等离子体处理装置用的载置台以及等离子体处理装置的制作方法

专利名称：等离子体处理装置用的载置台以及等离子体处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及载置被实施等离子体处理的半导体晶片等被处理基板 用的载置台，以及具有该载置台的等离子体处理装置。
背景技术：
在半导体器件的制造工序中，大部分是干法蚀刻或灰化等这种将 处理气体等离子体化、进行基板处理的工序。在进行这种处理的等离 子体装置中，大多使用如下装置，通过在上下相对配置一对例如平行 平板状的电极，并在电极之间施加高频，将导入装置的处理气体等离 子体化，然后在载置于下部侧电极上的半导体晶片(下面，简称为晶 片)等被处理基板上实施处理等这一类型的装置。最近，在等离子体处理中，要求等离子体中的离子能量低且电子 密度大的"低能量、高密度等离子体"的处理越来越多。因此，产生等离子体的高频的频率与目前(例如十几MHz左右)相比，有时会变 为例如100MHz，非常高。然而，如果使高频的频率上升，那么在相当 于电极表面中央即晶片中央的领域，电场强度变强，而另一方面，其 周边部的电场强度却有变弱的趋势。如此，如果电场强度的分布不均 匀，那么产生的等离子体的电子密度也将变得不均匀。由于晶片内的 位置不同处理速度等也有所不同，所以无法得到面内均匀性良好的处 理结果。对于这种问题，专利文献1提出了一种等离子体处理装置，其将 陶瓷等的电介体层埋设在例如一方电极相对表面的中央部分，使电场 强度分布变均匀，提高等离子体处理的面内均匀性。关于该电介体层的埋设，利用图13 (a)进行说明。如果高频电源 93向等离子体处理装置9的下部电极91施加高频，则由集肤效应在下 部电极91的表面传播并到达上部的高频，沿着晶片W的表面流向中 央，同时， 一部分向下部电极91侧泄漏，然后在下部电极91内流向
外侧。这里，在设置有将等离子体均匀化的电介体层94的部位，高频潜入得比其他部位深，产生TM模式的空腔圆筒谐振，结果，能够降低从晶片w面上向等离子体供给的中央部分的电场，从而使晶片w面内的电场均匀。另外，图中的92表示上部电极，PZ表示等离子体。可是，等离子体处理多在减压下的真空氛围内进行。在这种情况 下，如图13 (b)所示，多使用静电卡盘95固定晶片W。静电卡盘95 具有，在通过喷镀例如氧化铝等而形成的下面侧和上面侧的两个电介 体层之间，夹住导电性的电极膜96的结构。于是，通过高压直流电源 97向该电极膜96施加高压直流电力，利用在电介体层表面生成的库仑 力，静电吸附晶片W，并进行固定。然而，如果在埋设有降低等离子体电位用的电介体层94的下部电 极91的上面，设置静电卡盘95，进行晶片W的等离子体处理，则高 频不能够透过静电卡盘95的电极膜96，在电极膜96流向外侧。换言 之，由于静电卡盘用的电极膜96存在，等离子体与电介体层94相隔 离，不能够发挥降低埋设有静电卡盘95的区域的等离子体电位的效果。 结果，由于晶片W的中央部上方的等离子体电位升高，周边部的电位 降低，晶片W的中央部和周边部的处理速度不同，因而成为蚀刻等的 等离子体处理中面内不均匀的主要原因。专利文献l:日本特开2004-363552号公报，第15页第84段 第 85段。发明内容本发明基于上述问题而提出，目的在于，提供一种能够提高等离 子体中的电场强度的面内均匀性并能够对基板进行面内均匀性较高的 等离子体处理的等离子体处理装置用的载置台，以及具备该载置台的 等离子体处理装置。本发明涉及的等离子体处理装置用的载置台，是用于将被处理基 板载置在载置面上的等离子体处理装置用的载置台，其特征在于，包括导电体部件，连接于高频电源，兼作为等离子体生成用或等离子 体中的离子引入用的电极；
