等离子体处理装置、电极温度调整装置、电极温度调整方法

专利名称：等离子体处理装置、电极温度调整装置、电极温度调整方法
技术领域：
5 本发明涉及等离子体处理装置、电极温度调整装置和电极温度调
整方法。
背景技术：
在半导体装置、液晶显示装置等的制造工艺中使用等离子体处理 10 装置，该等离子体处理装置在减压至规定的真空压力的处理室内产生 等离子体，使该等离子体作用于基板，例如半导体晶片、液晶显示装 置用的玻璃基板等，从而进行蚀刻处理、成膜处理等规定的处理。
已知多种等离子体处理装置，其中例如以所谓的平行平板型等离 子体处理装置为主流，在该平行平板型等离子体处理装置中，例如在 15处理室内的下部设置有兼用作载置基板的载置台的基座(下部电极)， 与基座相对，在处理室的上部设置有兼用作处理气体导入部的上部电 极。
这种平行平板型的等离子体处理装置通过向处理室内导入规定的 处理气体并对处理室内进行真空排气，使处理室内为规定的真空度的 20 处理气体气氛，通过在此状态下向基座和上部电极分别供给规定频率 的高频电力，在基板与上部电极之间产生处理气体的等离子体，将该 等离子体作用于基板，由此进行蚀刻等处理。
这种等离子体处理装置中的上部电极设置在直接暴露在等离子体 中的位置，并且被施加等离子体产生用的高输出功率的高频电力，因 25 此发热量较多，存在由高频电力的施加引起上部电极的温度上升的可 能性，该温度的上升是不希望产生的。而且，因为上部电极相比于下 部电极热容量大，所以与下部电极相比，进行温度调整时的响应性也 较差。因此，难以高精度地将上部电极的温度保持在设定温度。
作为这样调整上部电极温度的技术，例如已知以下述方式构成的 30 方法，在上部电极内形成用于流通被调整至规定的温度的致冷剂、载冷剂(brine)等热介质的流路，在该流路内流通热介质，从而冷却上 部电极(例如，参照专利文献l、 2)。
在上述平行平板型的等离子体处理装置中，在对基板进行处理时， 相对上部电极，与高频电力相叠加地施加规定的直流电压，由此，高 5精度地进行在处理室内产生的等离子体电位、等离子体密度的面内均 匀性的控制等(例如，参照专利文献3)。
通过本发明者们的实验等可知，即使这样对上部电极施加直流电 压，上部电极的温度也会以不希望的方式上升，不能够忽视其对形成 在基板上的元件的特性(蚀刻速率、元件形状等)的影响。 io 而且，因为在上述专利文献l、 2那样的现有的上部电极的温度控
制中，没有考虑由向上部电极施加直流电流而导致向上部电极输入热 量的情况，所以即使将这种温度控制直接应用于向上部电极施加直流 电压的等离子体处理装置中，也不能充分地抑制不希望产生的上部电 极的温度的上升。 15 专利文献l:日本特开2004-342704号公报
专利文献2:日本特开2006-269944号公报 专利文献3:日本特开2006-270017号公报

发明内容
20 本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供一种等离子体处
理装置，其在施加高频电力的电极上进一步重叠并施加直流电压的情 况下，能够抑制由高频电力的施加引起的电极温度的上升，并且还能 够充分地抑制由直流电压的施加引起的电极温度的上升。
为了解决上述问题，根据本发明的一个观点，提供一种等离子体
25 处理装置，其特征在于，包括收纳作为处理的对象的基板并能够进 行真空排气的处理室；配置在上述处理室内的第一电极(例如上部电 极)；与上述第一电极相对配置并支承上述基板的第二电极(例如下部 电极)；向上述第一电极施加第一高频电力的第一高频电力电源；向上 述第二电极施加频率比上述第一高频电力低的第二高频电力的第二高
30 频电力电源；向上述第一电极施加直流电压的直流电源；向上述处理 室内供给规定的处理气体的处理气体供给单元；通过使被调整至规定的温度的热介质在形成于上述第一电极的循环通路中循环，对上述第 一电极的温度进行调整的温度调整装置；和控制部，其在对上述基板 进行处理之前，至少根据准备向上述各电极施加的各高频电力和准备 向上述第一电极施加的直流电压，计算出用于将上述第一电极的温度 5 调整至规定的设定温度所必需的上述热介质的目标温度，在对上述基 板进行处理时，进行根据上述目标温度调整上述热介质的温度的控制。 在高频电力上叠加直流电压并施加在第一 电极上的情况下，不只 是高频电力，直流电压也是使第一电极的温度以不希望的方式上升的 主要原因，该情况己经通过本发明者们的实验等变得明确，本发明鉴
10 于上述情况，不仅考虑高频电力，还考虑直流电压，从而将第一电极 的温度调整至设定温度。具体而言，在对基板进行处理之前，至少根 据准备向各电极施加的各高频电力和准备向第一电极施加的直流电 压，计算出为了将第一电极的温度调整至规定的设定温度所必需的热 介质的目标温度。由此，因为能够抑制由高频电力的施加引起的第一
15 电极温度的上升，并且还能够充分地抑制由直流电压的施加引起的第 一电极温度的上升，所以在对基板进行处理时能够将第一电极的温度 高精度地保持在设定温度。
此外，优选上述热介质的目标温度根据用于求取上述第一电极的 规定的设定温度与上述热介质的目标温度的温度差而预先决定的运算
20 式计算得出，上述运算式包含基于上述第一高频电力的项、基于上述 第二高频电力的项、和基于上述直流电压的项，基于上述直流电压的 项由上述直流电压和上述第二高频电力相乘的项构成。通过根据这样 的运算式进行计算，能够准确地求取热介质的目标温度。此外，根据 本发明者们的实验等可知，在由直流电压的施加引起的第一电极的温
25 度上升中，还存在施加于第二电极的第二高频电力的大小的影响。例 如已知，即使直流电压一定，施加于第二电极的第二高频电力越大， 在第一电极中流动的直流电流也变得越大，因此第一电极的输入热量 也变大，第一电极的温度上升。为了将这点反映在运算式中，使直流 电压的项为该直流电压与第二高频电力相乘的项。由此，能够更加准
30 确地抑制不希望产生的第一电极的温度的上升。
