等離子體處理裝置的制作方法

專利名稱：等離子體處理裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及干式蝕刻裝置、等離子體CVD裝置等等離子體處理裝置。
背景技術：
在電感耦合等離子體(ICP)型等離子體處理裝置中，知道的有腔室 的上部被電介體板閉鎖，在該電介體板上配置接通高頻電力的線圈的結 構。腔室內被減壓，因此，為了確保用于支撐大氣壓的機械強度，電介體 板需要具有某種程度的厚度。但是，電介體板的厚度越厚，從線圈向等離 子體接通的高頻功率的損失越變大。具體來說，若電介體板的厚度厚，則 高頻功率的接通損失大，因此，為了生成高密度的等離子體，需要大容量 的高頻電源。接通損失量轉換為熱量，因此，該放熱量隨著高頻電源的大 容量化而增加，電介體板及外圍部件的溫度上升變得顯著。其結果，若增 加基板處理片數，則蝕刻率或形狀等工序特性發生變動。
對此，例如，在特開平10—27782號公報(文獻l)及特開2001 —110777 號公報(文獻2)中，公開有通過用梁狀構造物支撐電介體板的下表面側， 確保機械強度的同時，實現電介體板的薄型化的等離子體處理裝置。
但是，在包括所述文獻1及2中公開的結構的以往提出的支撐電介體 板的梁狀構造物中，沒有考慮將腔室內減壓時的電介體板的變形或梁狀構 造物存在引起的高頻功率的接通損失的減少。
在等離子體處理裝置中導入腔室內的氣體可以大致分為工藝氣體 (process gas)(例如，在干式蝕刻裝置的情況下為供給進行蝕刻的基團和 離子的蝕刻氣體)、和用于放電維持的運載氣體(carriergas)。通常，等離 子體化蝕刻氣體所需的能量比運載氣體的等離子體化所需的能量小。因 此，若從同一部位向腔室內導入蝕刻氣體和運載氣體，使其同時通過線圈 等產生的強磁場，則蝕刻氣體過剩地離解(基團化)或離子化，另一方面，
運載氣體發生離解或離子化不足。
對此，在日本專利第3384795號(文獻3)中公開了通過使蝕刻氣體 和運載氣體的向腔室內的導入位置不同，抑制蝕刻氣體的過剩的離角軍或離 子化的等離子體處理裝置。具體來說，在該文獻3中公開的等離子體處理 裝置中，從在閉鎖腔室上部的電介體板內形成的多個排出孔導入運載氣 體，從在電介體板、和配置有基板的下部電極直接接觸配置的金屬管導入 蝕刻氣體。
但是，在文獻3的結構中，需要在電介體板上形成多個排出孔或連接 這些排出孔和氣體源的流路這方面、需要蝕刻氣體導入用金屬管這方面等 的結構復雜。另外，在文獻3的結構中，難以為了能夠處理大型的基板而 將裝置大型化。具體來說，電介體板為了在腔室的減壓時支撐大氣壓，需 要具有充分的機械強度。但是，在文獻3中記載的裝置中，形成有排出孔 或流路的電介體板的外周緣附近只不過被腔室主體支撐，因此，7隹以確保 大型化電介體板所需的機械強度。
另外，根據工序條件，需要將控制基板的周圍處的蝕刻氣體的流量分 布從而均一化蝕刻處理的情況比蝕刻氣體的離解或離子化的適當化更加 重視。

發明內容
本發明的第一目的在于在等離子體處理裝置中，考慮將腔室內減壓時 的電介體板的變形確保機械強度的同時，實現電介體板的薄型化，且實現 由于梁狀構造物的存在而引起的高頻功率的接通損失的減少。
另外，本發明的第二目的在于提供能夠通過抑制工藝氣體的過剩的離 解或離子化實現良好的處理、或能夠通過基板周圍處的工藝氣體的流量分 布的控制實現等離子體處理的均一化，能夠實現比較簡單的結構且大型化 的等離子體處理。
為了實現所述第一目的，本發明提供一種等離子體處理裝置，其特征
在于，具備真空容器(3)，其在內部配置基板(2);梁狀間隔件(7)，
其具備環狀外周部(7a)，其配置于與所述基板對置的所述真空容器的 上部開口，且被所述真空容器支撐下表面(7d);中央部(7b)，其在俯視
的情況下位于由所述外周部包圍的區域的中央；多個梁部(7c)，其從所 述中央部以放射狀延伸至所述外周部，由所述外周部、所述中央部、及所
述梁部包圍的區域構成窗部(26);電介體板(8)，其下表面(8a)被所
述梁狀構造物的上表面(7g)支撐；用于產生等離子體的線圈(9)，其配
置于所述電介體板的上表面側，且接通高頻電力。
梁狀構造物具備環狀外周部、位于由外周部包圍的區域的中央的中
央部、和從中央部以放射狀延伸至外周部的多個梁部。因此，由梁狀構造 物支撐電介體板的所有的部分即外周部分、中央部分、及外周部分和外周 部分之間的部分。換而言之，電介體板由梁狀構造物均一地支撐其整體。 在真空容器的減壓時，電介體板的中央部分容易朝向下方撓曲。梁狀構造 物具備以梁部與外周部連結的中央部，該中央部從下表面側支撐電介體板 的中央部分。從而，能夠有效地防止或抑制電介體板的中央部分的撓曲。 由于這些理由，能夠確保將真空容器內減壓時的用于支撐大氣壓的機械強 度(將真空容器內減壓時還考慮電介體板的變形)的同時，能夠薄型化電 介體板。通過薄型化電介體板，能夠大幅度降低高頻功率的接通損失，因 此，能夠實現等離子體的高密度化。另外，通過等離子體的高密度化，降 低接通線圈的高頻電力，因此，能夠防止電介體板等的放熱引起的隨著處 理片數的增加而導致蝕刻率、蝕刻形狀等工序特性變動的情況。
為了實現所述第二目的，優選本發明的等離子體處理裝置還具備第
一氣體導入口 (31)，其形成于所述梁狀構造物的所述外周部，且朝向斜 下方噴出氣體；第二氣體導入口 (34)，其形成于所述梁狀構造物的所述 中央部，且朝向下方向基板的中央部分噴出氣體；運載氣體供給源(20')， 其能夠從所述所述第一及第二氣體導入口中的至少任一方噴出運載氣體； 工藝氣體供給源(19')，其能夠從所述第一及第二氣體導入口中的至少任 一方噴出工藝氣體。
例如，所述工藝氣體供給源能夠從所述第一氣體導入口噴出所述運載 氣體，所述工藝氣體供給源從所述第二氣體導入口噴出所述工藝氣體。
通過向線圈接通高頻電力，在梁狀構造物的窗部形成強磁場(強交變 電場)。運載氣體從形成于梁狀構造物的外周部的第一氣體導入口朝向斜 下方噴出，因此，通過高強磁場。其結果，運載氣體被充分地離解或離子
化。另一方面，工藝氣體從形成于梁狀構造物的中央部的第二氣體導入口 朝向下方向基板的中央部分噴出，因此，不通過在窗部形成的強磁場。因 此，不發生工藝氣體的過剩的離解或離子化。從而，運載氣體氣體充分地 離解或離子化，同時能夠抑制工藝氣體的過剩的離解及離子化，能夠實現 良好的等離子體處理。例如，在工藝氣體為蝕刻氣體的情況下，運載氣體 充分地離解或離子化，同時，抑制蝕刻氣體過剩的離解及離子化，由此根 據氣體的種類即分別對蝕刻氣體和運載氣體能夠個別地控制基團和離子 之比，因此，能夠實現蝕刻率或選擇比良好的蝕刻處理。另外，就第一及 第二氣體導入口均設置于梁狀構造物上這方面、及在電介體板自身不需要 設置氣體導入口等這方面來說，結構比較簡單。
作為代替方案，所述工藝氣體供給源從所述第一氣體導入口噴出所述 工藝氣體，所述運載氣體供給源從所述第二氣體導入口噴出所述運載氣 體。
