專利名稱：等離子體處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如對(duì)于半導(dǎo)體晶片或FPD(平板顯示器)用的玻璃基板等基板進(jìn)行等離子體處理的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體晶片或FPD制造用的玻璃 基板的半導(dǎo)體基板的制造工序中，有對(duì)基板實(shí)施蝕刻處理、成膜處理等規(guī)定的等離子體處理的工序。在實(shí)行這些工序的等離子體處理裝置中，將基板載置在真空腔室內(nèi)的載置臺(tái)上，在該載置臺(tái)的上方的空間中使處理氣體等離子體化，對(duì)上述基板進(jìn)行等離子體處理。此外，如圖15(a)所示，在載置臺(tái)11上的基板例如半導(dǎo)體晶片W(以下稱為“晶片W”)的周圍，為了將等離子體封入晶片W上，并且緩和晶片W面內(nèi)的偏壓電位的不連續(xù)性進(jìn)行面內(nèi)均勻的處理，例如設(shè)置有由硅等導(dǎo)電性部件形成的環(huán)狀的聚焦環(huán)12。在上述載置臺(tái)11上設(shè)置未圖示的溫度調(diào)節(jié)流路，在通過(guò)來(lái)自等離子體的熱輸入與對(duì)載置臺(tái)11 一側(cè)的散熱的平衡，使晶片W調(diào)整為規(guī)定溫度的狀態(tài)下進(jìn)行等離子體處理。另一方面，由于聚焦環(huán)12在熱浮起的狀態(tài)下暴露在等離子體中，成為比晶片W溫度高的狀態(tài)。但是，自由基種和反應(yīng)副產(chǎn)物附著在低溫的部位形成聚合物(沉積物)，而如上所述，由于晶片W比聚焦環(huán)12溫度更低，易于在晶片W的邊緣部形成聚合物13。雖然通過(guò)等離子體離子的濺射能除去該聚合物13，但是對(duì)于晶片W的背面形成的聚合物13沒(méi)有被照射等離子體，不能期待用該濺射除去。作為除去上述聚合物的方法，專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2中，提出有通過(guò)將絕緣物插入聚焦環(huán)下方，控制晶片W與聚焦環(huán)之間的電位差的結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，如圖15(b)所示，通過(guò)絕緣物14調(diào)整晶片W與聚焦環(huán)12之間的電位差，改變?nèi)肷鋪?lái)的等離子體離子的軌道將等離子體離子導(dǎo)向晶片W背面，這樣用濺射除去上述聚合物13。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠除去附著在晶片W背面的聚合物，但是由于不能控制聚焦環(huán)12的溫度，所以對(duì)于聚合物向晶片W背面周邊邊緣部的附著本身無(wú)法抑制。此外，根據(jù)條件，還設(shè)想不能完全除去附著在晶片W上的聚合物。在該情況下，在后續(xù)工序中例如用分批清洗等使聚合物剝離，但通過(guò)清洗液附著在設(shè)備表面，可能會(huì)成為缺陷的原因。進(jìn)而，還擔(dān)心在對(duì)一個(gè)批次的晶片W進(jìn)行處理期間，通過(guò)等離子體的照射使聚焦環(huán)12的溫度上升，因該溫度變化使繞向晶片W背面一側(cè)的等離子體離子的軌道變化，不能穩(wěn)定地進(jìn)行聚合物的除去。此外，專利文獻(xiàn)3中，提出了在聚焦環(huán)和電極塊之間，通過(guò)將第一熱傳導(dǎo)介質(zhì)、電介質(zhì)環(huán)、第二熱傳導(dǎo)介質(zhì)和絕緣部件在上下方向上層疊設(shè)置，抑制沉積物對(duì)晶片斜面部的附著的技術(shù)。在該結(jié)構(gòu)中，通過(guò)用電介質(zhì)環(huán)抑制對(duì)在聚焦環(huán)前面形成的鞘施加的電壓來(lái)抑制對(duì)聚焦環(huán)的熱輸入，并且通過(guò)第一和第二熱傳導(dǎo)介質(zhì)使來(lái)自聚焦環(huán)的熱傳導(dǎo)至電極塊。這樣，使聚焦環(huán)的溫度比晶片低，抑制了沉積物向晶片斜面部的附著。此處，使絕緣體和熱傳導(dǎo)體成為層疊結(jié)構(gòu)時(shí)，熱傳導(dǎo)體與絕緣體的接觸面易于混入氣泡，由于存在該氣泡，使絕緣體和聚焦環(huán)之間的接觸狀態(tài)發(fā)生變化，難以在聚焦環(huán)的面內(nèi)均勻地導(dǎo)熱。此外，由于附著在晶片的背面一側(cè)的聚合物的濺射除去通過(guò)晶片的邊緣部分與聚焦環(huán)之間的電位差而實(shí)現(xiàn)，要求通過(guò)設(shè)置在聚焦環(huán)下方的絕緣體進(jìn)行細(xì)微的阻抗控制，而因絕緣體與聚焦環(huán)之間存在氣泡使二者的接觸狀態(tài)發(fā)生變化，可能會(huì)對(duì)上述阻抗控制造成不良影響。進(jìn)而，使絕緣體和熱傳導(dǎo)體形成為層疊結(jié)構(gòu)時(shí)，熱傳導(dǎo)體發(fā)生變形，或者熱傳導(dǎo)體與絕緣體之間混入氣泡，聚焦環(huán)的周邊邊緣部易于向下方一側(cè)傾斜，難以進(jìn)行聚焦環(huán)的高度管理，晶片周邊邊緣的等離子體狀態(tài)的控制變得不穩(wěn)定。