為氧化鋁膜、或由氧化釔形成之膜。腔室12接地。於腔室12之側壁形成有開口12g。自腔室12之外部朝處理空間12c搬入晶圓W時、及自處理空間12c朝腔室12之外部搬出晶圓W時，晶圓W通過開口12g。於腔室12之側壁，安裝有閘閥14以便使開口12g開閉。
腔室12於內部之中央附近配置有支持晶圓W之支持台13。支持台13包含支持部15與平台16而構成。支持部15設為大致圓筒形狀，其設置於腔室12之底部上。支持部15例如包含絕緣材料。支持部15於腔室12內，自腔室12之底部朝上方延伸。於處理空間12c內，設置有平台16。平台16由支持部15支持。
平台16以將載置於其上之晶圓W保持之方式構成。平台16具有下部電極18及靜電吸盤20。下部電極18包含第1板18a及第2板18b。第1板18a及第2板18b例如包含鋁等金屬，且具有大致圓盤形狀。第2板18b設置於第1板18a上，且電性連接於第1板18a。
靜電吸盤20設置於第2板18b上。靜電吸盤20具有絕緣層、及設置於該絕緣層內之膜狀電極。於靜電吸盤20之電極，經由開關23電性連接有直流電源22。對於靜電吸盤20之電極，自直流電源22施加直流電壓。對靜電吸盤20之電極施加直流電壓後，靜電吸盤20產生靜電引力，將晶圓W吸引至該靜電吸盤20並保持該晶圓W。再者，於靜電吸盤20內，亦可內置加熱器，且於該加熱器，亦可連接設置於腔室12之外部之加熱器電源。
於第2板18b之周緣部上，設置有聚焦環24。聚焦環24為大致環狀之板。聚焦環24以包圍晶圓W之邊緣及靜電吸盤20之方式配置。聚焦環24係為了提高蝕刻之均勻性而設置。聚焦環24例如可由矽、石英等材料而形成。
於第2板18b之內部，設置有流路18f。對於流路18f，自設置於腔室12外部之冷卻器單元經由配管26a供給調溫流體。供給至流路18f之調溫流體經由配管26b而返回至冷卻器單元。即，調溫流體於流路18f與冷卻器單元之間循環。藉由控制該調溫流體之溫度而調整平台16(或靜電吸盤20)之溫度及晶圓W之溫度。再者，作為調溫流體，例如例示Galden(註冊商標)。
於電漿處理裝置10中，設置有氣體供給管線28。氣體供給管線28將來自傳熱氣體供給機構之傳熱氣體、例如He氣供給至靜電吸盤20之上表面與晶圓W之背面之間。
電漿處理裝置10進而具備簇射頭30。簇射頭30設置於平台16之上方。簇射頭30經由絕緣構件32而支持於腔室12之上部。簇射頭30可包含電極板34及支持體36。電極板34之下表面面向處理空間12c。於電極板34，設置有複數個氣體噴出孔34a。該電極板34可由矽或氧化矽等材料形成。
支持體36係裝卸自如地支持電極板34者，其由鋁等導電性材料形成。於支持體36之內部，設置有氣體擴散室36a。與氣體噴出孔34a連通之複數個氣體流通孔36b自氣體擴散室36a朝下方延伸。於支持體36，形成有將氣體引導至氣體擴散室36a之氣體導入口36c。於氣體導入口36c，連接有氣體供給管38。
於氣體供給管38，經由閥群42及流量控制器群44連接有氣體源群40。氣體源群40包含用於電漿蝕刻之各種氣體之氣體源。閥群42包含複數個閥，流量控制器群44包含質量流量控制器或壓力控制式流量控制器等複數個流量控制器。氣體源群40之複數個氣體源分別經由閥群42之對應之閥及流量控制器群44之對應之流量控制器而連接於氣體供給管38。氣體源群40經由氣體供給管38將用於電漿蝕刻之各種氣體供給至支持體36之氣體擴散室36a。供給至氣體擴散室36a之氣體自氣體擴散室36a經由氣體噴出孔34a及氣體流通孔36b而以簇射狀分散供給至腔室12內。