此外，例如将上述第一电极的规定的设定温度与上述热介质的目标温度的温度差设为AT时，上述运算式以AT=k (a A+b B+c HV B)'D/C (k:从电力向温度的换算系数，A:上述第一高频电力，B: 上述第二高频电力，HV:上述直流电压，C:每一块上述基板的处理 时间，D:处理时间C中的高频电力的施加时间，a: A项的系数，b: 5 B项的系数，c: HV'B项的系数)表示。这样，通过还考虑高频电力
的施加时间等而求取热介质的目标温度，能够提高第一电极的温度控 制的精度。
此外，优选根据上述第二高频电力的大小将上述运算式中包含的
系数c调整为最佳值。例如在连续处理多块基板的情况下，依据第二 10 高频电力的大小，存在处理最初的基板时的第一电极温度与处理第二
块以后的基板时的温度相比较低的情况，即使在这种情况下，通过调
整系数c，也能够缓和处理最初的基板时的第一电极温度的下降。由此，
因为能够从最初的基板到最后的基板均高精度地将第一电极温度保持 在设定温度，所以能够防止在各基板的处理结果中产生偏差。
15 此外，上述温度调整装置例如包括通过上述第一电极的内部，
使上述热介质相对于上述第一电极循环的循环通路；在上述循环通路
中，对已通过上述电极的上述热介质，利用液体致冷剂的显热进行热
交换的第一热交换器；在上述循环通路中，对已通过上述第一热交换 器的上述热介质，利用致冷剂的潜热进行热交换的第二热交换器；和 20 在上述循环通路中，对供给上述电极的内部的热介质进行加热的加热 器。由此，通过使用第一热交换器和第二热交换器，能够迅速将热介 质冷却至目标温度，并且能够通过加热器对热介质进行加热而将其调 整至希望的温度。
为了解决上述课题，根据本发明的另一观点，提供一种电极温度
25 调整装置，其对下述等离子体处理装置中的第一电极的温度进行调整，
该等离子体处理装置在处理室内配置有相互相对的第一电极和第二电 极，向上述第一电极施加第一高频电力和直流电压，并向上述第二电 极施加频率比第一高频电力低的第二高频电力，对载置在上述第二电 极上的基板进行规定的处理，上述电极温度调整装置的特征在于，包
30 括通过上述第一电极的内部，使上述热介质相对于上述第一电极循 环的循环通路；对上述热介质的温度进行调整的热介质温度调整器；和控制部，其在对上述基板进行处理之前，至少根据准备向上述各电 极施加的各高频电力和准备向上述第一电极施加的直流电压，计算出 用于将上述第一电极的温度调整至规定的设定温度所必需的上述热介 质的目标温度，在对上述基板进行处理时，进行根据上述目标温度调 5 整上述热介质的温度的控制。由此，因为能够抑制由高频电力的施加 引起的第一电极温度的上升，并且还能够充分地抑制由直流电压的施 加引起的第一电极温度的上升，所以在对基板进行处理时能够将第一 电极温度高精度地保持在设定温度。
此外，上述热介质的目标温度根据用于求取上述第一电极的规定 10 的设定温度与上述热介质的目标温度的温度差而预先决定的运算式计 算得出，将上述第一电极的规定的设定温度与上述热介质的目标温度
的温度差设为AT时，上述运算式例如以AT=k (a A+b B+c ， HV
B)'D/C (k:从电力向温度的换算系数，A:上述第一高频电力，B: 上述第二高频电力，HV:上述直流电压，C:每一块上述基板的处理 15 时间，D:处理时间C中的高频电力的施加时间，a: A项的系数，b:
B项的系数，c: HV'B项的系数)表示。
为了解决上述问题，根据本发明的又一观点，提供一种电极温度 调整方法，其对下述等离子体处理装置中的第一电极的温度进行调整， 该等离子体处理装置在处理室内配置有相互相对的第一电极和第二电
20 极，向上述第一电极施加第一高频电力和直流电压，并向上述第二电 极施加频率比第一高频电力低的第二高频电力，对载置在上述第二电 极上的基板进行规定的处理，上述电极温度调整方法的特征在于，包 括在对上述基板进行处理之前，至少根据准备向上述各电极施加的 各高频电力和准备向上述第一电极施加的直流电压，计算出用于将上
25 述第一电极的温度调整至规定的设定温度所必需的热介质的目标温度 的工序；和在对上述基板进行处理时，使己根据上述目标温度进行温 度调整的上述热介质在形成于上述第一电极的内部的循环通路中循 环，由此进行将上述第一电极保持在设定温度的控制的工序。这样， 因为能够抑制由高频电力的施加引起的第一电极温度的上升，并且还
30 能够充分地抑制由直流电压的施加引起的第一电极温度的上升，所以 在对基板进行处理时能够将第一电极温度高精度地保持在设定温度。此外，上述热介质的目标温度根据用于求取上述第一电极的规定 的设定温度与上述热介质的目标温度的温度差而预先决定的运算式计 算得出，将上述第一电极的规定的设定温度与上述热介质的目标温度
的温度差设为AT时，上述运算式例如以AT=k (a A+b B+c HV 5 B)'D/C (k:从电力向温度的换算系数，A:上述第一高频电力，B: 上述第二高频电力，HV:上述直流电压，C:每一块上述基板的处理 时间，D:处理时间C中的高频电力的施加时间，a: A项的系数，b: B项的系数，c: HV'B项的系数)表示。
此外，计算上述热介质的目标温度的工序，优选从预先存储在存
10 储介质中的处理条件中读取上述第一高频电力、上述第二高频电力、
上述直流电压、每一块上述基板的处理时间、处理时间中的高频电力
的施加时间、和上述各项的系数，依据上述运算式计算出AT，然后根 据该AT求取上述热介质的目标温度。使用预先存储在存储介质中的处 理条件这样的已知的值，依据运算式计算出AT并求取热介质的目标温 15度，从而，即使在基板的处理前也能够求取热介质的目标温度。在本 说明书中lmTorr为(10-3x 101325/760) Pa。
根据本发明，在施加高频电力的电极上进一步重叠并施加直流电 压的情况下，能够抑制由高频电力的施加引起的电极温度的上升，并 且还能够充分地抑制由直流电压的施加引起的电极温度的上升。
20


图1是用于对本发明的实施方式的电极温度调整装置和能够应用 它的等离子体处理装置的概略结构进行说明的图。
图2是表示与图1所示的等离子体处理装置的第一高频电源连接
25 的匹配器的具体的结构例的图。
图3是表示使载冷剂温度一定，改变与高频电力重叠并施加在上
部电极上的直流电压，其施加在上部电极上时的上部电极的温度变化 的图。