通過從在梁狀構造物的外周部形成的第一氣體導入口朝向斜下方噴 出工藝氣體，能夠實現工藝氣體的高密度等離子體化。另外，能夠從第二 氣體導入口噴出運載氣體，能夠在不增加或減少對蝕刻率、蝕刻等蝕刻特 性起到貢獻作用的工藝氣體的流量的情況下改變基板的中央處的氣體流 量分布。其結果，能夠均一化對基板的等離子體處理。例如，在工藝氣體 為蝕刻氣體的情況下，能夠對基板整體實現蝕刻率等沒有不均的均一的蝕 刻處理。還有，在此，不增加或減少工藝氣體的流量當然是指不是排除 以對蝕刻特性不產生壞影響的程度增加或減少工藝氣體的流量的情況的意思。
在本發明的等離子體處理裝置中，用具備環狀外周部、位于由外周部 包圍的區域的中央的中央部、和從中央部以放射狀延伸至外周部的多個梁 部的梁狀構造物支撐電介體板，因此，能夠確保還考慮了將真空容器內減 壓時的電介體板的變形的機械強度，同時，能夠實現電介體板的薄型化。 通過薄型化電介體板，能夠大幅度降低高頻功率的接通損失，因此，能夠 實現等離子體的高密度化。另外，通過等離子體的高密度化，能夠減少接 通線圈的高頻電力，因此，能夠防止電介體板等的放熱引起的隨著處理片 數的增加而導致蝕刻率、蝕刻形狀等工序特性變動的情況。
運載氣體供給源能夠從形成于梁狀構造物的外周部的第一氣體導入 口、和形成于梁狀構造物的中央部的第二氣體導入口中的至少一方噴出運 載氣體，且工藝氣體供給源能夠從這些第一及第二氣體導入口的至少一方 噴出工藝氣體，由此能夠實現根據氣體的種類個別地控制工藝氣體的離解 或離子化的良好的等離子體處理。或者，通過在不增加或減少對蝕刻率、 蝕刻等蝕刻特性起到貢獻作用的工藝氣體的流量的情況下改變基板的中 央處的氣體流量分布，能夠實現對基板的等離子體處理的均一化。另外， 是比較簡單的結構，還能夠實現裝置的大型化。
本發明的這些與其他的目的和特征從與關于附圖的優選實施方式的 下述記敘來明確。


圖1是本發明的第一實施方式的干式蝕刻裝置的示意性剖面圖。
圖2是圖i的n—ii線的剖面圖。
圖3是表示ICP線圈的俯視圖。
圖4A是表示梁狀間隔件和ICP線圈的示意性俯視圖。 圖4B是表示ICP線圈的代替方案的示意性俯視圖。 圖5A是表示梁狀間隔件的代替方案的示意性俯視圖。 圖5B是表示梁狀間隔件的其他代替方案的示意性俯視圖。 圖5C是表示梁狀間隔件的另一代替方案的示意性俯視圖。 圖6是圖1的局部VI的局部放大圖。 圖7是圖1的局部VII的局部放大圖。 圖8是導入口板的立體圖。 圖9A是更換用導入口板的立體圖。 圖9B是其他更換用導入口板的立體圖。 圖IO是用于說明氣體流量的圖1的局部放大圖。 圖11是用于說明更換了導入口板的情況下的氣體流量的圖1的局部放 大圖。
圖12是本發明的第二實施方式的干式蝕刻裝置具備的梁狀間隔件的 示意性立體圖。
圖13是表示本發明的第三實施方式的干式蝕刻裝置的局部放大剖面圖。
圖14是圖13的箭頭記號XIV處的向視圖。
圖15是表示罩的代替方案的局部放大剖面圖。
圖16是表示本發明的第四實施方式的干式蝕刻裝置具備的梁狀間隔
件的局部剖面圖。
圖17是表示分隔部件的立體圖。
圖18是表示本發明的第五實施方式的干式蝕刻裝置具備的梁狀間隔 件的局部剖面圖。
圖19是表示導入口片的立體圖。
圖20是具備代替方案的導入口片的梁狀間隔件的局部剖面圖。
圖21是表示代替方案的導入口片的立體圖。
圖22是本發明的第六實施方式的干式蝕刻裝置的示意性剖面圖。
圖23是表示第六實施方式的梁狀間隔件的俯視圖。
圖24是從底面側觀察的第六實施方式的梁狀間隔件的示意性立體圖。
圖25是本發明的第七實施方式的干式蝕刻裝置的示意性剖面圖。
圖26是本發明的第八實施方式的干式蝕刻裝置的示意性剖面圖。
圖27是本發明的第九實施方式的干式蝕刻裝置的示意性剖面圖。
圖28是圖1的XXVIII—XXVIII線的剖面圖。
圖29是本發明的第十實施方式的干式蝕刻裝置的示意性剖面圖。
具體實施例方式
(第一實施方式)
圖1表示本發明的實施方式的ICP (電感耦合等離子體)型干式蝕刻 裝置1。干式蝕刻裝置1在其內部具備構成收容基板2的處理室的腔室(真 空容器)3。腔室3具備上部開口的腔室主體4、和密閉該腔室主體4 的上部開口的蓋體6。蓋體6具備支撐于腔室主體4的側壁上端的梁狀 間隔件(梁狀構造物)7;支撐于該梁狀間隔件7，作為頂板發揮功能的圓 板狀電介體板8。在本實施方式中，梁狀間隔件7由鋁、不銹鋼(SUS) 等之類的具有充分的剛性的金屬材料構成，電介體板8由氧化釔Y203)
構成。在梁狀間隔件7進行氧化釔噴鍍等提高耐磨損性的表面處理也可。
在電介體板8上配設有ICP線圈9。如圖3所示，ICP線圈9在俯視的情 況下由從電介體板8的中央向外周以螺旋狀延伸的多條(在本實施方式中 為4條)導電體11構成。在俯視的情況下，在電介體板8的與中央對應 的部分(巻繞開始部分)，鄰接的導電體ll間的間隙大。換而言之，在電 介體板8的與中央對應的部分，導電體11的巻繞密度稀疏。相對于此， 在俯視的情況下，在電介體板8的與外周對應的部分，鄰接的導電體11 間的間隙狹窄，巻繞密度稠密。線圈9經由匹配電路12與高頻電源13電 連接。還有，在腔室主體4設置有用于送入松弛基板2的門(未圖示)。
在與電介體板8及梁狀間隔件7對置的真空容器3內的底部側配設有 具有作為施加偏壓的下部電極的功能及利用靜電吸附等保持基板2的功能 的基板基座14。從偏壓用高頻電源16向基板基座14施加高頻電源。另夕卜， 在基板基座14內設置有制冷劑的循環流路，從制冷劑循環裝置17供給的 被調節溫度的制冷劑在該循環流路中循環。進而，在基板基座14的上表 面、和基板2的背面之間的微細的間隙設置有供給傳熱氣體的傳熱氣體循 環裝置18。
腔室3內由未圖示的真空排氣裝置排氣，從工藝氣體供給源19經由 后述的氣體導入口31、 34導入工藝氣體。然后，從高頻電源13向ICP線 圈9接通高頻電力，在腔室3產生等離子體，從而維持。如后詳述，通過 利用等離子體產生的蝕刻氣體的基團和離子的作用，將基板2的結果基板 2的表面蝕刻。包括高頻電源13、 16、工藝氣體供給源19、傳熱氣體循環 裝置18、及制冷劑循環裝置17的裝置整體的動作利用控制器21控制。
參照圖l、圖2、及圖4A可知，本實施方式的梁狀間隔件7具備圓 環狀外周部7a、在俯視的情況下位于利用外周部7a包圍的區域的中央的 中央部7b、和從中央部7b以放射狀延伸至外周部7a的多個(在本實施方 式中為6個)梁部7c。
同時參照圖6可知，梁狀間隔件7的外周部7a的下表面7d支撐于腔 室主體4的側壁的上端面。在外周部7a的下表面7d形成有環狀槽7e、 7f， 利用收容于這些槽7e、 7f的O型環22、 23確保梁狀間隔件7和腔室主體 4的接合部分的密閉型。
