等离子体处理装置、聚焦环和基座的制作方法

专利名称：等离子体处理装置、聚焦环和基座的制作方法
技术领域：
本发明涉及等离子体处理装置、聚焦环和基座。
背景技术：
广为人知的等离子体处理装置的示例包括CVD装置、蚀刻装置、 灰化装置等等。这样一种等离子体处理装置具有一个等离子体处理腔， 其中安装有--个基座，在基座上安装有晶片W，即被处理的对象。如 图16所示，该基座由盘形静电卡盘51组成，在卡盘51之上安装有晶片 W，聚焦环52是由仅仅是导电材料或仅仅是介电材料制成，并且设置 于静电卡盘51的上表面的外周边缘上。
当在晶片W上执行等离子体的处理时，晶片W安装于静电卡盘51 之上，然后在保持处理腔在一预定的真空度，状态是处理腔充满了处 理气体吋(例如，处理气体由C4Fs、 02和Ar组成)，晶片W通过静电 引力被固定在静电卡盘51上，高频电能可施加于静电卡盘51，因而从 处理腔的处理气体可产生等离子体。通过静电卡盘51之上的聚焦环52， 等离子体被聚焦于晶片W，因此，预定的等离子体处理(如干蚀刻(反 应离子蚀刻RIE)处理)在晶片W之上得到执行。这时，晶片W的温 度由于进行千蚀刻处理的过程而增加，但晶片W的冷却是通过内置于 静电卡盘51的冷却机构来完成的。在进行冷却时，背面的气体，如氦 气，具有优良的导热能力，使其从静电卡盘51的上表面流向晶片W的 背面，这样来改善静电卡盘51与晶片W之间的导热能力，因而，晶片 W被有效地冷却。
另一方面，在静电卡盘51的外周边缘的上表面与聚焦环52的背面 之间存在几微米宽度的缝隙，这是由于表面粗糙度所导致的聚焦环52 的背面的波动所造成的。当降低压力使处理腔处于真空状态时，这一 缝隙也呈真空状态，并因此形成一个真空绝热层；静电卡盘51与聚焦环52之间的导热能力降低，因而，聚焦环52连同晶片W不能有效地冷 却，结果，聚焦环52的温度与晶片W相比，进一步上升。由于聚焦环 52温度的上升，晶片W的外周部分比其内部温度变得更高，因而，外 周部分的蚀刻性能就减弱了，也就是说，空穴渗透特征(与晶片W的
表面有关的蚀刻所形成的空穴的垂直度)恶化，蚀刻选择性降低，等
坐 -、-j-。
尤其是，近年来，晶片W的直径的增长和超细处理方面有较快的
发展，因此造成大量的器件是由单一的晶片w生产的。因而在这种情 况下，也有器件也由晶片w的外周部分生产的情况。因此有必要防止
聚焦环52的温度升高，防止晶片W的外周部分的蚀刻特征恶化。
为防止聚焦环52温度升高，有必要提高聚焦环与静电卡盘之间的 导热性能；作为其导热性能得到提高的基座，如图17所示，已知的一 个基座66包括，静电卡盘62，具有内部的冷却剂通道61;聚焦环63， 设置于安装在静电卡盘62的表面之上的晶片W的外周边缘；在静屯卡 盘62与聚焦环63之间插入的导热介质64;以及一个固定夹具65，它把 聚焦环63挤压和固定在静电卡盘62上(参见日本特开(公开)第 2002-16126号公报(图l))。
根据基座66，从固定夹具65通过聚焦环63向导热介质64加载一个 负荷而导致导热介质64变形，因而填充了静电卡盘62与聚焦环63之间 的缝隙，因此增加了静电卡盘62与聚焦环63之间的密切接触程度，这 样，静电卡盘62与聚焦环63之间的导热能力得到改进。
进而，作为如图18所示的防止聚焦环的温度升高蚀刻装置，已知 的蚀刻装置75包括反应腔71内的静电卡盘72;设置于静电卡盘72上 表面部分的外周的聚焦环73;以及冷却机构(一个冷却单元)74，沿 聚焦环73的下表面设置，其中，冷却单元74具有一个衬底74a，它是由 具有良好导热性能的材料制成并与聚焦环73的下表面紧密接触，和冷 却剂管道74b，它位于衬底74a内，通过该冷却剂管道74b，冷却剂得以 循环(参见日本特开平(公开)11-330047号公报(图l))。
而且，作为另一个蚀刻装置，已知的装置中，将如氦(He)这样 具有良好的导热性能的背面气体，从静电卡盘的上表面流向聚焦环的 背面，这样通过静电卡盘与聚焦环之间存在的真空缝隙使背面气体扩散，因此以该背面气体充满这一真空缝隙，因而提高静电卡盘与聚焦 环之间的导热性能。
进一步，为提高静电卡盘与聚焦环之间的导热性能，还可以提高 聚焦环与静电卡盘之间的密切接触程度。为了这一目的，己知的蚀刻 装置具有以面向聚焦环的方式内置于静电卡盘的电极。根据这个装置， 电极带有电压，通过静电引力，电极吸引聚焦环靠近静电卡盘，这样 提高聚焦环与静电卡盘之间密切接触的程度。
然而，如上所述的基座66，除传统的基座的组成部分外，导热介
质64和固定夹具65是必须的，因此初始成本增加了。进而，固定夹具 65暴露于等离子体系统，因而随着重复完成等离子体处理，固定夹具 65也被消耗，导致定期的维护成为必须。因而也存在维护费用增加的 问题。
进--步说，内置于静电卡盘62的冷却剂通道61收集不仅是来自于 聚焦环63的热量，也收集来自于固定夹具65的热量，因此，存在着一 个问题，即聚焦环63的冷却效果不能如所希望的得到那么多的改进。
更进一步，对如上所述的蚀刻装置75，冷却单元74是必须的，因 此初始成本增加了；进而，如果冷却单元74暴露于等离子体环境，则 冷却单元74将随着重复执行等离子体处理而逐渐消耗，导致定期的维 护成为必然，因此也存在着维护成本增加的问题。
进而，在其它蚀刻装置中，静电卡盘与聚焦环之间的真空缝隙只 有很小的厚度，因此也使背面气体通过真空缝隙进行有效扩散变得不 太可能，结果静电卡盘与聚焦环之间的导热性能不能得到有效的提高。 这样，存在聚焦环的冷却效果不能如所希望的得到那么多的改进的问 题。
进一步说，等离子体处理一般包括多个步骤，用于产生等离子体 的高频电能的数量值可能随着每个步骤而变化，因此，聚焦环的温度 也可能变化。但是，背面气体的压力以及施加在内置于静电卡盘的电 极的电压并不随着步骤的改变而变化，而在整个等离子体处理中更是 一个常量，因而，聚焦环与静电卡盘之间的导热性能并不发生变化。 这样就产生一个问题，即高频电能数量值变化所引起的聚焦环温度的 变化不能被抑制，因而聚焦环的冷却效果不能得到提高。

发明内容
本发明的目的是，提供等离子体的处理装置、聚焦环和基座，以 促使聚焦环的冷却效果得到极大的提高，同时防止费用的增加。
为达到以上目的，本发明的第一方面，提供等离子体处理装置， 它包括， 一个基座，具有一个静电卡盘，在其上载置一个要进行等离 子体处理的被处理体，和一个聚焦环，其具有一个与所述静电卡盘接 触的接触部分；其中，所述聚焦环具有一个形成所述接触部分的介电 材料部分，和一个与所述静电卡盘面对并有所述介电材料部分存在于 其间的导体材料部分。
根据本发明的第一方面，聚焦环具有介电材料部分，该部分形成 与静电卡盘相接触的接触部分，以及与所述静电卡盘面对并有所述介 电材料部分存在于其间的导体材料部分。结果，当对被处理体进行等 离子体处理时，在静电卡盘与聚焦环之间产生静电引力的电荷数量可 以是非常大的，因而，可增加静电卡盘与聚焦环之间的静电引力，也 增加了静电卡盘与聚焦环之间的密切接触程度，因而可提高静电卡盘 与聚焦环之间的导热性能。聚焦环的冷却效率因此得到极大的改进， 同时防止基座费用的增加。
优选的是，介电材料部分在聚焦环的径向具有一个固定厚度。
根据这个优选方式，介电材料部分在聚焦环的径向具有一个固定 厚度。因此，可以使静电卡盘与导体材料部分之间的静电引力是不变 的，从而，可以使静电卡盘与聚焦环之间的密切接触程度均匀一致。 这样，聚焦环可得到均匀冷却，因此，可以阻止蚀刻特性的局部退化 的发生。
优选的是，介电材料部分由构成导体材料部分的材料的氧化物组成。
根据这个优选方式，介电材料部分由构成导体材料部分的材料的 氧化物组成。因此，介电材料部分可通过氧化导体材料部分而形成。 因此，聚焦环很容易形成，此外，能够容易阻止介电材料部分与导体 材料部分之间出现缝隙。
优选的是，构成导体材料部分的材料是硅。根据这个优选方式，构成导体材料部分的材料是硅。因此，该材 料容易获得，从而可进一步阻止基座费用的增加。
优选的是，构成介电材料部分的材料是硅的二氧化物。
根据这个优选方式，构成介电材料部分的材料是硅的二氧化物。 因此，介电材料部分容易被形成，从而能可靠地阻止基座费用的增加。
为了达到上述目的，本发明的第二方面，提供一种聚焦环，具有 一个与静电卡盘接触的接触部分，在静电卡盘上载置载置一个要进行 等离子体处理的被处理体，该聚焦环包括 一个形成接触部分的介电 材料部分；和一个与静电卡盘面对并有介电材料部分存在于其间的导 体材料部分。
根据本发明的第二方面，该聚焦环包括 一个形成接触部分的介 电材料部分；和一个与静电卡盘面对并有介电材料部分存在于其间的 导体材料部分。结果，当对被处理体进行等离子体处理时，在静电卡 盘与聚焦环之间产生静电引力的电荷数量可以是非常大的，因而，可 增加静电卡盘与聚焦环之间的静电引力，也增加了静电卡盘与聚焦环 之间的密切接触程度，因而可提高静电卡盘与聚焦环之间的导热性能。 聚焦环的冷却效率因此得到极大的改进，同时防止基座费用的增加。