图4是表示在改变直流电压时，在上部电极中流动的直流电流与
30 上部电极温度的关系的图。
图5是表示在上部电极中流动的直流电压与施加在作为下部电极的基座上的高频电力的大小的关系的图。
图6是表示不考虑直流电压地计算出温度差AT，并进行上部电极 的温度控制时的实验结果的图。
图7是表示考虑直流电压地计算出温度差AT，并进行上部电极的 5 温度控制时的实验结果的图。 符号说明
100等离子体处理装置
102排气管
104搬入搬出口 io 106闸阀
110处理室
111绝缘板
112基座
113致冷剂室 15 113a、 113b配管
120上部电极
121电极板
121a气体喷出孔
122分散板
123顶板
124气体供给管
125处理气体供给源
130流路—
131温度传感器
140匹配器
141高频电源
142可变直流电源
143开关
150匹配器
151高频电源
160供电线162可变电容器
164可变电容器
165滤波器
166线圈 5 168电容器
170装置控制部
200温度控制装置
210循环通路
211热交换器 io 212热交换器
213电加热器
214容箱
220管路
221开关阀 is 230循环回路
231压縮机
233膨胀阀
232凝縮器
234供给管路 20 235流量调整阀
240加热器电源
250泵 —260旁通路—
261三通阀 25 2 70控制器
W晶片
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。而且,
30在本说明书和附图中，对于实质上具有相同的功能结构的构成要素附 加相同的符号，省略重复说明。(等离子体处理装置) 首先，参照附图，对能够应用本发明的实施方式的电极温度调整 装置的等离子体处理装置的结构例进行说明。图1是用于对本实施方 式的等离子体处理装置的结构进行说明的图。此处，举出等离子体处 5 理装置构成为平行平板型电极结构的电容耦合型的等离子体蚀刻装置 的情况为例。
如图1所示，等离子体处理装置IOO包括由大致圆筒形状的处理 容器构成的处理室(腔室)110。处理室110例如由铝合金形成，其内 壁面例如由氧化铝膜或钇氧化膜覆盖。处理室110接地。 10 在处理室110内的底部上，隔着绝缘板111设置有作为第二电极
的基座112。基座112例如由铝合金形成，作为平行平板型电极结构的 下部电极发挥作用。此外，基座112形成为大致圆柱状，兼具有作为 在其上面载置基板例如半导体晶片(以下简称为"晶片")W的载置台 的功能。在此情况下，在基座112上，例如设置有未图示的静电卡盘，
15 通过该静电卡盘将晶片W吸附保持在基座112上。而且，在基座112 上设置有向静电卡盘和晶片W之间供给来自未图示的电热气体机构的 电热气体(例如He气体)的气体供给线。
在基座112的内部例如设置有形成为环状的致冷剂室113。致冷剂 室113通过配管113a、 113b与设置在处理室110的外部的冷却装置(未
20 图示)连通。致冷剂通过配管113a、 113b被循环供给至致冷剂室113， 通过该循环供给能够控制基座112上的晶片W的温度。
在作为下部电极的基座112的上方，以与基座112相对的方式平 行地设置有等离子体生成用的作为第一电极的上部电极120。于是，上 部电极120与作为下部电极的基座112之间的空间成为等离子体生成
25 空间S。
上部电极120例如为电极板121、分散板122和顶板123的3层结
构。例如，在最上部的顶板123的中央部连接有用于将处理气体导入 处理室110内的气体供给管124。气体供给管124与作为处理气体供给 单元的处理气体供给源125连接。在气体供给管124上，虽然没有图 30 示，但例如设置有用于调整供给处理室的处理气体的流量的质量流量 控制器、开关阀等。从处理气体供给源125，例如供给QF8等碳氟气体(CxFy)作为用于蚀刻的处理气体。
在顶板123的下层例如设置有大致圆筒状的分散板122，能够均匀 地使从气体供给管124导入的处理气体分散。在分散板122的下层， 例如设置有与基座112上的晶片W相对的电极板121。在电极板121 5上形成有多个气体喷出孔121a，能够将被分散板122分散的处理气体 从多个气体喷出孔121a均匀地朝上述等离子体生成空间S喷出。在这 一点上，上部电极120也作为用于供给处理气体的喷淋头而发挥作用。 在上部电极120的例如顶板123的内部，形成有热介质(例如载 冷剂)所通过的环状的流路130。流路130构成后述的温度调整装置 io200的循环通路210的一部分。此外，例如在分散板122的内部，设置 有测定进行温度控制的上部电极120的温度的温度传感器131。
第一高频电源141通过作为第一匹配器的匹配器140与上部电极 120电连接。第一高频电源141例如输出10MHz以上，例如60MHz 的频率的高频电力。匹配器140使负载阻抗与第一高频电源141的内 15部(或输出)阻抗匹配，以在处理室110内没有生成等离子体时，使 第一高频电源141的输出阻抗与负载阻抗在外观上一致的方式发挥作 用。通过该第一高频电源141在上部电极120上施加高频电力，由此 在处理室110内的等离子体生成空间S中生成处理气体的等离子体。 进一步，在上部电极120上，除了上述第一高频电源141之外， 20还电连接有可变直流电源142。可变直流电源142也可以是双极电源。 具体而言，该可变直流电源142通过匹配器140与上部电极120连接， 通过设置在该可变直流电源142与匹配器140之间的开关143能够进 行直流电压的供电的导通、断开。而且，可变直流电源142的极性和 电流、电压以及开关143的导通、断开，通过装置控制部170进行控
25 制。
例如图2所示，匹配器140具有从第一高频电源141的供电线160 分支设置的第一可变电容器162、和设置在供电线160的该分支点的下 游侧的第二可变电容器164，通过它们发挥上述匹配器140的功能。进 一步，为了使来自上述可变直流电源142的直流电压电流(以下，简 30 称为"直流电压")能够有效地供给至上部电极120，在匹配器140上 设置有对来自第一高频电源141的高频(例如60MHz)和来自后述的