电介体层，以覆盖该导电体部件的上面中央部的方式设置，用于 使通过被处理基板向等离子体施加的高频电场均匀；以及静电卡盘，层积在该电介体层上，以高频能够通过其间的方式埋 设有在载置台的径向上互相隔离并分割为多个的电极膜，其中，上述电介体层的外边缘，位于被分割的电极膜间的隔离区域内部 边缘的正下方或更靠外侧的位置，被分割的电极膜相对于高频相互绝缘。再者，上述电介体层，以越往下外边缘越位于内侧的方式层积多 层，上述电极膜的分割数目，成为比电介体层的层数至少多一个也可 以。另外，在相同类型的载置台中，具有埋设着在对应于载置台中央 部的位置形成有孔部的电极膜的静电卡盘，上述电介体层，可位于该 孔部的下方。这里，上述电介体层形成为圆柱状，在产生TM模式的空腔圆筒 谐振的情况下，其周边部的厚度可以小于中央部。另外，从高频电源供给的高频电力的频率，优选为13MHz以上。根据本发明，通过在分割的电极膜之间设置隔离区域，或在对应 于载置台中央部的位置在电极膜上形成孔部，在晶片等的被处理基板 上传播的高频就能够穿过这些隔离区域和孔部。穿过这些区域的高频， 能够使TM模式的空腔圆筒谐振产生，使得潜入电介体层的下方成为 可能，电介体层用于使通过被处理基板施加于等离子体的高频电场均 匀。结果，在设置有静电卡盘的情况下，利用上述电介体层也能够使 TM模式的空腔圆筒谐振产生，所以可以降低从被处理基板的面上向等 离子体供给的中央部分的电场，也就是说，能够使山状的电场强度分 布的电场强度的大区域平坦。结果，能够提高等离子体处理例如蚀刻 处理的面内均匀性。


图1是具有本发明的第一实施方式涉及的载置台的等离子体处理 装置的一个示例的纵断侧面示意图。图2是第一实施方式涉及的载置台的一个示例的纵断侧面示意图。 图3是说明静电卡盘的电极膜的形状和降低等离子体电位的电介 体层的形状等的示意图。图4是实施方式涉及的载置台的作用的示意图。图5是第一实施方式涉及的载置台的变形例的说明示意图。图6是第二实施方式涉及的载置台的一个示例的纵断侧面示意图。 图7是层积有多层电介体层的载置台的一个示例的说明示意图。 图8是实施方式涉及的电极膜的变形例的说明示意图。 图9是实施方式涉及的电介体层的变形例的说明示意图。 图IO是进行电场强度分布的模拟的各载置台的构成的纵断侧面示 意图。图11是为确认本发明效果而进行的实施例的结果的特性示意图。 图12是为确认本发明效果而进行的实施例的结果的特性示意图。 图13是说明具有载置台的等离子体处理装置的现有示例的说明图。[符号说明]PZ:等离子体 W:晶片1:等离子体处理装置 2:载置台9:等离子体处理装置11:处理容器lla:上部室lib:下部室12:排气口13:排气管14:排气装置15:搬入搬出口16:闸阀17;支承箱(case)18:隔板21:下部电极 21a:支承台22:电介体层22a:第一电介体层22b:第二电介体层 23:静电卡盘23a:绝缘膜23b:电极膜(第一电极膜) 23c:隔离区域(第一隔离区域) 23d:电极膜(第二电极膜) 23e:第二隔离区域23f:第三电极膜24:绝缘部件25:贯通孔26:制冷剂流路27:气体流路28:聚焦环31:上部电极32:气体供给孔33:气体导入管35:处理气体供给源41a:高频电源(第一高频电源)41b:高频电源(第二高频电源)42a、 42b:匹配器 43a、 43b:高阻抗电路 44:开关 45:电阻46:高压直流电源47a、 47b:多极环磁铁91:下部电极 92:上部电极 93:高频电源94:电介体层 95:静电卡盘 96:电极膜 97:高压直流电源具体实施方式