为了达到上述目的，本发明的第三方面，提供一种基座，包括 一个静电卡盘，在其上载置一个要进行等离子体处理的被处理体；和 一个聚焦环，其具有一个与所述静电卡盘接触的接触部分，其中，聚 焦环具有一个形成接触部分的介电材料部分，和一个与静电卡盘面对 并有介电材料部分存在于其间的导体材料部分。
根据本发明的第三方面，聚焦环具有一个形成接触部分的介电材 料部分，和一个与静电卡盘面对并有介电材料部分存在于其间的导体 材料部分。结果，当对被处理体进行等离子体处理时，在静电卡盘与 聚焦环之间产生静电引力的电荷数量可以是非常大的，因而，可增加 静电卡盘与聚焦环之间的静电引力，也增加了静电卡盘与聚焦环之间 的密切接触程度，因而可提高静电卡盘与聚焦环之间的导热性能。聚 焦环的冷却效率因此得到极大的改进，同时防止基座费用的增加。
为了达到上述目的，本发明的第四方面，提供一种等离子体处理 装置，包括 一个基座，具有一个静电卡盘，在其上载置一个要进行等离子体处理的被处理体，和一个聚焦环，其具有一个在被处理体外 周与静电卡盘接触的接触部分；和设置于接触表面的热交换机构，用 于执行与聚焦环的热交换。
根据本发明的第四方面，等离子体处理装置在静电卡盘与聚焦环 之间的接触表面具有热交换机构。结果，在静电卡盘与聚焦环之间不 要求冷却单元，而且，可极大提高静电卡盘与聚焦环之间的导热能力， 由此可大大提高聚焦环的冷却效率，同时阻止费用的增加。
优选的是，热交换机构包括一个凹槽，设置于接触表面并填充有 导热介质。
根据这个优选方式，热交换机构包括一个凹槽，设置于所述接触 表面并填充有导热介质。结果，可使导热介质在静电卡盘与聚焦环之 间容易地扩散，因此，聚焦环的冷却效率可得到大大地提高。
更为优选的是，导热介质是高登(Galden)液体。 根据这个优选方式，导热介质是高登液体。结果，可容易获得导 热介质，因此，易阻止费用的增加。
更为优选的是，凹槽在聚焦环中形成。
根据这个优选方式，凹槽在聚焦环中形成。结果，可增加聚焦环 与导热介质之间的接触范围，而且可适当地减小聚焦环的硬度，由此 可使聚焦环变形，以适合静电卡盘的形状，从而可提高静电卡盘与聚 焦环之间的密切接触程度。因此，聚焦环的冷却效率可得到极大地提
可选择的是，凹槽在静电卡盘中形成。
根据这个优选方式，凹槽也可在静电卡盘中形成。因此，没有必 要在聚焦环中形成凹槽，由此可降低聚焦环的初始成本，从而可阻止 费用的增加。
更为优选的是，凹槽的深度不小于0.1mm。
根据这个优选方式，凹槽的深度不小于0.1mm。结果，可使传导性 变大(可减小导热介质的流阻)，因此，导热介质可快速地填充到凹 槽中，由此聚焦环的冷却效率可得到显著地提高。
更为优选的是，使凹槽角部钝化。
根据这个优选方式，使凹槽角部钝化。结果，可阻止凹槽中出现缝隙，因此可提高聚焦环的耐用性，由此可阻止维护费用的增加。
更为优选的是，凹槽包括至少一个具有与聚焦环同心的环形的凹槽。
根据这个优选方式，凹槽包括至少一个具有与聚焦环同心的环形 的凹槽。结果，可使导热介质在聚焦环与静电卡盘之间的接触表面上 均匀扩散，因此，可均匀冷却聚焦环。
优选的是，热交换机构包括用于冷却所述聚焦环的冷却机构。 根据这个优选方式，聚焦环被冷却。结果，蚀刻处理过程中产生 的沉淀物将附着于聚焦环上，从而阻止沉淀物附着于被处理体上。由 于这种沉淀物与被处理体分离，因此，当移开被处理体时，可阻止出 现颗粒污染物。
有利地是，热交换机构包括一个供应通道，它给所述接触表面供 应导热气体，等离子体处理装置进一步包括一个控制器，它控制从所 述热交换机构供应的导热气体的压力，并且其中等离子体处理包括多 个步骤，所述控制器根据每个步骤来改变所供应的导热气体的压力。
根据这个优选方式，控制器根据等离子体处理的每个步骤，有利 地改变所提供的导热气体的压力。因此，即使用于等离子体生成的高 频电压在每个步骤发生变化，聚焦环与静电卡盘之间的导热能力仍可 随着高频电压的变化而变化，因此可稳定地执行聚焦环的冷却。因此， 可阻止出现被处理体的蚀刻特性的局部恶化。
有利地是，等离子体处理装置进一步包括一个以面对聚焦环的方 式内置于静电卡盘的电极，和一个控制器，控制施加给电极的电压， 其中，电极通过静电引力把聚焦环吸引到静电卡盘，等离子体处理包 括多个步骤，控制器根据每个步骤来改变施加给电极的电压。
根据这个优选方式，控制器根据等离子体处理的每个步骤有利地 改变施加于内置于静电卡盘中的电极的电压。因此，即使等离子体生 成的高频电压在每个步骤发生变化，聚焦环与静电卡盘之间的导热能 力仍可随着高频电压的变化而变化，因此可稳定地执行聚焦环的冷却。 因此，可阻止出现被处理体的蚀刻特性的局部恶化。
更为优选的是，热交换机构把聚焦环的温度降低到低于静电卡盘 的温度至少2(TC。根据这个优选方式，热交换机构把聚焦环的温度降低到低于静电 卡盘的温度至少2(TC。因此，沉淀物能可靠地附着于聚焦环上。
更为优选的是，热交换机构把聚焦环的温度降低到不超过(TC。
根据这个优选方式，聚焦环的温度被降低到不超过o。c。因此，可
使沉淀物更可靠地附着于聚焦环上。
有利地是，热交换机构包括用于加热聚焦环的加热机构。 根据这个优选方式，聚焦环被有利地加热。结果，可移除附着的
沉淀物。因此，可加长聚焦环的更换周期，从而降低维护费用。 可选择的是，聚焦环进一步包括用于加热聚焦环的第二加热机构。 根据这个优选方式，聚焦环还可包括用于加热聚焦环的第二加热
机构。结果，可简化热交换机构的结构，因此降低装置的初始成本。 可选择的是，聚焦环被暴露于净化气体中。 根据这个优选方式，聚焦环可暴露于净化气体中。这样，容易移
另外:聚焦环被暴露于等离子体中。
根据这个优选方式，聚焦环可暴露于等离子体中。这样，在等离 子体处理过程中，可移除附着于聚焦环的沉淀物。因此，在不降低等 离子体处理的效率的情况下，可移除沉淀物。
可选择的是，热交换机构包括一个帕耳帖效应(Peltier)器件。 根据这个优选方式，热交换机构可包括一个帕耳帖效应(Peltier) 器件。这样，不需要导热介质。因此，可简化热交换机构的结构，从 而降低装置的初始成本。
为了达到上述目的，本发明的第五方面，提供一种聚焦环，在被 处理体周围具有一个与静电卡盘接触的接触部分，在静电卡盘上载置一 个要进行等离子体处理的被处理体，该聚焦环包括设置于接触表面的热 交换机构，用于执行与聚焦环的热交换。
根据本发明的第五方面，该聚焦环在静电卡盘与聚焦环之间的接 触表面具有热交换机构。结果，在静电卡盘与聚焦环之间不要求冷却 单元，而且，可极大提高静电卡盘与聚焦环之间的导热能力，由此可 大大提高聚焦环的冷却效率，同时阻止费用的增加。
为了达到上述目的，本发明的第六方面，提供一种基座，包括一个静电卡盘，在其上载置一个要进行等离子体处理的被处理体； 一个 聚焦环，其具有一个在被处理体外周与所述静电卡盘接触的接触部分； 和设置于所述接触表面的热交换机构，用于执行与所述聚焦环的热交 换。
根据本发明的第六方面，基座在静电卡盘与聚焦环之间的接触表 面具有热交换机构。结果，在静电卡盘与聚焦环之间不要求冷却单元， 而且，可极大提高静电卡盘与聚焦环之间的导热能力，由此可大大提 高聚焦环的冷却效率，同时阻止费用的增加。
结合附图及其下面的


，本发明的上述和其它目的、特点 和优势将更是显而易见的。

图l是一个示意本发明的第一实施例中使用一个基座的等离子体 处理装置的构造的截面图。
图2是一个根据第一实施例，示意基座构造的截面图。 图3是一个根据第一实施例的变体，示意基座构造的截面图。 图4是一个根据第一实施例的另一个变体，示意基座构造的截面图。
图5是一个根据本发明的第二实施例，示意基座构造的截面图。 图6是一个根据本发明的第三实施例，示意基座构造的截面图。 图7A和7B是示意图6中出现的导热气体输入凹槽的构造的截面图。
图7A是示意从接触表面的视角所观察的聚焦环的视图。 图7B是沿着图7A中的线I II-II I所获得的截面图。 图8A和8B是示意在连续干蚀刻处理中He压力和F/R卡盘电压的变 化的序列图。
图9是一个根据本发明的第四实施例，示意基座构造的截面图。 图10是示意一个加热聚焦环的加热构件和被加热的聚焦环的构造 的截面图。
图ll是示意基座构造的截面图，该基座具有一个帕耳帖效应 (Peltier)器件。图12是一个示意本发明的第五实施例中使用一个基座的等离子体 处理装置的构造的截面图。
图13是一个示意图12中所示的等离子体处理装置的基本部分的构 造的截面图。
图14是示意随着聚焦环缝隙宽度G的变化的蚀刻状态变化的图形。 图15是示意随着聚焦环缝隙宽度G的变化的蚀刻状态变化的图形。 图16是一个示意等离子体处理装置中所使用的传统基座的构造的 截面图。
图17是一个示意传统基座的构造的截面图，其中聚焦环与静电卡 盘之间的导热能力得到提高。