於下部電極18，經由整合器63連接有第1高頻電源62。又，於下部電極18，經由整合器65連接有第2高頻電源64。第1高頻電源62係產生電漿產生用高頻電力之電源。第1高頻電源62於電漿處理時，將27～100 MHz範圍之特定頻率、於一例中為40 MHz頻率之高頻電力供給至平台16之下部電極18。第2高頻電源64係產生離子饋入用(偏壓用)高頻電力之電源。第2高頻電源64於電漿處理時，將低於第1高頻電源62之400 kHz～13.56 MHz範圍之特定頻率、於一例中為3 MHz之高頻電力供給至平台16之下部電極18。如此，平台16構成為能夠自第1高頻電源62及第2高頻電源64施加頻率不同之2種高頻電力。簇射頭30與平台16作為一對電極(上部電極與下部電極)發揮功能。
於簇射頭30之支持體36，經由低通濾波器(LPF)66連接有可變直流電源68。可變直流電源68構成為能夠藉由啟閉開關67進行供電之開啟、關閉。可變直流電源68之電流、電壓以及啟閉開關67之開啟、關閉係由下述控制部70控制。再者，自第1高頻電源62、第2高頻電源64將高頻施加至平台16而於處理空間產生電漿時，視需要由控制部70使啟閉開關67開啟，對支持體36施加特定之直流電壓。
於腔室12之支持台13之側方之底部，設置有排氣口51。排氣口51經由排氣管52連接有排氣裝置50。排氣裝置50具有壓力調整閥等壓力控制器、及渦輪分子泵等真空泵。排氣裝置50經由排氣口51及排氣管52對腔室12內進行排氣，以此可將腔室12內減壓至所需之壓力。
腔室12在相對於朝排氣口51排出之氣流而言的排氣口51之上游側設置有隔板48。隔板48以包圍支持台13周圍之方式配置於支持台13與腔室12之內側面之間。隔板48例如為板狀構件，可藉由於鋁製母材之表面被覆Y2 O3 等陶瓷而形成。隔板48藉由形成有多個狹縫之構件、或網狀構件、具有多個沖孔之構件而形成，能夠使排氣通過。腔室12之內部空間藉由隔板48分為對晶圓W進行電漿處理之處理空間12c、及與排氣管52及排氣裝置50等對腔室12內進行排氣之排氣系統相連之排氣空間。
於腔室12內之未暴露於電漿及高頻電力之區域，配置有加熱器55。於一例中，加熱器55配置於排氣空間。加熱器55例如為碳線加熱器等紅外線加熱器。加熱器55與腔室12之內側面、腔室12之底部、支持台13及隔板48隔開間隔而以包圍支持台13周圍之方式配置。即，加熱器55沿支持台13之側面與腔室12、支持台13及隔板48隔開間隔以免接觸地進行配置。加熱器55藉由配線57連接於加熱器電源56。加熱器55根據自加熱器電源56供給之電力而發熱，輻射紅外線而將周圍加熱。加熱器電源56於下述控制部70之控制下，將電力以脈衝狀供給至加熱器55。再者，加熱器電源56可為直流電源，亦可為高頻電源。
電漿處理裝置10進而具備控制部70。控制部70例如係具備處理器、記憶部、輸入裝置、及顯示裝置等之電腦。控制部70控制電漿處理裝置10之各部。於控制部70，操作員為了管理電漿處理裝置10而可使用輸入裝置進行指令之輸入操作等。又，於控制部70，可藉由顯示裝置將電漿處理裝置10之運轉狀況可視化顯示。進而，於控制部70之記憶部，儲存有由處理器用以控制電漿處理裝置10中執行之各種處理之控制程式、及製程配方資料。控制部70之處理器執行控制程式，且根據製程配方資料控制電漿處理裝置10之各部，藉此於電漿處理裝置10中執行所需之處理。
此處，如上所述，於電漿處理中，伴隨處理而生成副產物，且副產物於腔室12內飛散並附著。因此，例如有如專利文獻1般使用電漿清洗副產物之技術。然而，腔室12內之未暴露於電漿或高頻電力之區域於使用電漿進行清洗時難以去除副產物。例如，腔室12內之隔板48之下部由隔板48屏蔽電漿或高頻電力而導致電漿難以到達。因此，腔室12內之隔板48之下部易堆積副產物。