1第二高频电源151的高频(例如2MHz)进行陷波(trap)的滤波器165。 艮口，来自可变直流电源142的直流电压电流通过滤波器165与供电线 160连接。例如图2所示那样，该滤波器165由线圈166和电容器168 构成，通过它们，来自第一高频电源141的高频和来自后述的第二高 5 频电源151的高频被陷波。作为这样的直流电压，例如能够以一2000 10000V的范围施加希望的大小的电压。例如直流电压的绝对值为100V 以上，优选施加500V以上的直流电压。
在作为下部电极的基座112上，通过作为第二匹配器的匹配器150 电连接有第二高频电源151。第二高频电源151例如输出频率为 io 2MHz 20MHz范围内的例如2MHz的高频电力。通过该第二高频电 源151向基座112施加高频电力，能够将处理室110内的带电粒子吸 引到晶片W侧。匹配器150使得负载阻抗与第二高频电源151的内部 (或输出)阻抗匹配，因此，以在处理室110内生成等离子体时，使 第二高频电源151的内部阻抗与负载阻抗在外观上一致的方式发挥作
15 用。
在处理室110的底部连接有与未图示的排气装置连通的排气管 102。排气装置具有例如涡轮分子泵等真空泵，能够使处理室110内减 压至希望的真空度。此外，在处理室110的侧壁上设置有晶片W的搬 入搬出口 104，该搬入搬出口 104能够通过闸阀106开关。在进行相对
20 规定块数(例如25块)的晶片连续实施蚀刻处理的批量处理时，首先 通过未图示的搬送臂从搬入搬出口 104向处理室110内搬入最初的晶 片W并进行蚀刻处理。当蚀刻处理结束时从搬入搬出口 104搬出晶片 W，并搬入后续的晶片W。
在等离子体处理装置100中，例如设置有对处理气体供给源125、
25 第一高频电源141和第二高频电源151等用于执行蚀刻处理的各部的 动作进行控制的装置控制部170。并且，温度传感器131的测定结果被 输出至装置控制器170。
在以上述方式构成的等离子体处理装置100中进行等离子体蚀刻 处理时，当晶片W通过未图示的搬送臂等被搬入，载置在基座112上，
30 并被吸附保持在基座112上时，例如通过从排气管102的排气，使处 理室110内减压至规定的压力。然后，当从上部电极120向处理室110内供给处理气体，通过第一高频电源141向上部电极120施加高频电 力时，在处理室110内的等离子体生成空间S中生成处理气体的等离
子体。此外，通过第二高频电源151在基座112上施加高频电力，由 此，等离子体中的带电粒子被诱导至晶片W侧。利用该等离子体的作 5用，对晶片W上的膜进行蚀刻。完成蚀刻的晶片W由未图示的搬送 臂等从处理室110内搬出，接着向处理室110内搬入后续的晶片W。 (温度调整装置)
接着，参照图1，对作为调整等离子体处理装置100的上部电极 120的温度的电极温度调整装置的温度调整装置200进行说明。温度调
io 整装置200包括使载冷剂以通过上部电极120的内部的方式循环的 循环通路210;在循环通路210中，利用作为液体致冷剂的水的显热对 从上部电极120流出的载冷剂进行热交换的第一热交换器211;在循环 通路210中，利用潜热对载冷剂进行热交换的第二热交换器212;作为 对载冷剂进行加热的加热器的电加热器213;和在向上部电极120进行
15供给之前蓄存载冷剂的容箱214。其中，上述载冷剂例如为硅油、氟类 液体、乙二醇等液体状的绝缘性热交换介质。
在循环通路210中，第一热交换器211、第二热交换器212、电加 热器213和容箱214串联连接，能够使载冷剂以上部电极120、第一热 交换器211、第二热交换器212、电加热器213、容箱214、上部电极
20120的顺序循环(参照图1所示的循环E1)。
在第一热交换器211上，例如连接有将作为二次致冷剂的水导入 第一热交换器211的内部并排出的二次致冷剂侧的管路220。在该管路 220的上游侧例如连接有未图示的水供给装置。通过在管路220中流动 水，能够在第一热交换器211中利用水的显热冷却循环通路210的载
25 冷剂。在管路220上设置有开关阀221。通过切换该开关阀221的开关， 能够使利用第一热交换器211的水的载冷剂的冷却开、关。
第二热交换器212是蒸发器，例如能够利用作为二次致冷剂的氟 里昂替代物(例如氢氟碳(HFC))的潜热以冷却循环通路210的载冷 齐!J。在第二热交换器212上连接有构成冷冻机的循环回路230。在循环
30 回路230上设置有压缩机231、凝縮器232和膨胀阀233。在凝縮器232 上例如连接有作为三次致冷剂的冷却水的供给管路234。在供给管路234上例如设置有流量调整阀235。例如，通过该流量调整阀235调整 向凝縮器232的冷却水的供给量，由此能够调整第二热交换器212的 冷却能力。
电加热器213例如通过加热器电源240的供电而发热，从而能够 5对循环通路210的载冷剂进行加热。在容箱214上例如配置有泵250， 能够将蓄积在容箱214内的载冷剂压送至上部电极120侦lJ。
此外，在容箱214与上部电极120之间的循环通路210上，例如 形成有使从容箱214压送的载冷剂绕过上部电极120，流向第一热交换 器211侧的旁通路260。通过该旁通路260，能够使载冷剂以旁通路260、
io第一热交换器211、第二热交换器212、电加热器213、容箱214、旁 通路260的顺序循环(参照图1所示的循环E2)。在旁通路260的分支 点处设置有三通阀261。利用该三通阀261，能够切换不通过上部电极 120而通过旁通路260的循环E2、和通过上部电极120的循环E1。 在温度调整装置200上例如设置有控制器270，其用于对例如第一
15 热交换器211的开关阀221、第二热交换器212的流量调整阀235、电 加热器213的加热器电源240、容箱214的泵250、和三通阀261等各 部的动作进行控制，并执行上部电极120的温度调整。控制器270能 够与等离子体处理装置100的装置控制部170之间进行通信，并能够 根据来自装置控制部170的信息控制各部的动作。
20 而且，第一热交换器211的液体致冷剂，既可以对水一次性地进