專利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2005-277369號(hào)公報(bào)(圖I、圖2)專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2007-250967號(hào)公報(bào)(圖I、圖2)專利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)2007-258500號(hào)公報(bào)(圖1，段落0030 0035)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這樣的問(wèn)題而完成，其目的在于，提供能夠通過(guò)控制環(huán)部件的溫度，抑、制沉積物向基板背面的附著量的技術(shù)。因此，本發(fā)明的等離子體處理裝置，在載置臺(tái)的基板載置區(qū)域載置基板，上述載置臺(tái)設(shè)置于真空容器內(nèi)且兼用作下部電極，上述等離子體處理裝置對(duì)上述下部電極與上部電極之間施加高頻電力使處理氣體等離子體化,對(duì)基板實(shí)施等離子體處理,上述等離子體處理裝置的特征在于，包括環(huán)部件，其以包圍上述基板載置區(qū)域的方式設(shè)置在上述載置臺(tái)上，用于調(diào)整等離子體的狀態(tài)；絕緣部件，其在上述載置臺(tái)的上表面和上述環(huán)部件的下表面之間沿著該環(huán)部件相對(duì)于上述載置臺(tái)上的基板的中心呈同心圓狀地設(shè)置，用于調(diào)整該環(huán)部件與基板的電位差，從而將等離子體中的離子引入基板的背面一側(cè)；和導(dǎo)熱部件，其位于在基板的徑向上與上述絕緣部件相鄰的位置，并且在上述載置臺(tái)的上表面與上述環(huán)部件的下表面之間與該上表面和下表面緊貼，而且沿著上述環(huán)部件設(shè)置。此外，本發(fā)明的其他等離子體處理裝置，在載置臺(tái)的基板載置區(qū)域載置基板，上述載置臺(tái)設(shè)置于真空容器內(nèi)且兼用作下部電極，上述等離子體處理裝置對(duì)上述下部電極與上部電極之間施加高頻電力使處理氣體等離子體化，對(duì)基板實(shí)施等離子體處理，上述等離子體處理裝置的特征在于，包括環(huán)部件，其以包圍上述基板載置區(qū)域的方式設(shè)置在上述載置臺(tái)上，用于調(diào)整等離子體的狀態(tài)；絕緣部件，其在上述載置臺(tái)的上表面和上述環(huán)部件的下表面之間沿著該環(huán)部件相對(duì)于上述載置臺(tái)上的基板的中心呈同心圓狀地設(shè)置，用于調(diào)整該環(huán)部件與基板的電位差，從而將等離子體中的離子引入基板的背面一側(cè)；多個(gè)下側(cè)導(dǎo)熱部件，其在該絕緣部件與載置臺(tái)的上表面之間與二者緊貼，分別沿環(huán)部件相對(duì)于上述載置臺(tái)上的基板的中心呈同心圓狀地設(shè)置，并且相互在環(huán)部件的徑向上分離地設(shè)置；和多個(gè)上側(cè)導(dǎo)熱部件，其在上述絕緣部件與環(huán)部件的下表面之間與二者緊貼，分別沿環(huán)部件相對(duì)于上述載置臺(tái)上的基板的中心呈同心圓狀地設(shè)置，并且相互在環(huán)部件的徑向上分離地設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明，由于在環(huán)部件與載置臺(tái)之間設(shè)置有導(dǎo)熱部件和絕緣部件，能夠抑制照射等離子體時(shí)環(huán)部件的溫度上升，抑制沉積物向基板的附著。此外，即使沉積物附著在基板上，也能夠抑制因環(huán)部件的溫度變化造成的繞向基板背面一側(cè)的等離子體離子的軌道發(fā)送紊亂，因此能夠穩(wěn)定地進(jìn)行利用濺射除去基板背面的沉積物，減少沉積物對(duì)基板背面的
附著量。


圖I是表示本發(fā)明的等離子體蝕刻裝置的第一實(shí)施方式的縱截側(cè)面圖。圖2是表示上述等離子體蝕刻裝置中設(shè)置的載置臺(tái)的一部分的縱截面圖。圖3是上述載置臺(tái)的平面圖和縱截面圖。圖4是用于說(shuō)明本發(fā)明的作用的縱截面圖。圖5是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的其他例子的縱截面圖。圖6是表示本發(fā)明的等離子體蝕刻裝置的第二實(shí)施方式的縱截面圖。圖7是表示圖6的等離子體蝕刻裝置中設(shè)置的載置臺(tái)的平面圖。圖8是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的其他例子的載置臺(tái)的平面圖。圖9是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的另一個(gè)其他例子的載置臺(tái)的平面圖。圖10是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的另一個(gè)其他例子的載置臺(tái)的平面圖和縱截面圖。圖11是表示本發(fā)明的等離子體蝕刻裝置的第三實(shí)施方式的平面圖和部分立體圖。圖12是表示本發(fā)明的等離子體蝕刻裝置的另一個(gè)其他例子的載置臺(tái)的縱截面圖。圖13是表示本發(fā)明的等離子體蝕刻裝置的另一個(gè)其他例子的載置臺(tái)的縱截面圖。圖14是表示為了確認(rèn)本發(fā)明的效果而進(jìn)行的實(shí)施例的特性圖。圖15是表示現(xiàn)有的載置臺(tái)的縱截面圖。符號(hào)說(shuō)明W半導(dǎo)體晶片2等離子體蝕刻裝置20處理容器3載置臺(tái)31臺(tái)階部32載置區(qū)域38偏壓用高頻電源部4噴淋頭46等離子體發(fā)生用高頻電源部5聚焦環(huán)
