等离子体处理装置的制作方法

专利名称：等离子体处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如对于半导体晶片或FPD(平板显示器)用的玻璃基板等基板进行等离子体处理的技术。
背景技术：
在半导体晶片或FPD制造用的玻璃 基板的半导体基板的制造工序中，有对基板实施蚀刻处理、成膜处理等规定的等离子体处理的工序。在实行这些工序的等离子体处理装置中，将基板载置在真空腔室内的载置台上，在该载置台的上方的空间中使处理气体等离子体化，对上述基板进行等离子体处理。此外，如图15(a)所示，在载置台11上的基板例如半导体晶片W(以下称为“晶片W”)的周围，为了将等离子体封入晶片W上，并且缓和晶片W面内的偏压电位的不连续性进行面内均匀的处理，例如设置有由硅等导电性部件形成的环状的聚焦环12。在上述载置台11上设置未图示的温度调节流路，在通过来自等离子体的热输入与对载置台11 一侧的散热的平衡，使晶片W调整为规定温度的状态下进行等离子体处理。另一方面，由于聚焦环12在热浮起的状态下暴露在等离子体中，成为比晶片W温度高的状态。但是，自由基种和反应副产物附着在低温的部位形成聚合物(沉积物)，而如上所述，由于晶片W比聚焦环12温度更低，易于在晶片W的边缘部形成聚合物13。虽然通过等离子体离子的溅射能除去该聚合物13，但是对于晶片W的背面形成的聚合物13没有被照射等离子体，不能期待用该溅射除去。作为除去上述聚合物的方法，专利文献I和专利文献2中，提出有通过将绝缘物插入聚焦环下方，控制晶片W与聚焦环之间的电位差的结构。在该结构中，如图15(b)所示，通过绝缘物14调整晶片W与聚焦环12之间的电位差，改变入射来的等离子体离子的轨道将等离子体离子导向晶片W背面，这样用溅射除去上述聚合物13。根据上述结构，能够除去附着在晶片W背面的聚合物，但是由于不能控制聚焦环12的温度，所以对于聚合物向晶片W背面周边边缘部的附着本身无法抑制。此外，根据条件，还设想不能完全除去附着在晶片W上的聚合物。在该情况下，在后续工序中例如用分批清洗等使聚合物剥离，但通过清洗液附着在设备表面，可能会成为缺陷的原因。进而，还担心在对一个批次的晶片W进行处理期间，通过等离子体的照射使聚焦环12的温度上升，因该温度变化使绕向晶片W背面一侧的等离子体离子的轨道变化，不能稳定地进行聚合物的除去。此外，专利文献3中，提出了在聚焦环和电极块之间，通过将第一热传导介质、电介质环、第二热传导介质和绝缘部件在上下方向上层叠设置，抑制沉积物对晶片斜面部的附着的技术。在该结构中，通过用电介质环抑制对在聚焦环前面形成的鞘施加的电压来抑制对聚焦环的热输入，并且通过第一和第二热传导介质使来自聚焦环的热传导至电极块。这样，使聚焦环的温度比晶片低，抑制了沉积物向晶片斜面部的附着。此处，使绝缘体和热传导体成为层叠结构时，热传导体与绝缘体的接触面易于混入气泡，由于存在该气泡，使绝缘体和聚焦环之间的接触状态发生变化，难以在聚焦环的面内均匀地导热。此外，由于附着在晶片的背面一侧的聚合物的溅射除去通过晶片的边缘部分与聚焦环之间的电位差而实现，要求通过设置在聚焦环下方的绝缘体进行细微的阻抗控制，而因绝缘体与聚焦环之间存在气泡使二者的接触状态发生变化，可能会对上述阻抗控制造成不良影响。进而，使绝缘体和热传导体形成为层叠结构时，热传导体发生变形，或者热传导体与绝缘体之间混入气泡，聚焦环的周边边缘部易于向下方一侧倾斜，难以进行聚焦环的高度管理，晶片周边边缘的等离子体状态的控制变得不稳定。专利文献I :日本特开2005-277369号公报(图I、图2)专利文献2 :日本特开2007-250967号公报(图I、图2)专利文献3 :日本特开2007-258500号公报(图1，段落0030 0035)