因此，電漿處理裝置10在未暴露於電漿或高頻電力之區域配置加熱器55。例如，實施方式中，於腔室12內之隔板48之下部配置加熱器55。
圖2係表示實施方式之加熱器55之配置之一例之圖。圖2中，示出腔室12內之隔板48之下部附近。於腔室12內之隔板48之下部，於腔室12之內側面之區域80易堆積副產物。因此，自腔室12內之易堆積副產物之區域80隔開特定之間隔而配置加熱器55。
加熱器55被自加熱器電源56供給電力後會發熱。圖3係表示實施方式之加熱器55之溫度變化之一例之圖。圖3中，示出對作為加熱器55之碳線加熱器供給電力後之溫度變化。圖3中，碳線加熱器被供給電力後於3秒左右溫度急速上升至1000℃。
自加熱器電源56對加熱器55供給電力後，加熱器55發熱，藉由來自加熱器55之熱使腔室12之內側面之區域80加熱，抑制副產物之附著或去除副產物。
然而，為了抑制副產物之附著或去除副產物，自加熱器電源56對加熱器55連續供給電力之情形時，腔室12之內側面之區域80之熱亦會傳輸至外表面，致使外表面之溫度上升。例如，腔室12中，與區域80對應之腔室12之外表面成為高溫。於腔室12之外表面溫度過高之情形時，需採取考慮裝置安全之對策，如於腔室12之外表面設置隔熱材等。因此，較佳為將腔室12之外表面保持為被認為較安全的特定之容許溫度(例如，50℃)以下。
因此，加熱器電源56對加熱器55供給脈衝狀電力。圖4係表示對實施方式之加熱器供給之脈衝狀電力之一例之圖。控制部70開啟、關閉加熱器電源56之電力供給而對加熱器55供給脈衝狀電力。
將加熱器55配置於腔室12之內部而可縮短加熱時間且有效率地加熱腔室12之內表面。又，對加熱器55供給脈衝狀電力且反覆進行加熱器55之加熱、冷卻而可抑制腔室12外表面之溫度上升。此種脈衝狀電力之頻率例如可設為0.05 Hz以下。
圖5係表示由實施方式之加熱器55進行加熱之一例之圖。圖5中，示出模仿腔室12之側壁之平板狀之構件12h。構件12h由與腔室12相同之金屬(例如鋁)構成，厚度設為10 mm。構件12h係將圖5之右側之面設為正面，將左側之面設為背面。加熱器55配置於距構件12h之正面50 mm處。藉此，構件12h之正面相當於腔室12之內壁面。構件12h之背面相當於腔室12之外壁面。
對該加熱器55供給脈衝狀電力之情形時，構件12h之正面因被自加熱器55直接照射熱，故溫度會對應於電力供給之開啟、關閉而變化。另一方面，構件12h之背面之溫度會因來自正面側之熱傳播而變化，故溫度變化之程度不及正面。圖6係表示實施方式之構件12h之正面與背面之溫度變化之一例之圖。構件12h之正面於電力供給開啟之期間，藉由來自加熱器55之熱而溫度急速上升，但電力供給關閉之期間，因熱於構件12h內擴散，故溫度急速下降。另一方面，構件12h之背面於藉由自正面傳播之熱而溫度急速上升之前停止自加熱器55對正面之熱照射，故溫度緩慢上升之後，上升飽和。
由此，藉由適當調整供給電力之開啟之期間、與關閉之期間，可一方面將構件12h之背面保持於容許溫度以下，一方面於電力供給開啟之期間使構件12h之正面暫時上升至可去除副產物之溫度。構件12h之正面相當於腔室12之內壁面。構件12h之背面相當於腔室12之外壁面。由此，可一方面將腔室12之內表面保持於容許溫度以下，一方面於電力供給開啟之期間使腔室12之外表面暫時上升至可去除副產物之溫度。