6，6a，6b，61 69 絕緣部件7，71 79導(dǎo)熱部件
具體實(shí)施例方式以下說(shuō)明本發(fā)明的電容耦合型的等離子體蝕刻裝置的一個(gè)實(shí)施方式。圖I是表示該等離子體蝕刻裝置2的縱截面圖，該等離子體蝕刻裝置2，具備用于在其內(nèi)部對(duì)晶片W實(shí)施等離子體處理的例如由鋁形成的氣密的處理容器(真空容器)20。在該處理容器20的底部的中央部設(shè)置有載置臺(tái)3。該載置臺(tái)3，在圓柱體的上面部的周邊邊緣部遍及整周被切除，構(gòu)成形成有臺(tái)階部31的形狀，即在上面部，周邊邊緣部以外的部分呈圓柱狀地突出的形狀。該突出的部位形成載置基板即晶片W的基板載置區(qū)域32(以下稱為“載置區(qū)域”)，包圍該載置區(qū)域32的臺(tái)階部31相當(dāng)于后述的環(huán)部件的配置區(qū)域。在該載置區(qū)域32的上面部設(shè)置有在絕緣膜上配置卡盤(pán)用電極33a而成的靜電卡 盤(pán)33，晶片W以其周邊邊緣部突出的狀態(tài)載置在該靜電卡盤(pán)33上。上述卡盤(pán)用電極33a通過(guò)開(kāi)關(guān)35與設(shè)置在處理容器20外的直流電源34電連接。此外，在靜電卡盤(pán)33貫穿設(shè)置有未圖示的多個(gè)噴出口，從未圖示的氣體供給部，對(duì)該靜電卡盤(pán)33與晶片W之間的微小空間供給熱介質(zhì)氣體例如He氣體。此外，在載置臺(tái)3的內(nèi)部設(shè)置有未圖示的升降銷，構(gòu)成為在未圖示的外部的搬送臂與靜電卡盤(pán)33之間進(jìn)行晶片W的交接。在載置臺(tái)3的內(nèi)部設(shè)置有致冷劑流通室36，從設(shè)置在載置臺(tái)3的外部的致冷劑供給部37循環(huán)供給致冷劑。即，從致冷劑供給部37經(jīng)由供給通路36a向致冷劑流通室36供給的致冷劑，經(jīng)由排出通路36b向載置臺(tái)3外部排出，在致冷劑供給部37中通過(guò)冷卻器冷卻至規(guī)定溫度之后，再次經(jīng)由供給通路36a向致冷劑流通室36供給。此外，載置臺(tái)3兼用作下部電極，通過(guò)匹配器39與高頻電源部38連接。該高頻電源部38，是為了對(duì)下部電極施加用于引入等離子體中的離子的偏壓的偏壓電源。另一方面，在處理容器20的頂部，隔著絕緣部件21與上述載置區(qū)域32相對(duì)地設(shè)置有噴淋頭4，該噴淋頭4經(jīng)由供給通路42與氣體供給系統(tǒng)41連接。在該噴淋頭4的內(nèi)部形成有緩沖室43，并且在其下表面貫穿設(shè)置有多個(gè)噴出口 44，構(gòu)成為從氣體供給系統(tǒng)41對(duì)緩沖室43供給的處理氣體，經(jīng)由噴出口 44朝向載置區(qū)域32—側(cè)噴出。此外，噴淋頭4兼用作上部電極，經(jīng)由匹配器45與生成等離子體用的高頻電源部46連接。進(jìn)而，在處理容器20的底部設(shè)置有排氣口 22，該排氣口 22通過(guò)排氣通路24連接有作為真空排氣機(jī)構(gòu)的真空泵25，在該排氣通路24上設(shè)置有閘閥V和壓力調(diào)整部23。此夕卜，在處理容器20的側(cè)壁上，設(shè)置有能夠通過(guò)閘門(mén)26開(kāi)閉的晶片W的搬送口 27。在上述載置臺(tái)3的上表面的周邊邊緣部形成的臺(tái)階部31的底面(臺(tái)階面)上，如圖2和圖3所示，隔著絕緣部件6和導(dǎo)熱部件7設(shè)置有聚焦環(huán)5。該聚焦環(huán)5以包圍載置區(qū)域32的方式設(shè)置在載置臺(tái)3上，構(gòu)成用于調(diào)整等離子體的狀態(tài)的環(huán)部件，例如由硅等導(dǎo)電性部件構(gòu)成。該聚焦環(huán)5的內(nèi)周邊緣遍及整周被切除而形成臺(tái)階部51，使從晶片W的載置區(qū)域32突出的周邊邊緣部被容納在該聚焦環(huán)5的臺(tái)階部51。此外，以在載置區(qū)域32的外周面32a與聚焦環(huán)5的臺(tái)階部51的下部一側(cè)的內(nèi)周面52之間略微形成間隙的方式設(shè)定載置區(qū)域32和聚焦環(huán)5的形狀。這樣，將晶片W載置到載置區(qū)域32時(shí)，聚焦環(huán)5設(shè)置為從晶片W的周邊邊緣部的背面一側(cè)包圍側(cè)方。
