[发明专利]等离子体处理设备

说明书

本申请是于2005年12月19日提交的名称为“等离子体处理 设备”的第200510130190.X号中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种在维持于真空状态的室中产生等离子体并使 用所述等离子体处理基板的等离子体处理设备。

背景技术

使用等离子体处理基板表面的等离子体处理设备，已经被广泛 用于制造半导体装置和液晶显示装置的工艺之中。等离子体处理设 备包括用于执行对基板的蚀刻的等离子体蚀刻设备和用于执行对 基板的等离子体化学气相淀积(CVD)的CVD设备。

如图1所示，等离子体处理设备1包括平行设置使得其彼此面 对的两个平板形电极10和20。基板S安装在下电极20上。因此， 下电极20可以被称为“基板支架”。

此外，在等离子体处理设备1中提供了用于帮助将基板S运送 入和出等离子体处理设备1的内部提升销30和外部提升杆(未示 出)，如图1所示。内部提升销30被设置在通过下电极20的边缘 而形成的通孔22中，并且在通孔22中垂直移动。

外部提升杆在下电极20的外部提供。即外部提升杆被设置在 下电极20的侧壁和等离子体处理设备1的侧壁之间所形成的空间 内，并且垂直移动。

用于把内部气体排到外部的排出单元40通过等离子体处理设 备而形成。排出单元40通过抽吸来去除等离子体处理设备1中的 气体，并使用在等离子体处理设备1的外部提供的泵(未示出)来 维持等离子体处理设备1的真空状态。

上电极10被设置在面对下电极20的位置。上电极10用作过 程气体供应单元，用于将过程气体供应到上和下电极10和20之间 的空间以及电极。相应地，如图1所示，淋浴头12连接到上电极 10的下部。淋浴头12具有多个具有细直径的过程气体扩散孔14。 淋浴头12将过程气体均匀地供应到上和下电极10和20之间的空 间。供应到上和下电极10和20之间的空间的过程气体由施加到上 和下电极10和20的高频功率转变成等离子体，且所述等离子体处 理基板S的表面。

用于使制冷剂通过其循环的制冷剂通道16在上电极10中形 成。制冷剂通道16在水平方向通过上电极10，并均匀地设置成遍 及上电极10的所有区域。制冷剂通道16的一端连接到与外部相通 的制冷剂供应管17，而制冷剂通道16的另一端连接到制冷剂收集 管18。相应地，制冷剂通道16从制冷剂供应管17接收新的制冷剂 并且把废的制冷剂返回到制冷剂收集管18，从而使制冷剂循环。制 冷剂通道16用来防止由等离子体处理设备1所执行的工艺受到由 于等离子体产生而引起的淋浴头12的温度升高的影响。

由于常规等离子体处理设备1具有不直接在淋浴头12中形成 而是在上电极10中形成的制冷剂通道16，使得淋浴头12间接被冷 却，不容易控制淋浴头12的温度。当淋浴头12的温度由于控制淋 浴头12的温度的困难而升高，高频功率传输效率降低并影响蚀刻 速率或蚀刻均匀性，因而损害了等离子体处理的再现性。

发明内容

因此，本发明鉴于以上问题而产生，并且本发明的目的是提供 一种等离子体处理装置，其中淋浴头的温度被直接调节，从而改善 等离子体处理的再现性。

本发明的另一目的提供等离子体处理装置，其包括在淋浴头和 上电极之间安装的热传输单元，从而容易地调节淋浴头的温度。

根据本发明的一个方面，上述的和其它的目的可通过提供一种 等离子体处理设备而实现，所述等离子体处理设备用于在维持于真 空状态的室内产生等离子体并使用所述等离子体处理基板，包括： 上和下电极，分别提供在室的上面和下面部分，用于将高频功率施 加到室中；淋浴头，连接到上电极的下面部分，用于将过程气体扩 散到室中；制冷剂通道，在水平方向通过淋浴头，用于通过制冷剂； 以及制冷剂循环单元，连接到制冷剂通道的两端，用于将制冷剂供 应到制冷剂通道的一端并从制冷剂通道的另一端收集制冷剂以便 使制冷剂循环。