控制部70如此以將適當調整了開啟期間與關閉期間之脈衝狀電力供給至加熱器55之方式控制加熱器電源56。例如，利用實驗等求出開啟期間與關閉期間之適當週期。控制部70控制加熱器電源56，以所求出之週期將脈衝狀電力供給至加熱器55。控制部70控制加熱器電源56，反覆執行以下處理，即，開啟電力供給直至藉由來自加熱器55之熱使得腔室12之內側面之區域80成為伴隨電漿處理而附著於區域80之副產物揮發之溫度之後，關閉電力供給。例如，控制部70控制加熱器電源56，以如下方式反覆進行電力供給之開啟、關閉，即，於供給電力之開啟期間，區域80成為副產物揮發之溫度，且與區域80對應之腔室12之外表面成為容許溫度以下。例如，控制部70於伴隨電漿處理而產生之副產物為鈦系副產物之情形時，控制加熱器電源56，於開啟期間使腔室12之內側面之區域80暫時上升至80℃～100℃。
藉此，電漿處理裝置10可抑制腔室12之內側面之區域80上的副產物堆積。又，電漿處理裝置10可將與區域80對應之腔室12之外表面溫度抑制為容許溫度以下。
再者，本實施方式中，以抑制腔室12內側面之區域80上之副產物堆積之情形為例進行了說明，但並非限定於此。只要為欲抑制副產物堆積之區域，則加熱器55可配置於腔室12內之任何區域。與腔室12內之未暴露於電漿及高頻電力之區域對應而配置加熱器55，且自加熱器電源56對加熱器55供給脈衝狀電力，以此可抑制腔室12內之未暴露於電漿及高頻電力之區域上的副產物堆積。
又，有利用電漿清洗腔室內之情形。於一例中，清洗係於腔室12內不配置晶圓W、或配置虛設晶圓而實施電漿處理。控制部70於此種清洗中亦可自加熱器電源56對加熱器55供給脈衝狀電力而促進副產物之去除。例如，控制部70控制加熱器電源56而對晶圓W進行電漿處理時，於加熱器電源56開啟之期間供給電力，直至未暴露於電漿及高頻電力之區域成為第1溫度。第1溫度於一例中為抑制副產物附著之溫度。又，控制部70控制加熱器電源56，於腔室12內不配置晶圓W、或載置虛設晶圓而以電漿清洗腔室12內時，於加熱器電源56開啟之期間供給電力，直至未暴露於電漿及高頻電力之區域成為第2溫度。第2溫度於一例中為可促進副產物去除之溫度。第2溫度亦可設為相較第1溫度為高溫。例如，於伴隨電漿處理而產生之副產物為鈦系副產物之情形時，於對晶圓W進行電漿處理時，於加熱器電源56開啟之期間使腔室12之內側面之區域80暫時上升至80℃～100℃。藉此，可抑制伴隨電漿處理而產生之鈦系副產物附著於區域80。另一方面，清洗時，於加熱器電源56開啟之期間使腔室12之內側面之區域80暫時上升至100℃～120℃。藉此，可促進附著於區域80之鈦系副產物之去除。
其次，列舉具體之一例進行說明。以下，說明實施使用模仿腔室12之側壁之平板狀之試驗體測量溫度之實驗之例。圖7係表示實施方式之試驗體之一例之圖。圖7中，示出平板狀之試驗體90之構成。試驗體90使用360 mm×200 mm且厚度10 mm之鋁(A5052)平板。試驗體90中，將圖9之上側設為裏側，將下側設為近前側，將左側設為上側，將右側設為下側。試驗體90於正面之中央附近之位置F1(正面中央)及自位置F1朝上側、下側、近前側、裏側分別40 mm之位置F2(正面上側)、F3(正面裏側)、F4(正面下側)、F5(正面近前)之共計5個部位設置有用以測量溫度之熱電偶。又，試驗體90於與正面之位置F1對應之背面之位置B1(背面中央)、與正面之位置F2、F4對應之背面之位置B2(背面裏側)、B3(背面近前)之共計3個部位設置有用以測量溫度之熱電偶。位置B2、B3位於自背面之中央附近之位置B1朝近前側、裏側分別40 mm處。
圖8係說明實施方式之實驗之概要之圖。實驗中，於距此種試驗體90之正面50 mm處配置加熱器55而進行加熱。加熱器55使用碳線加熱器。加熱器55通過玻璃管91而與試驗體90正面側之設置有熱電偶之區域對應配置。圖9係表示實施方式之加熱器55與試驗體90之配置概要之圖。加熱器55通過彎曲且透明之玻璃管91，自試驗體90之正面隔開50 mm之間隔而與位置F1～F5之區域對向配置。