此外，在上述載置臺(tái)3的臺(tái)階部31與聚焦環(huán)5的下表面之間，在載置臺(tái)3上的晶片W的徑向上并列地設(shè)置絕緣部件6和導(dǎo)熱部件7。上述絕緣部件6，如圖2和圖3所示，在載置臺(tái)3的上表面與聚焦環(huán)5的下表面之間，沿著聚焦環(huán)5，相對(duì)于載置臺(tái)3上的晶片W的中心成同心圓狀地設(shè)置，起到調(diào)整該聚焦環(huán)與晶片W的電位差從而將等離子體中的離子引入上述晶片W的背面一側(cè)的作用。該示例的絕緣部件6構(gòu)成為環(huán)狀，設(shè)置為與聚焦環(huán)5的下表面接觸，并且將聚焦環(huán)5的臺(tái)階部51的下部一側(cè)的內(nèi)周面52與載置臺(tái)3的載置區(qū)域32的外周面32a之間的間隙填埋。該絕緣部件6，除了石英之外，例如還能夠由二氧化硅(SiO2)、陶瓷、氮化鋁(AlN)、藍(lán)寶石等構(gòu)成。此外，上述導(dǎo)熱部件7位于與絕緣部件6在載置臺(tái)3上的晶片W的徑向上相鄰的位置，并且是位于上述載置臺(tái)3的上表面與上述聚焦環(huán)5的下表面之間與該上表面和下表面緊貼且沿著聚焦環(huán)5設(shè)置。該示例中，導(dǎo)熱部件7相對(duì)于絕緣部件6設(shè)置在上述晶片W的徑向外側(cè)。該導(dǎo)熱部件7，能夠獲得使聚焦環(huán)5冷卻，使抑制自由基種和反應(yīng)副產(chǎn)物等向晶片 W附著的效果變得顯著這樣的程度的導(dǎo)熱性，該示例中由導(dǎo)熱性高的材料、即填充有氧化鋁的高分子硅凝膠構(gòu)成。此外，導(dǎo)熱部件7，除了上述高分子硅凝膠以外，還能夠由硅類樹(shù)脂、碳類樹(shù)脂或氟類樹(shù)脂等導(dǎo)熱系數(shù)高的材料構(gòu)成。在該示例中，構(gòu)成為使絕緣部件6的上表面與導(dǎo)熱部件7的上表面的高度一致，通過(guò)將聚焦環(huán)5載置在上述絕緣部件6和導(dǎo)熱部件7上，使聚焦環(huán)5在被石英制的絕緣部件6限制高度的狀態(tài)下設(shè)置在載置臺(tái)3的臺(tái)階部31上。此時(shí)，作為導(dǎo)熱部件7，由于使用了由粘合性的彈性體形成的填充有氧化鋁的高分子硅凝膠，所以因其粘合性確保了導(dǎo)熱部件7與聚焦環(huán)5之間、以及導(dǎo)熱部件7與載置臺(tái)3的臺(tái)階部31之間的密合性(緊貼性)。此外，將聚焦環(huán)5設(shè)置在絕緣部件6和導(dǎo)熱部件7上時(shí)，分別設(shè)定上下方向的大小(高度LI)和左右方向的大小(寬度L2、L3)，使得晶片W與聚焦環(huán)5的電位差調(diào)整為規(guī)定的范圍，并且使聚焦環(huán)5在左右方向(載置臺(tái)3上的晶片W的徑向)上不傾斜。上述等離子體蝕刻裝置2由控制部100控制。該控制部100例如由計(jì)算機(jī)組成，具備程序、存儲(chǔ)器、CPU。上述程序中編入有命令(各步驟)，使控制部100對(duì)等離子體蝕刻裝置2的各部發(fā)送控制信號(hào)，使其執(zhí)行規(guī)定的蝕刻處理。該程序被保存在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)例如軟盤(pán)、高密度磁盤(pán)、硬盤(pán)、MO(光磁盤(pán))等的存儲(chǔ)部中，安裝到控制部100。此處，上述程序中也包括用于控制靜電卡盤(pán)33的開(kāi)關(guān)35、高頻電源部38、46的接通和斷開(kāi)、氣體供給系統(tǒng)41對(duì)處理氣體的供給開(kāi)始和供給停止、真空泵25的閘閥V的開(kāi)閉等的程序，根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在控制部100的存儲(chǔ)器中的處理方案控制上述各部。接著，說(shuō)明上述等離子體蝕刻裝置2的作用。首先，打開(kāi)閘門(mén)26，從未圖示的真空搬送室利用未圖示的搬送臂經(jīng)由搬送口 27將晶片W搬入處理容器20內(nèi)。然后，晶片W通過(guò)未圖示的升降銷和上述搬送臂的協(xié)同作業(yè)被交接到靜電卡盤(pán)33上，從而被吸附保持。而后，關(guān)閉閘門(mén)26之后，利用真空泵25對(duì)處理容器20內(nèi)進(jìn)行真空排氣，同時(shí)從氣體供給系統(tǒng)41通過(guò)噴淋頭4供給規(guī)定的處理氣體(蝕刻氣體)。另一方面，從高頻電源部46對(duì)噴淋頭4供給等離子體生成用的高頻電力，并且從高頻電源部38對(duì)載置臺(tái)3供給偏壓用的高頻電力，生成等離子體，用該等離子體對(duì)晶片W進(jìn)行蝕刻處理。如上所述，在等離子體處理期間，由于載置臺(tái)3上的晶片W暴露在等離子體中，從等離子體吸收熱，而載置臺(tái)3通過(guò)致冷劑的循環(huán)而冷卻，維持在預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)溫度，所以晶片W的熱通過(guò)He氣體向載置臺(tái)3散熱。因此，晶片W通過(guò)來(lái)自等離子體的熱輸入和向載置臺(tái)3散熱的作用的熱平衡，而維持為規(guī)定的溫度。此外，由于聚焦環(huán)5也暴露在等離子體中，從等離子體吸熱，而聚焦環(huán)5隔著導(dǎo)熱性高的導(dǎo)熱部件7設(shè)置在載置臺(tái)3上，由于導(dǎo)熱部件7的粘合性使聚焦環(huán)5的下表面與導(dǎo)熱部件7的上表面、導(dǎo)熱部件7的下表面與載置臺(tái)3的上表面分別緊貼，所以聚焦環(huán)5的熱，如圖4所示，通過(guò)導(dǎo)熱部件7迅速地向載置臺(tái)3導(dǎo)熱。這樣，從后述的實(shí)施例中可知，通過(guò)導(dǎo)熱部件7，在等離子體處理期間使聚焦環(huán)5冷卻，消除了載置臺(tái)3上的晶片W與聚焦環(huán)5的溫度差。結(jié)果是，抑制了自由基種和反應(yīng)副產(chǎn)物選擇性地進(jìn)入晶片W的背面?zhèn)戎苓呥吘壊?。這樣，在等離子體處理中使聚焦環(huán)5冷卻，消除了載置臺(tái)3上的晶片W與聚焦環(huán)5的溫度差，因此抑制自由基種和反應(yīng)副產(chǎn)物向晶片W的附著的效果變得顯著。