图18是一个示意传统蚀刻装置的构造的截面图。
具体实施例方式
现在将参考示意优选实施例的附图来详细描述本发明。
图l是一个示意本发明的第一实施例中使用一个基座的等离子体 处理装置的构造的截面图。
在图1中，等离子体处理装置被构造为一种RIE类型等离子体处理 装置，具有一个圆柱腔体IO，它由一种金属组成，例如铝或不锈钢， 并作为安全的基础；这里的腔体10已经设置了盘形的下电极11，在其 上面载置一个晶片W，作为被处理体。下电极ll由例如铝组成，并由 圆柱支撑部分13，通过绝缘的圆柱支持元件12来支持，圆柱支撑部分 13从腔体10的底部垂直向上扩展。
在腔体10的一个侧壁与圆柱支撑部分13之间形成一个排气通道 14;在排气通道14的入口或在排气通道14中设置一个圆形挡板15;在 排气通道14的底部设置一个排气端口16，排气设备18通过排气管17与 排气端口16相连接。这里，排气设备18具有一个真空泵，把腔体10中 处理空间内的压力降低到一个预定的真空度。而且，排气管17具有一 个自动压力控制阀(下文简称为"APC")(图上未标明)，这是一 个可变的蝶形阀，这个APC自动控制腔体10的内部压力。进一步说， 闸式阀20起到打开和关闭晶片W输入/出端口 19的作用，该阀安装在腔 体10的一个侧壁上。产生等离子体和RIE的高频电源21，通过匹配单元22和电源反馈棒 23连接到下电极11上。高频电源21把预定的高频率如60MHz的高频电 能施加到下电极ll上。而且，设置喷射头24，作为具有接地电势的上 电极，它位于腔体10的顶部，稍后描述。来自高频电源21的高频电压 就这样施加到了下电极11和喷射头24之间。
通过静电引力吸引晶片W的静电卡盘25设置在下电极11的上表面 之上。静电卡盘25包括，盘形中心部分25a，和同心的环形外周部分25b; 相对于外周部分25b来说，中心部分25a是凸出的(在图l中向上)。而 且，中心部分25a由夹入中间的电极板25c构成，电极板25c包括在一对 介电薄膜之间的导体薄膜，而外周部分25b由夹入中间的电极板25d构 成，电极板25d包括在一对介电薄膜之间的导体薄膜；进而，DC电源 26通过开关27与电极板25c电连接，DC电源28通过开关29与电极板25d 电连接。静电卡盘25通过Johnsen-Rahbek力或库仑力吸引和保持晶片 W，这些力是由来自DC电源26的DC电压造成的。
围绕着静电卡盘25的中心部分25a环状的聚焦环30安装于静电卡 盘25的外周部分25b的上表面上。下电极ll，静电卡盘25以及聚焦环30 一起构成一个基座。
进一步说，下电极11的内部提供了一个同心的冷却剂腔31，例如， 它可在圆周方向扩展。例如，在预定温度的冷却剂如冷却水，可从冷 却器单元32输入到冷却剂腔31，通过泵33和34进行循环，静电卡盘25 之上的晶片W的处理温度可通过这一冷却剂的温度而进行控制。而且， 导热气体，如氦气，从导热气体供应单元35通过气体供应管线36，输 入到静电卡盘2 5与晶片W的背面之间的缝隙中，这样提高了晶片W与 静电卡盘25之间的导热性能。
位于顶部的喷射头24具有一个下表面电极板37，它具有许多气孔 37a，电极支撑38可拆卸地支撑着电极板37。而且，电极支撑38内部设 置了缓冲腔39，来自处理气体供应单元40的气体输送泵41与缓冲腔39 的气体输入端口38a相连。环形或同心延伸的磁铁42分布在腔体10的周 围。
等离子体处理装置的组成部分，如排气设备18、高频电源21、用 于静电卡盘的开关27和29、冷却器单元32、导热气体供应单元35、处理气体供应单元40等，都与控制这些组成元件的操作的控制器43相连接。
等离子体处理装置的腔体10内部，定向于一个方向的水平磁场是 由磁铁42形成的，并且一个RF (射频，即高频)电场是通过在下电极 11和喷射头24之间施加的高频电压在垂直方向上形成的；结果，通过 腔体10内的处理气体发生磁控管放电，在下电极ll的表面附近，从处 理气体产生高密度的等离子体。
在干蚀刻处理过程中，使用这个等离子体处理装置，首先开启闸 或阀20，待处理的晶片W被送入腔体10中，并安装在静电卡盘25之上。 处理气体(如包含CtF8、 02和氩气的混合气体，并以预定的流速比例 混合)以预先确定的流量和预先确定流速从处理气体供应单元40输入 到腔体IO，利用排气设备18等设备，将腔体10内的压力设定为一个预 定值。进而，高频电能从高频电源21施加到下电极11上，DC电源26的 DC电压施加到静电卡盘25的电极板25c上，从而吸引晶片W靠近静电卡 盘25。处理气体从喷射头24放电，这样就如上所述产生了等离子体， 晶片W的表面被这一等离子体产生的原子团、离子等等物质蚀刻了。
通过对下电极ll加以一个频率范围(至少50MHz)的高频，高频 通常大大高于传统的频率(通常不超过27MHz)，在这一等离子体处 理装置中，处理气体被电离为一个理想的状态。电离后气体成为等离 子体，因此，即使在低压下，也能形成高密度的等离子体。在这样一 个高密度的等离子体中，氧化和氮化处理可以完成，同时不对晶片W 产生损害，这样，高密度等离子体极大地有利于实现半导体器件的高 性能和低能耗。尤其是，有可能阻止由于等离子体中的高能粒子和例 如从处理腔的内壁放射的金属原子而导致晶片W破损和污染，这是由 高能粒子碰撞而引起的，因此，等离子体处理可应用于要求形成高质 量绝缘薄膜的闸门形成步骤。因而，根据本实施例的等离子体处理装 置，可解决晶片W的超细处理过程的发展中所引起的技术问题。
图2是示意第一实施例的基座构造的截面图。
根据第一实施例的基座可用在等离子体处理装置中，其中晶片W 上蚀刻的薄膜是氧化薄膜。
如图2所示和上文所述，根据第一实施例的基座包括下电极ll，放置在下电极11的上表面的静电卡盘25，以及聚焦环30，它安装在静电
卡盘25的外周部分25b的上表面。
其中下电极11具有冷却剂腔31，静电卡盘25具有位于中心部分25a 内的电极板25c，以及位于外周部分25b内的电极板25d，聚焦环30具有 介电材料部分30a，它形成与外周部分25b接触的接触部分，并具有导 体材料部分30b，它通过介电材料部分30a而面向外周部分25b。
这里，由于晶片W上蚀刻的薄膜是氧化薄膜，所以暴露于等离子 体的聚焦环30的一部分优先由硅(Si)构成，因此，导体材料部分30b 由硅构成，介电材料部分30a由二氧化硅(Si02)构成，二氧化硅是硅 的氧化物。
当使晶片W进行干蚀刻处理时，高频电源通过高频能源21，供给 下电极ll，以产生等离子体，来自DC电源26的高电压施加于电极板25c， 通过静电引力将晶片W吸引到中心部分25a，来自DC电源28的高电压施 加于电极板25d，通过静电引力将聚焦环30吸引到外周部分25b。施加 于电极板25c和25d的高电压被控制器43控制。当利用仅由导体材料构 成的传统聚焦环产生等离子体时，整个聚焦环变得与等离子体具有同 样的负电压，但是由于不存在任何阻碍聚焦环和静电卡盘之间的电荷 流动的物质，聚焦环上的负电荷通过聚焦环和静电卡盘之间的接触表 面，流出到静电卡盘。因此，产生聚焦环和静电卡盘之间的静电引力 的电荷被减少。另一方面，根据本发明的第一实施例的聚焦环30，导 体材料部分30b变得与等离子体具有同样的负电压，因此，在介电材料 部分30a和导体材料部分30b的界面处的介电材料部分30a中，由于感应 而产生正电荷，这样，通过在介电材料部分30a和静电卡盘25的界面处 的介电材料部分30a中的电介质极化，而产生负电荷。此外，在静电卡 盘25的表面部分由介电材料构成的情况下，通过在静电卡盘25和介电 材料部分30a的界面处的静电卡盘25的表面部分中的电介质极化，将产 生正电荷。通过这些电荷的工作，可增加静电卡盘25和聚焦环30之间 的静电引力。
这时，通过DC电源28施加于电极板25d的电压，由介电材料部分 30a的特定电阻来确定。特别地，如果特定电阻至少是1013Q，则由导 体材料部分30b感应出的电荷而产生的静电引力将是一个库仑力，这样所应用的电压将大约是1.5到4.0kV，反之，如果特定电阻小于1013Q， 则上述的静电引力将是一个Johnsen-Rahbek力，这样所应用的电压将大 约是0到1.0kV。
此外，介电材料部分30a的厚度在聚焦环30的径向是不变的；介电 材料部分30a的厚度越大，静电卡盘25和导体材料部分30b之间的导热 性能就越差，因此这个厚度优选低一些。然而，在目前的第一实施例 中，晶片W上蚀刻的薄膜是氧化薄膜，由二氧化硅构成的介电材料部 分30a将随着等离子体处理的重复执行而被消耗。因此，介电材料部分 30a的厚度至少是在一个维护周期中所消耗的厚度是必要的。