從圖2、圖4A、及圖6明確可知，在外周部7a的上表面7g也形成有 環狀槽7k，在該槽7k受O型環(第一彈性部件)24。 O型環24夾在梁 狀間隔件7的外周部7a和電介體板8的下表面8a之間。換而言之，梁狀 間隔件7的外周部7a經由O型環24與電介體板8間接接觸。O型環24 還具有卻報告梁狀間隔件7和電介體板8的接合部分處的氣密性的功能。
梁狀間隔件7的六個梁部7c是寬度大致恒定的長方形狀，在俯視的情 況下(參照圖2及圖4A)，以等角度間隔從中央部7b以放射狀延伸。梁 部7c的一端與中央部7b —體地連結，另一端與外周部7a —體地連結。 另外，如圖4所示，六個梁部7c在俯視的情況下相對于構成ICP線圈9 的螺旋狀的四條帶狀的導電體11中俯視的情況下與電介體板8的外周對 應的巻繞密度稠密的部分正交的方向上延伸。
如圖4A所示，在梁狀間隔件7的中央部7b的上表面7g設置有三個 凹部7h，在這些凹部7h分別收容彈性部件(第二彈性部件)25。彈性部 件25夾在梁狀間隔件7的中央部7b和電介體板8的下表面8a之間。換 而言之，梁狀間隔件7的中央部7b經由彈性部件25與電介體板8間接地 接觸。
由梁狀間隔件7的外周部7a、中央部7b、及梁部7c圍成的區域在從 基板基座14側觀察的情況下構成電介體板8的下表面8a露出的窗部26。 在本實施方式中，梁狀間隔件7分別具備扇形狀六個窗部26。
如上所述，梁狀間隔件7具備圓環狀外周部7a;位于由外周部7a 圍成的區域的中央的中央部7b;從中央部7b以放射狀延伸至外周部7a的 多個梁部7c。因此，電介體板8的下表面8a的所有的部分即外周部分、 中央部分、及外周部分和中央部分之間的部分由梁狀間隔件7支撐。換而 言之，電介體板8由梁狀間隔件7均一地支撐其整體。若就愛國內腔室3 減壓，則腔室內的壓力(負壓)和大氣壓的壓差作用于電介體板8，但在 該壓差引起的負荷作用時，也由梁狀間隔件7均一地支撐電介體板8的整 體。另一方面，由于將腔室3減壓時的壓差引起的負荷，尤其電介體板8 的中央部分容易向下方(基板基座14頂U)撓曲。梁狀間隔件7具備由梁 部7c連結于外周部7a的中央部7b，該中央部7b從下表面8a側支撐電介 體板8的中央部分。從而，能夠有效地防止或抑制電介體板8的中央部分
的撓曲。
如上所述，通過用梁狀間隔件7均一地支撐電介體板8的下表面，用 梁狀間隔件7的中央部7b支撐容易發生撓曲的電介體板8的中央部分，
能夠確保用于支撐將腔室3內減壓時的大氣壓的機械強度(也考慮將腔室 3減壓時的電介體板8的變形)的同時，能夠薄型化電介體板8。例如， 在僅支撐電介體板的外周部分的間隔件支撐直徑320mm的電介體板的情 況下，為了確保機械強度，需要將電介體板的厚度設定為25mm以上。對 此，在用本實施方式的梁狀間隔件7支撐直徑320mm的電介體板8的情 況下，電介體板8的厚度只要為10mm左右，就得到必要的機械強度。通 過薄型化電介體板8，能夠大幅度降低高頻功率的接通損失，因此，能夠 實現等離子體的高密度化。另外，通過等離子體的高密度化，能夠減低接 通ICP線圈9的高頻電力，因此，能夠防止電介體板等的放熱引起并伴隨 處理片數的增加導致蝕刻率、蝕刻形狀等工序特性變動的情況。
如上所述，在梁狀間隔件7的外周部7a和電介體板8的下表面8a的 外周部分之間夾有O型環24。從而，能夠防止電介體板8的下表面8a的 外周部分與梁狀間隔件7的外周部7a直接接觸而導致的電介體板8的損 傷或破損。同樣，在梁狀間隔件7的中央部7b和電介體板8的下表面8a 的中央部分之間夾有彈性部件25，因此，能夠防止電介體板8的下表面 8a與梁狀間隔件7的中央部7b直接接觸而導致的電介體板8的損傷或破 損。如上所述，電介體板8的中央部分容易喜向下方撓曲，但通過設置彈 性部件25，能夠可靠地防止向下方撓曲的電介體板8的中央部分與梁狀間 隔件7的中央部7b直接接觸的情況。
圖5A 圖5C表示夾在梁狀間隔件7和電介體板8之間的0型環或彈 性部件的代替方案。在圖5A的例子中，在梁狀間隔件7的中央部7b配置 與外周部7a的O型環24同心圓狀的0型環27。在圖5B中，在梁狀間隔 件7的上表面7g的整體上配置彈性部件28。具體來說，彈性部件28具備 配置于梁狀間隔件7的外周部7a的環狀部分28a;分別配置于梁部7c的 帶狀部分28b (第三彈性部件)；帶狀部分28b在中央部7b連結而形成的 部分28c。在圖5C中，在梁狀間隔件7的上表面7g設置有圍繞各自的窗 部26的槽，在該槽配置0型環79。
如上所述，梁狀間隔件7的梁部7C在相對于構成ICP線圈9的導電
體ll的巻繞密度稠密的部分正交的方向上延伸。因此，從高頻電源13接 通高頻電力時，對在ICP線圈9的導電體11的周圍產生的電磁場能夠抑 制梁狀間隔件7產生的電磁影響。其結果，能夠進一步降低高頻功率的接 通損失。為了得到該接通損失的降低的效果，梁部7c和導電體11的巻繞 密度稠密的部分未必一定精確地正交，兩者基本上正交也可。例如，在俯 視的情況下，只要梁部7c和導電體11以90° ±10°左右的角度交叉，就 得到接通損失降低的效果。除了導電體11相對于梁部7c在俯視的情況下 沿正交方向之外，如圖4B所示，優選梁狀間隔件7的梁部7c的條數(6 條)和構成ICP線圈9的導電體11的條數(6條) 一致。由此，從高頻電 源13向ICP線圈9接通高頻電力時產生的電磁場的對稱性提高，因此， 能夠進一步減少梁部7c的存在引起的接通損失。
如上所述，電介體板8由氧化釔構成。例如，以深幅度且高速蝕刻Si 基板的情況下，為了增加基團，需要提高腔室3內的壓力。在這種情況下， 由于向等離子體的生成模式逐漸增加電容耦合性，導致向電介體板的濺射 增大，因此，若電介體板為石英制，則電介體板的磨損顯著，需要在比較 短的期間內更換電介體板。對此，通過將電介體板8設為氧化釔制，尤其 在增大電容耦合性的高壓條件下，也能夠大幅度降低電介體板的磨損。具 體來說，在電容耦合性增大的高壓條件下，氧化釔制的電介體板8的磨損 是石英制的電介體板的磨損的1/100左右。
作為代替方案，電介體板8由氮化鋁(A1N)或石英構成也可。通常， 氧化釔的對熱沖擊的抗性低，材料的內部的大的溫度梯度成為破裂的原 因。相對于此，氮化鋁在等離子體的生成模式是電容耦合性為支配性的條 件下的耐磨損性方面不及氧化釔，但對熱沖擊的抗性比氧化釔高。因此， 作為電介體板8采用氮化鋁的情況下，能夠有效地防止電介體板8內部的 溫度梯度引起的破裂。另外，石英在等離子體的生成模式是電容耦合性為 支配性的條件下的耐磨損性方面，比氧化釔或氮化鋁大幅度差，但對熱沖 擊的抗性比氧化釔或氮化鋁高。另外，由石英構成的電介體板的發生了破 裂的情況下對工序的影響比氧化釔或氧化鋁小。