實驗中，對加熱器55以開啟方式供給電流值20 A之電力，以關閉方式使電流值為0 A，以脈衝狀供給開啟、關閉之電力。
圖10係表示實施方式之實驗結果之圖。圖10中，下部示出對加熱器55供給之電流值之變化。又，圖10中，示出由配置於試驗體90正面之熱電偶對正面側之5個部位(F1～F5)之測定結果、及由配置於試驗體90背面之熱電偶對背面側之3個部位(B1～F3)。
如圖10所示，試驗體90之正面溫度可對應於電力供給之開啟、關閉而變化，於電力供給開啟之期間可使試驗體90之正面溫度暫時上升至可去除副產物之溫度。例如，正面之位置F1(正面中央)、位置F2(正面上方)、位置F5(正面近前)於開啟之期間暫時上升至可去除鈦系副產物之溫度即80℃以上。另一方面，背面之背面中央、背面近前、及背面裏側可維持為50℃以下。
由此，電漿處理裝置10中，將加熱器55適當配置於腔室12內，且對加熱器55供給脈衝狀電力，以此可抑制腔室12內之副產物堆積。
如上，本實施方式之電漿處理裝置10具備腔室12、加熱器55、及加熱器電源56。於腔室12之內部對晶圓W實施電漿處理。加熱器55於腔室12內對應於未暴露於電漿及高頻電力之區域而配置。加熱器電源56能夠對加熱器55供給脈衝狀電力。藉此，電漿處理裝置10可抑制腔室12內之未暴露於電漿及高頻電力之區域上的副產物堆積。
又，電漿處理裝置10進而具備排氣口51、及隔板48。排氣口51對腔室12內進行排氣。隔板48係設置在相對於腔室12內之朝排氣口51排出之氣流而言的排氣口51之上游側。加熱器55係設置在相對於朝排氣口51排出之氣流而言的隔板48之下游側。藉此，電漿處理裝置10可抑制易堆積副產物之相較隔板48更靠下游側之區域上的副產物堆積。
又，電漿處理裝置10進而具備支持台13，支持台13配置於腔室12內，且支持晶圓W。隔板48以包圍支持台13周圍之方式配置於支持台13與腔室12之內側面之間。加熱器55以包圍支持台13周圍之方式配置於相較隔板48更靠排氣口51側。藉此，本實施方式之電漿處理裝置10可抑制相較隔板48更靠下游側之支持台13周圍之區域上的副產物堆積。
又，加熱器電源56反覆執行以下操作，即，開啟電力供給直至未暴露於電漿及高頻電力之區域藉由來自加熱器55之熱而成為副產物揮發之溫度之後，關閉電力供給。藉此，本實施方式之電漿處理裝置10可抑制未暴露於電漿及高頻電力之區域上的副產物堆積。
又，加熱器電源56以如下方式反覆進行電力供給之開啟、關閉，即，於供給電力之開啟期間，未暴露於電漿及高頻電力之區域成為副產物揮發之溫度，且與該未暴露區域對應之腔室12之外表面成為容許溫度以下。藉此，本實施方式之電漿處理裝置10可抑制未暴露於電漿及高頻電力之區域上的副產物堆積。又，本實施方式之電漿處理裝置10可將腔室12之外表面維持為容許溫度以下。
以上，對實施方式進行了說明，但本次揭示之實施方式應被理解為所有方面均為例示而非限制性者。實際上，上述實施方式能夠以多種形態實現。又，上述實施方式亦可於不脫離申請專利範圍及其主旨之情況下以各種形態進行省略、替換、變更。
例如，上述實施方式中，以事先適當調整並規定自加熱器電源56供給至加熱器55之電力之開啟期間與關閉期間之週期之情形為例進行了說明。然而，並非限定於此。亦可使用溫度感測器測定溫度，且基於所測量之溫度而控制開啟期間與關閉期間。例如，對應於腔室12內之要抑制副產物堆積之對象區域而配置加熱器55。又，於腔室12內之對象區域、及與對象區域之位置對應之腔室12之外表面設置溫度感測器。加熱器電源56亦可反覆進行以下操作，即，對加熱器55以脈衝狀開啟電力供給直至由設置於對象區域之溫度感測器測量之溫度成為副產物揮發之溫度之後，關閉電力供給。又，加熱器電源56亦可為由設置於腔室12外表面之溫度感測器所測量之溫度越接近於容許溫度則將關閉期間變更得越長。