進(jìn)而，利用絕緣部件6調(diào)整聚焦環(huán)5的電位，調(diào)整聚焦環(huán)5與晶片W的電位差使晶片W的電位比聚焦環(huán)5低(向負(fù)方向增大)，等離子體中的離子被引入晶片W。由此，如圖 4所示，控制等離子體中的離子的軌道使其繞向晶片W背面一側(cè)，即使在晶片W背面形成上述聚合物，也能夠用濺射除去該聚合物。此外，對(duì)絕緣部件6也照射等離子體，通過(guò)該等離子體的濺射，從由石英構(gòu)成的絕緣部件6生成0自由基，利用該氧自由基也能除去在上述晶片W背面形成的聚合物。這樣，對(duì)晶片W進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的蝕刻處理之后，停止處理氣體的供給，停止來(lái)自高頻電源部38、46的高頻電力的供給，并且停止真空泵25對(duì)處理容器20內(nèi)的真空排氣，將晶片W向處理容器20的外部搬出。根據(jù)上述實(shí)施方式，由于在聚焦環(huán)5的下方一側(cè)設(shè)置有絕緣部件6和導(dǎo)熱部件7，使等離子體處理中的聚焦環(huán)5冷卻，抑制了聚合物(沉積物)向晶片W的背面一側(cè)周邊邊緣部附著。此時(shí)，由于導(dǎo)熱部件7與載置臺(tái)3上的晶片W成同心圓狀地設(shè)置，所以聚焦環(huán)5在晶片W的周向上大致均勻地被冷卻。此外，由于抑制了聚焦環(huán)5的溫度上升，溫度是穩(wěn)定的，所以無(wú)需擔(dān)心因聚焦環(huán)5的溫度變化使繞向晶片W背面一側(cè)的等離子體中的離子的軌道發(fā)生變化。因此，能夠通過(guò)濺射穩(wěn)定地除去在晶片W背面一側(cè)形成的聚合物，減少上述聚合物的附著量。此外，絕緣部件6和導(dǎo)熱部件7在載置臺(tái)3上的晶片W的徑向上相互相鄰設(shè)置，聚焦環(huán)5載置在絕緣部件6和導(dǎo)熱部件7上。此時(shí)，聚焦環(huán)5被由石英組成的絕緣部件6規(guī)定了高度，所以無(wú)需擔(dān)心聚焦環(huán)5的高度發(fā)生變化，抑制了晶片W周邊邊緣的等離子體的紊舌L。此外，由于絕緣部件6與聚焦環(huán)5之間沒(méi)有隔著導(dǎo)熱部件7，無(wú)需擔(dān)心聚焦環(huán)5的下方一側(cè)的阻抗發(fā)生變化，等離子體處理中的聚焦環(huán)的電位是穩(wěn)定的。這樣，在聚焦環(huán)5和載置臺(tái)3之間，隔著絕緣部件6將二者電連接的部位，和通過(guò)導(dǎo)熱部件7將二者熱連接的部位分別存在。由此，分別獨(dú)立地進(jìn)行基于絕緣部件6的電控制和基于導(dǎo)熱部件7的溫度控制，所以能夠抑制這些控制的復(fù)雜化。進(jìn)而，在上述實(shí)施方式中，由于設(shè)置為使絕緣部件6位于載置區(qū)域32 —側(cè)，絕緣部件6位于載置臺(tái)3上的晶片W的附近，迅速地進(jìn)行上述的利用0自由基進(jìn)行的聚合物的除去。以上，在本實(shí)施方式中，絕緣部件和導(dǎo)熱部件只要在聚焦環(huán)5與載置臺(tái)3之間，在載置臺(tái)3上的晶片W的徑向上相互相鄰地設(shè)置即可，也可以如圖5所示，以絕緣部件6相對(duì)于導(dǎo)熱部件71設(shè)置在上述晶片W的徑向的外側(cè)的方式配置。在該示例中，導(dǎo)熱部件71，以其內(nèi)周面70與聚焦環(huán)5的臺(tái)階部51的下部一側(cè)的內(nèi)周面52在上下方向上一致的方式設(shè)置。接著，對(duì)于本發(fā)明的第二實(shí)施方式，參照?qǐng)D6和圖7進(jìn)行說(shuō)明。該示例，在絕緣部件和導(dǎo)熱部件在載置區(qū)域32的外方成同心圓狀地設(shè)置的結(jié)構(gòu)中，使第一絕緣部件62a和第二絕緣部件62b分別與導(dǎo)熱部件72的左右兩側(cè)(載置臺(tái)3上的晶片W的徑向的兩側(cè))相互相鄰地設(shè)置。這樣的結(jié)構(gòu)，使絕緣部件62a、62b以及片狀的導(dǎo)熱部件72分別形成環(huán)狀，在載置臺(tái)3的臺(tái)階部31上表面，從載置臺(tái)3上的晶片W的徑向的內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)，使第一絕緣部件62a、導(dǎo)熱部件72、第二絕緣部件62b按該順序排列而形成。在該示例中同樣地，使聚焦環(huán)5以由例如由石英構(gòu)成的第一絕緣部件62a和第二絕緣部件62b限制其高度位置的狀態(tài)被設(shè)置。此外，由于導(dǎo)熱部件72具有粘合性，通過(guò)其粘合性使聚焦環(huán)5與導(dǎo)熱部件72之間，以及導(dǎo)熱部件72與載置臺(tái)3之間分別緊貼。