发明内容
本发明鉴于这样的问题而完成，其目的在于，提供能够通过控制环部件的温度，抑、制沉积物向基板背面的附着量的技术。因此，本发明的等离子体处理装置，在载置台的基板载置区域载置基板，上述载置台设置于真空容器内且兼用作下部电极，上述等离子体处理装置对上述下部电极与上部电极之间施加高频电力使处理气体等离子体化,对基板实施等离子体处理,上述等离子体处理装置的特征在于，包括环部件，其以包围上述基板载置区域的方式设置在上述载置台上，用于调整等离子体的状态；绝缘部件，其在上述载置台的上表面和上述环部件的下表面之间沿着该环部件相对于上述载置台上的基板的中心呈同心圆状地设置，用于调整该环部件与基板的电位差，从而将等离子体中的离子引入基板的背面一侧；和导热部件，其位于在基板的径向上与上述绝缘部件相邻的位置，并且在上述载置台的上表面与上述环部件的下表面之间与该上表面和下表面紧贴，而且沿着上述环部件设置。此外，本发明的其他等离子体处理装置，在载置台的基板载置区域载置基板，上述载置台设置于真空容器内且兼用作下部电极，上述等离子体处理装置对上述下部电极与上部电极之间施加高频电力使处理气体等离子体化，对基板实施等离子体处理，上述等离子体处理装置的特征在于，包括环部件，其以包围上述基板载置区域的方式设置在上述载置台上，用于调整等离子体的状态；绝缘部件，其在上述载置台的上表面和上述环部件的下表面之间沿着该环部件相对于上述载置台上的基板的中心呈同心圆状地设置，用于调整该环部件与基板的电位差，从而将等离子体中的离子引入基板的背面一侧；多个下侧导热部件，其在该绝缘部件与载置台的上表面之间与二者紧贴，分别沿环部件相对于上述载置台上的基板的中心呈同心圆状地设置，并且相互在环部件的径向上分离地设置；和多个上侧导热部件，其在上述绝缘部件与环部件的下表面之间与二者紧贴，分别沿环部件相对于上述载置台上的基板的中心呈同心圆状地设置，并且相互在环部件的径向上分离地设置。根据本发明，由于在环部件与载置台之间设置有导热部件和绝缘部件，能够抑制照射等离子体时环部件的温度上升，抑制沉积物向基板的附着。此外，即使沉积物附着在基板上，也能够抑制因环部件的温度变化造成的绕向基板背面一侧的等离子体离子的轨道发送紊乱，因此能够稳定地进行利用溅射除去基板背面的沉积物，减少沉积物对基板背面的
附着量。


图I是表示本发明的等离子体蚀刻装置的第一实施方式的纵截侧面图。图2是表示上述等离子体蚀刻装置中设置的载置台的一部分的纵截面图。图3是上述载置台的平面图和纵截面图。图4是用于说明本发明的作用的纵截面图。图5是表示本发明的第一实施方式的其他例子的纵截面图。图6是表示本发明的等离子体蚀刻装置的第二实施方式的纵截面图。图7是表示图6的等离子体蚀刻装置中设置的载置台的平面图。图8是表示本发明的第二实施方式的其他例子的载置台的平面图。图9是表示本发明的第二实施方式的另一个其他例子的载置台的平面图。图10是表示本发明的第二实施方式的另一个其他例子的载置台的平面图和纵截面图。图11是表示本发明的等离子体蚀刻装置的第三实施方式的平面图和部分立体图。图12是表示本发明的等离子体蚀刻装置的另一个其他例子的载置台的纵截面图。图13是表示本发明的等离子体蚀刻装置的另一个其他例子的载置台的纵截面图。图14是表示为了确认本发明的效果而进行的实施例的特性图。图15是表示现有的载置台的纵截面图。符号说明W半导体晶片2等离子体蚀刻装置20处理容器3载置台31台阶部32载置区域38偏压用高频电源部4喷淋头46等离子体发生用高频电源部5聚焦环
6，6a，6b，61 69 绝缘部件7，71 79导热部件