行使用，也可以使水循环并以将温度保持为一定的方式进行温度调整。 在进行温度调整并循环使用的情况下，也可以使用载冷剂作为液体致 冷剂。此外，第二热交换器212的致冷剂，除了替代氟里昂的HFC以 夕卜，还可以使用氨气、空气、二氧化碳、碳化氢类气体等。
25 (等离子体处理装置的动作)
接着，在以上述方式构成的等离子体处理装置100中进行蚀刻处 理时，首先，使闸阀106为打开状态，通过搬入搬出口 104将作为蚀 刻对象的晶片W搬入处理室110内，并载置在基座112上，进行吸附 保持。然后，以规定的流量从处理气体供给源125将用于蚀刻的处理
30 气体供给至上部电极120，并通过气体喷出孔121a向处理室110内供 给，并且利用未图示的排气装置通过排气管102对处理室110内进行排气，由此，能够将处理室110内的压力减压至规定的压力。此处， 作为处理气体，能够采用各种气体。作为处理气体，例如列举以C4F8
气体这样的碳氟气体(CxFy)为代表的含有卤元素的气体。进一步， 在处理气体中也可以包括Ar气体、02气体等其它气体。 5 如上述所示，在处理室110内导入有处理气体的状态下，以规定
的功率从第一高频电源141向上部电极120施加等离子体生成用的第 一高频电力，同时以规定的功率从第二高频电源151向作为下部电极 的基座112施加吸引离子用的第二高频电力。并且，从可变直流电源 142向上部电极120施加规定的直流电压。
io 从形成在上部电极120的电极板121上的气体喷出孔121a喷出的
处理气体，在由高频电力产生的上部电极120与作为下部电极的基座 112间的辉光放电中被等离子体化，通过在该等离子体中生成的自由 基、离子对晶片W的被处理面进行蚀刻。并且，如上所述，因为向上 部电极120供给等离子体形成用的第一高频电力，向作为下部电极的
15基座112供给吸引离子用的第二高频电力，所以能够使等离子体的控 制容限较宽。
在这样形成等离子体时，通过向上部电极120供给高频区域(例 如10MHz以上)的高频电力，能够在优选的状态下使得等离子体高密 度化，即使在更为低压的条件下也能够形成高密度等离子体。 20 进一步，在本实施方式中，在形成等离子体时，从可变直流电源
142向上部电极120施加规定极性和大小的直流电压。通过对来自该可 变直流电源142的施加电压进行控制，能够防止聚合物附着在上部电 极120上，并能够对等离子体电位、等离子体密度的面内均匀性进行 控制。
25 例如，能够控制来自可变直流电源142的施加电压，使得上部电
极120的电极板121表面的自偏电压Vde变深，即使得上部电极120表 面的Vde的绝对值变大。因此，即使例如在从第一高频电源141施加的 高频的功率较低等的聚合物容易附着在上部电极120上的情况下，通 过将来自可变直流电源142的施加电压控制为适当的值，能够使附着
30 在上部电极120上的聚合物溅射，使上部电极120的表面清洁。在此 情况下，因为能够在晶片W上供给最佳的量的聚合物，所以还能够消除晶片W上的光致抗蚀膜的表面粗糙。而且，代替控制来自可变直流 电源142的施加电压，还可以控制施加电流或施加电力。
在进行这样的等离子体蚀刻处理时，上部电极120和基座112分
别被调整至预先设定的温度。在此情况下，通过从未图示的冷却装置
5供给至致冷剂室113的致冷剂，对基座112的温度进行调整。此外， 上部电极120通过上述温度调整装置200进行温度调整。因为上部电 极120在等离子体生成空间S中露出，并被施加等离子体产生用的高 输出功率的高频电力，所以发热量多，并且相比于基座112，具有更大 的热容量。因此，与基座112相比，蚀刻处理时的发热量较多，对温
io 度调整介质的响应性也较差，因此，在本实施方式中，分别调整上部 电极120的温度和基座112的温度。
如上所述，在利用温度调整装置200对上部电极120的温度进行 调整的情况下，在开始蚀刻处理时，必须将热介质例如载冷剂的温度 设定为比上部电极120的设定温度低的值。这是因为例如开始蚀刻处
15 理而施加高频电力，则上部电极120的温度开始上升，上述做法是为 了抑制该温度上升并将上部电极120保持在设定温度。具体而言，如 果载冷剂的目标温度与上部电极120的设定温度的温度差为AT，则在 蚀刻处理之前预先预测并计算出适当的AT的值，由此，通过在开始蚀 刻处理时将载冷剂控制为目标温度，能够从蚀刻处理的最初开始将上
20部电极120保持在设定温度。
例如，在进行对规定块数的晶片W连续进行处理的批量处理的情 况下，在开始批量处理之前，预先计算出AT并设定载冷剂的目标温度， 在对最初的晶片W进行蚀刻处理时，在向上部电极120施加高频电力 的定时或在此之前的定时将载冷剂的温度调整至目标温度，并供给上
25 部电极120。由此，上部电极120的温度从最初的晶片W的处理开始 就被抑制其温度上升，从而保持在设定温度。
另外，在实际的晶片W的处理中，因为在各晶片W的每个处理 (在具有高频电力不同的多个步骤的处理中，为每个步骤)中重复进 行高频电力的导通、断开，所以上部电极120的温度也产生些微的变
30 化。因此，在晶片W的处理中，也可以通过温度传感器131对上部电 极120的温度进行监视，根据检测出的温度对载冷剂的温度进行微调，使得上部电极120的温度成为设定温度。从而，从批量处理的最初的晶片W到最后的晶片W，均能够将上部电极120的温度保持在设定温度。
(温度差AT)
5 此处，对载冷剂的目标温度与上部电极120的设定温度的温度差AT进行说明。如上所述，为了抑制由高频电力的施加而引起的上部电 极120的温度上升，载冷剂的目标温度被设定为比上部电极120的设 定温度低的值。因此，在每次计算温度差AT时，必须考虑导致上部电 极120的温度上升的要素。作为这样的要素，例如能够举出施加在上
10 部电极120上的第一高频电力、施加在基座112上的第二高频电力、 每一块晶片W的处理时间、处理时间中的高频电力的施加时间。
如图1所示的等离子体处理装置100那样，在上部电极120上不 仅施加第一高频电力，还叠加并施加来自可变直流电源142的直流电 压的情况下，该直流电压也成为上部电极120的温度上升的一个主要