参照图1，说明将本发明涉及的载置台应用于作为蚀刻装置的等离子体处理装置中的实施方式。图1是RIE (Reactive Ion Etching:反应离子蚀刻)等离子体处理装置1的一个示例。等离子体处理装置1，包 括.-例如由内部成为密闭空间的真空腔室构成的处理容器11;在该处 理容器11的底面中央配设的载置台2;以及在载置台2的上方以与该 载置台2相对的方式设置着的上部电极31。处理容器11包括直径小的圆筒状的上部室lla和直径大的圆筒状 的下部室llb。上部室lla和下部室llb互相连通，并且整个处理容器 ll气密地构成。在上部室lla内，容纳有载置台2和上部电极31。在 下部室lib内，容纳有支承载置台2且收容配管等的支承箱17。下部 室llb底面的排气口 12，经由排气管13连接有排气装置14。该排气 装置14连接有图中未显示的压力调整部，该压力调整部根据来自图中 未显示的控制部的信号，对整个处理容器11内进行真空排气，维持所 期望的真空度。另一方面，在上部室lla的侧面设置有作为被处理基 板的晶片W的搬入搬出口 15，该搬入搬出口 15可通过闸阀16进行开 闭。处理容器11由铝等导电性部件构成，并接地。载置台2的结构为，从下方开始依次层积有，作为由例如铝形成 的导电体部件的等离子体生成用的下部电极21、为了将电场调整均匀 以覆盖下部电极21的上面中央部的方式埋设的电介体层22、和固定晶 片W用的静电卡盘23。下部电极21，经由绝缘部件24被固定在设置 于支承箱17上的支承台21a，相对于处理容器11成为充分地电气浮起 的状态。在下部电极21内形成有制冷剂流通用的制冷剂流路26，通过制冷 剂流过该制冷剂流路26，下部电极21被冷却，于是，在载置面上所载 置的晶片W被冷却到所期望的温度。
另外，静电卡盘23上设置有贯通孔25，该贯通孔释放提高载置面 和晶片W背面之间的热传导性用的热传导性的后部气体(backside gas)。该贯通孔25，连通于在下部电极21内等形成的气体流路27， 经由该气体流路27，释放从图中未显示的气体供给部供给的氦(He) 等的后部气体。另外，下部电极21分别通过匹配器42a、 42b连接有供给例如频 率为100MHz的高频的第一高频电源41a和供给频率比第一高频电源 41a低的例如3.2MHz的高频的第二高频电源41b。从第一高频电源41a 供给的高频，发挥将后述的处理气体等离子体化的作用。从第二高频 电源41b供给的高频，发挥向晶片W施加偏置电力并由此将等离子体 中的离子引到晶片W表面的作用。并且，在下部电极21的上面外周部，以包围静电卡盘23的方式 配置有聚焦环28。聚焦环28起到调整晶片W的周边外部区域的等离 子体状态的作用，起到例如将等离子体扩展得比晶片W还要宽广，提 高晶片面内的蚀刻速度的均匀性的作用。在支承台21a的下部外侧以包围载置台2的方式设置有隔板18。 隔板18，使上部室lla内的处理气体经由在隔板18和上部室lla壁部 之间形成的空隙流入下部室llb，由此，作为调整处理气体的流动的整 流板而起作用。另外，上部电极31形成为中空状，在其下面例如均匀分散地形成 有向处理容器ll内分散供给处理气体用的多个气体供给孔32，由此， 构成气体喷淋头。上部电极31的上面中央设有气体导入管33，该气体 导入管33贯通处理容器11的上面中央，在上游与处理气体供给源35 连接。该处理气体供给源35，具有图中未显示的处理气体供给量的控 制机构，能够对等离子体处理装置1的处理气体供给量的给断以及增 减进行控制。另外，通过将上部电极31固定在上部室lla的壁部，在 上部电极31和处理容器11之间形成导电通路。而且，在上部室lla的周围，在搬入搬出口15的上下，配置有两 个多极环磁铁47a、 47b。配置多极环磁铁47a、 47b，使得多个各向异 性段式(segment)柱状磁铁安装成环状磁性体的箱体，邻接的多个段 式柱状磁铁彼此之间互相逆向配置。由此，磁力线在邻接的段式柱状