又，上述實施方式中，以將電漿處理裝置10設為電容耦合型電漿處理裝置之情形為例進行了說明。然而，並非限定於此。本實施方式之電漿處理方法可用於任意之電漿處理裝置。例如，電漿處理裝置10亦可為任意類型之電漿處理裝置，諸如感應耦合型之電漿處理裝置、由微波等表面波使氣體激發之電漿處理裝置。
又，上述實施方式中，以將第1高頻電源62及第2高頻電源64連接於下部電極18之情形為例進行了說明，但電漿源之構成並非限定於此。例如，電漿產生用之第1高頻電源62亦可連接於簇射頭30。又，離子饋入用(偏壓用)之第2高頻電源64亦可不連接於下部電極18。
又，上述實施方式中，以將作為上部電極與下部電極發揮功能之簇射頭30與平台16之電極間距離固定之情形為例進行了說明。然而，並非限定於此。平行平板型之電漿處理裝置中，上部電極與下部電極之電極間距離對基板之電漿處理特性造成影響。因此，電漿處理裝置10亦可設為能夠變更簇射頭30與平台16之電極間距離之構成。圖11係概略地表示另一實施方式之電漿處理裝置之剖面之一例之圖。圖11所示之電漿處理裝置10具備支持台13及簇射頭30。支持台13配置於腔室12內部之中央附近，且支持晶圓W。支持台13省略圖示，其具有與圖1相同之構造，於產生電漿時施加高頻電力。簇射頭30與支持台13對向而設置。簇射頭30與支持台13具有作為上部電極與下部電極之功能。又，電漿處理裝置10進而具備使簇射頭30升降之升降機構200。升降機構200使簇射頭30於腔室12之頂與支持台13之間升降。簇射頭30以包圍升降機構200周圍之方式設置有風箱210。風箱210氣密安裝於腔室12之頂壁及簇射頭30之上表面。腔室12於其內部，以包圍簇射頭30、處理空間12c及支持台13周圍之方式具有筒狀壁220。於腔室12之側方之底部，設置有排氣口51。排氣口51經由排氣管52而連接有排氣裝置50。排氣裝置50經由排氣口51及排氣管52對腔室12內進行排氣，以此可將腔室12內減壓至所需之壓力。
腔室12在相對於朝排氣口51排出之氣流而言的排氣口51之上游側設置有隔板48。隔板48以包圍支持台13周圍之方式配置於筒狀壁220下部之內側面與支持台13之間。腔室12藉由隔板48而分為對晶圓W進行電漿處理之處理空間12c、及與排氣管52及排氣裝置50等對腔室12內進行排氣之排氣系統相連之排氣空間。處理空間12c係藉由簇射頭30之下表面、筒狀壁220、隔板48、及支持台13所形成之空間。處理空間12c例如係藉由簇射頭30之下表面、筒狀壁220之內壁面、隔板48、及支持台13所形成之空間。排氣空間例如係藉由腔室12之內壁面、筒狀壁220之該壁面、簇射頭30之外周上部、及腔室12之頂所形成之空間。
此處，腔室12內之未暴露於電漿或高頻電力之區域於使用電漿進行清洗時難以去除副產物。因此，於腔室12內之未暴露於電漿及高頻電力之區域配置有加熱器55。於一例中，加熱器55配置於排氣空間。例如，加熱器55配置於藉由筒狀壁220之外側、簇射頭30、及腔室12之頂所形成之空間230。藉此，電漿處理裝置10可抑制空間230內之副產物堆積。又，電漿處理裝置10可將與空間230對應之腔室12之外表面溫度抑制為容許溫度以下。
又，上述電漿處理裝置10係進行作為電漿處理之蝕刻之電漿處理裝置，但可用作進行任意電漿處理之電漿處理裝置。例如，電漿處理裝置10可為進行化學氣相沈積(CVD)、原子層沈積(ALD)、物理氣層濃積(PVD)等之單片式沈積裝置，亦可為進行電漿退火、電漿離子植入法等之電漿處理裝置。