具体实施例方式以下说明本发明的电容耦合型的等离子体蚀刻装置的一个实施方式。图I是表示该等离子体蚀刻装置2的纵截面图，该等离子体蚀刻装置2，具备用于在其内部对晶片W实施等离子体处理的例如由铝形成的气密的处理容器(真空容器)20。在该处理容器20的底部的中央部设置有载置台3。该载置台3，在圆柱体的上面部的周边边缘部遍及整周被切除，构成形成有台阶部31的形状，即在上面部，周边边缘部以外的部分呈圆柱状地突出的形状。该突出的部位形成载置基板即晶片W的基板载置区域32(以下称为“载置区域”)，包围该载置区域32的台阶部31相当于后述的环部件的配置区域。在该载置区域32的上面部设置有在绝缘膜上配置卡盘用电极33a而成的静电卡 盘33，晶片W以其周边边缘部突出的状态载置在该静电卡盘33上。上述卡盘用电极33a通过开关35与设置在处理容器20外的直流电源34电连接。此外，在静电卡盘33贯穿设置有未图示的多个喷出口，从未图示的气体供给部，对该静电卡盘33与晶片W之间的微小空间供给热介质气体例如He气体。此外，在载置台3的内部设置有未图示的升降销，构成为在未图示的外部的搬送臂与静电卡盘33之间进行晶片W的交接。在载置台3的内部设置有致冷剂流通室36，从设置在载置台3的外部的致冷剂供给部37循环供给致冷剂。即，从致冷剂供给部37经由供给通路36a向致冷剂流通室36供给的致冷剂，经由排出通路36b向载置台3外部排出，在致冷剂供给部37中通过冷却器冷却至规定温度之后，再次经由供给通路36a向致冷剂流通室36供给。此外，载置台3兼用作下部电极，通过匹配器39与高频电源部38连接。该高频电源部38，是为了对下部电极施加用于引入等离子体中的离子的偏压的偏压电源。另一方面，在处理容器20的顶部，隔着绝缘部件21与上述载置区域32相对地设置有喷淋头4，该喷淋头4经由供给通路42与气体供给系统41连接。在该喷淋头4的内部形成有缓冲室43，并且在其下表面贯穿设置有多个喷出口 44，构成为从气体供给系统41对缓冲室43供给的处理气体，经由喷出口 44朝向载置区域32—侧喷出。此外，喷淋头4兼用作上部电极，经由匹配器45与生成等离子体用的高频电源部46连接。进而，在处理容器20的底部设置有排气口 22，该排气口 22通过排气通路24连接有作为真空排气机构的真空泵25，在该排气通路24上设置有闸阀V和压力调整部23。此夕卜，在处理容器20的侧壁上，设置有能够通过闸门26开闭的晶片W的搬送口 27。在上述载置台3的上表面的周边边缘部形成的台阶部31的底面(台阶面)上，如图2和图3所示，隔着绝缘部件6和导热部件7设置有聚焦环5。该聚焦环5以包围载置区域32的方式设置在载置台3上，构成用于调整等离子体的状态的环部件，例如由硅等导电性部件构成。该聚焦环5的内周边缘遍及整周被切除而形成台阶部51，使从晶片W的载置区域32突出的周边边缘部被容纳在该聚焦环5的台阶部51。此外，以在载置区域32的外周面32a与聚焦环5的台阶部51的下部一侧的内周面52之间略微形成间隙的方式设定载置区域32和聚焦环5的形状。这样，将晶片W载置到载置区域32时，聚焦环5设置为从晶片W的周边边缘部的背面一侧包围侧方。
此外，在上述载置台3的台阶部31与聚焦环5的下表面之间，在载置台3上的晶片W的径向上并列地设置绝缘部件6和导热部件7。上述绝缘部件6，如图2和图3所示，在载置台3的上表面与聚焦环5的下表面之间，沿着聚焦环5，相对于载置台3上的晶片W的中心成同心圆状地设置，起到调整该聚焦环与晶片W的电位差从而将等离子体中的离子引入上述晶片W的背面一侧的作用。该示例的绝缘部件6构成为环状，设置为与聚焦环5的下表面接触，并且将聚焦环5的台阶部51的下部一侧的内周面52与载置台3的载置区域32的外周面32a之间的间隙填埋。