磁铁之间形成，从而在上部电极31和下部电极21之间的处理空间的 周边部形成磁场，能够将等离子体密闭在处理空间。另外，也可以构成为没有多极环磁铁47a、 47b的装置。通过以上的各装置结构，在等离子体处理装置1的处理容器ll(上 部室lla)内形成有由下部电极21和上部电极31构成的一对平行平板 电极。调整处理容器ll内部至指定的压力后，通过导入处理气体，从 高频电源41a、 41b供给高频电力，处理气体等离子体化，高频流过由 下部电极21—等离子体—上部电极31—处理容器11的壁部—大地构 成的通路。通过等离子体处理装置1的这种作用，对固定在载置台2 上的晶片W实施利用等离子体的蚀刻。接着，参照图2、图3，详细说明本实施方式涉及的载置台2。另 外，在图2所示的载置台2的纵断侧面图中，省略了制冷剂流路26和 后部气体的贯通孔25等的说明。在下部电极21的上面中央部，如图2 (a)所示，埋设有电介体层 22。电介体层22具有降低在该电介体层22被埋设的区域上的等离子 体电位的作用。电介体层22由例如以氧化铝(A1203)为主成分的、比 介电常数为IO的陶瓷所构成。如图2 (b)所示，电介体层22具有例 如厚度tD^5mm、直径0)j^240mm的圆盘形状。接着，就静电卡盘进行说明。如图2 (a)所示，静电卡盘23的结 构为，例如在喷镀氧化铝等而形成的下面侧和上面侧的绝缘膜23a之 间，夹有电极膜。电极膜由电阻率大致为1.0xlO—^m的电极材料构成。 在本实施方式中，静电卡盘23，如图3 (a)所示，由圆形状的第一电 极膜23b、以及以经由没有电极膜的隔离区域23c包围第一电极膜23b 的方式设置的圆环状第二电极膜23d所构成。即，这些电极膜23b、23d， 在载置台2的径向上互相隔离，被分割成多块。这里，譬如第一电极 膜23b的直径Oc产158mm，第二电极膜23d的内径Oe2=162mm，外径 。c3=298mm。如图2 (a)所示，电极膜23b、 23d分别连接于高阻抗电路43a、 43b，构成高频独立电路，并通过共同的开关44和电阻45连接于高压 直流电源46。如果从高压直流电源46向电极膜23b、 23d施加高压直 流电力，则通过在静电卡盘23的表面生成的库仑力，可将晶片W静 电吸附于作为载置面的静电卡盘23上面上。由于高阻抗电路43a、 43b 相对于供给下部电极21的高频来说，是成为高阻抗的电路(低通滤波 器LPF)，而在本实施方式中，第一、第二电极膜23b、 23d连接于共 同的高压直流电源46，所以这些电极膜23b、 23d之间被设置为相对于 高频绝缘。而且，使这些电极膜23b、 23d相对于高频绝缘的方法并不 限于上述例子，例如可以分别在电极膜23b、 23d上设置高压直流电源 和高阻抗电路(LPF)。另外，两个电极膜23b、 23d通过作为电感器成 分的电极膜图案连接在一起，例如可以经由高阻抗电路43a仅将外侧 的电极膜23连接于高压直流电源46，由此，使各电极膜23b、 23d之间相对于高频绝缘。