等离子体处理设备和用于等离子体处理设备的电极构件

摘要

在一种通过设置板状工件作为目标进行等离子体处理的等离子体处理设备中，紧靠工件的下表面的电极构件(46)通过焊接冷却板(44)和具有多个通孔(45a)的板状抽吸构件(45)而构成，通过喷涂氧化铝获得的喷涂膜(65)形成于抽吸构件(45)的上表面上，此外，通孔(45a)形成的孔部分(45d)的边缘用喷涂膜(65)覆盖。从而，可以减少由于溅射的电极构件的消耗以延长寿命，因此降低部件消耗成本并防止设备的内部被散布的物质污染。

权利要求

1.一种通过设置板状工件作为目标进行等离子体处理的等离子体处理设备，包括：真空腔；

下电极，设在真空腔内并具有安装在其上的板状工件；

上电极，布置在所述下电极之上；

处理空间，形成于所述下电极和所述上电极之间；以及等离子体产生装置，在所述处理空间中产生等离子体，其中，下电极包括紧靠板状工件的下表面的电极构件，该电极构件包括：板状构件，其上形成有多个通孔，

介电膜，形成在所述板状构件的上表面上并呈这样的形状以覆盖在所述板状构件的上表面上分别形成所述通孔的孔部分的边缘，和冷却构件，焊接到板状构件的下表面，并且所述多个通孔与形成于板状构件的下表面侧上的空间相通。

2.如权利要求1的等离子体处理设备，其中，电极构件和焊接部分的侧端面被介电膜覆盖。

3.一种通过设置板状工件作为目标进行等离子体处理的等离子体处理设备的电极构件，其用在等离子体处理设备中并在其上安装有板状工件的下电极中紧靠板状工件的下表面，所述电极构件包括：板状构件，其上形成有多个通孔，

介电膜，形成在所述板状构件的上表面上并呈这样的形状以覆盖在所述板状构件的上表面上分别形成所述通孔的孔部分的边缘，和冷却构件，焊接到板状构件的下表面，并且所述多个通孔与形成于板状构件的下表面侧上的空间相通。

4.如权利要求3的电极构件，其中，电极构件和焊接部分的侧端面被介电膜覆盖。

说明书

等离子体处理设备和用于等离子体处理设备的电极构件

[0001] 本申请是申请号为200680005059.3、申请日为2006年9月7日、申请人为松下电器产业株式会社、发明名称为“等离子体处理设备，用于其电极构件及电极构件制造和重复利用方法”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明涉及一种由设置比如半导体晶片的板状工件作为目标来进行等离子体处理的等离子体处理设备，该等离子体处理设备的电极构件，该电极构件的制作方法，以及重复利用方法。

背景技术

[0003] 安装在电子设备的基板上的半导体元件通过将晶片状态的经历电路图案形成的半导体元件切割成单独的片来制造。近年来，半导体元件的厚度已被减小，使得处理晶片状态的半导体元件的难度被增加。从而，已使用进行切片的等离子体切片以通过等离子体蚀刻来将半导体晶片切割并划分成独立的片的半导体元件(例如，见专利文件1)。

[0004] 在等离子体切片中，等离子体蚀刻在除了切片线之外的部分受到由抗蚀剂膜的掩蔽的状态被进行，因此沿切片线切片半导体晶片。切片之后，有必要除去抗蚀剂膜。因此，在专利文件1中公布的现有技术的实例中，使用相同的等离子体处理设备由等离子体灰化除去抗蚀剂膜。

[0005] 在等离子体灰化中，在除去抗蚀剂膜中产生的反应产物被散布为颗粒且它们被粘附和沉积到等离子体处理设备的内部。为此原因，有必要执行旨在除去这些粘附和沉积的物质的清洗。在清洗中，等离子体处理在其上安装半导体晶片的下电极的上表面被暴露的状态进行，使得粘附和沉积的物质被除去。

[0006] [专利文件1]JP-A-2004-172364公报

[0007] 然而，在该专利文件的实例中描述的常规等离子体处理设备中，已有由于其上安装晶片的下电极的结构引起的以下问题。更具体地，在常规设备中，紧靠晶片的电极构件的大部分表面具有这样的结构，使得在下电极中金属表面被暴露。因此，每次执行清洗时，电极构件的金属部分被暴露于等离子体。为此，电极构件的表面由等离子体的溅射效应被除去，使得电极构件的部件的寿命被缩短和部件消耗成本由此提高，此外，由溅射产生的散布的物质被粘附到设备的内表面，导致污染。