该绝缘部件6，除了石英之外，例如还能够由二氧化硅(SiO2)、陶瓷、氮化铝(AlN)、蓝宝石等构成。此外，上述导热部件7位于与绝缘部件6在载置台3上的晶片W的径向上相邻的位置，并且是位于上述载置台3的上表面与上述聚焦环5的下表面之间与该上表面和下表面紧贴且沿着聚焦环5设置。该示例中，导热部件7相对于绝缘部件6设置在上述晶片W的径向外侧。该导热部件7，能够获得使聚焦环5冷却，使抑制自由基种和反应副产物等向晶片 W附着的效果变得显著这样的程度的导热性，该示例中由导热性高的材料、即填充有氧化铝的高分子硅凝胶构成。此外，导热部件7，除了上述高分子硅凝胶以外，还能够由硅类树脂、碳类树脂或氟类树脂等导热系数高的材料构成。在该示例中，构成为使绝缘部件6的上表面与导热部件7的上表面的高度一致，通过将聚焦环5载置在上述绝缘部件6和导热部件7上，使聚焦环5在被石英制的绝缘部件6限制高度的状态下设置在载置台3的台阶部31上。此时，作为导热部件7，由于使用了由粘合性的弹性体形成的填充有氧化铝的高分子硅凝胶，所以因其粘合性确保了导热部件7与聚焦环5之间、以及导热部件7与载置台3的台阶部31之间的密合性(紧贴性)。此外，将聚焦环5设置在绝缘部件6和导热部件7上时，分别设定上下方向的大小(高度LI)和左右方向的大小(宽度L2、L3)，使得晶片W与聚焦环5的电位差调整为规定的范围，并且使聚焦环5在左右方向(载置台3上的晶片W的径向)上不倾斜。上述等离子体蚀刻装置2由控制部100控制。该控制部100例如由计算机组成，具备程序、存储器、CPU。上述程序中编入有命令(各步骤)，使控制部100对等离子体蚀刻装置2的各部发送控制信号，使其执行规定的蚀刻处理。该程序被保存在计算机存储介质例如软盘、高密度磁盘、硬盘、MO(光磁盘)等的存储部中，安装到控制部100。此处，上述程序中也包括用于控制静电卡盘33的开关35、高频电源部38、46的接通和断开、气体供给系统41对处理气体的供给开始和供给停止、真空泵25的闸阀V的开闭等的程序，根据预先存储在控制部100的存储器中的处理方案控制上述各部。接着，说明上述等离子体蚀刻装置2的作用。首先，打开闸门26，从未图示的真空搬送室利用未图示的搬送臂经由搬送口 27将晶片W搬入处理容器20内。然后，晶片W通过未图示的升降销和上述搬送臂的协同作业被交接到静电卡盘33上，从而被吸附保持。而后，关闭闸门26之后，利用真空泵25对处理容器20内进行真空排气，同时从气体供给系统41通过喷淋头4供给规定的处理气体(蚀刻气体)。另一方面，从高频电源部46对喷淋头4供给等离子体生成用的高频电力，并且从高频电源部38对载置台3供给偏压用的高频电力，生成等离子体，用该等离子体对晶片W进行蚀刻处理。如上所述，在等离子体处理期间，由于载置台3上的晶片W暴露在等离子体中，从等离子体吸收热，而载置台3通过致冷剂的循环而冷却，维持在预先设定的基准温度，所以晶片W的热通过He气体向载置台3散热。因此，晶片W通过来自等离子体的热输入和向载置台3散热的作用的热平衡，而维持为规定的温度。此外，由于聚焦环5也暴露在等离子体中，从等离子体吸热，而聚焦环5隔着导热性高的导热部件7设置在载置台3上，由于导热部件7的粘合性使聚焦环5的下表面与导热部件7的上表面、导热部件7的下表面与载置台3的上表面分别紧贴，所以聚焦环5的热，如图4所示，通过导热部件7迅速地向载置台3导热。这样，从后述的实施例中可知，通过导热部件7，在等离子体处理期间使聚焦环5冷却，消除了载置台3上的晶片W与聚焦环5的温度差。结果是，抑制了自由基种和反应副产物选择性地进入晶片W的背面侧周边边缘部。这样，在等离子体处理中使聚焦环5冷却，消除了载置台3上的晶片W与聚焦环5的温度差，因此抑制自由基种和反应副产物向晶片W的附着的效果变得显著。