在层积下部电极2K电介体层22、和静电卡盘23的状态中，电 介体层22和静电卡盘23的电极膜23b、 23d的位置关系，如图2 (b) 的纵断面放大图所示，设定电介体层22的外边缘位于比电极膜23b的 外边缘更靠外侧的位置。即，如图3 (c)所示，如果从载置面侧观察 电介体层22相对于晶片W的载置面的垂直投影面和同样地电极膜 23b、 23d的垂直投影面，则电介体层22的外边缘位于比被分割的电极 膜23b、 23d之间的隔离区域23c的内边缘更靠外侧的位置。下面，对上述实施方式涉及的载置台2的作用进行说明。如图4 (a)所示，从第一高频电源41a供给并在下部电极21的表面传播的 高频电流，其一部分从晶片W的表面向静电卡盘23侧泄漏。此时， 埋设在静电卡盘23内的电极膜23b、 23d被分割，以在径方向互相隔 离的状态被埋设，由此，如图中的箭头所示，高频可能到达电介体层 22。在电介体层22被埋设的区域，高频潜入得比其他区域更深，从而 能够降低该区域的等离子体的电位。根据在以上所说明的作用，即使是通过静电卡盘23固定晶片W的 这种载置台2，其利用电介体层22降低等离子体电位的作用也不会因 电极膜23b、 23d的存在而受到损害。由此，在电介体层22的效果没 有发挥的情况下成为山状的电场强度分布的峰值因该效果的发挥而能 够变得平坦，所以，等离子体中的电子密度能够获得高的面内均匀性， 例如能够提高关于蚀刻处理等的等离子体处理的面内均匀性。
在此，为了能够发挥利用电介体层22使电场均匀化的效果，电介体层22的外边缘可以位于比隔离区域23c的内边缘更靠外侧的位置。 所以，如图5所示，电介体层22的直径縮短，并且电介体层22的外 边缘位于隔离区域23c的内边缘和外边缘之间。这种结构的载置台2 也被包括在本发明的技术范围内。接着，对第二实施方式涉及的载置台2的结构进行说明。第二实 施方式，其电介体层22的外边缘位于隔离区域23c内边缘的正下方， 这一点与位于比隔离区域23c的内边缘更靠外侧的位置的第一实施方 式不同。具体地说，例如，如图6所示，电介体层22和第一电极膜23b的 大小形成为大致相同，且以使这些的中央部一致的方式组装载置台2。 结果，电介体层22的外边缘位于隔离区域23c的内边缘的正下方。如此，如图4 (b)中的箭头所示，电介体层22的外边缘正好位于 隔离区域23c内边缘的正下方，来自晶片W表面的高频可能到达电介 体层22。在埋设有电介体层22的区域，高频潜入得比其他区域深，从 而能够降低该区域的等离子体电位。另外，在形成均匀的等离子体这 -方面上，静电卡盘23也可以不具有第二电极膜23d。并且，降低等离子体电位的电介体层可以不限定为一层，如图7 所示，例如可如此构成载置台2:在第一电介体层22a的下侧，再埋设 第二电介体层22b，且第二电介体层22b的外边缘位于比第一电介体层 22a的外边缘更靠内侧的位置。由此，在电介体层的效果没有发挥的情 况下成为山状的电场强度分布的峰值增大的区域，高频能够潜入得更 深，电场强度的分布能够变得更加平坦。在设置两层电介体层22a、 22b 的情况下，可分割成三块电极膜23b、 23d、 23f，隔离区域23c、 23e 为两个，并且各电介体层22a、 22b的外边缘可以位于各隔离区域23c、 23e的内边缘的正下方或更靠外侧的位置。而且，层积电介体层的层数 也并不限定于两层，可层积三层以上。这种情况下，优选电极膜的分 割数目至少比电介体层的层数多一个。另外，作为实施方式的变形例，如图8所示，可将静电卡盘的电 极膜23b形成为在相当于载置台中央的位置形成有孔部的形状，且电 介体层22位于该孔部的下方。