发明内容

[0008] 因此，本发明的目的是提供能够增加组成下电极的电极构件的寿命以减少部件消耗成本，此外，防止设备的内部被散布的物质污染，还提供等离子体处理设备的电极构件，该电极构件的制作方法和重复利用方法。

[0009] 本发明提供一种由设置比如半导体晶片的板状工件作为目标来进行等离子体处理的等离子体处理设备，包括：真空腔、设在真空腔内且其上安装有工件的下电极、被布置在下电极上方的上电极、形成于下电极和上电极之间的处理空间，和在处理空间中产生等离子体的等离子体产生装置，其中下电极中紧靠工件的下表面的电极构件包含其上形成有多个通孔的板状构件，和由喷涂电介质到板状构件的上表面上并采取这样的形状以覆盖孔部分的边缘而形成的介电膜，在孔部分中通孔形成于板状构件的上表面上。

[0010] 本发明提供一种由设置板状构件作为目标来进行等离子体处理的等离子体处理设备的电极构件，其被使用在等离子体处理设备中并紧靠在其上安装有工件的下电极内的工件的下表面上，包括其上形成有多个通孔的板状构件，和由喷涂电介质到板状构件的上表面上并采取这样的形状以覆盖孔部分的边缘而形成的介电膜，在孔部分中通孔形成于板状构件的上表面上。

[0011] 本发明提供一种制造由设置板状构件作为目标来进行等离子体处理的等离子体处理设备的电极构件的电极构件制造方法，该电极构件被使用在等离子体处理设备并紧靠在其上安装有工件的下电极内的工件的下表面，该方法包括在板状构件上形成多个通孔的通孔形成步骤；喷涂电介质到其上形成有通孔的板状构件的上表面上的喷涂步骤，因此形成采取这样的形状的介电膜以覆盖孔部分的边缘，在孔部分中通孔形成于板状构件的上表面上；以及机械抛光其上形成有介电膜的板状构件的表面的抛光步骤。

[0012] 本发明提供一种再利用由设置板状构件作为目标来进行等离子体处理的等离子体处理设备并由以下方法制造的电极构件的电极构件重复利用的方法，和该电极构件的制作方法包括在板状构件上形成多个通孔的通孔形成步骤；喷涂电介质到其上形成有通孔的板状构件上的喷涂步骤，因此形成采取这样的形状的介电膜以覆盖孔部分的边缘，在孔部分中通孔形成于板状构件的上表面上；机械抛光其上形成有介电膜的板状构件的表面的抛光步骤；该重复利用方法包括：除去废电极构件的喷涂膜的膜除去步骤；以及喷涂电介质到在除去喷涂膜之后得到的板状构件的上表面上的再喷涂步骤，由此再次形成介电膜。

[0013] 按照本发明，在下电极中紧靠工件的下表面的电极构件具有这样的结构：电介质被喷涂到其上形成有多个通孔的板状构件的上表面上，且如此形成介电膜，此外，介电膜覆盖孔部分的边缘，在孔部分中通孔形成于板状构件的上表面上。从而，可以减少由在清洗中电极构件的溅射引起的消耗，因此增加组成下电极的电极构件的寿命以减少部件消耗成本并防止设备的内部被散布的物质污染。

附图说明

[0014] 图1是解释按照本发明的实施例的等离子体处理设备的结构的图，[0015] 图2是示出按照本发明的实施例的等离子体处理设备中的真空腔的侧截面图，[0016] 图3是示出按照本发明的实施例的等离子体处理设备中的真空腔的侧截面图，[0017] 图4是示出按照本发明的实施例的等离子体处理设备中的真空腔的平面图，[0018] 图5(a)和5(b)是示出按照本发明的实施例的等离子体处理设备中的真空腔的部分截面图，

[0019] 图6是示出按照本发明的实施例的等离子体处理设备中的下电极的侧截面图，[0020] 图7是示出按照本发明的实施例的等离子体处理设备中的抽吸板的平面图，[0021] 图8是示出按照本发明的实施例的等离子体处理设备中的抽吸板的仰视图，[0022] 图9是解释按照本发明的实施例的等离子体处理设备中的上电极的操作的图，[0023] 图10是解释按照本发明的实施例的等离子体处理设备中的打开和关闭真空腔的操作的图，