进而，利用绝缘部件6调整聚焦环5的电位，调整聚焦环5与晶片W的电位差使晶片W的电位比聚焦环5低(向负方向增大)，等离子体中的离子被引入晶片W。由此，如图 4所示，控制等离子体中的离子的轨道使其绕向晶片W背面一侧，即使在晶片W背面形成上述聚合物，也能够用溅射除去该聚合物。此外，对绝缘部件6也照射等离子体，通过该等离子体的溅射，从由石英构成的绝缘部件6生成0自由基，利用该氧自由基也能除去在上述晶片W背面形成的聚合物。这样，对晶片W进行规定时间的蚀刻处理之后，停止处理气体的供给，停止来自高频电源部38、46的高频电力的供给，并且停止真空泵25对处理容器20内的真空排气，将晶片W向处理容器20的外部搬出。根据上述实施方式，由于在聚焦环5的下方一侧设置有绝缘部件6和导热部件7，使等离子体处理中的聚焦环5冷却，抑制了聚合物(沉积物)向晶片W的背面一侧周边边缘部附着。此时，由于导热部件7与载置台3上的晶片W成同心圆状地设置，所以聚焦环5在晶片W的周向上大致均匀地被冷却。此外，由于抑制了聚焦环5的温度上升，温度是稳定的，所以无需担心因聚焦环5的温度变化使绕向晶片W背面一侧的等离子体中的离子的轨道发生变化。因此，能够通过溅射稳定地除去在晶片W背面一侧形成的聚合物，减少上述聚合物的附着量。此外，绝缘部件6和导热部件7在载置台3上的晶片W的径向上相互相邻设置，聚焦环5载置在绝缘部件6和导热部件7上。此时，聚焦环5被由石英组成的绝缘部件6规定了高度，所以无需担心聚焦环5的高度发生变化，抑制了晶片W周边边缘的等离子体的紊舌L。此外，由于绝缘部件6与聚焦环5之间没有隔着导热部件7，无需担心聚焦环5的下方一侧的阻抗发生变化，等离子体处理中的聚焦环的电位是稳定的。这样，在聚焦环5和载置台3之间，隔着绝缘部件6将二者电连接的部位，和通过导热部件7将二者热连接的部位分别存在。由此，分别独立地进行基于绝缘部件6的电控制和基于导热部件7的温度控制，所以能够抑制这些控制的复杂化。进而，在上述实施方式中，由于设置为使绝缘部件6位于载置区域32 —侧，绝缘部件6位于载置台3上的晶片W的附近，迅速地进行上述的利用0自由基进行的聚合物的除去。以上，在本实施方式中，绝缘部件和导热部件只要在聚焦环5与载置台3之间，在载置台3上的晶片W的径向上相互相邻地设置即可，也可以如图5所示，以绝缘部件6相对于导热部件71设置在上述晶片W的径向的外侧的方式配置。在该示例中，导热部件71，以其内周面70与聚焦环5的台阶部51的下部一侧的内周面52在上下方向上一致的方式设置。接着，对于本发明的第二实施方式，参照图6和图7进行说明。该示例，在绝缘部件和导热部件在载置区域32的外方成同心圆状地设置的结构中，使第一绝缘部件62a和第二绝缘部件62b分别与导热部件72的左右两侧(载置台3上的晶片W的径向的两侧)相互相邻地设置。这样的结构，使绝缘部件62a、62b以及片状的导热部件72分别形成环状，在载置台3的台阶部31上表面，从载置台3上的晶片W的径向的内侧朝向外侧，使第一绝缘部件62a、导热部件72、第二绝缘部件62b按该顺序排列而形成。在该示例中同样地，使聚焦环5以由例如由石英构成的第一绝缘部件62a和第二绝缘部件62b限制其高度位置的状态被设置。此外，由于导热部件72具有粘合性，通过其粘合性使聚焦环5与导热部件72之间，以及导热部件72与载置台3之间分别紧贴。