其次，詳細說明用于向腔室3內導入工藝氣體的結構。 參照圖l、圖2、及圖6可知，在梁狀間隔件7的外周部7a的與中央 部7b對置的內側側壁7m形成有多個(在本實施方式中為6個)氣體導入 口 (外周部氣體導入口) 31。 6個氣體導入口 31在俯視的情況下以等角度 間隔配置，分別向個別的窗部26開口。另外，各自的氣體導入口31以使 工藝氣體向斜下方即通過窗部26朝向由基板基座14保持的基板2的表面 的中央附近噴出的方式設定其朝向和形狀。在梁狀間隔件7的外周部7a 的上表面7g的O型環24的內側形成有環狀氣體流路槽7i。該氣體流路槽 7i的上部開口被電介體板8的下表面8a閉鎖，在氣體流路槽7i內形成密 閉的環狀氣體流路32。參照圖6可知，各自的氣體導入口 31與該環狀氣 體流路32連通。參照圖1及圖2可知，設置有一端與環狀氣體流路32連 通，另一端與工藝氣體供給源19連接的導入流路33。從而，從工藝氣體 供給源19供給的工藝氣體通過導入流路33及環狀氣體流路32后從氣體 導入口 31向腔室3內噴出。如上所述，氣體導入口 31形成于梁狀間隔件 7的外周部7a，朝向斜下方噴出工藝氣體，因此，從氣體導入口 31噴出 的工藝氣體從保持于基板基座14上的基板2的外周部分朝向中央部分(參 照圖IO及圖11)。
參照圖1、圖2及圖7可知，在梁狀間隔件7的中央部7b形成有收容 凹部7i，在氣體流路槽7i收容有形成有氣體導入口 (中央部氣體導入口) 34的能夠更換的導入口板(中央部導入口部件)36A。在梁狀間隔件7的 中央部7b形成有一端經由氣體分配室41與各自的第二氣體導入口 34連 通的入口氣體流路37。氣體流路38如圖2中最明確所示，從梁狀間隔件 7的外周部7a的側壁外周面通過6個梁部7c中的一個(在圖2中為在"9 點"方向延伸的梁部7c)的內部到達至中央部7b。該氣體流路38的外周 部7a側的端部被閉鎖，但在圖2中用符號A所示的部位中貫通有氣體流 路槽7i，環狀氣體流路32內的工藝氣體從該部位向氣體流路38內流入。 所述入口氣體流路37的另一端與氣體流路38連通。
參照圖7及圖8可知，導入口板36A在外周緣附近具備沿厚度方向貫 通的貫通孔(在本實施方式中為4個)36a。通過將在該貫通孔36a中貫 通的螺釘39擰入在收容凹部7j的底壁形成的螺紋孔中，將導入口板36A 固定于收容凹部7j內。另外，在導入口板36A的上表面36b的中央部形
成有凹部36d。通過該凹部36d和收容凹部7j的底壁，形成與入口氣體流
路37連通的氣體分配室41 。氣體導入口 34從凹部36d的底壁沿鉛垂方向 延伸，貫通至導入口板36A的下表面36e。在圖8所示的導入口板36A中， 在凹部36d的中央配置一個氣體導入口 34，從中央的氣體導入口 34以等 角度間隔放射狀地分別設置四列由五個第二氣體導入口 34構成的列。另 外，在圖8的導入口板36A中，所有的氣體導入口34的孔徑設定為相同。 進而，在導入口板36A的上表面36b形成有包圍凹部36d的環狀槽36f， 通過在環狀槽36f收容的O型環42確保氣體分配室41內的密閉性。從工 藝氣體供給源19供給的工藝氣體經過導入流路33、環狀氣體流路32、氣 體流路38、入口氣體流路37、及氣體分配室41，從導入口板36A的氣體 導入口 34向腔室3內噴射。氣體導入口 34設置于在梁狀間隔件7的中央 部7b安裝的導入口板36A，朝向下方噴出工藝氣體，因此，從氣體導入 口 34噴出的工藝氣體朝向保持于基板基座14上的基板2的中央部分(參 照圖10及圖11)。
圖9A及圖9B表示更換用導入口板36B、 36C的例子。在圖9A的導 入口板36B中，氣體導入口 34的數目及配置與圖8的導入口板36A相同， 但將氣體導入口 34的孔徑設定為比圖8的導入口板36A大。在圖9B的 導入口板36C中，氣體導入口34的孔徑與圖8的導入口板36A相同，但 氣體導入口34的數目和配置與圖8的導入口板36B不同。具體來說，在 凹部36d的中央配置一個氣體導入口 34，從該中央的氣體導入口 34分別 以放射狀分別設置有八列由五個氣體導入口 34構成的列。在導入口板設 置的氣體導入口34的形狀、尺寸、配置、及個數不限定于圖8 圖9B所 示，可以適當設定。
通過更換導入口板36A 36C，能夠簡單地調節從氣體導入口 34噴出 的工藝氣體即從基板2的中央部分的正上方沿鉛垂方向朝向基板2的中央 部分的工藝氣體的流量。從而，通過根據工序條件、基板2的尺寸等更換 導入口板36A 36C，能夠調節從氣體導入口 31和氣體導入口 34噴出的 工藝氣體的流量的比率，由此能夠簡單地均一化包括基板2周邊的基板2 上的整個區域上的氣體流量。例如，如圖IO所示，若在梁狀間隔件7的 中央部7b安裝圖8的導入口板36A，則相對于從外周的氣體導入口 31噴
出的工藝氣體的流量，從中央的氣體導入口 34噴出的工藝氣體的流量不 足，從氣體導入口 31噴出的工藝氣體有時發生在基板2的中央部分滯留
的傾向。在這種情況下，如圖10中用符號43A所示，基板2的中央部分 的蝕刻率與周邊部分的蝕刻率相比變高，不能進行均一的蝕刻處理。對此， 如圖ll所示，若在梁狀間隔件7的中央部7b安裝圖9A的導入口板36B (氣體導入口 34的孔徑比圖8的導入口板36A大)或圖9B的導入口板 36C (氣體導入口 34的個數比圖8的導入口板36A多)，則從第二氣體導 入口 34噴出的工藝氣體的流量增加。在這種情況下，從外周的氣體導入 口 31噴出的工藝氣體與從中央的氣體導入口 34噴出的工藝氣體的流動合 流，不會在基板2的中央部分滯留，沿基板2的表面朝向外周部分流動。 從而，如圖11中符號43B所示，大幅度降低基板2的中央部分和周邊部 分處的蝕刻率的不均，形成為均一的蝕刻處理。還有，如后詳述，通過變 更在梁狀間隔件7的外周部7a設置的氣體導入口 31的形狀、尺寸、配置、 個數等，變更從氣體導入口 31和氣體導入口 34噴出的工藝氣體的流量的 比率，由此將蝕刻處理均一化也可。 (第二實施方式)
圖12表示本發明的第二實施方式。圖12中僅圖示了梁狀間隔件7， 但第二實施方式的干式蝕刻裝置1的整體結構與第一實施方式(參照圖1) 相同。
在梁狀間隔件7的外周部7a形成環狀氣體流路32和氣體導入口 31， 環狀氣體流路32經由導入流路33與工藝氣體供給源19連接。另外，在 圖12中未圖示，但在梁狀間隔件7的中央部7b安裝有具備氣體導入口 34 的導入口板36A (參照圖1及圖8)。這些方面與第一實施方式相同。
在本實施方式中，設置有冷卻梁狀間隔件7和電介體板8的冷卻機構 51。該冷卻機構51具備在梁狀間隔件7的外周部7a和梁部7c設置的 制冷劑流路52、和供給被調節溫度的制冷劑的制冷劑循環裝置53。制冷 劑流路52的入口 52a和出口 52b與制冷劑循環裝置53連接，從制冷劑循 環裝置53供給的制冷劑在制冷劑流路52中循環，由此冷卻梁狀間隔件7。 另外，電介體板8配置于梁狀間隔件7上，因此，通過冷卻梁狀間隔件7， 也冷卻電介體板8。通過用該外周緣冷卻梁狀間隔件7和電介體板8，即
使向ICP線圈9 (參照圖1)接通高頻電力，產生等離子體的狀態經過了 長時間，也能夠可靠地防止梁狀間隔件7及電介體板8的溫度上升引起的 工序特性的變動或堆積物的附著或堆積物的剝離。