[0024] 图11是示出制作使用在按照本发明的实施例的等离子体处理设备中的电极构件的步骤的流程图，

[0025] 图12(a)-(c)是解释按照本发明的实施例的等离子体处理设备中使用的电极构件的制造方法的步骤的图，以及

[0026] 图13(a)-(c)是解释按照本发明的实施例的等离子体处理设备中使用的电极构件的制造方法的步骤的图。

[0027] 参考数字和符号的说明

[0028] 1 等离子体处理设备

[0029] 2 真空腔

[0030] 2a 处理空间

[0031] 3 下电极

[0032] 4 上电极

[0033] 5 半导体晶片

[0034] 6 上板

[0035] 7 上-下驱动部分

[0036] 9 门构件

[0037] 11 真空泵

[0038] 13 处理气体供给部分

[0039] 17 高频电源

[0040] 40 腔容器

[0041] 40a 侧壁部分

[0042] 40d 密封表面

[0043] 40f 传送部分

[0044] 44 冷却板

[0045] 45 抽吸构件

[0046] 45a 通孔

[0047] 46 电极构件

[0048] 50 固定构件

[0049] 51 中间板

[0050] 51a 外部边缘部分

[0051] 59 铰轴

[0052] 65 喷涂膜

具体实施方式

[0053] 下面，将参考附图描述本发明的实施例。首先，将参考图1描述等离子体处理设备的整体结构。等离子体处理设备1具有由设置比如半导体晶片的板状工件作为目标来进行等离子体处理的功能。等离子体处理设备1包括在压强减少下产生等离子体的真空腔2。在真空腔2内布置其上安装作为工件的半导体晶片5的下电极3，且上电极4被设为能在下电极3的上方上下移动。上电极4通过设在上板6上以紧靠真空腔2的上部的上-下驱动部分7向上和向下移动。在上电极4被向下移动的状态，在下电极3和上电极4之间形成封闭的处理空间2a。在这种状态，设在上电极4上方的部分成为与处理空间2a隔离的常压空间2b，在该常压空间2b中等离子体放电将不会产生。

[0054] 被门9关闭的放入/取出工件的传送部分设置在真空腔2的侧表面上。通过打开门9，可以传送半导体晶片5进/出处理空间2a。等离子体在处理空间2a中由下面将要描述的等离子体产生装置产生，使得进行设置安装在下电极3上的半导体晶片5作为目标的等离子体处理。这里，进行等离子体切片以在受抗蚀剂膜掩蔽的半导体晶片5上进行等离子体蚀刻，由此划分半导体晶片5成独立的片，并在等离子体切片之后由等离子体处理进行等离子体灰化以除去抗蚀剂膜。

[0055] 开关阀门12连接至真空腔2的内部空间，和真空泵11连接至开关阀门12的抽吸部分12a。真空泵11在开关阀门12被转换至抽吸部分12a侧的状态被驱动，使得真空腔12的内部空间被排气。另外，当开关阀门12被转换至空气抽吸部分12b侧时，空气被引入真空腔2，使得进行在处理空间2a的真空破坏。

[0056] 处理气体供给部分13通过流速控制阀门14和开/闭阀门15连接至连接构件16。当处理气体供给部分13被驱动，产生等离子体的处理气体从上电极4的下表面被供给到处理空间2a内。在进行等离子体切片的情况，比如SF6(六氟化硫)的氟化气体被用作处理气体。另外，在进行等离子体灰化的情况，氧气被用作处理气体。在以半导体晶片5为目标通过使用氟化气体进行等离子体处理中，为提高处理效率，期望上电极4和下电极3之间的间隙就处理空间2a而言被设置得小。

[0057] 高频电源17通过匹配电路18电连接至下电极3。当高频电源17被驱动，高频电压被施加到下电极3和上电极4之间。当在处理空间2a的内部被排气之后处理气体被供给的状态施加高频电压时，在处理空间2a中产生等离子体放电，使得供给到处理空间2a的处理气体成为等离子体状态。从而，进行了安装在下电极3上的半导体晶片5被设置为目标的等离子体处理。匹配电路18用来匹配处理空间2a中的等离子体放电电路的阻抗和在等离子体产生中的高频电源17的阻抗。在该结构中，真空泵11、处理气体供给部分13、高频电源17和匹配电路18用作在处理空间2a产生等离子体的等离子体产生装置。

[0058] 从设置在上表面上的抽吸和吹出通孔进行真空抽吸和空气吹出的双系统独立抽吸和吹出线连接至下电极3。更具体地，包括开关阀门24的第一抽吸和吹出线VB1连接至与下电极3的外部周边部分相通的连接构件27，和包括开关阀门25的第二抽吸和吹出线VB2连接至与下电极3的中心部分相通的连接构件28。