在该结构中，在载置台3与聚焦环5之间，绝缘部件62a、62b和导热部件72在左右方向上相邻地设置，所以聚焦环5在周向上大致均匀地被冷却，能够减少附着在晶片W背面一侧的聚合物的附着量。此外，由于在导热部件72的左右方向的两侧设置有绝缘部件6，能够在进一步抑制了聚焦环5的高度的变化的状态下，确保导热部件72与聚焦环5和载置台3的密合性。进而，能够使基于绝缘部件62a、62b对聚焦环5的电控制、和基于导热部件72对聚焦环6的温度控制独立地进行。进而，导热部件71是被绝缘部件62a、62b包围的状态，所以导热部件72不容易被等离子体溅射。由此，能够抑制导热部件72的消耗和劣化，长期稳定地进行聚焦环5的温度控制。接着，使用图8 图10对于本实施方式的变形例进行说明。图8的示例表示绝缘部件63和导热部件73在载置区域32的外侧与该载置区域32成同心圆状地设置的结构中，使导热部件73沿着载置台3上的晶片W的周向，相互隔开间隔设置。此时，沿着图8中A-A线的截面如图6所示。此时，还可以如图9所示，在绝缘部件64的内部，将多个导热部件74与载置区域32成同心圆状地相互隔开间隔设置。此时，沿着图9中B-B线的截面如图6所示。上述图8和图9的结构，对例如由石英环构成的绝缘部件63、64隔开规定间隔形成切口，在该切口部位，填入由具有粘合性的弹性体形成的导热部件73、74而构成。此时，导热部件73、74以其上表面与聚焦环5紧贴，并且下表面与载置台3紧贴的方式分别设置于绝缘部件63、54上。在上述结构中，绝缘部件63(64)和导热部件73 (74)，以在载置台3与聚焦环5之间，绝缘部件63 ￠4)与导热部件73(74)的左右两侧相邻的方式设置，因此能够获得与上述第二实施方式同样的效果。此外，图10所示的例子是表示绝缘部件和导热部件在载置区域32的外侧与该载置区域32成同心圆状地设置的结构中，将绝缘部件65a 65c和片状的导热部件75a、75b，在载置台3上的晶片W的径向上叠层地设置。这样的结构，如图10 (a)、(b)所示，准备由石英环构成的绝缘部件65a 65c，用2个绝缘部件65a、65b (65b、65c)从两侧夹住环状的薄的片状导热部件75a(75b)而构成。导热部件75a(75b)，以其上表面与聚焦环5紧贴，并且下表面与载置台3紧贴的方式设置在绝缘部件65a 65c上。此处，为了与聚焦环5和载置台3热接触，上述导热部件75a (75b)的上下两端分别与聚焦环5的下表面以及载置台3的上表面和下表面紧贴地设置。此时，还可以如图10(c)所不,导热部件75a(75b)的上下两端设置为从绝缘部件65a 65c的上表面和下表面伸出，并且在聚焦环5的下表面和载置台3的上表面，设置有与上述伸出部分对应的槽部50、30，通过该伸出部分以及槽部50、30，使导热部件75a(75b)与聚焦环5和载置台3紧贴。该结构中，绝缘部件65a 65c与导热部件75a、75b，以在载置台3和聚焦环5之间绝缘部件65与导热部件75的左右两侧相邻的方式设置，所以能够获得与上述第二实施方式同样的效果。接着，参照图11说明本发明的第三实施方式。该示例构成为在绝缘部件66与载置台3之间设置多个下侧导热部件76a，并且在绝缘部件66与聚焦环5之间设置多个上侧 导热部件76b。上述多个下侧导热部件76a，在绝缘部件66与载置台3的上表面之间与二者紧贴，分别沿着聚焦环5环状地并且在聚焦环5的径向上相互分离地设置。此外，上述多个上侧导热部件76b，在绝缘部件66与聚焦环5的下表面之间与二者紧贴，分别沿着聚焦环5环状地并且在聚焦环5的径向上相互分离地设置。具体而言，例如如图11(b)所示，通过在例如由石英组成的绝缘部件66的上下，贴设有多个例如4个环状的片状的下侧导热部件76a和上侧导热部件76b而构成。此外，在各导热部件76a、76b,为了使在聚焦环5的径向上相互相邻的导热部件76a、76b之间的空间与处理容器20内的气氛连通，沿着周向形成有多个切口部77。此外，在该示例中，设置为绝缘部件66的表面一侧的导热部件76a与背面一侧的导热部件76b在上下方向相互不重叠，但也可以设置为上述导热部件76a、76b在上下方向相互重叠。