在該結(jié)構(gòu)中，在載置臺(tái)3與聚焦環(huán)5之間，絕緣部件62a、62b和導(dǎo)熱部件72在左右方向上相鄰地設(shè)置，所以聚焦環(huán)5在周向上大致均勻地被冷卻，能夠減少附著在晶片W背面一側(cè)的聚合物的附著量。此外，由于在導(dǎo)熱部件72的左右方向的兩側(cè)設(shè)置有絕緣部件6，能夠在進(jìn)一步抑制了聚焦環(huán)5的高度的變化的狀態(tài)下，確保導(dǎo)熱部件72與聚焦環(huán)5和載置臺(tái)3的密合性。進(jìn)而，能夠使基于絕緣部件62a、62b對(duì)聚焦環(huán)5的電控制、和基于導(dǎo)熱部件72對(duì)聚焦環(huán)6的溫度控制獨(dú)立地進(jìn)行。進(jìn)而，導(dǎo)熱部件71是被絕緣部件62a、62b包圍的狀態(tài)，所以導(dǎo)熱部件72不容易被等離子體濺射。由此，能夠抑制導(dǎo)熱部件72的消耗和劣化，長(zhǎng)期穩(wěn)定地進(jìn)行聚焦環(huán)5的溫度控制。接著，使用圖8 圖10對(duì)于本實(shí)施方式的變形例進(jìn)行說(shuō)明。圖8的示例表示絕緣部件63和導(dǎo)熱部件73在載置區(qū)域32的外側(cè)與該載置區(qū)域32成同心圓狀地設(shè)置的結(jié)構(gòu)中，使導(dǎo)熱部件73沿著載置臺(tái)3上的晶片W的周向，相互隔開(kāi)間隔設(shè)置。此時(shí)，沿著圖8中A-A線的截面如圖6所示。此時(shí)，還可以如圖9所示，在絕緣部件64的內(nèi)部，將多個(gè)導(dǎo)熱部件74與載置區(qū)域32成同心圓狀地相互隔開(kāi)間隔設(shè)置。此時(shí)，沿著圖9中B-B線的截面如圖6所示。上述圖8和圖9的結(jié)構(gòu)，對(duì)例如由石英環(huán)構(gòu)成的絕緣部件63、64隔開(kāi)規(guī)定間隔形成切口，在該切口部位，填入由具有粘合性的彈性體形成的導(dǎo)熱部件73、74而構(gòu)成。此時(shí)，導(dǎo)熱部件73、74以其上表面與聚焦環(huán)5緊貼，并且下表面與載置臺(tái)3緊貼的方式分別設(shè)置于絕緣部件63、54上。在上述結(jié)構(gòu)中，絕緣部件63(64)和導(dǎo)熱部件73 (74)，以在載置臺(tái)3與聚焦環(huán)5之間，絕緣部件63 ￠4)與導(dǎo)熱部件73(74)的左右兩側(cè)相鄰的方式設(shè)置，因此能夠獲得與上述第二實(shí)施方式同樣的效果。此外，圖10所示的例子是表示絕緣部件和導(dǎo)熱部件在載置區(qū)域32的外側(cè)與該載置區(qū)域32成同心圓狀地設(shè)置的結(jié)構(gòu)中，將絕緣部件65a 65c和片狀的導(dǎo)熱部件75a、75b，在載置臺(tái)3上的晶片W的徑向上疊層地設(shè)置。這樣的結(jié)構(gòu)，如圖10 (a)、(b)所示，準(zhǔn)備由石英環(huán)構(gòu)成的絕緣部件65a 65c，用2個(gè)絕緣部件65a、65b (65b、65c)從兩側(cè)夾住環(huán)狀的薄的片狀導(dǎo)熱部件75a(75b)而構(gòu)成。導(dǎo)熱部件75a(75b)，以其上表面與聚焦環(huán)5緊貼，并且下表面與載置臺(tái)3緊貼的方式設(shè)置在絕緣部件65a 65c上。此處，為了與聚焦環(huán)5和載置臺(tái)3熱接觸，上述導(dǎo)熱部件75a (75b)的上下兩端分別與聚焦環(huán)5的下表面以及載置臺(tái)3的上表面和下表面緊貼地設(shè)置。此時(shí)，還可以如圖10(c)所不,導(dǎo)熱部件75a(75b)的上下兩端設(shè)置為從絕緣部件65a 65c的上表面和下表面伸出，并且在聚焦環(huán)5的下表面和載置臺(tái)3的上表面，設(shè)置有與上述伸出部分對(duì)應(yīng)的槽部50、30，通過(guò)該伸出部分以及槽部50、30，使導(dǎo)熱部件75a(75b)與聚焦環(huán)5和載置臺(tái)3緊貼。該結(jié)構(gòu)中，絕緣部件65a 65c與導(dǎo)熱部件75a、75b，以在載置臺(tái)3和聚焦環(huán)5之間絕緣部件65與導(dǎo)熱部件75的左右兩側(cè)相鄰的方式設(shè)置，所以能夠獲得與上述第二實(shí)施方式同樣的效果。接著，參照?qǐng)D11說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施方式。該示例構(gòu)成為在絕緣部件66與載置臺(tái)3之間設(shè)置多個(gè)下側(cè)導(dǎo)熱部件76a，并且在絕緣部件66與聚焦環(huán)5之間設(shè)置多個(gè)上側(cè) 導(dǎo)熱部件76b。上述多個(gè)下側(cè)導(dǎo)熱部件76a，在絕緣部件66與載置臺(tái)3的上表面之間與二者緊貼，分別沿著聚焦環(huán)5環(huán)狀地并且在聚焦環(huán)5的徑向上相互分離地設(shè)置。此外，上述多個(gè)上側(cè)導(dǎo)熱部件76b，在絕緣部件66與聚焦環(huán)5的下表面之間與二者緊貼，分別沿著聚焦環(huán)5環(huán)狀地并且在聚焦環(huán)5的徑向上相互分離地設(shè)置。具體而言，例如如圖11(b)所示，通過(guò)在例如由石英組成的絕緣部件66的上下，貼設(shè)有多個(gè)例如4個(gè)環(huán)狀的片狀的下側(cè)導(dǎo)熱部件76a和上側(cè)導(dǎo)熱部件76b而構(gòu)成。此外，在各導(dǎo)熱部件76a、76b,為了使在聚焦環(huán)5的徑向上相互相鄰的導(dǎo)熱部件76a、76b之間的空間與處理容器20內(nèi)的氣氛連通，沿著周向形成有多個(gè)切口部77。此外，在該示例中，設(shè)置為絕緣部件66的表面一側(cè)的導(dǎo)熱部件76a與背面一側(cè)的導(dǎo)熱部件76b在上下方向相互不重疊，但也可以設(shè)置為上述導(dǎo)熱部件76a、76b在上下方向相互重疊。