根据第一实施例的基座，聚焦环30由介电材料部分30a和导体材料 部分30b组成，前者形成了与外周部分25b接触的一个接触部分，后者 通过介电材料部分30a而与静电卡盘25的外周部分25b相面对。结果， 当对晶片W进行干蚀刻处理时，通过接触部分可以阻止从聚焦环30的 介电材料部分3 0 a向静电卡盘2 5的电荷流动，因此与传统的聚焦环相 比，可抑制产生静电引力的电荷的流失；因此，静电卡盘25与聚焦环 30之间的静电引力可以增加，并因而增加了静电卡盘25与聚焦环30之 间的密切接触程度，提高了这两者之间的导热性能。结果，将极大地 提高聚焦环30的冷却效率，同时没有增加基座的费用。
此外，介电材料部分30a的厚度在聚焦环30的径向是不变的，这样 使得静电卡盘25和聚焦环30之间的静电引力是不变的，因此使得静电 卡盘25与聚焦环30之间的密切接触程度是均匀的；因此，可均匀冷却 聚焦环30，从而可阻止蚀刻特征的局部退化的发生。
进一步说，构成导体材料部分30b的材料是硅，因此该材料的获得 是容易的，从而可进一步阻止基座费用的增加。进一步说，构成介电 材料部分30a的材料是二氧化硅，因此通过喷射可容易形成介电材料部 分30a，从而可靠地阻止基座费用的增加；此外，通过喷射形成的介电 材料部分30a，可使得与聚焦环30的接触部分的表面光滑，从而可进一 步提高静电卡盘25与聚焦环30之间的密切接触程度。
根据上文所述的第一实施例的基座，介电材料部分30a的厚度在聚 焦环30的径向是不变的；然而，可将介电材料部分30a构建成从聚焦环 30的内侧向外增加厚度，如图3所示，或可构建成从聚焦环30的外侧向内增加厚度，如图4所示。此外，介电材料部分30a可构建为从聚焦环30的内侧向外增加介电 常数，或可构建为从聚焦环30的外侧向内增加介电常数。 进而，将详细描述根据本发明的第二实施例的基座。 根据第二实施例的基座基本上具有先前第一个实施例中所描述的 相同构件和操作，因此这儿将略去与第一个实施例相重叠的结构和操 作方面的描述，下面仅描述与第一个实施例不同的结构和操作方面。 图5是示意本发明的第二实施例的基座构造的截面图。 根据第二实施例的基座可用在等离子体处理装置中，其中晶片W 上蚀刻的薄膜是多晶硅薄膜。如图5所示，根据第二实施例的基座，聚焦环30由介电材料部分 30c、导体材料部分30d和另一个介电材料部分30e组成，介电材料部分 30c形成了与静电卡盘25的外周部分25b接触的一个接触部分，导体材 料部分30d通过介电材料部分30c而与外周部分25b相面对，另一个介电 材料部分30e被安装在导体材料部分30d上。下电极11和静电卡盘25的构造与第一个实施例的完全相同。 这里，因为晶片W上蚀刻的薄膜是多晶硅薄膜，聚焦环30将要暴 露于等离子体的一部分优选是由硅之外的材料制成，因而，其它介电 材料部分30e是由二氧化硅制成。进而，介电材料部分30c也由二氧化 硅制成，导体材料部分30d由硅制成；导体材料部分30d的一部分暴露 于等离子体，并与其接触。当对晶片W进行干蚀刻处理时，DC电源28给电极板25d施加一个 高电压。当等离子体产生时，与等离子体接触的导体材料部分30d，与 等离子体一样，具有一个负电位，因此，在介电材料部分30c与导体材 料部分30d的界面中的介电材料部分30c上由于感应而产生正电荷，这 样，由于通过在介电材料部分30c与静电卡盘25界面中的介电材料部分 30c的电介质的极化而产生负电荷。进而，当静电卡盘25的表面部分是 由介电材料制成的情况下，在静电卡盘25的表面部分与介电材料部分 30c的界面上静电卡盘25的表面部分，由于电介质极化而产生正电荷。 静电卡盘25与聚焦环30之间的静电引力通过这些电荷的作用而能够增 加。这里，由于传统聚焦环是仅由介电材料制成，假定电极板25d和等 离子体是电容器的两个电极，即使是考虑到在这两个电极之间放入的 介电材料(聚焦环)上电荷不断累加，因为介电材料的厚度太大，电 容器的电容将是不足的，也就是说，这将不太可能累加到产生静电引 力的大量电荷。另一方面，根据本发明的第二个实施例的聚焦环30，假定电极板25d和导体材料部分30d是电容器的两个电极，两个电极之 间放入的介电材料是介电材料部分30c，它与传统聚焦环相比是足够薄 的，因此，电容器的电容可以做得非常大，也就是说，可以累加到可 以产生静电引力的大量电荷。介电材料部分30c与导体材料部分30d的厚度，在聚焦环30的径向 上是不变的，优选是这两个厚度的每一个都是小的。然而，现在的第 二个实施例中，在晶片W上蚀刻的薄膜是多晶硅薄膜，因而，由硅制 成的导体材料部分30d，将随着重复执行等离子体处理而被消耗。这样， 导体材料部分30d的厚度，有必要是在一个维护周期内将被消耗的最小 厚度。根据第二实施例的基座，聚焦环30具有介电材料部分30c和导体材 料部分30d，前者形成了与静电卡盘25的外周部分25b接触的一个接触 部分，后者通过与外周部分25b之间的介电材料部分30c而与外周部分 25b相对应。结果，当对晶片W进行干蚀刻处理时，产生静电引力的电 荷量可以是非常多的，因此，静电卡盘25与聚焦环30之间的静电引力 可以增加，并因而增加了静电卡盘25与聚焦环30之间的密切接触程度， 改善了这两者之间的导热性能，结果，将极大地提高聚焦环30的冷却 效率，同时没有增加基座的费用。这里，根据第二实施例的基座，介电材料部分30c的厚度在聚焦环 30的径向上是不变的；但是，如同稍早描述的根据第一实施例的基座 一样，介电材料部分30c可以这样来构建，即从聚焦环30的内部向外或 从聚焦环30的外部向内增加其厚度，更进一步，介电材料部分30c可这 样来构建，即从聚焦环30的内部向外或从聚焦环30的外部向内增加其 介电常数。根据以上所描述的第一和第二实施例的每一个基座，使用硅作为 材料构成导体材料部分，但任何与等离子体接触的可呈现负电荷的材料也可被使用，作为构成导体材料部分的材料，例如，半导体AL，或 其它相类似材料也可使用。结果，导体材料部分的感应电荷可进一步增加，因而进一步提高了静电卡盘25与聚焦环30之间的密切接触程度， 因此可进一步提高这两者之间的导热性能。
此外，根据以上所描述的第一和第二实施例的每一个基座，使用 二氧化硅作为材料构成介电材料部分，但任何绝缘材料(尤其是具有 高介电常数的材料O可被使用，作为构成介电材料部分的材料，例如， 氮化硅，耐酸铝等等可被应用。这里，如果构成导体材料部分的材料 的氧化物被用作构成介电材料部分的材料，则通过对导体材料部分进 行氧化而形成该介电材料部分。这样，聚焦环30可容易地形成，进而， 可阻止介电材料部分与导体材料部分之间的缝隙的发生，因而进一步 提高导体材料部分的感应电荷。
再者来说，形成介电材料部分的方法不限于喷射，CVD、浸渍等 方法也可使用，作为与材料一致的适当方法。
下一步，根据以上所描述的第一和第二实施例的每一个基座，静 电卡盘25和介电材料部分30a或30c彼此直接接触，但由导电硅橡胶等 材料制成的弹性抗热构件，可被插入静电卡盘25和介电材料部分30a或 30c之间，这样可进一步提高静电卡盘25和聚焦环30之间的导热性能。 氦气作为背面气体，可被充入静电卡盘25和介电材料部分30a或30c之 间，这样还可提高导热性能。
进而，将详细描述根据本发明的第三实施例的基座。
根据第三实施例的基座基本上具有先前第一个实施例中所描述的 相同构件和操作，因此这儿将略去与第一个实施例相重叠的结构和操 作方面的描述，下面仅描述与第一个实施例不同的结构和操作方面。
根据第三实施例的基座，如同下面将要描述的，来自导热气体供 应单元35的导热气体(导热介质)，如氦气，通过气体供应管线46被 输入到静电卡盘25的中心部分25a的上表面与晶片W的背面之间的缝 隙，静电卡盘25的外周部分25b的上表面与聚焦环30的背面之间的缝 隙，以及下电极11与静电卡盘25之间的缝隙，这样提高了晶片W和静 电卡盘25之间，聚焦环30与静电卡盘25之间，以及静电卡盘25和下电 极ll之间的导热性能。图6是一个示意组合图，表示根据第三实施例的基座的结构。 如图6中所示，同在第一个实施例中的基座一样，根据第三实施例
的基座包括一个下电极ll，位于下电极11上表面之上的静电卡盘25， 以及聚焦环30，它安装在静电卡盘25的外周部分25b的上表面上。
这里，气体供应管线46有一个晶片部位管线46a和聚焦环部位管线 46b，前者开口于中心部分25a的上表面，后者开口于外周部分25b上表 面的两个地方；聚焦环部位管线46b的两个开口对称分布于外周部分 25b的上表面，以使中心部分25a的中心处于这两个开口的中间(参见 图7A)。
晶片部位管线46a具有一个PCV(压力控制阀)80和一个开/关阀81; PCV80和开/关阀81连接到控制器43 ，它控制PCV80和开/关阀81的操 作。PCV80控制从晶片部位管线46a供应到晶片W的背面的氦气压力， 开/关阀81关闭来自于导热气体供应单元35的晶片部位管线46a，以对控 制器43的命令作出响应。