并且，电介体层22的构成并不限于上述实施方式所示的圆柱状，例如，如图9 (a)所示可形成为半球隆起(dome)状，或如图9 (b) 所示可形成为圆锥状。如此，通过将电介体层22的厚度设定为周边部 小于中央部，使中央部的电场强度弱于周边部，从而能够获得更加平 坦的分布。这时，电极膜可被分割为三块以上，且可设置多个隔离区 域。另外，由于一般作为电介体层使用的陶瓷的线膨胀率为 2xl(T6/°C llxlO'6/°C，所以作为电极的导电体部件的线膨胀率也优选 为该范围附近。[实施方式] (模拟1)将如图1所示的平行平板型的等离子体处理装置模型化，进行模 拟，推定晶片上的电场强度的分布。 A.模拟条件电极膜23b、 23d的电阻率:1.0xlO—6Qm 晶片W的电阻率5.0xl(T2Qm 等离子体的电阻率1.5Qm 电介体层22的比介电常数s: 10施加电力2kW (频率40MHz或100MHz的两个条件)在上述条件中，对在以下的各实施例、比较例涉及的载置台2的 载置面上载置的晶片W的半径方向的电场强度分布进行模拟。 (实施例1)如图10 (a)所示，对载置台2进行模拟，该载置台具有与在第二 实施方式中所说明的结构相同的结构。在这里，第一电极膜23b的直径(Dc尸158mm，第二电极膜23d的 内径Oc产162mm、外径0C3=298mm，电介体层的直径0D=158mm。 (实施例2)如图10 (b)所示，对载置台2进行模拟，该载置台具有与在第一实施方式中所说明的结构相同的结构。在此，第一电极膜23b、第二电极膜23d的大小与实施例1相同， 电介体层22的直径OD=240mm。 . (比较例1 )如图10 (C)所示，对载置台2进行模拟，该载置台没有埋设电介体层22，且静电卡盘23的电极膜23b没有被分割。 (比较例2)如图10 (d)所示，对载置台2进行模拟，该载置台虽然埋设有电 介体层22，但电极膜23b没有被分割。而且，电介体层22的直径 OD=160mm。(比较例3)如图10 (e)所示，对载置台2进行模拟，虽然电极膜23b、 23d 与第一实施例和第二实施例同样被分割，但是，由于电介体层22的直 径小于电极膜23b，所以电介体层22的外边缘位于比隔离区域23c的 内边缘更靠内侧的位置。这里，第一电极膜23b、第二电极膜23d的大小与实施例1相同， 电介体层22的直径OD=100mm。B.模拟结果各实施例、比较例中的电场强度分布的模拟结果如图11所示。图 11 (a)是施加的高频的频率为40MHz时的模拟结果。图11 (b)是频 率为lOOMHz时的结果。各图的横轴表示在以"0"为晶片W中央的 情况下，从中央到半径方向的距离(mm)。纵轴表示"比电场强度(= 模拟结果得到的各位置的电场强度E/所有位置的模拟结果的最大值 Emax)"。关于各模拟结果，以三角形(△)对实施例1进行作图，分 别以倒三角形(▼)对实施例2进行作图，以菱形( )对比较例1 进行作图，以四角形(■)对比较例2进行作图，以圆形(參)对比 较例3进行作图。根据模拟的结果，在没有埋设电介体层22的比较例1中，频率无 论是40MHz还是lOOMHz，其电场强度分布都是晶片W的中央区域的 电场强度成为最大(图11 (a) 、 (b)的( ))。另外，虽然埋设 有电介体层22但没有分割电极膜23b的比较例2 (■)和虽然电极膜 23b、 23d被分割但电介体层22的直径小于电极膜23b的比较例3 (參) 的模拟结果，也和比较例l相同，其电场强度分布都 22之间设置静电卡盘的电极膜23b，电介体层22被遮住，通过电介体 层22降低等离子体电位的作用无法发挥。