[0059] 第一抽吸和吹出线VB1和第二抽吸和吹出线VB2具有这样的结构：抽吸泵26连接至开关阀门24和25各自的抽吸部分24a和25a，且空气压强源19通过开/闭阀门22和23和调节器20和21连接至开关阀门24和25的空气供给部分24b和25b。通过转换开关阀门24和25分别至抽吸部分侧和空气供给部分侧，可以选择地从形成于下电极3的上表面上的通孔进行真空抽吸和空气吹出。此时，可以通过调节调节器20和21设置从空气压强源19供给的空气具有任意的压强。

[0060] 下电极3和上电极4分别包括循环冷却水的冷却孔，且冷却单元29通过连接构件30和31连接至下电极3的冷却孔，并通过连接构件32和33连接至上电极4的冷却孔。冷却单元29被驱动，使得冷却液在下电极3和上电极4中的冷却孔中循环。从而，能防止在等离子体处理中下电极3和上电极4由于热量的产生被过加热。

[0061] 在该结构中，上-下驱动部分7、真空泵11、开关阀门12、流速控制阀门14、开/闭阀门15、高频电源17、匹配电路18、开/闭阀门22和23、开关阀门24和25和抽吸泵26被控制部分10控制。控制部分10控制上-下驱动部分7以使得上电极4上下移动。控制部分10控制真空泵11和开关阀门12，使得进行处理空间2a中的真空抽吸和真空破坏。

[0062] 控制部分10控制流速控制阀门14和开关阀门15，使得进行供给处理气体到处理空间2a的开/关操作和气体流速控制。另外，控制部分10控制开关阀门24和25和抽吸泵26，使得控制从下电极3的上表面的真空抽吸时机。此外，控制部分控制开关阀门24和25和开/闭阀门22和23，使得控制从下电极3的上表面的空气吹出的时机。

[0063] 下面参考图2、图3、图4和图5，给出真空腔2的具体结构的描述。图3示出图2中A-A截面。在图2至图4，构成真空腔2的主体的腔容器40是通过圆形地切割并除去从平面上看几乎呈方形的矩形块的内部形成的柱形容器(见图4)，且连接成环的侧壁部分40a设于外部周边部分内。

[0064] 如图2所示，侧壁部分40a的上部用作具有不同侧壁厚度的侧壁上部40b，且侧壁上部40b从设于侧壁部分40a的上端面E之下的中间高度HL向上延伸。在侧壁部分40a的下部和侧壁上部40b之间由不同的侧壁厚度形成的环形台阶部分用作环形密封表面40d，其由上电极4的沿径向的延伸形成，且在上电极4向下移动的状态，外部边缘部分51a紧靠在该密封表面40上。这里，密封表面40d具有这样的构造以使得它形成于位于侧壁部分40a的上端面E之下的中间高度HL。

[0065] 如图5所示，密封构件61装设到设在外部边缘部分51a的下表面上的密封装设槽51b中，此外，导电鳍(fin)62设在外部边缘部分51a的下表面上。当上电极4向下移动时，密封构件61被推抵密封表面40d。从而，处理空间2a相对于外部被密封。另外，导电鳍62被推抵密封表面40d。从而，中间板51，也就是，上电极4电连接至接地到接地部分63的腔容器40。

[0066] 具有其上安装半导体晶片5的上表面的下电极3被布置在由侧壁部分40a环绕的底部40c内。放入/取出工件的传送口40f以开口高度尺寸H1和开口宽度尺寸B(见图4)在侧壁部分40a上打开，其下端相应于下电极3的下表面的高度水平。传送口40f在侧壁部分40a内具有位于密封表面40d之下预定高度尺寸D1的上端。更具体地，密封表面40d形成于在侧壁部分40a内高于传送口40f的位置。密封传送口40f的门9设于侧壁部分40a的外表面上。当门9被门打开/关闭机构(没有示出)移动时，门9能被自由地打开和关闭。

[0067] 将给出下电极3的结构的描述。呈这样的形状以使得轴部分42a向下延伸穿过电介质41的电极装设部分42被固定在底部40c的上表面上，且轴部分42a穿过底部40c并向下穿过电介质43。具有冷却板44和抽吸构件45被相互集成的结构的电极构件46装设到电极装设部分42的上表面，从而可以从电极装设部分42除去。电极构件46由电介质43环绕，此外，由比如铝的金属制造的屏蔽构件47装设到电介质41和43的外部周边表面与侧壁部分40a的内部周边表面之间。