此外，也可以使上述切口部77形成在下側(cè)導(dǎo)熱部件76a和上側(cè)導(dǎo)熱部件76b中的至少一方。在該結(jié)構(gòu)中，在等離子體處理中，聚焦環(huán)5的熱，按照上側(cè)導(dǎo)熱部件76b —絕緣部件66 —下側(cè)導(dǎo)熱部件76a —載置臺(tái)3的路徑移動(dòng)，因此在等離子體處理中聚焦環(huán)5被冷卻。由此，與上述第一實(shí)施方式同樣能夠減少聚合物向晶片W背面一側(cè)周邊邊緣部的附著量。此外，因?yàn)閷?dǎo)熱部件76a、76b與載置區(qū)域32成同心圓狀地設(shè)置，所以能夠?qū)劢弓h(huán)5沿著周向大致均勻地冷卻。此外，由于導(dǎo)熱部件76a、76b與絕緣部件66面接觸，粘貼時(shí)絕緣部件66與導(dǎo)熱部件76a、76b之間可能混入氣泡。此時(shí)，因?yàn)樵趯?dǎo)熱部件76a、76b形成有切口部77，對(duì)處理容器20內(nèi)進(jìn)行真空排氣時(shí)，氣泡從該切口部77漏出，結(jié)果是，等離子體處理時(shí)成為絕緣部件66與導(dǎo)熱部件76a、76b之間幾乎不存在氣泡的狀態(tài)。由此，導(dǎo)熱部件76a、76b與絕緣部件66的接觸狀態(tài)在面內(nèi)(聚焦環(huán)5的整個(gè)下表面)一致，所以聚焦環(huán)5的熱在面內(nèi)大致均勻地向載置臺(tái)3 —側(cè)移動(dòng)，能夠?qū)劢弓h(huán)5大致均勻地進(jìn)行溫度調(diào)整。以上，在本發(fā)明中，如圖12(a)所示，聚焦環(huán)5的下表面的高度位置在載置臺(tái)3上的晶片W的徑向上相互不同的情況也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外，如圖12(b)所示，例如使絕緣部件68和導(dǎo)熱部件78在上述晶片W的徑向上排列配置的情況下，使導(dǎo)熱部件78的一部分進(jìn)入絕緣部件68的內(nèi)部，在上述左右方向的一部分上使絕緣部件68與導(dǎo)熱部件78在上下方向上層疊的情況也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外，也可以如圖13所示，在載置臺(tái)3的上表面與聚焦環(huán)5的下表面之間，相對(duì)于上述載置臺(tái)3上的晶片W的中心成同心圓狀地設(shè)置絕緣部件69，并且遍及該載置臺(tái)3的外側(cè)面、絕緣部件69的外側(cè)面以及上述聚焦環(huán)5的外側(cè)面，與這些外側(cè)面緊貼地并且沿著聚焦環(huán)5設(shè)置導(dǎo)熱部件79。在該結(jié)構(gòu)中，聚焦環(huán)5的熱通過(guò)導(dǎo)熱部件79向載置臺(tái)3導(dǎo)熱，所以在等離子體處理時(shí)，聚焦環(huán)5被冷卻。此時(shí)，導(dǎo)熱部件79也可以構(gòu)成為環(huán)狀，也可以相對(duì)于載置臺(tái)3上的晶片W的中心成同心圓狀地相互隔開(kāi)間隔設(shè)置。[實(shí)施例]使用圖I的等離子體蝕刻裝置對(duì)晶片W進(jìn)行等離子體處理，測(cè)定此時(shí)的聚焦環(huán)5的溫度變化。此時(shí)，從等離子體發(fā)生用的高頻電源部46供給1200W的高頻電力，將載置區(qū)域32上的晶片W設(shè)定為30°C，供給CF類氣體作為處理氣體，對(duì)5片晶片W連續(xù)地進(jìn)行等離子體處理，通過(guò)使用低相干光的干涉的溫度計(jì)測(cè)定聚焦環(huán)5的溫度(實(shí)施例)。此外，使用石英環(huán)作為絕緣部件6，作為導(dǎo)熱部件7使用由填充有氧化鋁的高分子硅凝膠形成的厚度 為0. 5mm的導(dǎo)熱膜。此外，作為比較例，對(duì)不設(shè)置導(dǎo)熱部件7的情況也進(jìn)行同樣的等離子體處理，測(cè)定此時(shí)的聚焦環(huán)5的溫度。圖14表示該結(jié)果?？芍容^例、實(shí)施例中，在等離子體發(fā)生的時(shí)刻聚焦環(huán)5的溫度均上升，從等離子體向聚焦環(huán)5進(jìn)行熱輸入。但是，在實(shí)施例中，可知即使經(jīng)過(guò)了處理時(shí)間，聚焦環(huán)5的溫度變化也大致相同，通過(guò)設(shè)置導(dǎo)熱部件7使聚焦環(huán)5的熱向載置臺(tái)3移動(dòng)，抑制了熱向聚焦環(huán)5的累積，聚焦環(huán)5能夠冷卻到大約50°C左右。另一方面，在比較例中，可知伴隨處理時(shí)間的經(jīng)過(guò)，聚焦環(huán)5的溫度上升，在繼續(xù)等離子體的照射時(shí)，在聚焦環(huán)5中蓄熱，聚焦環(huán)5上升至大約230度。 以上，本發(fā)明能夠應(yīng)用于不僅對(duì)半導(dǎo)體晶片W還對(duì)FPD (平板顯示器)用的玻璃基板等基板進(jìn)行等離子體處理的等離子體處理裝置。此外，本發(fā)明能夠應(yīng)用于除了進(jìn)行蝕刻處理之外，還進(jìn)行灰化、CVD (化學(xué)氣相沉積)、等離子體加工等的等離子體處理的等離子體
處理裝置。
