[發(fā)明專利]氣體流路結(jié)構(gòu)體以及基板處理裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010102550.6
• 申請日: 2010-01-22
• 公開（公告）號: CN101853777A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林大輔
• 申請（專利權(quán)）人: 東京毅力科創(chuàng)株式會社
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣體流路結(jié)構(gòu)體以及基板處理裝置，特別是涉及一種電極可動式基板處理裝置中的氣體流路結(jié)構(gòu)體以及具有該氣體流路結(jié)構(gòu)體的基板處理裝置。

背景技術(shù)

用于對作為基板的半導(dǎo)體晶圓(以下簡稱為“晶圓”)實施等離子處理的基板處理裝置包括：用于收納晶圓且能夠?qū)?nèi)部減壓的腔室(處理室)、配置在該腔室內(nèi)部下部的基座(susceptor，載置臺)、和在腔室內(nèi)部與載置臺相對地配置的簇射頭(shower?head)?；粌H用于載置晶圓，而且與高頻電源相連接而被作為對腔室內(nèi)部施加高頻電力的載置電極發(fā)揮作用，簇射頭不僅用于將處理氣體導(dǎo)入到腔室內(nèi)部，而且接地從而作為對置電極發(fā)揮作用。在該種基板處理裝置中，利用高頻電力對供給到腔室內(nèi)部的處理氣體進(jìn)行激勵而產(chǎn)生等離子體，利用該等離子體對晶圓實施等離子處理。

但是，為了使等離子體合適地分布在腔室內(nèi)部的簇射頭和基座之間的空間內(nèi)，以往人們開發(fā)了一種通過使基座可動、從而能夠調(diào)整簇射頭和基座之間的空間的高度(以下稱作“間隙”。)的基板處理裝置。另外，近年，人們考慮到基板處理裝置的周邊的布局上的限制，研究了一種簇射頭可動而基座不可動的基板處理裝置。

圖4是概略地表示形成有可動簇射頭的以往的基板處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

在圖4的基板處理裝置100中，在圓筒狀的腔室101內(nèi)部，與基座102相對地配置的簇射頭103呈外徑與腔室101的內(nèi)徑大致相等的大致圓板狀，利用未圖示的升降機(jī)構(gòu)，使該簇射頭103在腔室101內(nèi)部像活塞那樣上下移動。另外，在圖4中，用實線表示下降到最下方位置時的簇射頭103，用虛線表示上升到最上方位置時的簇射頭103。

簇射頭103包括處理氣體導(dǎo)入系統(tǒng)和氣體供給管107；上述處理氣體導(dǎo)入系統(tǒng)由氣體流路104、緩沖室105、氣孔106構(gòu)成；上述氣體供給管107與氣體供給源(未圖示)相連接，該氣體供給源用于將處理氣體自外部供給到該處理氣體導(dǎo)入系統(tǒng)中。另外，在用于吊掛支承作為上下移動的電極的簇射頭103的軸部分111的外周部，與之同軸狀地配置有具有真空隔斷功能的波紋管112。如上所述，簇射頭103是可上下移動的，但由于氣體供給源通常是固定不動的，所以氣體供給管107需要隨著簇射頭103的上下移動而進(jìn)行彎曲。

通常，作為用于自固定的流體供給源向可動結(jié)構(gòu)物供給流體的供給管公知有撓性軟管。例如，在模擬航天試驗裝置中，為了自真空容器向可動的門部護(hù)罩(shroud)供給液化氮，采用撓性軟管為撓性絕熱配管(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

但是，如圖5所示，撓性軟管108由實施了波紋形擠軋加工的多個薄壁的金屬管109、和覆蓋該金屬管109周圍的由金屬網(wǎng)制成的編織層110構(gòu)成，因此，該繞行軟管108對于彎曲的剛性比較高而柔軟性不足。因而，在發(fā)生了很大的彎曲時，該繞行軟管108容易產(chǎn)生很大的應(yīng)力，在將該撓性軟管108應(yīng)用在位移量很大的可動結(jié)構(gòu)物中時，該撓性軟管108有可能過早斷裂。因此，難以將撓性軟管108用作在將處理氣體供給到上下方向的位移量大到例如為70mm、且頻繁地上下移動的簇射頭103中使用的氣體供給管。

即、撓性軟管不是以能反復(fù)彎曲為前提的構(gòu)件，具有偶然斷裂的使用壽命。因而，需要將其視作一年左右定期更換的零部件進(jìn)行處理，在使用壽命期間存在安全隱患。另外，不以能反復(fù)彎曲為前提的一體成型波紋管也存在與撓性軟管同樣的問題，難以用作將處理氣體供給到頻繁地上下移動的簇射頭103中的氣體供給管。

另一方面，也可以考慮將旋轉(zhuǎn)萬向接頭應(yīng)用于氣體供給管的可動部分，但由于旋轉(zhuǎn)萬向接頭具有物理滑動部，所以難以避免產(chǎn)生微粒，因而，不能用在產(chǎn)生微粒會很大程度地影響最終產(chǎn)品的品質(zhì)的基板處理裝置中。

此外，也可考慮應(yīng)用波紋管來代替撓性軟管或旋轉(zhuǎn)萬向接頭。由于波紋管只由通過連結(jié)幾個縱截面形狀為人字形的圓環(huán)狀構(gòu)件(以下稱作“管段(日文：コマ)(piece)”)而成的金屬管構(gòu)成，所以對于彎曲的剛性比較低，富有柔軟性。因而，即使將該波紋管用作頻繁位移且位移很大的簇射頭103的位移吸收構(gòu)件，也不會產(chǎn)生很大的應(yīng)力，因此該波紋管不會過早斷裂。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2003-137200號公報

但是，即使將對于彎曲的剛性比較低、富有柔軟性的波紋管用作將氣體供給到上下移動的簇射頭中的供給管，若只是為了氣體配管而使用波紋管，則需要留出相應(yīng)的設(shè)置空間，特別是難以確保在裝設(shè)有許多設(shè)備的基板處理裝置的上部單元的上表面部上的配置空間，因而，在布局上存在問題。

另外，波紋管比撓性軟管等昂貴，因而也需要盡量縮短其使用長度、減少使用數(shù)量等。

發(fā)明內(nèi)容