[0068] 屏蔽构件47几乎是柱形构件，呈这样的形状以与其中的电介质41和43的外部周边表面相配。屏蔽构件47设有凸缘部分47a，凸缘部分47呈这样的形状以在外直径的方向延伸以封住对应于抽吸构件45的上表面的高度的侧壁部分40a和电介质43之间的平面的间隙。屏蔽构件47具有屏蔽侧壁部分40a和电介质41和43之间的间隙的功能，因此防止异常放电。凸缘部分47a设有垂直穿过的透气孔47b。如图3所示，从而，空气可以在下电极3的上表面侧上的处理空间2a和设于侧壁部分40a的下部与开关阀门12相连的空气供给/排放口40e之间循环。

[0069] 参考图6、图7和图8，将给出对下电极3的内表面的细节的描述。首先，将给出具有在下电极3内抽吸并固定作为处理目标的半导体晶片5的下表面的功能的紧靠的电极构件46的描述。如图6所示，电极构件46由通过焊接(soldering)将抽吸构件45接合到冷却板44的上表面形成。抽吸构件45是由加工比如铝的导体至几乎是盘状而制作的板状构件，且具有其上形成多个通孔45a的上表面。这些通孔45a被提供与形成于抽吸构件45的下表面侧上的中心空间45b和外部周边空间45c相通。其上喷涂有电介质氧化铝的介电膜形成于抽吸构件45的上表面上，如下面所描述的，且介电膜取这样的形状使得通孔45a覆盖在抽吸构件45的上表面上打开的孔部分45d(见图13)的边缘。

[0070] 提供中心空间45b和外部周边空间45c，对应于作为等离子体处理目标的两种类型的半导体晶片5，也就是，分别为小-尺寸半导体晶片5A和大尺寸半导体晶片5B。在半导体晶片5A被安装在电极构件46上的状态，被半导体晶片5A覆盖的范围是中心区域A1，且中心空间45b被设置为圆形，其直径对应于中心区域A1。另外，在半导体晶片5B被安装的状态，位于中心区域A1的外部周边部分的外部周边区域A2与中心区域A1一起被半导体晶片5B覆盖。外部周边空间45c被设置为类似圆环，其直径对应于外部周边区域A2。

[0071] 在抽吸构件45和冷却板44被相互接合并集成的状态，中心空间45b与设于冷却板44的中心部分内的中心通孔44b相通，且外部空间45c与设在冷却板的外部边缘部分上的侧通孔44c相通。另外，循环冷却水的圆环形的冷却孔44a形成与冷却板44的下表面上。

[0072] 在电极构件46被装设到电极装设部分42的状态，中心空间45b通过垂直穿过中心通孔44b的内部和轴部分42a的插入的透气管49A与连接构件28相通，如图2所示。外部周边空间45c通过侧通孔44c，此外，还通过插入穿过电介质41和底部40c的电介质48的透气管49B，与连接构件27相通。另外，冷却孔44a通过设于轴部分42a内的冷却液通道42b和42c与连接构件30和31相通。

[0073] 在图1中示出的双系统抽吸和吹出线VB1和VB2分别连接至连接构件27和28，并能够在从如图6所示的中心区域A1和外部周边区域A2中的每个通孔45a以可选择的时间进行真空抽吸和能够吹出正压强空气。从而，具有不同直径的半导体晶片5A和5B能被共同电极构件46抽吸和固定，此外，该固定能被释放。

[0074] 更具体地，在半导体晶片5A是目标的情况，只有中心空间45b被抽吸以将半导体晶片5A固定到抽吸构件45上。在半导体晶片5A的抽吸被释放的情况，正压强空气被供给到中心空间45b以从通孔45a吹出空气，因此从抽吸构件45的上表面剥落半导体晶片5A。

[0075] 另外，在半导体晶片5B是目标的情况，中心空间45b和外部周边空间45c都被抽吸以将半导体晶片5B固定到抽吸构件45上。在半导体晶片5B的抽吸被释放的情况，正压强的空气首先被供给到中心空间45b内，然后以一个时间差供给到外部周边空间45c内。从而，可以先从中心部分剥落半导体晶片5B。而且在具有大尺寸的半导体晶片5B是目标的情况，可以以少量的空气吹出在短的时间内顺畅地剥落晶片。

[0076] 参考图7和图8，接下来将给出在电极构件46中使用的抽吸构件45的具体形状的描述。图7和图8分别示出抽吸构件45的上表面和下表面。在图7和图8中，圆形中心空间45b和位于中心空间45b周围的圆环形外部周边空间45c分别通过在预定深度切割抽吸构件45而形成于呈盘状的抽吸构件45的下表面上。外部周边空间45c的外部边缘通过第一环形接合面45e与外部周边表面隔离，且中心空间45b和外部周边空间45c通过第二环形接合面45f相互之间隔离。

