[发明专利]等离子体处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及向处理腔室内供给规定的处理气体并使其等离子体化，利用已等离子体化的处理气体，处理配置在处理腔室内的基板的等离子体处理装置。

背景技术

上述等离子体处理装置构成为，至少包括：具有闭塞空间，在内部收纳基板的处理腔室；向处理腔室内供给处理气体的处理气体供给机构；对上述处理腔室内进行减压的排气机构；施加高频电力的高频电源；和被高频电源施加高频电力，从而使供给至上述处理腔室内的处理气体等离子体化的等离子体生成机构等。

作为使用这样的等离子体处理装置的基板处理的一个例子，能够举出蚀刻处理。此时，当作为处理气体例如使用碳氟化合物气体(CxFy气体)时，由于碳氟化合物气体的等离子体化而生成的聚合物附着在处理腔室的内部。该聚合物的附着量，根据处理腔室内部的温度的不同而变动，当温度高时不怎么附着，当温度低时附着较多。

向处理腔室内供给的碳氟化合物气体的流量被控制为一定，因此如果附着在处理腔室的内部的聚合物较多，则在基板上作为保护膜堆积的聚合物变少，如果附着在处理腔室的内部的聚合物较少，则在基板上作为保护膜堆积的聚合物变多。而且，在任一情况下，均由于向基板上的聚合物的堆积量不同而不能够高效地进行蚀刻，而且，不能够得到高精度的蚀刻形状。因此，在蚀刻处理中，需要抑制被生成的等离子体的热量所加热的处理腔室内部的温度上升，使该温度处于一定范围内。

现有技术中，作为能够抑制处理腔室内部的温度上升的等离子体处理装置，提案有例如日本特开平9-275092号公报中公开的装置。该等离子体处理装置，在上述结构之外，还包括：与处理腔室的内周面隔开间隔配置的内部部件；在内部部件的外周面与处理腔室的内周面之间在上下方向上隔开间隔地被设置、在它们之间形成闭塞的空间的两个密封部件；以及向被内部部件、处理腔室和密封部件包围的空间内供给冷却气体的冷却气体供给机构。

在该等离子体处理装置中，利用冷却气体供给机构，向被内部部件、处理腔室和密封部件包围的空间内供给冷却气体，利用供给的冷却气体冷却内部部件，因此，能够防止由于生成的等离子体的热而引起内部部件的温度上升的情况，能够使内部部件的温度维持在一定范围内。由此，堆积在基板上的聚合物的量稳定，难以产生上述的问题。

但是，在这样的等离子体处理装置中，也存在如下问题。即，处理腔室(内部部件)的内部被生成的等离子体的热量加热，直至达到规定的温度需要一定的时间，因此，在蚀刻处理开始后，直到在基板上堆积的聚合物的量稳定为止需要一定的时间。于是，在蚀刻处理开始后经过一定时间以前，蚀刻处理并不稳定。

于是，在上述等离子体装置中，设置对处理腔室(内部部件)进行加热的加热器，利用该加热器，在蚀刻处理开始前预先加热处理腔室(内部部件)，使其内部的温度事先上升到规定温度。

专利文献1：日本特开平9-275092号公报

发明内容

但是，如果设置加热器，就会进行一方面利用加热器进行加热、另一方面利用冷却气体进行冷却这样的相反的处理，因此不能够高效地使内部部件的内部上升到规定温度。

另外，如上述现有技术的等离子体处理装置所述，向被内部部件、处理腔室和密封部件包围的空间内供给冷却气体(冷却流体)，但是，在将内部部件的内部的温度控制为100℃以上的温度的情况下，如果作为冷却流体使用水，则存在向上述空间内供给的水沸腾、膨胀的危险性，于是，作为冷却流体，必须如上述现有技术那样采用气体、沸点高的油等，也存在冷却流体的成本高的问题。

本发明鉴于以上情况而提出，其目的是提供能够以低成本的结构，高效且响应性良好地对处理腔室的内部进行温度控制的等离子体处理装置。

用于达成上述目的的本发明是一种等离子体处理装置，其特征在于，至少包括：

具有闭塞空间，在内部收纳基板的处理腔室，

向上述处理腔室内供给处理气体的气体供给机构；

对上述处理腔室内进行减压的第一排气机构；

施加高频电力的电力施加机构；

被上述电力施加机构施加高频电力，从而使供给至上述处理腔室内的处理气体等离子体化的等离子体生成机构；

加热上述处理腔室的加热机构；

冷却上述处理腔室的冷却机构，其包括：具有冷却流体进行流通的冷却流路，以与上述处理腔室的外表面抵接或者与上述处理腔室的外表面隔开间隔相对的方式设置的金属制的冷却部件；向上述冷却部件的冷却流路内供给上述冷却流体的冷却流体供给机构；和在上述冷却部件与处理腔室之间以与它们抵接的方式设置的环状的密封部件；