第二實施方式的其他結構及作用與第一實施方式相同。 (第三實施方式)
圖13及圖14表示本發明的第三實施方式。該第三實施方式的干式蝕
刻裝置1的整體結構與第一實施方式(參照圖1)相同。
在本實施方式中，電介體板8由石英構成。另外，在電介體板8的下 表面8a側中經由梁狀間隔件7的窗部26向腔室3的處理室內露出的部位 安裝有由氧化釔構成的極薄的罩61。梁狀間隔件7設置有6個窗部26 (同 時參照圖2)，罩61對應于其而安裝有條狀6個罩61。在電介體板8的下 表面8a的與窗部26對應的位置(6處)形成有凹部8b，在這些凹部8b 內分別收容有罩61 。各自的罩61的下表面與電介體板8的下表面8a為同 一面。另外，各自罩61的外周緣附近夾入梁狀間隔件7和電介體板8之 間。
通過在窗部26配置由氧化釔構成的罩61，尤其在電容耦合性增大的 高壓條件下也能夠大幅度降低由石英構成的電介體板8的磨損。另外，由 氧化釔構成的罩61不是設置于電介體板8的下表面8a側整體，而是僅設 置于從窗部26露出的部位，因此，能夠減小設定各自的窗部26的面積。 氧化釔材料的剛性低，因此，大面積且壁薄的氧化釔材料的硬度低。但是， 各自的窗部26是小面積的條狀，因此，能夠確保充分的強度的同時能夠 薄壁化。具體來說，窗部26的厚度可以設定為lmm 5mm左右，具體來 說，可以設定為2mm左右。另外，窗部26是小面積且薄壁，因此，在等 離子體處理中也維持均一的溫度，因此，能夠防止溫度梯度引起的破裂的 發生。進而，若與由氧化釔制造電介體板8自身的情況、或由氧化釔材料 覆蓋電介體板8的下表面8a整體的情況相比，僅電介體板8的從窗部26 露出的部位即暴露于等離子體，因此，僅在需要保護的部分設置氧化釔制 罩61，因此，能夠大幅度減少氧化釔的使用量及成本。
在圖13的結構中，罩61的下表面與電介體板8的下表面8a為同一面， 但只要能夠減小暴露于等離子體而引起的電介體板8的磨損，就不特別限
定罩61的對電介體板8的安裝或配置的位置。例如，如圖15所示，在梁
狀間隔件7側設置的凹部7n設置罩61的外周緣的下表面側，由此將罩61 的上表面和電介體板8的下表面8a設為同一面也可。另外，以使罩61的 下表面和上表面兩者與電介體板8的下表面8a不為同一面的方式，相對 于電介體板8安裝罩61也可。進而，在與電介體板8的下表面8a之間存 在間隙地配置罩61也可。
第三實施方式的其他結構及作用與第一實施方式相同。還有，將第二 實施方式的冷卻機構51 (參照圖12)適用于第三實施方式也可。通過設 置冷卻機構51，能夠將罩61的溫度維持為大致恒定，因此，能夠可靠地 防止溫度梯度引起的罩61的破裂。
在第三實施方式中氧化釔即罩61 (參照圖13 15)由單晶藍寶石形 成也可。單晶藍寶石與氧化釔相比，熱沖擊強，因此，在賦予更大的溫度 梯度的環境中也能夠可靠地防止罩61的破裂。在單晶藍寶石制的情況下， 罩61的對電介體板8的安裝或配置的位置不特別限定這一點與第三實施 方式相同。還有，代替單晶藍寶石或氧化釔，利用含有氧化釔的氧化鋁 (A1203)形成罩61也可。 (第四實施方式)
圖16所示的本發明的第四實施方式的干式蝕刻裝置1在梁狀間隔件7 的外周部7a形成的環狀氣體流路32內具備分隔環71。如上所述，環狀氣 體流路32利用在外周部7a的上表面7g的O型環24的內側形成的環狀氣 體流路槽7i形成。環狀氣體流路32具備底壁32a;從該底壁32a朝向 鉛垂方向延伸的內周壁32b和外周壁32c。氣體導入口 31的基端側在內周 壁32b開口 。另外，與工藝氣體供給源19連接的導入流路33在外周壁32c 開口。進而，在環狀氣體流路32的上端側形成有擴大流路寬度的收容部 32d。在該收容部32d內收容O型環73。 O型環73與電介體板8的下表 面8a密接，由此密閉環狀氣體流路32內。
同時參照圖17可知，分隔環71具備平坦的圓環狀基部71a;從該 基部71a朝向上方延伸的分隔壁71b。基部71a的直徑和寬度與環狀氣體 流路32a大致一致，基部71a的底面載置于底壁32a上，內周緣和外周緣 分別與內周壁32b和外周壁32c抵接的狀態下收容于環狀氣體流路32a內。
分隔壁71b從基部71a的寬度方向的大致中央朝向鉛垂方向突出。分隔壁 71b的下端與基部71a連接，另一方面，上端與O型環的下側密接。
通過分隔環71的分隔壁71b，將環狀氣體流路32內分隔為內周壁32a 側(氣體導入口 31側)的噴出空間72A、和外周壁32c側工藝氣體供給 源19側)的供給空間72B。具體來說，在分隔壁71b的內側形成環狀噴 出空間72A，在分隔壁71b的外側形成環狀供給空間72B。在分隔壁71b 空開間隔設置有沿厚度方向貫通的多個連通孔71c。噴出空間72A和供給 空間72B僅經由這些連通孔71c相互連通。
從工藝氣體供給源19經由導入流路33向環狀氣體流路32供給的工 藝氣體首先進入供給空間72B內。工藝氣體在供給空間72B內以環狀擴散， 同時，通過多個連通孔71c后進入噴出空間72內。工藝氣體在噴出空間 72B內進而擴散，同時，從氣體導入口 31向腔室3內噴出。這樣預先使 工藝氣體在環狀的供給空間72B內擴散后，向氣體導入口 31側的噴出空 間72A供給，因此，從一個或多個特定的氣體導入口 31噴出的氣體的流 量與剩余的氣體導入口 31相比不會大。換而言之，通過分隔環71的分隔 壁71b的整流作用，均一化從多個氣體導入口 31噴出的工藝氣體的流量。
第四實施方式的其他結構及作用與第一實施方式相同。 (第五實施方式)
圖18所示的本發明的第五實施方式的干式蝕刻裝置1具備在梁狀間 隔件7的外周部7a能夠更換地安裝的多個導入口片74 (外周側導入口部 件)，在各自的導入口片74設置有一個氣體導入口31。
在梁狀間隔件7的外周部7b設置有多個從環狀氣體流路32的內周壁 32b到達內側側壁7m的斜下方朝向的剖面圓形的安裝孔75。在各自的安 裝孔75能夠裝卸地裝配導入口片74。安裝孔75從環狀氣體流路32側依 次具備與環狀氣體流路32連通的入口部75a、陰螺紋部75b、及向腔室3 內開放的出口部75c。陰螺紋部75b比入口部75a大徑，通過陰螺紋部75b 和入口部75a的連接部分的高低差形成座部75d。另外，出口部75c比陰 螺紋部75b大徑，通過出口部75c和陰螺紋部75b的連接部分的高低差形 成座部75e。
同時參照圖19可知，導入口片74具備陽螺紋部74a、和在該陽螺紋
部74a的前端一體地設置的頭部74b。頭部74b比陽螺紋部74a大徑。在 陽螺紋部74a的基端面形成有凹部74c。從該凹部74c的底壁到頭部74b 的前端面為止貫通地設置有氣體導入口 31。氣體導入口 31沿導入口片74 的中心軸延伸。導入口片74的陽螺紋部74a擰入安裝孔75的陰螺紋部75b， 由此將導入口片74固定于梁狀間隔件7的外周部7a。導入口片74的頭部 74b收容于安裝孔75的出口部75c。另外，陽螺紋部74a的基端面配置于 座部75d上，頭部54的基端面配置于座部75e上。