与这些比较例相对的是，在相当于第二实施方式的实施例1的模 拟结果中，在高频的频率为40MHz的情况下，在距离晶片W中央 120mm左右的外边缘的附近区域，成为电场强度达到最大的电场强度 分布(图11 (a)的(△))。另外，在高频的频率为lOOMHz的情况 下，在晶片W的中央区域和距离晶片W中央100mm左右的外边缘的 附近区域这两个区域，电场强度达到最大(图11 (b)的(△))。另 外，相当于第一实施方式的实施例2的模拟结果也是，各频率(40MHz、 lOOMHz)中，成为与实施例1大致相同的电场分布(图11 (a) 、 (b) 的(▼))。在实施例1、 2的模拟结果中，看不到比较例1 3中的那种只有 晶片W的中央区域的电场强度高的电场强度分布。这表示，即使在晶 片W和电介体层22之间存在着静电卡盘的电极膜23b，也能够从等离 子体看出通过隔离区域23c埋设在下部电极21的电介体层22，从而能 够发挥降低埋设有电介体层22的区域的等离子体的电位的作用。 (实验1)制作具有与(模拟1)的实施例1、 2以及比较例2、 3所示的结构 相同结构的载置台2，调査各载置台2的结构的不同对于实际的等离子 体处理的影响。A. 实验方法在实验中，使用如图1所示的平行平板型等离子体处理装置，其 安装有图10中的实施例1、 2以及比较例2、 3所示的各载置台2。然 后，将涂有抗蚀剂膜的晶片W载置于载置台2的载置面，产生等离子 体，进行抗蚀剂膜的灰化处理。处理容器11内的压力为7Pa(5mTorr)， 处理气体为02气体(以100sccm供给)，用于等离子体生成的高频， 其频率为lOOMHz、 2kW。进行规定时间的灰化处理后，在晶片W的 指定测量点测量抗蚀剂膜的厚度，计算每单位时间的灰化速度。B. 实验结果图12是在晶片W的各测定点上从实验结果算出的灰化速度的曲 线图。图12 (a) 、 (b)分别表示与比较例2、比较例3的载置台2
相关的实验结果，图12 (C) 、 (d)分别表示与实施例1、实施例2的载置台2相关的实验结果。在此，在图10 (a)所示的方向上设定坐 标轴的情况下，各曲线图的横轴表示，从晶片W的中央到X轴方向(面 对着图的左右方向，右侧为正)以及Y轴方向(面对着图，从近前向 里侧的方向，里侧为正)的距离[mm]。纵轴表示灰化速度[nm/min]。 关于各实验结果，以菱形( )对X轴方向的灰化速度进行作图，以 三角(△)对Y轴方向的灰化速度进行作图。另外，各图中所记载的 数值，表示各实验条件中的灰化速度的平均值和相对于该平均值的实 验结果的相对变化幅度[%]。根据实验结果，在全部条件(比较例2、比较例3、实施例l、实 施例2)中，见不到因X轴和Y轴的轴方向的不同而引起的灰化速度 的差异，灰化速度相对于晶片W的中央在径向上对称地分布。如图12 (a) 、 (b)所示，在比较例2、比较例3的实验结果中，成为晶片W 的中央区域的灰化速度最大的分布。这是因为，电极膜23b没有被分 割，隔离区域23c没有形成，由此，成为从等离子体无法看出电介体 层22的状态，从而无法发挥利用电介体层22降低等离子体的电位的 作用。与此相对的是，如图12 (c) 、 (d)所示，在实施例1、实施例2 的实验结果中，在晶片W的中央区域，灰化速度的峰值并不存在。并 且，灰化速度的变化幅度与比较例2和比较例3 (27.6% 28.5%)相 比，大概降低为一半(12.7 14.7%)。这是因为，趋势与上述各实施 例的电场强度分布的模拟结果一致，即使在晶片W和电介体层22之 间存在静电卡盘的电极膜23b，也能够从等离子体看出经由隔离区域 23c埋设于下部电极21的电介体层22，从而发挥出降低埋设有电介体 层22的区域的等离子体电位的作用，所以得到在电介体层22的效果 没有发挥的情况下成为山状的电场强度分布的峰值也能够被平坦化的 结果。另外，得到这种效果的条件并不限定于施加频率为模拟或实验 中所示范的频率的高频电力的情况。例如，在施加频率为13MHz或 27MHz的高频电力的情况下，也能够得到同样的效果。