又，上述實施方式中，以將基板設為半導體晶圓之情形為例進行了說明，但並非限定於此。基板亦可為玻璃基板等其他基板。
10:電漿處理裝置 12:腔室 12c:處理空間 12g:開口 12h:構件 13:支持台 14:閘閥 15:支持部 16:平台 18:下部電極 18a:第1板 18b:第2板 18f:流路 20:靜電吸盤 22:直流電源 23:開關 24:聚焦環 26a:配管 26b:配管 28:氣體供給管線 30:簇射頭 32:絕緣構件 34:電極板 34a:氣體噴出孔 36:支持體 36a:氣體擴散室 36b:氣體流通孔 36c:氣體導入口 38:氣體供給管 40:氣體源群 42:閥群 44:流量控制器群 48:隔板 50:排氣裝置 51:排氣口 52:排氣管 55:加熱器 56:加熱器電源 57:配線 62:第1高頻電源 63:整合器 64:第2高頻電源 65:整合器 66:低通濾波器 67:啟閉開關 68:可變直流電源 70:控制部 80:區域 90:試驗體 91:玻璃管 200:升降機構 210:風箱 220:筒狀壁 230:空間 B1:位置 B2:位置 B3:位置 B4:位置 F1:位置 F2:位置 F3:位置 F4:位置 F5:位置 W:晶圓
圖1係概略地表示實施方式之電漿處理裝置之剖面之一例之圖。 圖2係表示實施方式之加熱器之配置之一例之圖。 圖3係表示實施方式之加熱器之溫度變化之一例之圖。 圖4係表示供給至實施方式之加熱器之脈衝狀電力之一例之圖。 圖5係表示由實施方式之加熱器進行加熱之一例之圖。 圖6係表示實施方式之構件之正面與背面之溫度變化之一例之圖。 圖7係表示實施方式之試驗體之一例之圖。 圖8係說明實施方式之實驗之概要之圖。 圖9係表示實施方式之加熱器與試驗體之配置之概要之圖。 圖10係表示實施方式之實驗結果之圖。 圖11係概略地表示另一實施方式之電漿處理裝置之剖面之一例之圖。
10:電漿處理裝置
12:腔室
12c:處理空間
12g:開口
13:支持台
14:閘閥
15:支持部
16:平台
18:下部電極
18a:第1板
18b:第2板
18f:流路
20:靜電吸盤
22:直流電源
23:開關
24:聚焦環
26a:配管
26b:配管
28:氣體供給管線
30:簇射頭
32:絕緣構件
34:電極板
34a:氣體噴出孔
36:支持體
36a:氣體擴散室
36b:氣體流通孔
36c:氣體導入口
38:氣體供給管
40:氣體源群
42:閥群
44:流量控制器群
48:隔板
50:排氣裝置
51:排氣口
52:排氣管
55:加熱器
56:加熱器電源
57:配線
62:第1高頻電源
63:整合器
64:第2高頻電源
65:整合器
66:低通濾波器
67:啟閉開關
68:可變直流電源
70:控制部
W:晶圓

Claims (13)

  1. 一種電漿處理裝置，其具備：腔室，其用以對基板進行電漿處理；支持台，其支持上述基板；排氣口，其供上述腔室內之氣體排出；隔板，其配置於上述腔室之內側面與上述支持台之間，將上述腔室分隔成對上述基板進行處理之處理空間、及包含上述排氣口之排氣空間；加熱器，其配置於上述排氣空間；加熱器電源，其能夠對上述加熱器供給脈衝狀電力；及控制部，其構成為以向上述加熱器供給電力，直至成為附著於上述排氣空間內之副產物揮發之溫度之方式，控制上述加熱器電源。
  2. 如請求項1之電漿處理裝置，其中上述加熱器以包圍上述支持台周圍之方式配置。