15原因，通过本发明者们的实验可知该情况。
此处，在图3中表示改变与第一高频电力叠加而施加在上部电极 120上的可变直流电源142的直流电压，并分别检测上部电极120的温 度的实验结果。图3是将载冷剂的温度BT保持为一定，利用温度传感 器131对使可变直流电源142的直流电压变化时的上部电极120的温
20 度进行检测而获得的图表。
图3中的上部电极120的温度的图表CT1、 CT2、 CT3、 CT4分别 表示使可变直流电源142的直流电压为0V、 800V、 1200V、 1500V的 情况。而且，其它的处理条件是共同的，具体而言，上部电极120的 高频电力为2000W，基座112的高频电力为4500W，处理室内压力为
25 25mT。此外，作为处理气体，使用在氧化膜蚀刻中使用的一般的气体 的组合而成的混合气体，例如CF类气体(例如C4Fs等CxFy类气体)、 稀有气体(例如Ar气等惰性气体)和氧气(02气)的混合气体。
根据图3，在不施加可变直流电源142的直流电压的情况(CT1) 下、和施加可变直流电源142的直流电压的情况(CT2 CT4)下，上
30部电极120的温度不同。并且，可变直流电源142的直流电压越大， 上部电极120的温度也越大。由此可知，可变直流电源142的直流电压是上部电极120的温度上升的要因。
如上所述，作为因施加于上部电极120的直流电压而导致上部电
极120的温度上升的理由，例如认为是由于以下情况。S卩，从上部电
极120放出的电子(负)因晶片W上的负的Vde而被弹回，并且在上
5 部电极120的电极板121的表面上，也由于可变直流电源142的负的 直流电压而被弹回。由此，电子(负)在晶片W上与上部电极120之 间往返，与不施加直流电压的情况相比，电子在等离子体生成空间S 中滞留更长时间，因此等离子体密度上升，从而带电粒子也增加，在 上部电极120流动的直流电流也增加，所以对上部电极120的输入热 io 量也增加。
此处，在图4中表示改变可变直流电源142的直流电压时在上部 电极120中流动的直流电流与上部电极120的温度的关系。图4是使 可变直流电源142的直流电压为0V、 800V、 1500V并分别进行实验， 对上部电极120的温度和流过上部电极120的直流电流进行检测，并
15对其绘图而获得的图表。而且，其它的处理条件是共同的，具体而言， 上部电极120的高频电力为1500W，基座112的高频电力为4500W， 处理室内压力为25mT。此外，作为处理气体，使用在氧化膜蚀刻中使 用的一般的气体的组合，例如CF类气体(例如QF8等CxFy类气体)、 稀有气体(例如Ar气等惰性气体)和氧气(02气体)的混合气体。
20 根据图4可知，可变直流电源142的直流电压越大，在上部电极
120流动的直流电流也越大，上部电极120的温度变高。如上所述，在 上部电极120流动的直流电流影响上部电极120的温度。
进一步，通过本发明者们的实验等还可知，流过该上部电极120 的直流电流根据施加在作为下部电极的基座112上的高频电力的大小
25 而变化。
此处，在图5中表示在上部电极120流动的直流电流与施加在基 座112上的高频电力的大小的关系。图5是使基座112的高频电力 (Btm)为0W、 200W、 500W、 2500W、 4500W，对此，分别使可变 直流电源142的直流电压在300V 1500V的范围内变化而进行实验， 30对在上部电极120流动的直流电流进行检测并对其进行绘图而获得的 图表。而且，其它的处理条件是共同的，具体而言，上部电极120的高频电力为1800W，处理室内压力为25mT。此外，作为处理气体，与 图4的情况相同，使用在氧化膜蚀刻中使用的一般的气体的组合而成 的混合气体(CF类气体、稀有气体和氧气)。
根据图5可知，即使例如在可变直流电源142的直流电压为相同 5 的1500V的情况下，随着向基座112施加的高频电力以0W、 200W、 500W、 2500W、 4500W逐渐变大，在上部电极120流动的直流电流也 变大。由此可知，即使例如可变直流电源142的直流电压一定，施加 在基座112上的高频电力越大，在上部电极120流动的直流电流也越 大，所以上部电极120的温度也上升。 io 根据以上的实验结果等，认为在向上部电极120施加高频电力和
直流电流的情况下，优选用于计算载冷剂的目标温度的与上部电极设 定温度的温度差AT的运算式为下述式(1):
AT=k (a A+b B+c HV B) D/C ...... (1 )
在上述式(1)中，k是从电力向温度的换算系数。上述式(1)的 15括号内的a，A项是考虑施加在上部电极120上的高频电力所带来的影 响的项。具体而言，A是上部电极120的高频电力。a是系数，表示上 部电极120的高频电力的项对上部电极120的温度的影响的程度。
b B项是考虑施加在基座112上的高频电力所带来的影响的项。 具体而言，B是施加在基座112上的高频电力。b是系数，表示基座112 20的高频电力的项对上部电极120的温度的影响的程度。
c HV ， B项是考虑施加在上部电极120上的直流电压所带来的影 响的项。具体而言，HV是施加在上部电极120上的可变直流电源142 的直流电压，B是如上所述施加在基座112上的高频电力。此处，将 HV与B相乘是因为考虑到，例如图5所示，即使可变直流电源142 25 的直流电压一定，施加在基座112上的高频电力越大，上部电极120 的温度也有变得越大的倾向。它们例如作为蚀刻处理条件能够使用预 先设定的值。c是系数，表示直流电压的项对上部电极120的温度的影 响的程度。
而且，D/C项中的C是每一块晶片W的处理时间，D是处理时间 30C中的高频电力的施加时间。其中，此处的处理时间C是例如对施加 高频电力的时间与晶片W的交换时间进行合计而得到的每一块晶片W所需的时间。例如通过控制器270进行这样的温度差AT的计算和目标
温度T的设定。
各项A、 B、 HV、 C、 D，例如作为蚀刻处理条件，能够各自使用 预先设定的值。此外，各个系数k、 a、 b、 c能够根据实际的蚀刻处理 5选择最佳的值。此外，各个系数k、 a、 b、 c也可以各自由多个系数构 成。例如系数c也可以由两个系数构成，固定一个系数，由另一个系 数调整大小。