在環狀氣體流路32到腔室3的內部之間形成有由安裝孔75的入口部 75a、導入口片74的凹部74c、及氣體導入口 31構成的路徑。工藝氣體通 過該路徑從氣體導入口 31向腔室3內噴出。
只要準備氣體導入口 31的孔徑或朝向不同的多種導入口片74，就可 以通過更換導入口片74，變更氣體導入口 31的孔徑或朝向。在工藝氣體 供給源19的供給壓相同的情況下，通常氣體導入口 31的孔徑越大，導入 的工藝氣體的流速變慢，孔徑越小，流速越快。從而，根據工序條件、基 板8的尺寸等條件，更換具備不同的氣體導入口 31的導入口片74，由此 簡單地實現基板8上的氣體流量的均一化。
圖20及圖21表示導入口片的代替方案。在該代替方案中，在梁狀間 隔件7的中央部7b設置有多個從環狀氣體流路32的內周壁32b到內惻側 壁7m的沿水平方向延伸的剖面圓形的安裝孔76。安裝孔76從環狀氣體 流路32側依次具備與環狀氣體流路32連通的入口部76a、比入口部76a 大徑的中間部76b、及比中間部76b大徑的出口部76c。在入口部76a和 中間部76b的連接部分、和中間部76b和出口部76c的連接部分分別形成 有座部76d、 76e。
導入口片77具備軸部77a、和在軸部77a的前端設置的頭部77b。頭 部77b比軸部77a大徑。在頭部77b的基端面形成有凹部77c。從該凹部 77c的底壁到頭部77b的前端面為止貫通地形成有氣體導入口 31。氣體導 入口 31與圖19的導入口片74不同，相對于導入口片77的中心軸傾斜地 形成。在導入口片77的頭部77b設置有連個貫通孔77d。導入口片77插 入安裝孔76中，軸部77a收容于中間部76b中，軸部77a收容于出口部 76c中。另外，軸部77a的基端下表面配置于座部76d上，頭部77b的基 端面配置于座部76e上。
通過將頭部77a的貫通孔77d中貫通的兩條78擰入在梁狀間隔件7 的外周部7a的內側側壁7m形成的螺紋孔中，將導入口片77固定于梁狀 間隔件7的外周部7a。另外，利用這些螺釘78，固定導入口片77其自身 的圍繞中心線的旋轉角位置即氣體導入口 31的朝向。在環狀氣體流路32 到腔室3的內部之間形成由安裝孔76的入口部76a、導入口片77的凹部 77c、及氣體導入口 31構成的路徑。工藝氣體通過流路后從氣體導入口 31 向腔室3內噴出。只要準備氣體導入口 31的孔徑或朝向不同的多種導入 口片77，就可以通過更換導入口片77，根據工序條件、基板8的尺寸等 條件，簡單地調節從氣體導入口 31噴出的工藝氣體的朝向或流量，實現 電介體板8上的氣體流量的均一化。
第五實施方式的其他結構及作用與第一實施方式相同。 (第六實施方式)
圖22及圖23所示的本發明的第六實施方式的干式蝕刻裝置1不僅在 梁狀間隔件7的外周部7a和中央部7b具備氣體導入口31、 34，而且在梁 狀間隔件7的梁部7c還具備氣體導入口 (梁部氣體導入口) 81。
如圖23最明確所示，在梁狀間隔件7形成有三條從一個梁部7c的外 周側的端部以直線狀延伸并通過中央部7b延伸至對置的梁部7c的外周側 的端部為止的氣體流路82。這些氣體流路82中在圖23中沿"9點"方向 延伸的氣體流路82在圖23中用符號A'表示的部位中貫通有氣體流路槽 7i9環狀氣體流路32)。另外，三條氣體流路82在梁狀間隔件7的中央部 7b相互交叉而連通。
在各自的梁部7c的下表面側設置有多個朝向鉛垂方向的氣體導入口81。
另外，在梁狀間隔件7的中央部7b的下表面側也設置有多個朝向鉛 垂方向的氣體導入口 34。這些氣體導入口 34、 81的基端(上端)側與氣 體流路82連通，前端(下端側)向腔室3的內部開放。
從工藝氣體供給源19供給的工藝氣體通過導入流路33及環狀氣體流 路32從梁狀間隔件7的外周部7a的氣體導入口 31向腔室3內噴出。另 外，工藝氣體從環狀氣體流路32向氣體流路82流入，從梁狀間隔件7的
中央部7b的氣體導入口 81和中央部7b的氣體導入口34也向腔室3內噴 出。在本實施方式的干式蝕刻裝置l中，從梁狀間隔件7的外周部7a、中 央部7b、及梁部7c的全部噴出工藝氣體，因此，能夠更簡單地均一化包 括基板2的周邊的基板2上的整個區域上的氣體流量。
在從沿梁部7c均一地配置的氣體導入口噴出氣體的情況下，基板2 的上方中的每單位面積的氣體導入口的個數在基板2的周邊比基板2的中 央少。因此，基板2的周邊與基板2上的其他區域相比，有工藝氣體的氣 體流量容易不足的傾向。對此，在本實施方式中，在圖23及圖24中，在 由一點劃線83所示的與電介體板8的周邊對應的區域附近，設置于梁部 7b的每單位面積的氣體導入口 81的個數設定為比其他區域多。由此確保 基板2的周邊中必要的工藝氣體的氣體流量。
第六實施方式的其他結構及作用與第一實施方式相同。另外，氣體導 入口 31、 34、 81設置于在第五實施方式中說明的能夠更換的導入口片也 可。
(第七實施方式)
在圖25所示的本發明的第七實施方式中，梁狀間隔件7具備中央部 7b和梁部7c的氣體導入口 34、 81，但不具備外周部7a的氣體導入口 31 (例如，參照圖1)。
根據工序條件、基板8的尺寸等，像本實施方式一樣，也可以僅從梁 狀間隔件7的中央部7b和梁部7c向腔室3內噴出工藝氣體，均一化基板 8上的氣體流量。第七實施方式的其他結構及作用與第一實施方式相同。 另外，將氣體導入口 34、 81設置于在第五實施方式中說明的能夠更換的 導入口片也可。
(第八實施方式)
在圖26所示的本發明的第八實施方式中，梁狀間隔件7具備外周部 7a的氣體導入口31，但不具備中央部7b的氣體導入口 34 (例如，參照圖 1)和梁部7c的氣體導入口 81 (例如，參照圖22)。
根據工序條件、基板8的尺寸等條件，像本實施方式一樣，也可以僅 從梁狀間隔件7的外周部7a向腔室3內噴出工藝氣體，均一化基板8上 的氣體流量。第八實施方式的其他結構及作用與第一實施方式相同。另外， 將氣體導入口 31設置于在第五實施方式中說明的能夠更換的導入口片也 可。
關于第一^^第八實施方式可以進行各種變更。例如，使設置于梁狀間
隔件7的三種氣體導入口即中央部7a的氣體導入口 31、中央部7b的氣體 導入口 34、及梁部7c的氣體導入口 81每一個的工藝氣體供給源19不同 也可。
(第九實施方式)
圖27及圖28所示的本發明的第九實施方式的干式蝕刻裝置1除了以 下說明的點之外，還具有與第一實施方式的干式蝕刻裝置1 (圖1 圖11) 相同的結構及功能。從而，在圖27及圖28中，對于與第一實施方式相同 的要件標注相同的符號，省略詳細的說明。另外，在以下的說明中，同時 參照圖3、圖4A、圖6 圖8。