权利要求
1. 一种等离子体处理装置用的载置台，其用于在载置面上载置被 处理基板，特征在于，包括导电体部件，连接于高频电源，兼作为等离子体生成用或等离子 体中的离子引入用的电极；电介体层，以覆盖该导电体部件的上面中央部的方式设置，用于 使通过被处理基板向等离子体施加的高频电场均匀；和静电卡盘，层积在该电介体层上，以高频能够通过其间的方式埋 设着在载置台的径向上互相隔离并分割为多个的电极膜，其中，所述电介体层的外边缘，位于被分割的电极膜间的隔离区域内部 边缘的正下方或更靠外侧的位置，被分割的电极膜相对于高频相互绝缘。
2. 如权利要求l所述的等离子体处理装置用的载置台，其特征在于所述电介体层，以越往下外边缘越位于内侧的方式层积多层， 所述电极膜的分割数目，比电介体层的层数至少多一个。
3. —种等离子体处理装置用的载置台，其用于在载置面上载置被 处理基板，特征在于，包括导电体部件，连接于高频电源，兼作为等离子体生成用或等离子 体中的离子引入用的电极；电介体层，以覆盖该导电体部件的上面中央部的方式设置，用于使通过被处理基板向等离子体施加的高频电场均匀；以及静电卡盘，层积在该电介体层上，以高频能够通过的方式埋设着在对应于载置台中央部的位置形成有孔部的电极膜，其中， 所述电介体层，位于该孔部的下方。
4. 如权利要求1 3中任一项所述的等离子体处理装置用的载置 台，其特征在于-所述电介体层形成为圆柱状。
5. 如权利要求1 3中任一项所述的等离子体处理装置用的载置 台，其特征在于所述电介体层的厚度在周边部小于中央部。
6. 如权利要求1 5中任一项所述的等离子体处理装置用的载置 台，其特征在于从所述高频电源供给的高频的频率为13MHz以上。
7. —种等离子体处理装置，其特征在于，包括对被处理基板进行等离子体处理的处理容器； 将处理气体导入该处理容器的处理气体导入部； 设置在所述处理容器内的如权利要求1 6中任一项所述的等离子 体处理装置用的载置台；以与该载置台相对的方式设置在该载置台的上方侧的上部电极；和用于对所述处理容器内进行真空排气的单元。
全文摘要
本发明涉及等离子体处理装置用的载置台及有该载置台的等离子体处理装置，其能提高等离子体中电场强度的面内均匀性，能对基板进行面内均匀性高的等离子体处理。等离子体处理装置(1)用的载置台(2)包括兼作等离子体生成用等的下部电极(21)的导电体部件；电介体层(22)，以覆盖导电体部件上面中央部的方式设置，用于使通过被处理基板(晶片W)向等离子体施加的高频电场均匀；和静电卡盘，层积在电介体层(22)上，以高频能够通过其间的方式埋设有在载置台径向上互相隔离并分割为多个的电极膜。电介体层(22)的外边缘位于分割的电极膜(23b、23d)的隔离区域(23c)内边缘的正下方或更靠外侧，分割的电极膜(23b、23d)相对于高频互相绝缘。
文档编号H01J37/32GK101123200SQ20071014038
公开日2008年2月13日 申请日期2007年8月10日 优先权日2006年8月10日
发明者松山昇一郎, 桧森慎司, 舆石公 申请人:东京毅力科创株式会社