如上所述，通过将关于可变直流电源142的直流电压的项导入用 于设定载冷剂的目标温度的温度差AT的运算式(上述式(l))中，能 io够抑制可变直流电源142的直流电压对上部电极120的温度上升的影 响。
(上部电极的温度控制) 接着，对进行上部电极120的温度控制时的温度调整装置200的 动作进行说明。此处，说明相对规定块数的晶片W连续执行蚀刻处理
15 的批量处理的情况。
首先，在开始晶片W的批量处理前(例如空转(idle)时)，预先 调整循环通路210内的循环E1中载冷剂的温度，将上部电极120的温 度调整至设定温度H。具体而言，在开始批量处理之前的温度调整中， 首先将图1所示的上部电极120的温度传感器131的温度测定结果输
20出至装置控制器170，从装置控制器170输出至控制器270。控制器270 根据该温度测定结果调整第二热交换器212的流量调整阔235和电加 热器213的加热器电源240，调整循环通路210内的载冷剂的温度，使 得上部电极120的温度成为设定温度H。此时，第一热交换器211的 开关阀221关闭，通过第二热交换器212和加热器213调整载冷剂的
25 温度。B卩，通过第二热交换器212的氟里昂替代物的潜热进行载冷剂 的冷却。该空转状态时的循环通路210内的载冷剂的温度，由于散热 等的影响，最终被调整至比设定温度H稍高的温度。
然后，在等离子体处理装置100中，在空转状态结束，晶片W的 批量处理开始时，设定图1所示的循环通路210中的载冷剂的目标温
30 度T。例如，当装置控制部170的处理开始信息被输入控制器270时， 载冷剂的目标温度T被设定。目标温度T为比上部电极120的设定温度H低的温度，设定温度
H与目标温度T的温度差AT通过上述式(1)求得。当计算出温度差 △T，目标温度T被设定时，打开第一热交换器211的开关阀221，利 用第一热交换器211内的水的显热和第二热交换器212中的氟里昂替 5 代物的潜热，循环通路210内的载冷剂被急速冷却，稳定在目标温度T。 开始晶片W的批量处理，在上部电极120上施加等离子体生成用的高 频电力而产生的热通过已冷却的载冷剂进行散热，抑制上部电极120 的温度上升。
此处，在图6、图7中表示在高频电力上叠加直流电压并施加在上 io 部电极120上而进行规定块数的晶片W的批量处理时，计算出AT并 进行上部电极120的温度控制的情况下的实验结果。图6是不考虑直 流电压地计算出AT并进行温度控制的情况，图7是考虑直流电压地计 算出AT并进行温度控制的情况。具体而言，在图6中，使上述式(1) 的系数c为0，使直流电压的项(c'HV'B)为0，由此计算AT;在 15 图7中，在上述式(1)的直流电压的项(c HV B)中代入适当的 值，并计算AT。
其中，图6、图7均是进行由施加不同的高频电力的两个步骤(第 一步骤和接续进行的第二步骤)构成的蚀刻处理的情况下的实验结果。 此处，如上所述，在开始晶片W的批量处理之前(例如空转状态时)，
20预先将上部电极120的温度CT调整至设定温度H (图6、图7所示的 虚线)，并分别设定根据计算出的AT得到的载冷剂的目标温度，在最 初的晶片W的处理中，在向上部电极120施加高频电力的定时，通过 第一热交换器211和第二热交换器212开始快速冷却载冷剂。之后， 例如通过温度传感器131监视上部电极120的温度CT，并对载冷剂的
25温度BT进行微调，使得上部电极120的温度总为设定温度H。
其中，作为图6、图7中的处理条件，在第一步骤中，使上部电极 120的高频电力为2000W，使基座112的高频电力为IOOOW，使可变 直流电源142的直流电压为700V，使处理室内压力为25mT，在第二 步骤中，使上部电极120的高频电力为IOOOW，使基座112的高频电
30力为3000W，使可变直流电源142的直流电压为1500V，使处理室内 压力为25mT。而且，作为第一、第二步骤中的处理气体，与图4、图的情况同样，使用在氧化膜蚀刻中使用的一般的气体的组合而成的混 合气体(CF类气体、稀有气体和氧气)。
比较图6和图7的实验结果可知，因为考虑施加在上部电极120 上的直流电压地计算AT的情况(图7)相比于不考虑直流电压地计算 5 AT的情况(图6)，表示上部电极120的温度CT的最大值水平的点划 线(设定温度H的上侧的点划线)更接近设定温度H，所以能够抑制 上部电极120的温度CT的上升，进一步，还可知上部电极120的温度 CT的整体的偏差也变小。
特别是，处理第二块以后的晶片W时的上部电极120的温度CT io的偏差(以点划线表示的上部电极120的温度CT在第二块以后的最大 值水平与最小值水平的差)，在图6的情况下为20。C左右的范围，与此 相对，在图7的情况下被抑制在6"C左右的范围内，可知温度调整的精 度得到提高。
另外，在考虑施加在上部电极120上的直流电压地计算AT的情况
下，例如图7的双点划线所示，与处理第二块以后的晶片W的情况相 比，在处理最初的第一块晶片W时，上部电极120的温度CT具有下 冲(undershoot,过冷却)的倾向。例如通过进行调整，使得用于计算 △T的上述式(1)中的直流电压项(c HV B)的系数c的值变小， 则能够缓和该下冲的倾向。
外，因为施加在作为下部电极的基座112上的高频电力的值B
越大，用于计算AT的上述式(1)中的直流电压项(c'HV'B)也越 大，所以如上所述，在处理最初的晶片W时，与处理第二块以后的晶 片W的情况相比，上部电极120的温度CT的下冲(过冷却)有变大 的倾向。这种情况下的下冲，与上述同样，例如通过进行调整，使得
用于计算AT的上述式(1)中的直流电压项(c HV B)的系数c 的值变小，则能够得到缓和。因此，例如也可以根据施加在基座112 上的高频电力的值B改变直流电压项(c*HV*B)的系数c的值。由 此，即使在处理最初的晶片W时，也能够以与处理第二块以后的晶片 W时相同的高精度控制上部电极120的温度CT。
如以上详细叙述的，叠加高频电力和直流电压并施加在上部电极