聚焦环部位管线46b同样具有PCV82和开/关阀83; PCV82和开/关 阀83连接到控制器43，它控制PCV82和开/关阀8的操作。PCV82控制从 聚焦环部位管线46b供应到导热气体导入凹槽44 (下文有说明)的氦气 的气压，开/关阀83关闭来自导热气体供应单元35的聚焦环部位管线 46b，以对控制器43的命令作出响应。
进而，聚焦环部位管线46b具有聚焦环部位管线46b的开口与开/关 阀83之间的腔释放系统84，腔释放系统84由两个管线85a和85b组成。 管线85a和85b每一个都有一端与聚焦环部位管线46b相连，而另一端彼 此相连，形成一个与腔体10的内部相连接的单一管线。管线85a有一个 开/关阀86，管线85b有一个开/关阀87和一个收缩管88。开/关阀86和87 连接到控制器43，用于控制开/关阀86和87的操作。
更进一步，晶片部位管线46a也可有一个与腔释放系统84相似的系 统，如图6中所示。
优选是，设置多个晶片部位管线46a，每个都以与中心部分相对的 方式开口于中心部分25a的上表面和晶片W的背面的周边部分，其中晶 片W的温度可以适当地控制。
进而，聚焦环30具有一个导热气体导入凹槽44，它形成于与外周部分25b接触的接触表面(接触部分)；聚焦环30的材料要适当选择，
以与晶片w蚀刻的薄膜类型一致，例如，当晶片w蚀刻的薄膜是氧化 薄膜时，可以使用硅，而当晶片w蚀刻的薄膜是多晶硅薄膜时，则使
用二氧化硅。氮化硅(SiN)，阳极氧化处理过的铝(Al)，碳化硅(SiC)， 等等也可以使用。
图7A和7B是示意图，表示图6中的导热气体导入凹槽44的结构； 尤其是，图7A是当从接触表面观察的表示聚焦环30的一个视图，图7B 是图7A中管线的I II-II I截面图。
如图7A和7B所示，导热气体导入凹槽44在接触表面上形成具有与 聚焦环30同中心的环形的内圈导入凹槽44a;具有与聚焦环30同中心的 环形并且环绕着内圈导入凹槽44a的外圈导入凹槽44b;以及把44a和 44b连接起来的径向导入凹槽44c。外圈导入凹槽44b的直径大约等于聚 焦环部位管线46b在外周部分25b的上表面的两个开口之间的距离。
一般来说，聚焦环30的中心是与静电卡盘25的中心部分25a的中心 是一致的，因此当聚焦环30安装在外周部分25b的上表面时，聚焦环部 位管线46b的开口与外圈导入凹槽44b相对置，因此从聚焦环部位管线 46b的开口输入的氦气，被导入到导热气体导入凹槽44b。
进而，内圈导入凹槽44a，外圈导入凹槽44b以及径向导入凹槽44c 具有基本为长方形的横截面形状，例如宽度是lmm，深度是0.1到 l.Omm，优选是至少0.5mm，而且，使角部钝化。
进而，将描述氦气进入导热气体凹槽44的供应压力的变化(下文 简称为"氦气压")，并且在干蚀刻处理过程中，给电极板25d通以高 电压，以吸引聚焦环30靠近静电卡盘25的外周部分25b (下文简称为 "F/R卡盘电压")。
图8A和8B是连续的干蚀刻处理过程中氦气压和F/R卡盘电压变化 的顺序图。
在图8A和8B中，连续的干蚀刻处理包括PCV零点调节顺序，其 中进行PCV82的零点调节；渗漏检查顺序，其中可检查输入到导热气 体导入凹槽44的氦气的渗漏；搬入顺序，其中晶片W被搬入到腔体10;
处理顺序，其中对被搬入的晶片W进行干蚀刻；搬出顺序，其中经干 蚀刻处理后晶片W从腔体10搬出；下电极放电顺序，其中干蚀刻过程中已充电的下电极ll要进行放电；通过这些顺序的适当组合，完成连 续的干蚀刻处理。
首先，氮气被充入腔体IO (氮气净化开始)，打开APC，操作排
气设备18，这样减小腔体10内部的压力。
进而，在PCV零点调节顺序中，关闭PCV82，这样切断了导热气 体供应单元35到聚焦环部位管线46b，打开开/关阀83、 86和87。聚焦环 部位管线46b通过腔释放系统84而被排气设备18排空。排空操作在一个 预定的时间内继续进行，然后，基于聚焦环部位管线46b内部的压力， 执行PCV82零点调节顺序(PCV零点调节继续)。在持续的干蚀刻处 理过程的一开始执行PCV82的零点调节，可以在随后的顺序中准确地 控制氦气气压。进而，当腔体10内部的气压由于排空聚焦环部位管线 46b而降低时，腔体10内部与导热气体导入凹槽44内部之间的气压差别 可以被消除。结果，聚焦环30不会由于这样的气压差别而被隔离。
下一步，在渗漏检査顺序中关闭APC，由于APC的控制而提高了 腔休10内部的压力(下文简称为"APC控制的压力")，其中，APC 控伟iJ的压力设定为F/R卡盘引力压力，这是当检査渗漏吋的腔体10内部 的压力。当APC控制的压力升高， 一旦达到6.65Xl(^Pa (500托)，则 给电极板25d通以高电压，其中F/R卡盘电压设定为一个临时引力的F/R 卡盘临时引力电压，然后，2.5秒之后，F/R卡盘电压设定为一个用于主 引力的F/R卡盘吸力电压。直到APC控制的压力达到6.65X 1(^Pa才开始 向电极板25d通以高电压的原因是当腔体10内的压力较低时，即使对电 极板25d通以高电压，聚焦环30也不能被吸引至静电卡盘25。
然后，氦气被从聚焦环部位管线46b充入导热气体导入凹槽44，而 且一旦氦气压力达到F/R渗漏检查压力时，关闭PCV82 (氦气气压被置 于"关"状态)，在预定的时间过后，测量聚焦环部位管线46b内部的 压力，决定测量的压力是否处于预定的范围内。需指出的是，渗漏检 查可以选择不通过测量聚焦环部位管线46b内部的压力的方式进行，而 是通过测量聚焦环部位管线46b内部气体流速的方式进行。
如果测量的压力处于预定的范围内，然后，在搬入顺序中，打开 APC，同时把F/R卡盘电压设为搬入时间F/R卡盘电压，氦气压力设定 为搬入时间F/R冷却压力。 一旦氦气压力稳定下来，晶片W被搬入到腔体10，并被安装在且吸引到静电卡盘25，然后暂停向腔体10输入氮气 (氮气净化关闭)。
下一步，在处理顺序中，关闭APC,因而升高APC控制压力到--个处理压力，这是干蚀刻需要的腔体10内部的压力，并开始干蚀刻， 然后根据干蚀刻方法中的各个步骤，例如，氦气压力变为步骤1F/R的 冷却压力，再变为步骤2F/R的冷却压力，等等，同时，例如，F/R卡盘 电压变为步骤1的F/R卡盘电压，再变为步骤2的F/R卡盘电压，等等。 步骤1的F/R冷却压力和步骤1的F/R卡盘电压等值被提前设定，以使聚 焦环30的温度，即使在施加在下电极ll的高频电压和施加于电极板25c 的高电压随步骤的进行而变化时仍保持不变。根据本第三个实施例的 等离子体处理装置，步骤n的F/R冷却压力和步骤n的卡盘电压每一个都 设定为24步。
在完成干蚀刻之后，在搬出顺序中，打开APC， F/R卡盘电压设定 为搬出时间F/R卡盘电压，如在上文中所述的PCV零点调节顺序中一 样，关闭PCV82，打开开/关阀83、 86和87，执行PCV82的零点调节(PCV 零点调节继续)。之后，N/气被充入到腔体10 (N2净化开始)，氦气 压力设为搬出时间F/R冷却压力，晶片W在接受干蚀刻处理之后被从腔 体10中搬出。
在晶片W搬出后，在下电极放电顺序中，关闭APC，这样设定APC 控制的压力为处理压力，执行下电极ll的放电。然后，在随后的搬入 顺序中，打开APC， F/R卡盘电压设定为搬入时间F/R卡盘电压，氦气 压力设定为搬入时间F/R冷却压力，搬入N2气到腔体10的过程被中止 (N2净化关闭)。下一个晶片W (即第二个晶片W)则被搬入到腔体 10,然后安装并吸引在静电卡盘25。
下一步，处理顺序和搬出顺序如上文所述执行，当第二个晶片W 接受干蚀刻处理，并被搬出后，下电极放电顺序如上文所述而被执行。
上文中的搬入顺序，处理顺序，搬出顺序和下电极放电顺序重复 执行，以与一组中晶片W的数目一致，例如25。
不是把F/R卡盘电压和氦气压力设为零，并且在搬出顺序和搬入顺 序过程中执行聚焦环30的冷却，其原因是为下一个晶片W的干蚀刻作 准备，即完全去除聚焦环30的热量，这样，使所有的晶片W的干蚀刻条件完全一致。
进而，PCV82的零点调节总是在每一个搬入顺序中执行，艮卩，
PCV82零点调节通常是为每个处理顺序而进行。结果，氦气压力在每
个处理顺序中可以被准确地控制。
在一组中的下电极放电顺序在最后一次执行之后，打开APC，设 定F/R卡盘电压为搬入时间F/R卡盘电压，氦气压力设定为搬入时间F/R 冷却压力；然后经过预定的时间之后，关闭PCV82，打开开/关阀83、 86和87，这样执行聚焦环部位管线46b的排气。当氦气已从聚焦环部位 管线46b被移除之后，氦气压力再次设定为搬入时间F/R冷却压力，并 且F/R卡盘电压设定为零，这样就消除了聚焦环30对静电卡盘25的静电 引力。
应指出的是，F/R卡盘电压和氦气压力在图8A和8B中顺序表中的 曲线起伏变化，只表示F/R卡盘电压和氦气压力变化的值，不表示值的 大小。