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理裝置，在載置臺(tái)的基板載置區(qū)域載置基板，所述載置臺(tái)設(shè)置于真空容器內(nèi)且兼用作下部電極，所述等離子體處理裝置對(duì)所述下部電極與上部電極之間施加高頻電力使處理氣體等離子體化，對(duì)基板實(shí)施等離子體處理，所述等離子體處理裝置的特征在于，包括 環(huán)部件，其以包圍所述基板載置區(qū)域的方式設(shè)置在所述載置臺(tái)上，用于調(diào)整等離子體的狀態(tài)； 絕緣部件，其在所述載置臺(tái)的上表面和所述環(huán)部件的下表面之間沿著該環(huán)部件相對(duì)于所述載置臺(tái)上的基板的中心呈同心圓狀地設(shè)置，用于調(diào)整該環(huán)部件與基板的電位差，從而將等離子體中的離子引入基板的背面一側(cè)；和 導(dǎo)熱部件，其位于在基板的徑向上與所述絕緣部件相鄰的位置，并且在所述載置臺(tái)的上表面與所述環(huán)部件的下表面之間與該上表面和下表面緊貼，而且沿著所述環(huán)部件設(shè)置。
2.如權(quán)利要求I所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述絕緣部件的上表面與所述環(huán)部件接觸。
3.如權(quán)利要求I或2所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述絕緣部件設(shè)置于導(dǎo)熱部件的、基板的徑向上的內(nèi)側(cè)和外側(cè)雙方。
4.一種等離子體處理裝置，在載置臺(tái)的基板載置區(qū)域載置基板，所述載置臺(tái)設(shè)置于真空容器內(nèi)且兼用作下部電極，所述等離子體處理裝置對(duì)所述下部電極與上部電極之間施加高頻電力使處理氣體等離子體化，對(duì)基板實(shí)施等離子體處理，所述等離子體處理裝置的特征在于，包括 環(huán)部件，其以包圍所述基板載置區(qū)域的方式設(shè)置在所述載置臺(tái)上，用于調(diào)整等離子體的狀態(tài)； 絕緣部件，其在所述載置臺(tái)的上表面和所述環(huán)部件的下表面之間沿著該環(huán)部件相對(duì)于所述載置臺(tái)上的基板的中心呈同心圓狀地設(shè)置，用于調(diào)整該環(huán)部件與基板的電位差，從而將等離子體中的離子引入基板的背面一側(cè)； 多個(gè)下側(cè)導(dǎo)熱部件，其在該絕緣部件與載置臺(tái)的上表面之間與二者緊貼，分別沿環(huán)部件相對(duì)于所述載置臺(tái)上的基板的中心呈同心圓狀地設(shè)置，并且相互在環(huán)部件的徑向上分離地設(shè)置；和 多個(gè)上側(cè)導(dǎo)熱部件，其在所述絕緣部件與環(huán)部件的下表面之間與二者緊貼，分別沿環(huán)部件相對(duì)于所述載置臺(tái)上的基板的中心呈同心圓狀地設(shè)置，并且相互在環(huán)部件的徑向上分尚地設(shè)置。
5.如權(quán)利要求4所述的等離子體處理裝置，其特征在于 上側(cè)導(dǎo)熱部件和下側(cè)導(dǎo)熱部件中的至少一方被形成切口，使得在環(huán)部件的徑向上相互相鄰的導(dǎo)熱部件之間的空間與真空容器內(nèi)的氣氛連通。
6.一種等離子體處理裝置，在載置臺(tái)的基板載置區(qū)域載置基板，所述載置臺(tái)設(shè)置于真空容器內(nèi)且兼用作下部電極，所述等離子體處理裝置對(duì)所述下部電極與上部電極之間施加高頻電力使處理氣體等離子體化，對(duì)基板實(shí)施等離子體處理，所述等離子體處理裝置的特征在于，包括 環(huán)部件，其以包圍所述基板載置區(qū)域的方式設(shè)置在所述載置臺(tái)上，用于調(diào)整等離子體的狀態(tài)；絕緣部件，其在所述載置臺(tái)的上表面和所述環(huán)部件的下表面之間沿著該環(huán)部件相對(duì)于所述載置臺(tái)上的基板的中心呈同心圓狀地設(shè)置，用于調(diào)整該環(huán)部件與基板的電位差，從而將等離子體中的離子引入基板的背面一側(cè)；和 導(dǎo)熱部件 ，其與所述環(huán)部件的側(cè)面、絕緣部件的側(cè)面和載置臺(tái)的側(cè)面這些側(cè)面之間緊貼，并且沿著該環(huán)部件設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明提供等離子體處理裝置。通過(guò)控制環(huán)部件的溫度抑制沉積物向基板背面的附著量。在電容耦合型的等離子體蝕刻裝置中，以包圍載置臺(tái)的基板載置區(qū)域的方式，在該載置臺(tái)上設(shè)置用于調(diào)整等離子體的狀態(tài)的聚焦環(huán)。此外，在載置臺(tái)的上表面與聚焦環(huán)的下表面之間，沿著聚焦環(huán)設(shè)置環(huán)狀的絕緣部件，并且在相對(duì)該絕緣部件在晶片W的徑向上相鄰的位置、且在載置臺(tái)的上表面與聚焦環(huán)的下表面之間，與上表面和下表面緊貼地設(shè)置導(dǎo)熱部件。在等離子體處理時(shí)，聚焦環(huán)的熱通過(guò)導(dǎo)熱部件向載置臺(tái)導(dǎo)熱，所以聚焦環(huán)被冷卻，能夠減少沉積物向晶片W背面的附著量。
文檔編號(hào)H01J37/32GK102737940SQ20121008905
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者山涌純, 輿水地鹽 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社