此外，也可以使上述切口部77形成在下侧导热部件76a和上侧导热部件76b中的至少一方。在该结构中，在等离子体处理中，聚焦环5的热，按照上侧导热部件76b —绝缘部件66 —下侧导热部件76a —载置台3的路径移动，因此在等离子体处理中聚焦环5被冷却。由此，与上述第一实施方式同样能够减少聚合物向晶片W背面一侧周边边缘部的附着量。此外，因为导热部件76a、76b与载置区域32成同心圆状地设置，所以能够对聚焦环5沿着周向大致均匀地冷却。此外，由于导热部件76a、76b与绝缘部件66面接触，粘贴时绝缘部件66与导热部件76a、76b之间可能混入气泡。此时，因为在导热部件76a、76b形成有切口部77，对处理容器20内进行真空排气时，气泡从该切口部77漏出，结果是，等离子体处理时成为绝缘部件66与导热部件76a、76b之间几乎不存在气泡的状态。由此，导热部件76a、76b与绝缘部件66的接触状态在面内(聚焦环5的整个下表面)一致，所以聚焦环5的热在面内大致均匀地向载置台3 —侧移动，能够对聚焦环5大致均匀地进行温度调整。以上，在本发明中，如图12(a)所示，聚焦环5的下表面的高度位置在载置台3上的晶片W的径向上相互不同的情况也包括在本发明的范围内。此外，如图12(b)所示，例如使绝缘部件68和导热部件78在上述晶片W的径向上排列配置的情况下，使导热部件78的一部分进入绝缘部件68的内部，在上述左右方向的一部分上使绝缘部件68与导热部件78在上下方向上层叠的情况也包括在本发明的范围内。此外，也可以如图13所示，在载置台3的上表面与聚焦环5的下表面之间，相对于上述载置台3上的晶片W的中心成同心圆状地设置绝缘部件69，并且遍及该载置台3的外侧面、绝缘部件69的外侧面以及上述聚焦环5的外侧面，与这些外侧面紧贴地并且沿着聚焦环5设置导热部件79。在该结构中，聚焦环5的热通过导热部件79向载置台3导热，所以在等离子体处理时，聚焦环5被冷却。此时，导热部件79也可以构成为环状，也可以相对于载置台3上的晶片W的中心成同心圆状地相互隔开间隔设置。[实施例]使用图I的等离子体蚀刻装置对晶片W进行等离子体处理，测定此时的聚焦环5的温度变化。此时，从等离子体发生用的高频电源部46供给1200W的高频电力，将载置区域32上的晶片W设定为30°C，供给CF类气体作为处理气体，对5片晶片W连续地进行等离子体处理，通过使用低相干光的干涉的温度计测定聚焦环5的温度(实施例)。此外，使用石英环作为绝缘部件6，作为导热部件7使用由填充有氧化铝的高分子硅凝胶形成的厚度 为0. 5mm的导热膜。此外，作为比较例，对不设置导热部件7的情况也进行同样的等离子体处理，测定此时的聚焦环5的温度。图14表示该结果。可知比较例、实施例中，在等离子体发生的时刻聚焦环5的温度均上升，从等离子体向聚焦环5进行热输入。但是，在实施例中，可知即使经过了处理时间，聚焦环5的温度变化也大致相同，通过设置导热部件7使聚焦环5的热向载置台3移动，抑制了热向聚焦环5的累积，聚焦环5能够冷却到大约50°C左右。另一方面，在比较例中，可知伴随处理时间的经过，聚焦环5的温度上升，在继续等离子体的照射时，在聚焦环5中蓄热，聚焦环5上升至大约230度。 以上，本发明能够应用于不仅对半导体晶片W还对FPD (平板显示器)用的玻璃基板等基板进行等离子体处理的等离子体处理装置。此外，本发明能够应用于除了进行蚀刻处理之外，还进行灰化、CVD (化学气相沉积)、等离子体加工等的等离子体处理的等离子体
处理装置。
权利要求