根据图8A和8B的顺序，设定的F/R卡盘电压和氦气压力的值，在 搬入顺序、处理顺序和搬出顺序中是变化的，尤其是，处理顺序中的 每--步都是变化的，因此聚焦环30的冷却可以平稳地完成。晶片W蚀 刻特征的局部退化的发生因而能够被防止。
根据第三实施例的基座，聚焦环30具有导热气体导入凹槽44，它 形成于与静电卡盘25的外周部分25b接触的接触表面，当聚焦环30被安 装在外周部分25b的上表面时，聚焦环部位管线46b的开口与导热气体 导入凹槽44相对置，因此，来自聚焦环部位管线46b的氦气被充入导热 气体导入凹槽44;随后，静电卡盘25和聚焦环30之间不再需要冷却单 元，而且，氦气可被有效地在静电卡盘25和聚焦环30之间扩散，进而， 聚焦环30与氦气之间的接触区域将被扩大。静电卡盘25和聚焦环30之 间的导热性能因此而被有效提高，聚焦环30的冷却效率被大大提高， 同时没有增加等离子体处理装置的费用。更进一步，导热气体导入凹 槽44可使聚焦环30的硬度适当降低，由此聚焦环30可以变形，以适应 静电卡盘25的形状，并提高静电卡盘25和聚焦环30之间的密切接触程 度。结果，还可以更大地提高聚焦环30的冷却效率。
而且，导热气体导入凹槽44的深度至少0.1mm，因而可使其导热性增大，这样，氦气可快速充入导热气体导入凹槽44，可显著地提高
聚焦环30的冷却效率。
更进一步，使导热气体导入凹槽44的角部钝化，可防止导热气体 导入凹槽44中裂纹的发生，这样可提高聚焦环30的耐久性，防止增加 维护费用。
而且，导热气体导入凹槽44在接触表面形成了一个具有与聚焦环 30同中心的环形的内圈导入凹槽44a，和一个具有与聚焦环30同中心的 环形并且环绕着内圈导入凹槽44a的外圈导入凹槽44b，以及把内圈导 入凹槽44a和外圈导入凹槽44b连接起来的径向导入凹槽44c;结果，氦 气可均匀地在静电卡盘25和聚焦环30之间(即，遍及接触表面)扩散， 因此聚焦环30可均匀冷却。
根据以上所述第三个实施例的基座，导热气体导入凹槽44在接触 表面具有两个同心部分；然而，导热气体导入凹槽44的结构不限于此， 可随着聚焦环30的大小和硬度而有适当变化，例如，单个环形部分， 或，三个或更多个环形部分。
而且，导热气体导入凹槽44不需耍具有径向导入凹槽44c;当导热 气体导入凹槽44不具有径向导入凹槽44c时，气体供应管线46面向内圈 导入凹槽44a的开口优选是设置于外周部分25b的上表面。
而且，聚焦环部位管线46b的开口数量不限于两个，聚焦环部位管 线46b的开口可分布于外周部分25b的上表面3处或更多处。
进而，根据本发明的第四个实施例的基座将被详细描述。
根据第四个实施例的基座基本上具有先前第三个实施例中所描述 的相同构件和操作，因此这儿将略去与第三个实施例相重叠的结构和 操作方面的描述，下面仅描述与第三个实施例不同的结构和操作方面。
图9是一个表示根据第四实施例的基座的结构截面示意图。
如图9中所示，根据第四实施例的基座又包括一个下电极ll，位于 下电极11上表面之上的静电卡盘25，以及聚焦环30，它安装在静电卡 盘25的外周部分25b的上表面上。
这里，静电卡盘25具有一个导热气体导入凹槽45，它形成于外周 部分25b的上表面；导热气体导入凹槽45在外周部分25b的上表面，已 经形成了具有与中心部分25a同中心的环形内圈导入凹槽45a，和具有与中心部分25a同中心的环形并且环绕着内圈导入凹槽45a外圈导入凹 槽45b，以及把内圈导入凹槽45a和外圈导入凹槽45b连接起来的径向导 入凹槽(没有示意)；气体供应管线46的聚焦环部位管线46b连接到外 圈导入凹槽45b。结果，聚焦环部位管线46b开口供应的氦气充入到导 热气体导入凹槽45。
一般来说，聚焦环30的中心是与静电卡盘25的中心部分25a的中心 是一致的，因此当聚焦环30安装在外周部分25b的上表面时，设置内圈 导入凹槽45a和外圈导入凹槽45b与聚焦环30同心。
此外，内圈导入凹槽45a，外圈导入凹槽45b以及径向导入凹槽具 有基本为长方形的横截面形状，例如宽度是lmm，深度是0.1到1.0mm， 优选是至少0.5mm，而且，使角部钝化。
根据第四实施例的基座，静电卡盘25具有导热气体导入凹槽45， 它形成于外周部分25b的上表面，气体供应管线46的聚焦环部位管线 46b连接到外圈导入凹槽45b，这样把氦气充入到导热气体导入凹槽45; 随后，静电卡盘25和聚焦环30之间不再需要冷却单元，并且可取消在 聚焦环30中形成导热气体导入凹槽的必要，而且，氦气可被可靠地在 静电卡盘25和聚焦环30之间扩散。静电卡盘25和聚焦环30之间的导热 性能因此而被有效提高，由此可大大提高聚焦环30的冷却效率，同时 降低等离子体处理装置的初始成本。
而且，导热气体导入凹槽45在外周部分25b的上表面，形成了一个 具有与中心部分25a同中心的环形的内圈导入凹槽45a，和一个具有与 中心部分25a同中心的环形并且环绕着内圈导入凹槽45a的外圈导入凹 槽45b，以及把内圈导入凹槽45a和外圈导入凹槽45b连接起来的径向导 入凹槽；结果，氦气可在外周部分25b的上表面被均匀地扩散，这个上 表面是外周部分25b和聚焦环30之间的接触表面，因此，可均匀地冷却 聚焦环30。
根据以上所述第四个实施例的基座，导热气体导入凹槽45在外周 部分25b的上表面，具有两个环形部分；然而，导热气体导入凹槽45的 结构不限于此，可随着聚焦环30的大小而有适当变化，例如，具有单 个环形部分，或，三个或更多个环形部分。
此外，根据以上所述的第三个实施例和第四个实施例的基座，仅聚焦环30和静电卡盘25中的一个具有导热气体导入凹槽，但是聚焦环
30和静电卡盘25也可每个均具有导热气体导入凹槽，因此可进一步提 高聚焦环30的冷却效率。
在干蚀刻处理过程中，除了处理气体产生的原子团外，要附着于 目标的沉积原子团趋于附着在低温度对象。对于传统的等离子体处理 装置，在干蚀刻处理过程中，由于内置于下电极等的冷却机构的冷却， 晶片W的温度仅上升到80。C左右。另一方面，由于碰撞原子团，聚焦 环的温度上升到20(TC到40(rC左右。因此，沉积原子团趋于附着在晶 片W上，尤其是，容易附着于晶片W的一部分从静电卡盘凸出出来的 背面，即晶片的斜面部分。
在晶片W上已经执行了干蚀刻处理后，当从等离子体处理装置中 取出晶片W时，附着于晶片斜面部分的沉积原子团可与晶片W分离。 分离的沉积原子团将仍然在等离子体处理装置内，在下一个和后续的 等离子体处理的执行过程中，将被周围流动的N2气抛散。被抛散的沉 积原子团可附着于晶片W的表面，因此引起粒子污染。
为了阻止这样的粒子污染的发生，优选使沉积原子团不要附着于 晶片斜面部分。作为阻止沉积原子团不要附着于晶片斜面部分的一种 方法，可以设想，例如，使02 (氧气)或氦气在聚焦环和静电卡盘之 间流动，这样在晶片斜面部分附近产生一个气体流动。然而，气体流 动也将扫除蚀刻原子团，因此，在晶片W的边缘部分，保持蚀刻均匀 将是不可能的。
另一方面，根据以上所述的第三个实施例和第四个实施例的基座， 通过把冷却剂，如高登液体，填充到导热气体导入凹槽44或45，来冷 却聚焦环，这样，沉积原子团被迫附着于聚焦环30。结果，可阻止沉 积原子团附着于晶片斜面部分，从而阻止粒子污染的发生。对为了冷 却聚焦环30，填充到导热气体导入凹槽44或45的冷却剂的类型没有特 定限制，但是高登液体容易得到，因此如果使用高登液体，则可确实 縮减等离子体处理装置的运行花费。
当冷却聚焦环30时,优选把聚焦环30的温度降低到低于静电卡盘25 至少2(TC。甚至在干蚀刻处理过程中，静电卡盘25的温度被下电极U 内的冷却剂腔31维持在20。C左右。把聚焦环30的温度降低到低于静电卡盘25至少2(TC时，聚焦环30的温度将被降低到不超过(TC。结果，沉 积原子团易附着于聚焦环30。
在沉积原子团已经大量附着于聚焦环30的情况下，更换聚焦环30 将是必要的，但聚焦环30的频繁更换将导致等离子体处理装置的维护 费用的增加，因此有必要使沉积原子团不要大量附着于聚焦环30。所 以，优选移除已经附着于聚焦环30的沉积原子团。
根据以上所述的第三个实施例和第四个实施例的基座，通过向导 热气体导入凹槽44或45填充高温介质，来加热聚焦环30。沉积原子团 通过高温而升华，因此通过加热聚焦环30，可移除附着的沉积原子团。 结果，聚焦环30的更换周期可得到延长，这样，可降低等离子体处理 装置的维护花费。
加热聚焦环的方法并不局限于填充高温导热介质。例如，聚焦环 可被一个覆盖聚焦环的外周表面的加热构件来加热(第二加热方法)。
图10是示意一个加热聚焦环的加热构件和被加热聚焦环的构造的
截面图。
在图10屮，聚焦环48的外半径设定的比较早描述的聚焦环30的外 半径小，并且聚焦环48的上表面成阶形以至于上表面的外周侧被降低。 加热构件47是一个具有倒L形横截面的环形构件；加热构件47的内周表 面覆盖聚焦环48的外周表面，而且，L形的凸出部分松散地适合聚焦环 48的上表面的阶形部分。加热构件47由硅(Si)、金刚砂(SiC) 、 二 氧化硅(Si02)等组成，温度易受原子团的碰撞而升高。