  3. 如請求項1或2之電漿處理裝置，其進而具備：上部電極，其與上述支持台對向設置；升降機構，其使上述上部電極於上述腔室之頂與上述支持台之間升降；及筒狀壁，其設置於上述腔室內，包圍上述支持台及上述上部電極之周圍；且上述加熱器配置於由上述筒狀壁之外側、上述上部電極、及上述腔 室之頂所形成之空間。
  4. 如請求項1之電漿處理裝置，其中上述脈衝狀電力之頻率為0.05Hz以下。
  5. 一種電漿處理裝置，其具備：腔室，其用以對基板進行電漿處理；支持台，其支持上述基板；上部電極，其與上述支持台對向設置；升降機構，其使上述上部電極於上述腔室之頂與上述支持台之間升降；筒狀壁，其設置於上述腔室內，包圍上述支持台及上述上部電極之周圍；加熱器，其配置於由上述筒狀壁之外側、上述上部電極、及上述腔室之頂所形成之空間；加熱器電源，其能夠對上述加熱器供給脈衝狀電力；及控制部，其構成為以向上述加熱器供給電力，直至成為附著於上述空間內之副產物揮發之溫度之方式，控制上述加熱器電源。
  6. 如請求項1、2、4、5中任一項之電漿處理裝置，其中上述加熱器係紅外線加熱器。
  7. 一種電漿處理裝置，其具備： 腔室，其用以對基板進行電漿處理；加熱器，其配置於上述腔室內未暴露於電漿及高頻電力之區域；加熱器電源，其能夠對上述加熱器供給脈衝狀電力；及控制部，其控制上述加熱器電源；且上述控制部以執行包含以下步驟之處理之方式控制上述加熱器電源，(a)對上述加熱器供給電力，直至上述未暴露之區域成為附著於該未暴露區域之副產物揮發之溫度；(b)停止上述電力供給；及(c)反覆執行上述(a)與上述(b)。
  8. 如請求項7之電漿處理裝置，其中上述控制部於上述(c)中，以上述腔室之外表面成為相較上述揮發之溫度低之容許溫度以下之方式反覆執行上述(a)與上述(b)。
  9. 如請求項7之電漿處理裝置，其進而具備溫度感測器。
  10. 一種電漿處理裝置，其具備：腔室，其用以對基板進行電漿處理；支持台，其支持上述基板；加熱器，其配置於上述腔室內未暴露於電漿及高頻電力之區域；加熱器電源，其能夠對上述加熱器供給脈衝狀電力；及控制部，其控制上述加熱器電源；且 上述控制部執行處理，該處理包含：將上述基板配置於上述支持台進行電漿處理之步驟、及不將上述基板配置於上述支持台而對上述腔室內進行清洗之步驟，上述電漿處理之步驟包含以下步驟：(a1)對上述加熱器供給電力，直至上述未暴露區域成為抑制附著於該未暴露區域之副產物之附著的第1溫度；(b1)停止上述電力供給；及(c1)反覆執行上述(a1)與上述(b1)；上述清洗之步驟包含以下步驟：(a2)對上述加熱器供給電力，直至上述未暴露區域成為可促進上述副產物之去除的第2溫度，(b2)停止上述電力供給；及(c2)反覆執行上述(a2)與上述(b2)。
  11. 如請求項10之電漿處理裝置，其中上述副產物係鈦系副產物，上述第1溫度為80℃~100℃，上述第2溫度為100℃~120℃。
  12. 一種電漿處理方法，其係電漿處理裝置之電漿處理方法，該電漿處理裝置具備：腔室，其用以對基板進行電漿處理；支持台，其支持上述基板； 排氣口，其供上述腔室內之氣體排出；隔板，其配置於上述腔室之內側面與上述支持台之間，將上述腔室分隔成對上述基板進行處理之處理空間、及包含上述排氣口之排氣空間；加熱器，其配置於上述排氣空間；及加熱器電源，其能夠對上述加熱器供給脈衝狀電力；上述電漿處理方法具備：於上述腔室內對上述基板進行電漿處理之步驟；及自上述加熱器電源對上述加熱器供給脈衝狀電力，直至成為附著於上述排氣空間內之副產物揮發之溫度之步驟。
  13. 如請求項12之電漿處理方法，其中上述脈衝狀電力之頻率為0.05Hz以下。
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