1.一种等离子体处理装置，在载置台的基板载置区域载置基板，所述载置台设置于真空容器内且兼用作下部电极，所述等离子体处理装置对所述下部电极与上部电极之间施加高频电力使处理气体等离子体化，对基板实施等离子体处理，所述等离子体处理装置的特征在于，包括 环部件，其以包围所述基板载置区域的方式设置在所述载置台上，用于调整等离子体的状态； 绝缘部件，其在所述载置台的上表面和所述环部件的下表面之间沿着该环部件相对于所述载置台上的基板的中心呈同心圆状地设置，用于调整该环部件与基板的电位差，从而将等离子体中的离子引入基板的背面一侧；和 导热部件，其位于在基板的径向上与所述绝缘部件相邻的位置，并且在所述载置台的上表面与所述环部件的下表面之间与该上表面和下表面紧贴，而且沿着所述环部件设置。
2.如权利要求I所述的等离子体处理装置，其特征在于 所述绝缘部件的上表面与所述环部件接触。
3.如权利要求I或2所述的等离子体处理装置，其特征在于 所述绝缘部件设置于导热部件的、基板的径向上的内侧和外侧双方。
4.一种等离子体处理装置，在载置台的基板载置区域载置基板，所述载置台设置于真空容器内且兼用作下部电极，所述等离子体处理装置对所述下部电极与上部电极之间施加高频电力使处理气体等离子体化，对基板实施等离子体处理，所述等离子体处理装置的特征在于，包括 环部件，其以包围所述基板载置区域的方式设置在所述载置台上，用于调整等离子体的状态； 绝缘部件，其在所述载置台的上表面和所述环部件的下表面之间沿着该环部件相对于所述载置台上的基板的中心呈同心圆状地设置，用于调整该环部件与基板的电位差，从而将等离子体中的离子引入基板的背面一侧； 多个下侧导热部件，其在该绝缘部件与载置台的上表面之间与二者紧贴，分别沿环部件相对于所述载置台上的基板的中心呈同心圆状地设置，并且相互在环部件的径向上分离地设置；和 多个上侧导热部件，其在所述绝缘部件与环部件的下表面之间与二者紧贴，分别沿环部件相对于所述载置台上的基板的中心呈同心圆状地设置，并且相互在环部件的径向上分尚地设置。
5.如权利要求4所述的等离子体处理装置，其特征在于 上侧导热部件和下侧导热部件中的至少一方被形成切口，使得在环部件的径向上相互相邻的导热部件之间的空间与真空容器内的气氛连通。
6.一种等离子体处理装置，在载置台的基板载置区域载置基板，所述载置台设置于真空容器内且兼用作下部电极，所述等离子体处理装置对所述下部电极与上部电极之间施加高频电力使处理气体等离子体化，对基板实施等离子体处理，所述等离子体处理装置的特征在于，包括 环部件，其以包围所述基板载置区域的方式设置在所述载置台上，用于调整等离子体的状态；绝缘部件，其在所述载置台的上表面和所述环部件的下表面之间沿着该环部件相对于所述载置台上的基板的中心呈同心圆状地设置，用于调整该环部件与基板的电位差，从而将等离子体中的离子引入基板的背面一侧；和 导热部件 ，其与所述环部件的侧面、绝缘部件的侧面和载置台的侧面这些侧面之间紧贴，并且沿着该环部件设置。
全文摘要
本发明提供等离子体处理装置。通过控制环部件的温度抑制沉积物向基板背面的附着量。在电容耦合型的等离子体蚀刻装置中，以包围载置台的基板载置区域的方式，在该载置台上设置用于调整等离子体的状态的聚焦环。此外，在载置台的上表面与聚焦环的下表面之间，沿着聚焦环设置环状的绝缘部件，并且在相对该绝缘部件在晶片W的径向上相邻的位置、且在载置台的上表面与聚焦环的下表面之间，与上表面和下表面紧贴地设置导热部件。在等离子体处理时，聚焦环的热通过导热部件向载置台导热，所以聚焦环被冷却，能够减少沉积物向晶片W背面的附着量。
文档编号H01J37/32GK102737940SQ20121008905
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者山涌纯, 舆水地盐 申请人:东京毅力科创株式会社