等离子体在等离子体处理装置内生成，由此引起原子团与加热构 件47进行碰撞，从而升高加热构件47的温度。被加热的加热构件47将 其热量向聚焦环48传递，从而加热聚焦环48。
通过利用加热构件47，可取消向导热气体导入凹槽44或45填充高 温介质的必要，因此，导热气体导入凹槽44或45，气体供应管线46和 导热气体供应单元的结构可被简化。
沉积原子团的移除不仅可通过加热聚焦环，而且可通过另一种方 法来实现。
例如，可通过使净化气体流入等离子体处理装置来移除沉积原子 团。特别地，等离子体从由02， NF3， SF6， CF4等构成的净化气体而产200810001389.6
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生，因此引起所产生的原子团与附着于聚焦环的沉积原子团相碰撞， 从而驱散沉积原子团，由此沉积原子团可容易从聚焦环移除。
而且，例如可通过在干蚀刻处理过程中，使聚焦环暴露于产生的 等离子体来移除沉积原子团。特别地，处理气体所产生的原子团被引 起与附着于聚焦环的沉积原子团相碰撞。结果，可在连续的干蚀刻处 理过程中，移除附着于聚焦环30的沉积物。因此，在不降低晶片W的 干蚀刻处理效率的情况下，可移除沉积物。
冷却和加热聚焦环的方法并不局限于利用上文所述的导热介质的
方法。例如，如图11所示，在聚焦环30与静电卡盘25之间的接触表面 设置一个Peltier (帕耳帖效应)器件49，来代替导热气体导入凹槽44或 45。在使用Peltier器件49的情形下，禾[J用DC电流容易执行冷却或加热， 因此不需要导热介质。这样，热交换机构的结构可被简化，从而可降 低等离子体处理装置的初始成本。在聚焦环30或静电卡盘25上可设置 Peltier器件49。
此外，加热聚焦环的方法除了上文所述的方法之外，也可使用利 用灯的照射来加热，或利用电阻器的热生成。
上文所述的加热和冷却聚焦环的方法的组合不受到限制；这些方 法的恰当组合可被使用。
根据第一到第四实施例的基座，静电卡盘25是盘形的，聚焦环30 是环形的，但静电卡盘25和聚焦环30的形状并不局限于这些形状；例 如，在被处理体是LCDs等的情形下，按照LCDs的形状，静电卡盘25 可以具有正方形板状，聚焦环30可以具有正方形框状。
进而，将详细描述根据本发明的第五实施例的基座。
图12是一个示意等离子体处理装置的构造的截面图，其中可根据 本发明的第五实施例来使用一个基座。
在图12中，形成一个处理容器的真空腔101例如由铝或类似的组 成，并形成圆柱形状。
真空腔101己经设置了一个基座102，用于安装晶片W，这个基座 102还作为一个下电极。而且，在真空腔101的顶部，设置一个还作为 上电极的喷射头103;基座102和喷射头103共同构成一对平行板电极。
在喷射头103上设置一个气体扩散腔104，而且，在喷射头103内设置大量小孔105，它们位于气体扩散腔104的下面。此外，喷射头103这 样被构建，即以便使处理气体供应系统106提供的预定处理气体(蚀刻 气体)通过气体扩散腔104来扩散，并且使大量小孔105提供的预定处 理气体具有向晶片W的喷射形式。在本实施例中，喷射头103被使得是 一个接地电压，但采用这样一个构造，其中高频电源连接到喷射头103， 高频电压施加于基座102和喷射头103 。
高频电源108通过匹配单元107连接到基座102，预定高频(例如， 一个从大约几百kHz到大约一百MHz的频率)的高频电源施加于基座 102。
此外，在基座102的晶片W安装表面上，设置一个用来吸引和保持 晶片W的静电卡盘J09。静电卡盘109具有这样一个构造，其中在绝缘 层109a中设置一个静电卡盘电极109b，并且DC电源110连接到静电卡盘 电极109b。此外，为了包围晶片W，在基座102的上表面设置一个聚焦 环lll。
聚焦环lll被构造为，例如总环形，但如图12所示并且在图13中被 详细示意，它由一个安装在基座102上的下构件llla,和一个安装在下 构件l 1 la上的上构件l 1 lb组成。
例如，下构件llla和上构件lllb每个都由硅或类似物组成，并构 造为一个环形形状。此外，在下构件llla和上构件lllb之间形成一个 缝隙lllc，并且如图13中的箭头所示，缝隙lllc作为处理气体的流动 通道。
在下构件llla内设置大量针形插入孔113 (在本实施例中，总共有 三个，沿着圆周方向120。的间隔)，并且针114被插入到每个针形插入 孑Lll3中。而且，在上构件lllb中对应针114设置固定孔115，上构件lllb 被支撑在针114上，在这种状态下，每个针114的尖端部分插入到对应 固定孔115中。这样，上构件lllb基本上安装在针114上，因此该结构 是通过提起的方式，上构件lllb与下构件llla可以分离，所以仅替代 上构件lllb是可能的。
而且，针114与下构件llla是可分离的，通过把针114替代为不同 长度的针，可改变下构件llla和上构件lllb之间的缝隙lllc的宽度(图 13所示的宽度G)。图13中所示的参考数字116表示把聚焦环111安置在基座102上一 个预定位置的定位针；设置总共两个这样的定位针116，在基座102上 它们彼此分离，在圆周方向上相差180。。而且，在下构件llla和上构件 111b中对应定位针116分别设置定位孔117和118。
此外，在基座102中形成用于冷却剂循环的冷却剂流动通道(没有 示意)，由此可把基座102的温度控制在一个预定温度。而且，设置一 个在基座102和晶片W的背面之间供应冷却气体，例如氦气的气体供应 机构(没有示意)，并且通过该冷却气体，促进基座102和晶片W之间 的热交换，从而可把晶片W的温度控制在一预定温度。
如图12所示，在真空腔101的底部设置一个排气口120，并且由真 空泵等组成的排气系统121连接到排气口120。
此外，在基座102的周围设置一个环形的排气圈122，延伸扩展并 与晶片W安装表面基本平行。在排气圈122中形成包括大量孔的排气通 道，并且通过利用排气系统121通过这些排气通道来执行抽空，在基座 102的周围形成均匀的处理气体流动。而且，排气圈122与接地电压电 连接，因此，阻止在基座102和喷射头103之间的处理空间中所形成的 等离子体被泄露到排气圈122下面的空间。
此外，在真空腔101的周围设置一个磁场形成装置123，这样可在 真空腔101内的处理空间中形成一个期望的磁场。 一个旋转装置124为 磁场形成装置123而设置，这样通过旋转真空腔101周围的磁场形成装 置123，可旋转真空腔101内的磁场。
进而，将描述利用上述所构造的等离子体蚀刻装置来执行等离子 体蚀刻处理。
首先，打幵真空腔101的闸门阀(没有图示)，它设置于搬入/出 端口 (没有示意)中，然后利用一个传输装置或类似的装置，晶片W 被运送到真空腔IOI，并被安装在基座102上。然后，安装在基座102上 的晶片W被吸住，并通过把来自DC电源110的预定DC电压施加到静电 卡盘109的静电卡盘电极109b而被保持。
进而，从真空腔101中撤出传输装置，关闭闸门阀，并利用排气系 统121的真空泵等，来抽空真空腔101的内部。 一旦真空腔101的内部己 经达到预定真空度，用于蚀刻处理的预定处理气体就从处理气体供应系统106经由气体扩散腔104和小孔105，引入到真空腔101中，并且真 空腔101的内部维持在预定压力，例如大约lPa (帕)到100Pa。
在这种状态下，来自高频电源108的预定频率的高频电源供给基座 102。通过施加给基座102的高频电源，在喷射头103和基座102之间的 处理空间中形成一个高频电场。此外，处理空间中的磁场形成装置123 形成一预定磁场。结果，从供应给处理空间的处理气体产生预定等离 子体，这样晶片W上的预定薄膜被该等离子体蚀刻。
这时，来自喷射头103的小孔105的、供应给晶片W的表面的处理 气体，从晶片W的表面的中心部分流向其外周部分，通过聚焦环lll的 下构件llla和上构件lllb之间的缝隙lllc，从晶片W的外周传递，然后 向下流动，从而被排气。在晶片W的周围均匀形成处理气体的流动。
这里，如果聚焦环没有缝隙lllc，则供应给晶片W的表面的处理 气体将在聚焦环上传递，并流出到环境中。因此，处理气体的流动将 停滞在晶片W的外周部分，从而整个晶片W的蚀刻速率可能下降，而 且，晶片W的外周部分的蚀刻速率与晶片W的中心部分的蚀刻速率不 同。相反，在本实施例中，与没有缝隙lllc的情形相比，可以使晶片 W的外周部分的处理气体的流动平稳，从而可以解决上文所述的问题， 也就是说，整个晶片W的蚀刻速率得到提高，并且晶片W表面上的蚀 刻速率的均匀性得到提高。