如圖27所示，從梁狀間隔件7的外周部7a的外側側壁通過一個梁部 7c的內部而到達中央部7b為止的氣體流路38、和設置于梁狀間隔件7的 外周部7a的環狀氣體流路32沒有連通。從而，在氣體流路38中流動的 氣體(后述的蝕刻氣體)和在環狀氣體流路32中流動的氣體(后述的運 載氣體)不混合。
環狀氣體流路32經由連接于運載氣體供給源20。從運載氣體供給源 20供給的運載氣體通過導入流路33及環狀氣體流路32而從氣體導入口 (第一氣體導入口) 31向腔室3內噴出。如上所述，第一氣體導入口 31 形成于梁狀間隔件7的外周部7a，且朝向斜下方噴出氣體，因此，從氣體 導入口31噴出的運載氣體在真空中擴散，同時，從在基板基座14上保持 的基板2的外周部分朝向中央部分。
另一方面，氣體流路38的一端(外周部7a側的端部)與蝕刻氣體供 給源19'連接，另一端與入口氣體流路37連通。從蝕刻氣體供給源19'供 給的蝕刻氣體經過氣體流路38、入口氣體流路37、及氣體分配室41從導 入口板36的氣體導入口 (第二氣體導入口) 34向腔室3內噴射。氣體導 入口 34設置于在梁狀間隔件7的中央部7b安裝的導入口板36，且朝向下 方噴出蝕刻氣體，因此，從氣體導入口34噴出的蝕刻氣體在真空中擴散， 同時，朝向在基板基座14上保持的基板2的中央部分。
若從高頻電源13向ICP線圈9接通高頻電力，則如圖27中符號40 示意性所示，在梁狀間隔件7的窗部26形成強磁場(強交變電場)。運載 氣體從在梁狀間隔件7的外周部7a形成的氣體導入口31朝向斜下方噴出， 因此，通過該強磁場40。其結果，運載氣體被充分地離解或離子化。通過 運載氣體的離解和離子化，在腔室3內產生等離子體，并維持。相對于此， 蝕刻氣體從在梁狀間隔件7的中央部7b形成的第二氣體導入口 34朝向基 板2的中央部分噴出，因此，不通過在窗部26形成的強磁場40。因此， 蝕刻氣體不會過剩地離解或離子化。由等離子體中的離解產生的基團沿氣 體流動擴散至基板2，相對于此，離子通過從高頻電源16向基板基座14 施加而生成的負的偏壓被加速，與基板2沖撞。還有，通過基團和離子的 作用，基板2的表面被蝕刻。g卩，在本實施方式中，運載氣體充分地離解 及離子化，同時，關于蝕刻氣體，能夠抑制過剩的離解及離子化，因此， 格外提高蝕刻率、選擇比、蝕刻形狀等控制性，能夠實現良好的蝕刻處理。 換而言之，根據氣體的種類，即分別關于蝕刻氣體和運載氣體，個別地控 制基團和離子之比，由此能夠實現良好的蝕刻處理。
另外，本實施方式的干式蝕刻裝置1中，就第一及第二氣體導入口 31、 34均設置于梁狀間隔件7這一方面、在電介體板8的氣體導入口不需要設 置氣體流路這一方面來說，結構比較簡單。 (第十實施方式)
根據基板2的蝕刻處理時的掩模開口率或蝕刻形狀的縱橫比，蝕刻率 在基板2的一部分有時局部性地降低。具體來說，在掩模開口率大(例如， 10%以上)的情況下，高縱橫比(例如，5以上)的情況下，在蝕刻反應 時產生更多的反應產物。還有，含有反應產物的氣體容易滯留于基板2的 中央，反應產物具有再次附著于基板2的圖案上的傾向。該反應產物的再 次附著有時引起蝕刻率的局部性降低，有時在面內發生不均一處理。在這 種情況下，需要將蝕刻處理的面內均一化比所述蝕刻氣體的過剩的離解或 離子化的防止更加重視。第十實施方式是由所述觀點構成的干式蝕刻裝置
在圖29所示的本發明的第十實施方式的干式蝕刻裝置1中，與第九 實施方式相反地，蝕刻氣體供給源19，與導入流路33連接，運載氣體供給
源20與氣體流路38連接。從而，從蝕刻氣體供給源19'供給的蝕刻氣體
通過導入流路33及環狀氣體流路32從氣體導入口 (第一氣體導入口)向 腔室3內朝向斜下方噴出，從在基板基座14上保持的基板2的外周部分 朝向中央部分。另外，從運載氣體供給源20供給的運載氣體經過氣體流 路38、入口氣體流路37、及氣體分配室41，從導入口板36的氣體導入口 (第二氣體導入口) 34向腔室3內朝向下方噴射，出偶像在基板基座14 上保持的基板2的中央部分。
在本實施方式中，通過在梁狀間隔件7的外周部7a形成的第一氣體導 入口 31朝向斜下方噴出蝕刻氣體，生成高密度的基團及離子，同時，從 第二氣體導入口 34噴出運載氣體，由此促進基板2的中央處的蝕刻氣體 及反應產物的排氣，能夠均一化流量分布。其結果，能夠在不增減對蝕刻 率、蝕刻等蝕刻特性起到貢獻作用的工藝氣體的流量的情況下，在基板2 整體上實施蝕刻率等沒有不均的均一的蝕刻處理。還有，在此，不增加或 減少工藝氣體的流量當然是指不是排除以對蝕刻特性不產生壞影響的程 度增加或減少工藝氣體的流量的情況的意思。
在上述第九及第十實施方式中，從第一及第二氣體導入口 31、 34中 的任一方噴出蝕刻氣體，從另一方噴出運載氣體。但是，從第一及第二氣 體導入口31、 34兩者利用蝕刻氣體供給源19'噴出蝕刻氣體也可。另外， 無論從第一及第二氣體導入口 31、 34的任一方噴出蝕刻氣體，還是從兩 者噴出，從第一及第二氣體導入口 31、 34中的一方或兩方利用運載氣體 供給源20噴出運載氣體也可。
如上所述，在掩模開口率大(例如，10%以上)的情況下，高縱橫比 (例如，5以上)等含有在蝕刻反應時生成的反應產物的氣體滯留于基板 2的中央，有反應產物再次附著于基板2的中央的圖案的傾向。由此，蝕 刻率在基板2的中央局部性地降低。另外，在掩模開口率大的情況下(例 如30%)，生成更多量的反應產物，有再次附著于基板2的周邊部的傾向。 由此蝕刻率在基板2的周邊部局部性地降低。
但是，通過從第一及第二氣體導入口 31、 34的任一方或兩方以適當 的流量噴出運載氣體，能夠改進基板2上的氣體滯留。由此，消除蝕刻率 的局部性降低，均一化對基板2的蝕刻處理。在這種情況下，不需要增加
或減少對蝕刻率、蝕刻形狀等蝕刻特性起到貢獻作用的蝕刻氣體的流量。 換而言之，通過從第一及第二氣體導入口 31、 34的至少一方以適當的流 量噴出運載氣體，不會變更對蝕刻特性起到大的貢獻作用的工藝氣體的流 量，能夠均一化對基板2的蝕刻處理。在此，不增加或減少工藝氣體的流 量是指不是排除以對蝕刻特性不產生壞的影響的程度增加或減少工藝氣 體的流量的意思。
舉出ICP型干式蝕刻裝置作為例子進行了說明，但本發明也可以適用
于等離子體CVD裝置等其他等離子體處理裝置。
本發明參照附圖的同時，關聯于優選的實施方式充分地進行了記載， 但對于熟練該技術的人員來說，當然可以進行各種變形或修正。這樣的變 形或修正只要不脫離基于附加的權利請求的本發明的范圍內，就應該認為 包含在其中。
2005年11月2日申請的日本專利申請2005—319575號、2005年11 月15日申請的日本專利申請2005—329756號、及2006年10月6日申請 的日本專利申請2006—275409號說明書、附圖、及專利請求的范圍的公 開內容作為整體進行參照，并記載于本說明書中。
權利要求
