[发明专利]等离子体处理装置

说明书

本申请是申请日为2004年4月28日、申请号为200480001036.6、发明名称为“处理气体导入机构和等离子体处理装置”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及导入用于基板处理的处理气体的处理气体导入机构和导入处理气体进行基板的等离子体处理的等离子体处理装置。

背景技术

在半导体制造工序中，例如，在作为被处理体的硅晶片中形成的接触孔的底部形成Ti膜，通过Ti和基板Si的相互扩散形成TiSi，在它上面形成TiN等的阻挡层，进一步在它上面形成Al层、W层、Cu层等而进行孔的埋入和配线的形成。至今，为了实施这样的一连串工序，用具有组合器具型那样的多个容器的金属成膜系统。在这种金属成膜系统中，为了得到良好的接触在成膜处理前，先实施除去在硅晶片上形成的自然氧化膜和蚀刻损伤层等的处理。作为除去这种自然氧化膜的装置，用氢气和氩气形成感应耦合等离子体的装置是众所周知的(日本特开平4-336426号公报)。

又，作为形成感应耦合等离子体进行处理的装置，已知有，在配置有作为被处理体的半导体晶片的腔室的上部设置由电介质构成的钟罩，在它的外周部卷绕与RF电源连接的线圈电感，产生感应耦合等离子体的构成(日本特开平10-258227号公报、日本特开平10-116826号公报、日本特开平11-67746号公报、日本2002-237486号公报)。

作为这种感应耦合等离子体处理装置，是如图1中所示的它的一部分那样，经过用于导入处理气体的气体导入环408用螺丝固定包含钟罩401、线圈403、图中未示出的RF电源等的等离子体发生部400和收容被处理体的腔室201的装置。具体地说，用螺钉部件410和钟罩按压件409将钟罩401固定在气体导入环408上。这时，钟罩按压件409和气体导入环408与钟罩401之间，例如，插入例如由PTFE(聚四氟乙烯)等的树脂构成的环状缓冲材料409a，保护钟罩401。

形成保持钟罩401的气体导入环408由盖基座407保持，将该盖基座407载置在腔室201上的构造。

在钟罩401与气体导入环408之间和盖基座407与腔室201之间插入例如O环等的密封材料413和414，保持气密性。

形成从气体导入槽408b，通过与该气体导入槽408b连通的气体孔408a将例如Ar气和H₂气等的处理气体导入处理空间402的构造。对这样导入的处理气体进行等离子体激励，对作为被处理基板的半导体晶片进行等离子体处理。

这时，通过等离子体处理，例如由溅射蚀刻产生的飞散的物质附着在气体导入环408和盖基座407的侧面形成堆积物。存在着当该堆积物增厚时，从堆积的地方剥离形成粒子，使装置的工作效率降低，半导体装置的成品率降低等的问题。

为此，形成在处理空间402内，以覆盖上述气体导入环408和盖基座407的方式用螺丝412安装保护罩411的构造。当在该保护罩411上附着有由蚀刻产生的飞散物质时，通过装上卸下螺丝412置换该保护罩411，防止由于堆积物的积储而产生粒子。

又，以不遮住从气体孔408a导入的处理气体的扩散的方式，在保护罩411中设置比气体孔408a的直径大的孔部411a。因此，在气体导入环408的气体孔408a的周围附着堆积物。从而，当维修时，需要与保护罩411一起也置换气体导入环408。

但是，存在着当置换保护罩411时，需要取出钟罩401、气体导入环408和盖基座407，维修需要花费时间的问题。又，气体导入环408是，形成气体流路408b等的构造复杂，成为置换部件的费用高、装置的运行成本上升、半导体装置的生产性降低的主要原因。

另一方面，在这种感应耦合型等离子体处理装置中，没有详细研究给予等离子体处理的处理空间的形状，存在着等离子体处理的均匀性不一定充分那样的问题。

又，作为在形成等离子体的容器内载置晶片的基座的构造，已知有将晶片的保持区域削成规定深度的凹状决定晶片的位置(日本特开2002-151412号公报)。

但是，当采用这种基座的构造时，也产生等离子体处理的均匀性不充分那样的问题。

发明内容

本发明的目的是提供能够削减维修时的置换部件的费用，降低运行成本的处理气体导入机构和等离子体处理装置。

本发明的其它目的是提供容易维修，可以缩短维修时间的等离子体处理装置。

本发明的另一个目的是提供在用感应耦合等离子体的等离子体处理中，可以提高被处理体的面内均匀性的等离子体处理装置。