[发明专利]感应耦合等离子体处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及例如用于溅射蚀刻处理等的感应耦合等离子体(inductively coupled plasma，ICP)处理设备。

背景技术

目前，物理溅射蚀刻技术(physical sputter etchingtechnique)用作蚀刻处理技术中的一种，物理溅射蚀刻技术使用容易对各种材料进行选择的、例如难熔金属等金属材料或者例如金属氧化物等金属化合物作为掩膜材料。所述溅射蚀刻技术已经广泛用于对各种电子器件的电极部分和包括MRAM(磁性随机存储器)的磁性器件进行微处理。

在该处理中，被处理面上形成有带处理图案的掩膜的加工对象物被容纳在气密处理室的内部。随后，将处理气体(例如Ar)供给到处理室中，同时保持处理室处于低压，通过在处理室中产生的高频磁场将处理气体转换成等离子体。然后，通过偏置电压加速等离子体中含有的离子，并且使所述离子撞击到处理对象物的被处理面，从而被处理面的未被掩蔽遮盖的部分被刮掉(溅射)。

例如，专利文献1中所示的感应耦合等离子体处理设备熟知为用于进行如上所述的处理的设备中的一种。该ICP处理设备包括：真空容器，其形成在减压(reduced pressure)下容纳被处理物的处理室；电介质壁容器，其形成等离子体室，所述等离子体室通过设置在与处理室中的被处理物相对的位置处的等离子体导入口与上述处理室连通。该ICP处理设备还包括：线圈电极，其被配置在电介质壁容器的侧壁部的外侧；以及用于等离子体的高频电源，其通过向上述线圈电极施加高频电力而在等离子体室中形成等离子体。

[专利文献1]日本特开2005-117010号公报

发明内容

在使用ICP处理设备的微处理过程中，由金属(例如Pt、Ir或Ni)或者金属氧化物(例如氧化铱或者氧化锡)制成的电导体的薄膜通常作为处理对象。

当处理过大量的金属性处理对象或者长时间处理大量的金属性处理对象时，已经被等离子体离子溅射并且逐渐飞散的金属通过等离子体导入口沉积在电介质壁容器的侧壁部的内表面(inner face)上，并且在所述内表面上形成膜。当金属膜如此形成在电介质壁容器的侧壁部的内表面上时，电介质壁容器就难以从线圈电极向等离子体室供给高频电力。另外，当处理金属氧化物并且金属氧化物沉积在电介质壁容器的侧壁部的内表面上时，电介质壁容器的电容改变，导致被施加的高频电力因此变化的问题。

已经设计本发明来解决这种问题。本发明的目的是提供一种ICP处理设备，所述ICP处理设备向电介质壁容器的侧壁部的内表面供给高频电力，而不会受归因于与溅射蚀刻相关的碎屑(devris)在该内表面上形成的膜的干扰。

本发明提供一种ICP处理设备，该ICP处理设备具有：真空容器，其形成用于在减压下容纳被处理物的处理室；电介质壁容器，其形成等离子体室，该等离子体室通过设置在与处理室中被处理物相对的位置处的等离子体导入口与所述处理室连通，并且所述电介质壁容器设置有与等离子体导入口相对的底部以及覆盖底部与等离子体导入口之间的周部的侧壁部；线圈电极，其被布置在电介质壁容器的侧壁部的外侧；以及用于等离子体的高频电源，其通过向线圈电极施加高频电力而在等离子体室中形成等离子体，其中，从被处理物的最外周上的任一点开始并且经过等离子体导入口的所有直线都在电介质壁容器的底部的内表面上与该底部形成交点。

因为等离子体沿所有方向均一地扩散，同时来自被处理物侧的碎屑具有方向性(directivity)，因此可以形成如本发明的结构。

本发明提供的另一种感应耦合等离子体处理设备包括：等离子体形成室，其具有外周被线圈电极环绕的磁场形成部，并且通过向所述线圈电极施加高频电力而在所述等离子体形成室中形成等离子体；以及处理室，其与所述等离子体形成室连通，并且在与所述线圈电极的中心轴线相交的位置处容纳被处理物；其中，从已安置在所述处理室中的所述被处理物上的任一点开始、经过所述处理室与所述等离子体形成室的连通部、并且到达所述等离子体形成室的所有直线在所述等离子体形成室上的比所述等离子体形成室的所述磁场形成部靠近所述中心轴线的位置具有交点。