[0077] 通孔45a在中心空间45b和外部周边空间45c内形成为格栅阵列，此外，呈方形的岛状接合表面45g在被这些通孔45a中的彼此相邻的四个环绕的位置类似地被设置为格栅阵列。岛状接合表面45g的底面在第一环形接合表面45e和第二环形接合表面45f的水平上。当抽吸构件45通过焊接被接合至冷却板44，第一环形接合表面45e、第二环形接合表面45f和岛状接合表面45g被焊接到冷却板44的上表面上方对应于这些接合表面的接合表面上。

[0078] 在抽吸构件45和冷却板44通过焊接被结合形成整体电极构件46的结构中，这样，除了在第一环形接合表面45e和第二环形接合表面45f外，岛状接合表面45g在中心空间45b和外部周边空间45c范围内被尽可能均一地和密集地布置，从而可以保持大的结合强度且等离子体处理中的热能被有效地从抽吸构件45传输到冷却板44。在接合表面形成于抽吸构件45的下表面的情况，连接第一环形接合表面45e和第二环形接合表面45f的接合表面可以被加入在这样的构造中以沿径向横跨外部周边空间45c。

[0079] 下面，将给出上电极4和移动上电极4的上-下机构的描述。如图2所示，上电极4具有通过加工比如铝的导体以取使得轴部分50a向上延伸的形状而得到的固定构件50。
以相同的方式由导体形成的几乎是盘状的中间板51被固定到固定构件50的下表面，且此外，具有通过固定环53固定的外部周围的喷洒板(shower plate)52被装设到中间板51的下表面。

[0080] 紧靠密封表面40d的外部边缘部分51a设于中间板51内以沿外部直径的方向延伸。位于外部边缘部分51a上的喷洒板52和固定环53呈这样的形状以使得它们以突出尺寸D2从外部边缘部分51a的下表面向下突出，和喷洒板52和固定环53的下表面是从外部边缘部分51a的下表面向下突出的突出表面。

[0081] 轴部分50a通过设置在上板6上的轴承部分54被固定以能垂直移动，此外，其通过连接构件55连接至布置在上板6上的上-下驱动部分7。上板6和轴承部分54构成用于固定上电极4的支撑机构以可上下移动。当上-下驱动部分7被驱动时，上电极4被上下移动且在向下移动的位置设于中间板51的外部边缘部分51a紧靠设于腔容器40内的密封表面40d。从而，具有高度H2的处理空间2a形成于下电极3的电极构件46和上电极4的喷洒板52之间。

[0082] 在此时，在真空腔中设于上电极4上方的部分是总是具有与外部空气压强相等的压强的常压空间2b。而且因此，在高频电压被施加到上电极4和下电极3之间以在处理空间2a产生等离子体的情况，异常放电不会在上电极4上方产生。从而，可以防止由异常放电引起消耗电能损失和等离子体放电变化，同时保持必要的上-下余量(margin)以构成可上下移动的上电极4。这样，可以有效地进行稳定的等离子体处理。

[0083] 在上电极4中，从外部边缘部分51a的下表面到固定环53的下表面的高度，也就是，突出表面从外部边缘部分51a向下突出的尺寸D2被设置大于从传送口40f的上端到位于紧邻传送口40f上方的密封表面40d的高度D1。因此，在上电极4被向下移动的状态，固定环53的下表面位于传送口40f之下。从而，在处理空间中喷洒板52和抽吸构件45之间的高度H2，也就是电极之间的间隙能被设置为适合于有效进行以半导体晶片5为目标的使用氟化气体的等离子体处理的有效小间隙。

[0084] 在上-下驱动部分7被驱动以向上移动上电极4的状态，如图9所示，固定环53位于传送口40f上方。当在这种状态门9被打开时，传送口40f成为打开状态。在此时，上电极4没有呈现在传送口40f的开口高度H1的范围内。因此，在通过基板传送机构传送半导体晶片5到处理空间2a和从中取出的工件传送操作中，没有引起基板传送机构64和上电极4的干扰。

[0085] 更具体地，在按照实施例的等离子体处理设备中，在上电极4内的突出尺寸D2被设置大于在腔容器40内的高度D1。从而，可以保持进行传送操作而没有障碍所需的开口高度H1，同时实现为高效地进行以半导体晶片5为目标的等离子体处理所期望的电极之间小的间隙。