1.一種等離子體處理裝置，其特征在于，具備真空容器(3)，其在內部配置基板(2)；梁狀構造物(7)，其具備環狀外周部(7a)，該環狀外周部(7a)配置于與所述基板對置的所述真空容器的上部開口，且由所述真空容器支撐下表面(7d)；中央部(7b)，該中央部(7b)在俯視的情況下位于由所述外周部包圍的區域的中央；多個梁部(7c)，該多個梁部(7c)從所述中央部以放射狀延伸至所述外周部，并且由所述外周部、所述中央部、及所述梁部包圍的區域構成窗部(26)；電介體板(8)，其下表面(8a)由所述梁狀構造物的上表面(7g)支撐；用于產生等離子體的線圈(9)，其配置于所述電介體板的上表面側，且接通高頻電力。
2. 根據權利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 還具備彈性部件(24、 25、 27、 28、 29)，其夾在所述梁狀構造物的所述上表面和所述電介體板的所述下表面之間。
3. 根據權利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述梁狀構造物的以放射狀延伸的多個所述梁部在俯視的情況下，在 與構成所述線圈的導電體(11)正交的方向上延伸。
4. 根據權利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述線圈由以螺旋狀延伸的多條導電體構成， 所述梁狀構造物的所述梁部的條數和所述導電體的條數一致。
5. 根據權利要求1 4中任一項所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述電介體板為圓板狀，所述梁狀構造物具備圓環狀的所述外周部、和具有一定寬度的長方 形狀的所述梁部。
6. 根據權利要求1 5中任一項所述的等離子體處理裝置，其中， 還具備朝向斜下方的外周部氣體導入口 (31)，其配置于所述梁狀構造物的所述外周部；氣體供給路，其至少一部分形成于所述梁狀構造物，將來自工藝氣體 供給源(19)的工藝氣體供給于所述外周部氣體導入口，并向所述真空容 器內噴出。
7. 根據權利要求6所述的等離子體處理裝置，其中，所述氣體供給路包括環狀氣體流路(32)，其形成于所述梁狀構造物的所述外周部，內周壁側與所述外周部氣體導入口連通，且外周壁側與 所述工藝氣體供給源側連通，所述等離子體處理裝置還具備分隔壁(71b)，其設置于所述環狀氣體流路內，將所述環狀氣體流路內分隔為所述內周壁側的噴出空間、和所 述外周壁側的供給空間，且空開間隔地形成有使所述噴出空間和所述供給 空間連通的多個連通孔。
8. 根據權利要求6或7所述的等離子體處理裝置，其中，還具備外周側導入口部件，其能夠更換地安裝于所述梁狀構造物的所述外周部，且形成有所述外周部氣體導入口。
9. 根據權利要求6 8中任一項所述的等離子體處理裝置，其中，所述梁狀構造物的所述中央部位于所述基板的中央部分的上方，所述等離子體處理裝置還具備中央部氣體導入口 (34)，其配置于所述梁狀構造物的所述中央部，將經由所述氣體流路從所述工藝氣體供給 源供給的所述工藝氣體朝向所述基板的所述中央部分向下方噴出。
10. 根據權利要求9所述的等離子體處理裝置，其中，還具備中央部導入口部件，其能夠更換地安裝于所述梁狀構造物的所述中央部的下表面，且形成有所述中央部氣體導入口。
11. 根據權利要求6 8中任一項所述的等離子體處理裝置，其中，還具備梁部氣體導入口 (81)，其配置于所述梁狀構造物的所述梁部的下表面，且將經由所述氣體流路從所述工藝氣體供給源供給的所述工 藝氣體朝向所述基板向下方噴射。
12. 根據權利要求1 5中任一項所述的等離子體處理裝置，其中，還具備朝向下方的梁部氣體導入口 (81)，其配置于所述梁狀構造 物的所述梁狀部；氣體供給路，其至少一部分形成于所述梁狀構造物，將來自工藝氣體 供給源的工藝氣體供給于所述梁部氣體導入口 ，并向所述真空容器內噴 出。
13. 根據權利要求1 12中任一項所述的等離子體處理裝置，其特征 在于，具備冷卻機構(51)，其冷卻所述梁狀構造物及電介體板。
14. 根據權利要求13所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 所述冷卻機構具備形成于所述梁狀構造物的制冷劑流路(52)、和使被調節溫度的制冷劑在所述制冷劑流路中循環的制冷劑循環裝置(53)。
15. 根據權利要求1 14中任一項所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述電介體板由氧化釔、氧化鋁、或石英構成。
16. 根據權利要求1 14中任一項所述的等離子體處理裝置，其特征 在于，還具備由石英、氧化釔、單晶藍寶石、或氧化鋁構成的罩(61)， 其設置于所述電介體板的下表面側的從所述梁狀構造物的所述窗部露出 的部位。
17. 根據權利要求16所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 所述罩夾在所述電介體板、和所述梁狀構造物之間。
18. 根據權利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 還具備第一氣體導入口 (31)，其形成于所述梁狀構造物的所述外周部，且朝向斜下方噴出氣體；第二氣體導入口 (34)，其形成于所述梁狀構造物的所述中央部，且 朝向基板的中央部分向下方噴出氣體；運載氣體供給源(20)，其能夠從所述第一及第二氣體導入口中的至 少任一方噴出運載氣體；工藝氣體供給源(19')，其能夠從所述第一及第二氣體導入口中的至 少任一方噴出工藝氣體。
19. 根據權利要求18所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 所述運載氣體供給源從所述第一氣體導入口噴出所述運載氣體， 所述工藝氣體供給源從所述第二氣體導入口噴出所述工藝氣體。
20.根據權利要求18所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 所述工藝氣體供給源從所述第一氣體導入口噴出所述工藝氣體， 所述運載氣體供給源從所述第二氣體導入口噴出所述運載氣體。
全文摘要
等離子體處理裝置具備配置于與基板(2)對置的腔室(3)的上部開口的梁狀間隔件(7)。梁狀間隔件(7)具備由腔室(3)支撐其下表面(7d)的環狀外周部(7a)；在俯視的情況下位于由外周部(7a)包圍的區域的中央的中央部(7b)；從中央部(7b)以放射狀延伸至外周部(7a)的多個梁部(7c)。電介體板(8)被梁狀間隔件(7)均一地支撐其整體。能夠確保將腔室(3)內減壓時用于支撐大氣壓的機械強度，同時，能夠薄型化電介體板(8)。
文檔編號H01L21/3065GK101351871SQ20068005027
公開日2009年1月21日 申請日期2006年11月1日 優先權日2005年11月2日
發明者奧根充弘, 寶珍隆三, 廣島滿, 朝倉浩海, 渡邊彰三, 鈴木宏之 申請人:松下電器產業株式會社