此外，在处理气体在聚焦环上传递，并流出到环境中的上述情况 下(也就是，在没有缝隙lllc的情况下)，随着聚焦环的消耗，聚焦 环的上表面的高度将下降，因此，与此相应，处理气体的流动将逐渐 改变。处理气体的滞留时间将因此而改变，从而晶片W上的蚀刻处理 的状态将改变；当聚焦环的消耗量仍相对低时，替换聚焦环将变得必 要。
与此相反，在本实施例中，处理气体经由缝隙lllc流入到环境中， 因此，由于晶片W的处理的状态中聚焦环的消耗，聚焦环的上表面的 高度中的变化效果可被抑制，从而可延长维护时间，即直到更换聚焦 环的时间。
此外，当这样的消耗己经发生时，通过仅更换上构件lllb，而不 用更换整个聚焦环lll,可降低更换部分的费用，从而降低运行费用。如上文所述，在己经执行了预定等离子体蚀刻处理后，停止来自 高频电源108的高频电源的供应，从而停止蚀刻处理，然后利用与较早 描述相反的过程，从真空腔101搬出晶片W。
图14和15中的曲线表示随着聚焦环lll中的缝隙lllc的缝隙宽度G 的变化，晶片W的每一部分的蚀刻状态的变化；在图14和15中，纵轴 表示蚀刻速率(nm/min)，横轴表示距晶片中心的距离(mm)。
被蚀刻的薄膜是 一 个SiN薄膜，所使用的蚀刻气体是 CHF3/CF4/Ar/02，流动速率分别是30、 75、 600和15sccm，以及在23.3Pa (175mTorr)的压力，和1000W (频率13.56MHz)的高频电源的条件 下执行蚀刻。此外，图14表示聚焦环lll的上构件lllb的厚度是1.5mm 的情形，图15表示聚焦环lll的上构件lllb的厚度是2.8mm的情形。在 这两种情形下，聚焦环lll的下构件llla的厚度是1.5mm。
如这些图表所示，与缝隙lllc的缝隙宽度G是零的情形相比，当缝 隙宽度G变宽到0.5mm、 1.5mm和2.5mm时，整个晶片W的蚀刻速率增 加。
此外，特别是图M中的图表的清晰示意，当缝隙lllc的缝隙宽度G 是零时，晶片W的外周部分的蚀刻速率变得比晶片W的中心部分的蚀 刻速率低，但当变宽缝隙lllc的缝隙宽度G时，晶片W的外周部分的蚀 刻速率的增加超过晶片W的中心部分的蚀刻速率，因此，晶片W的表 面上的蚀刻速率的均匀性可被提高。
这里，如上文所述，图15表示上构件lllb的厚度是2.8mm的情形， 图14表示上构件lllb的厚度是1.5mm的情形；因此，图14中示意的结果 实质上表示，从图15中示意的状态，1.3mm的上构件lllb已经被消耗的 状态的结果。例如，从对于缝隙lllc的缝隙宽度G是2.5mm的情形下图 15和图14之间的蚀刻状态的变化，以及缝隙宽度G是零的情形下的这个 变化中清晰地看到，与缝隙宽度G是零的情形的相比，在缝隙宽度G是 2.5mm的情形下，晶片W的表面上的蚀刻速率均匀下的聚焦环的消耗效 果被降低。与缝隙宽度G是零的情形相比，在缝隙宽度G是2.5mm的情 形下维护频率，即更换聚焦环的频率被降低。
如果使得缝隙宽度G比0.5mm窄，则由于电导的下降，而削弱作为 处理气体流动通道的缝隙lllc的操作，这样，在上文所述的操作效果方面的明显差别消失。因此，优选使缝隙宽度G至少是0.5mm。
如上文所述，根据本实施例，通过使用聚焦环lll，整个晶片W的 蚀刻速率被增加，从而生产量得到增加，因此生产力被提高。
此外，在蚀刻处理过程中，其中如果缝隙宽度G是零，则晶片W的 外周部分的蚀刻速率变得比晶片W的中心部分的蚀刻速率低，通过利 用根据本实施例的聚焦环lll，以及适当地调节缝隙宽度G，晶片W的 外周部分的蚀刻速率的增加超过晶片W的中心部分的蚀刻速率，晶片 W的表面上的蚀刻速率的均匀性可被提高，因此可执行高精确度的蚀 刻处理。
此外，根据本实施例，可降低如更换聚焦环lll维护频率，可提高 装置的正常运行时间比例，以及可提高生产力；而且，当聚焦环lll的 消耗已经发生时，通过仅更换上构件lllb，即仅聚焦环lll的一部分， 可以降低运行费用。
在上文所述的实施例中，本发明应用于半导体晶片的蚀刻；然而，
本发明并不局限于这种情况，也可类似地应用于在其它衬底上执行蚀 刻的情形，如液晶显示装置的玻璃衬底上。
在上文所述的等离子体处理装置中，根据一个维护周期中将消耗 的聚焦环的厚度，可提前设定聚焦环冷却压力和聚焦环卡盘电压的值。 此外，利用如光学传感器的检测方法，可检测聚焦环的消耗程度，并 且把检测值反馈给聚焦环冷却压力和聚焦环卡盘电压的设定值，从而 为下次执行处理，在处理处方中反射聚焦环的消耗程度。
此外，本发明不仅可应用于蚀刻装置，而且可应用于其它等离子
体处理装置，如CVD装置和灰化装置。
权利要求
1.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括收容被处理基板的处理容器；设置在所述处理容器内并载置所述被处理基板的载置台；向所述处理容器内供给规定的处理气体的处理气体供给机构；使所述处理气体等离子体化的等离子体发生机构；和以包围所述被处理基板的周围的方式配置的聚焦环，其包括形成为环状的下侧部件、和形成为环状并配置在所述下侧部件的上方的上侧部件，在所述下侧部件与所述上侧部件之间形成有成为所述处理气体的气体流路的间隙。
2. 如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述间 隙的宽度为0.5mm以上。
3. 如权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述上 侧部件相对所述下侧部件可自由装卸。
4. 如权利要求1 3中任一项所述的等离子体处理装置，其特征 在于，所述间隙的宽度能够改变。
5. —种聚焦环，其以包围被处理基板的周围的方式配置在等离子 体处理装置的处理容器内，其特征在于，包括形成为环状的下侧部件、和形成为环状并配置在所述下侧部件的 上方的上侧部件，在所述下侧部件与所述上侧部件之间形成有成为处理气体的气体 流路的间隙。
6. —种聚焦环，其以包围被处理基板的周围的方式配置在等离子 体处理装置的处理容器内，其特征在于，包括形成为环状的下侧部件；形成为环状并配置在所述下侧部件的上方的上侧部件；设置于所述下侧部件和所述上侧部件的用于插入销的孔； 插入所述孔的销；和通过由所述销支撑所述上侧部件而形成于所述下侧部件和所述上 侧部件之间的间隙。
7. 如权利要求5或6项所述的聚焦环，其特征在于，所述间隙的 宽度为0.5mm以上。
8. 如权利要求5 7中任一项所述的聚焦环，其特征在于，所述上 侧部件相对所述下侧部件可自由装卸。
9. 如权利要求5 8中任一项所述的聚焦环，其特征在于，所述 间隙的宽度能够改变。
10. —种等离子体处理方法，其使用在等离子体处理装置的处理 容器内以包围被处理基板的周围的方式配置的聚焦环，进行所述被处 理基板的等离子体蚀刻，其特征在于，所述聚焦环包括形成为环状的下侧部件和形成为环状并配置在所 述下侧部件的上方的上侧部件，在所述下侧部件与所述上侧部件之间 形成有成为处理气体的气体流路的间隙，在没有所述聚焦环的间隙的情况下，在所述被处理基板的周边部 的蚀刻率比中央部的蚀刻率低的等离子体蚀刻中使用所述聚焦环。
11. 一种等离子体处理方法，其使用在等离子体处理装置的处理 容器内以包围被处理基板的周围的方式配置的聚焦环，进行所述被处 理基板的等离子体蚀刻，其特征在于，所述聚焦环包括形成为环状的下侧部件、形成为环状并配置在 所述下侧部件的上方的上侧部件、设置于所述下侧部件和所述上侧部 件的用于插入销的孔、插入所述孔的销、和通过由所述销支撑所述上 侧部件而形成于所述下侧部件和所述上侧部件之间的间隙，在没有所述聚焦环的间隙的情况下，在所述被处理基板的周边部的蚀刻率比中央部的蚀刻率低的等离子体蚀刻中使用所述聚焦环。
12. 如权利要求10或11项所述的等离子体处理方法，其特征在于，使用所述间隙的宽度为0.5mm以上的所述聚焦环。
13. 如权利要求10 12中任一项所述的等离子体处理方法，其特 征在于，使用所述上侧部件相对所述下侧部件可自由装卸的所述聚焦 环。
14. 如权利要求10 13中任一项所述的等离子体处理方法，其特 征在于，使用所述间隙的宽度能够改变的所述聚焦环。
全文摘要
本发明设置一种具有聚焦环的等离子体处理装置，使聚焦环的冷却效果得到极大的提高，同时防止费用的增加。等离子体处理装置包括一个具有静电卡盘的基座和聚焦环。要进行等离子体处理的晶片W被载置于静电卡盘上。聚焦环具有介电材料部分和导体材料部分。介电材料部分形成了与静电卡盘接触的接触部分。导体材料部分与静电卡盘相面对并有介电材料部分存在于其间。
文档编号H01L21/3065GK101303998SQ200810001389
公开日2008年11月12日 申请日期2004年4月23日 优先权日2003年4月24日
发明者传宝一树, 加藤茂昭, 大久保智也, 岩渕纪之, 广瀬润, 輿水地盐, 远藤升佐, 长仓幸一 申请人:东京毅力科创株式会社