[0086] 在该结构中，上电极4具有这样的构造以包括能与密封表面40d紧靠的环形外部边缘部分51a，和具有从在外部边缘部分51a内部的下表面侧上的外部边缘部分51a的下表面向下突出的突出表面。上-下驱动部分7用作导致外部边缘部分51a紧靠密封表面40d的上-下驱动机构，因此形成密封于下电极3和上电极4之间的处理空间2a。上-下驱动机构具有这样的结构以被装设到固定向上和向下移动的上电极4的支撑机构。通过采用这样的结构，真空腔2的结构能被简化和紧凑。

[0087] 在图2中，气体空间51c形成于对应于喷洒板52的上表面侧的中间板51的下表面上。气体空间51c通过穿过轴部分50a的内部的透气管49C与连接构件16相通。连接构件16连接至图1所示的开/闭阀门15。在从处理气体供给部分13供给的处理气体到达气体空间51c后，它被从喷洒板52的微孔吹出到处理空间2a中。

[0088] 循环冷却液的冷却套筒50d形成于固定构件50的下表面侧上。冷却套筒50d通过设于轴部分50a内的冷却液通道50b和50c与连接构件32和33相通。连接构件32和33连接至图1所示的冷却单元29。冷却单元29被驱动以循环冷却剂到冷却套筒50d中，因此冷却具有被等离子体处理升高的温度的中间板51以防止过热。

[0089] 下面，将给出一起打开和关闭上板6和上电极4的开/闭机构的描述。在图2和图3中，两个开/闭构件57通过连接块57a被固定到上板6的上表面，在侧壁上部40b的上端面E上紧靠，且固定杆56以连接它们的形式连接到两个开/闭构件57的每个的一侧(在图3中为右侧)的端部。铰链块58被固定到腔容器40的左侧表面上，和水平铰轴59被枢纽地支撑在铰链块58上。

[0090] 开/闭构件57的另一侧被延伸至上板6的外部并通过铰轴59被枢纽地支撑。此外，挡板(damper)60通过销(pin)60a连接至开/闭构件57的端部。开/闭构件57，铰链块58和铰轴59构成转动上板6以进行打开/关闭操作的铰链机构。当上板6被打开时，固定杆56被固定并向上抬起以围绕铰轴59转动上板6和上电极4，如图10所示。

[0091] 从而，使得真空容器40进入上表面上的开口部分被完全打开的状态。这样，可以以高的可工作性进行比如更换下电极3内的电极构件或在内部清洗的维护工作。更具体地，在实施例中，固定上电极4的支撑机构具有这样的结构以通过铰链机构绕水平轴可旋转地被装设。挡板60具有当关闭已打开的上板6时缓解支撑上电极4和上板6的本身自重所需的固定力的功能，因此容易地进行打开/关闭作业操作。

[0092] 下面参考图11、图12和图13，将给出制造用在下电极3中的电极构件46的方法的描述。这里，示出了集成构成电极构件的抽吸构件45和冷却板44的工艺，因此制造被装设到下电极3的电极构件46。首先，作为独立部件的冷却板44和抽吸构件45分别由机加工制作(ST1A)和(ST1B)。更具体地，如图12(a)所示，通孔45a、中心空间45b、外部周边空间45c、第一环形接合表面45e和第二环形接合表面45f形成在盘状构件上以制作抽吸构件45，和类似地，冷却套筒44a、中心通孔44b、侧通孔44c和焊接面44d由机加工形成以制作冷却板44。以这样的方式进行机加工以使得抽吸构件45的下表面的平面形状与冷却板44的焊接面44d的平面形状相同。

[0093] 接下来，进行焊接操作(ST2)。更具体地，如图12(a)和(b)所示，第一环形接合表面45e和第二环形接合表面45f通过焊接被接合到焊接面44d，使得冷却板44和抽吸构件45被相互集成。然后，进行氧化铝喷涂(ST3)。更具体地，通过设置与冷却板44集成的抽吸构件45的上表面作为目标，喷涂电介质氧化铝以形成介电膜。换句话说，如图13(b)所示，氧化铝喷涂膜65形成于被设置成图13(a)所示状态的抽吸构件45的上表面上。

[0094] 在这种情况，通孔45a被开在板状构件的抽吸构件45的上表面的孔部分45d中，喷涂膜65被部分的悬挂并粘附到通孔45a中，使得熔融的氧化铝成为呈现这样的形状以被粘附到要被覆盖的孔部分45d的边缘的孔部分粘附介电膜65a。而且，氧化铝的喷涂范围没有只限制在抽吸构件45的上表面，而是，在抽吸构件45的下表面被接合到呈相同的平面形状的焊接表面44d的状态，喷涂膜65形成为在包括抽吸构件45的侧端面的整个范围和冷却板44的侧端面的一部分的范围内(从焊接面44d的预定宽度的下范围)，如图13(c)所示。

[0095] 其后，通过设置氧化铝喷涂膜为目标进行表面抛光(ST4)。更具体地，如图13(c)所示，喷涂到抽吸构件45的上表面上的喷涂膜65被机械抛光以形成光滑的覆盖表面65b。通过机械抛光，覆盖通孔45a的孔部分45d的孔部分粘附介电膜65a的上表面被部分除去。
开始以孔直径d1加工的通孔45a的开口部分的有效孔直径被设置为比d1小的d2。因此，可以以大于适当地进行真空抽吸和空气吹出所需的孔直径d2的孔直径d1形成通孔45a。
从而，可以提供具有很小直径的通孔而不需要具有高程度的加工难度的形成微孔的加工。

[0096] 更具体地，制造电极构件46的电极构件制造方法具有这样的构造以包括在：抽吸构件45上形成多个通孔45a的通孔形成步骤；喷涂氧化铝到其上形成有通孔45a的抽吸构件45的上表面上的喷涂步骤，因此形成具有这样形状的喷涂膜65以覆盖在抽吸构件45的上表面上形成通孔45a的孔部分45d的边缘；和机械抛光其上形成有喷涂膜65的抽吸构件45的表面的抛光步骤。

[0097] 通过覆盖暴露于下电极3的上表面的部分和在具有上述构造的介电膜的情况下经受等离子体，这样，可以获得以下的出色优点。在常规设备中，电极构件的大部分表面具有金属表面被暴露的结构。为此，每次通过等离子体灰化进行除去粘附到真空腔内的沉积物质的清洗时，电极构件的金属部分被暴露于等离子体。因此，电极构件的表面由等离子体的溅射效应被除去且电极构件的部件的寿命被缩短，导致部件消耗成本的增加，此外，由溅射产生的散布的物质被粘附而污染设备的内部表面。

[0098] 另一方面，在实施例中，采用电极构件46的上表面用介电膜覆盖的结构。因此，金属表面不被直接暴露于等离子体。因此，可以抑制通过溅射的由于金属的除去的散布的物质的产生，由此防止由于散布的物质的粘附的设备的内部的污染且延长下电极内电极构件的部件的寿命。

[0099] 此外，在实施例中，形成呈这样的形状以覆盖孔部分45d的边缘的孔部分粘附介电膜65a。从而，可以提高通孔45a的开口部分的边缘部分内的蚀刻抵抗力，因此延长部件的局部寿命并防止倾向于在边缘部分中产生的异常放电。通过在电极构件46的外部周边表面上方用喷涂膜65覆盖抽吸构件45的侧端面和冷却板44的侧端面的一部分，可以防止在下电极3的外部周边附近异常放电的产生。

[0100] 在装设电极构件46到下电极3以重复执行设置晶片5为目标的等离子体处理的工艺中，抽吸构件45的表面被等离子体的蚀刻作用损伤以使得覆盖的表面65b变得粗糙。当表面破坏被进行时，电极构件46进入不能使用的状态和因此被更换为新的电极构件46。
当具有表面损伤的电极构件46被常规地弃置作为超过耐用的寿命的消耗部件时，按照本实施例的电极构件46可以由通过下面的重复利用方法进行再生工艺被再使用。

[0101] 在重复利用方法中，首先，设于抽吸构件45的上表面上的喷涂膜65由比如喷砂(blast)的方法在废电极构件46中被除去(膜除去步骤)。接下来，通过以如图13(b)的相同的方式在喷涂膜65已被除去的抽吸构件45的上表面上再次喷涂形成喷涂膜65(再喷涂步骤)。然后，喷涂之后获得的抽吸构件65的表面被再次机械抛光。从而，光滑的覆盖表面65b形成于设在如图12(c)所示的抽吸构件45的上表面上的喷涂膜65上且可用的状态能被这样再次获得。因此，可以重复地使用通过复杂的机加工和接合步骤制作的具有高成本的电极构件。这样，可以减少等离子体处理设备的运行成本。

[0102] 这个申请基于并主张在2005年9月12日提交的日本专利申请No.2005-263410的优先权的权益，其全部内容通过引用的方式引入于此。

[0103] 工业适用性

[0104] 按照本发明的等离子体处理设备、等离子体处理设备的电极构件、制造电极构件的方法和重复利用方法具有构成下电极的电极构件的寿命被延长以减少部件消耗成本和防止设备的内部被散布的物质污染的优点，且它们可用于比如半导体晶片的板状工件被设置为目标的等离子体处理的领域。