120上的情况下，通过考虑该直流电压地计算AT并设定载冷剂的目标温度，能够抑制由向上部电极120施加直流电压而导致的温度上升。 由此，因为在进行批量处理时，从最初的晶片W到最后的晶片W的 处理均能够以更高的精度保持上部电极120的温度，所以能够消除由
向上部电极120施加直流电压而导致的温度上升所引起的批量内的晶
5 片W的处理特性(例如蚀刻速率、形成于晶片W上的元件的形状等)
的偏差。
而且，上述式(1)不仅能够应用于在高频电力上叠加直流电压并
施加在上部电极120上的情况，在上部电极120上不施加直流电压而
仅施加高频电压的情况下也能够应用同样的式子。g卩，上述式(1)中 io的c HV B项虽然在施加直流电压的情况下为必需的项，但是在上
部电极120上不施加直流电压的情况下，通过使直流电压HV为O，上
述式(1)与没有c ， HV B项时相同。
此外，在批量处理结束后，也可以打开三通阀261的旁通路260
侧的流路，使载冷剂以绕过上部电极120的方式循环(循环E2)。这时， 15例如停止第一热交换器211的冷却和第二热交换器212的冷却，利用
电加热器213对载冷剂进行加热。之后，三通阀261被切换到上部电
极120侧的流路，加热后的载冷剂以通过上部电极120内的方式循环 (循环E1)。间歇进行该三通阀261的切换，能够交替切换通过上部电
极120的载冷剂的循环El和绕过上部电极120的快捷的循环E2。由 20此，载冷剂的温度能够在短时间内恢复至空转状态时的温度，并且能
够使在晶片W的处理结束时暂时下降的上部电极120的温度在短时间
内恢复至设定温度H。
以上参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但是，本发
明当然不限于上述示例。本领域的技术人员能够在权利要求的范围所 25记载的范畴内想到各种变形例或修改例，应该了解的是，这些当然也
属于本发明的技术范围。例如电极温度调整装置的结构不限于图1所
示，只要能够对载冷剂等热介质进行温度调整使其在上部电极内循环
从而调整温度，则可以使用任何结构。
此外，在上述实施方式中，对进行蚀刻的等离子体处理装置的上 30部电极的温度控制进行了说明，但是并不限定于此，例如也可以将本
发明应用于进行蚀刻处理以外的等离子体处理，例如进行成膜处理的等离子体处理装置的上部电极的温度控制中。 产业上的可利用性
本发明能够应用于等离子体处理装置、电极温度调整装置、电极 温度调整方法。
权利要求
1.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括收纳作为处理的对象的基板并能够进行真空排气的处理室；配置在所述处理室内的第一电极；与所述第一电极相对配置并支承所述基板的第二电极；向所述第一电极施加第一高频电力的第一高频电力电源；向所述第二电极施加频率比所述第一高频电力低的第二高频电力的第二高频电力电源；向所述第一电极施加直流电压的直流电源；向所述处理室内供给规定的处理气体的处理气体供给单元；通过使被调整至规定的温度的热介质在形成于所述第一电极的循环通路中循环，对所述第一电极的温度进行调整的温度调整装置；和控制部，其在对所述基板进行处理之前，至少根据准备向所述各电极施加的各高频电力和准备向所述第一电极施加的直流电压，计算出用于将所述第一电极的温度调整至规定的设定温度所必需的所述热介质的目标温度，在对所述基板进行处理时，进行根据所述目标温度调整所述热介质的温度的控制。
2. —种等离子体处理装置，其特征在于20 所述热介质的目标温度根据用于求取所述第一电极的规定的设定温度与所述热介质的目标温度的温度差而预先决定的运算式计算得 出，所述运算式包含基于所述第一高频电力的项、基于所述第二高频 电力的项、和基于所述直流电压的项，25 基于所述直流电压的项由所述直流电压与所述第二高频电力相乘 的项构成。
3. 如权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于 将所述第一电极的规定的设定温度与所述热介质的目标温度的温 度差设为AT时，所述运算式以AT=k (a A+b B+c HV B) D/C表示，其中，k:从电力向温度的换算系数，A:所述第一高频电力， B:所述第二高频电力，HV:所述直流电压，C:每一块所述基板的处 理时间，D:处理时间C中的高频电力的施加时间，a: A项的系数，b: B项的系数，C: HV'B项的系数。
4.如权利要求3所述的等离子体处理装置，其特征在于 根据所述第二高频电力的大小将所述运算式中包含的系数C调整 为最佳值。
5.如权利要求1 4中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于-所述温度调整装置包括通过所述第一 电极的内部，使所述热介质相对于所述第一 电极循 环的循环通路；在所述循环通路中，对已通过所述电极的所述热介质，利用液体致冷剂的显热进行热交换的第一热交换器；在所述循环通路中，对已通过所述第一热交换器的所述热介质， 利用致冷剂的潜热进行热交换的第二热交换器；和在所述循环通路中，对供给所述电极的内部的热介质进行加热的加热器。
6. 如权利要求1 5中任一项所述的等离子体处理装置，其特征 在于所述第一电极为上部电极，所述第二电极为下部电极。
7. —种电极温度调整装置，其对下述等离子体处理装置的第一电 极的温度进行调整，该等离子体处理装置在处理室内配置有相互相对 的第一电极和第二电极，向所述第一电极施加第一高频电力和直流电 压，并向所述第二电极施加频率比第一高频电力低的第二高频电力， 对载置在所述第二电极上的基板进行规定的处理，所述电极温度调整 装置的特征在于，包括通过所述第一电极的内部，使所述热介质相对于所述第一电极循环的循环通路；对所述热介质的温度进行调整的热介质温度调整器；和 控制部，其在对所述基板进行处理之前，至少根据准备向所述各 5电极施加的高频电力和准备向所述第一电极施加的直流电压，计算出用于将所述第一电极的温度调整至规定的设定温度所必需的所述热介质的目标温度，在对所述基板进行处理时，进行根据所述目标温度调整所述热介质的温度的控制。
8.如权利要求7所述的电极温度调整装置，其特征在于所述热介质的目标温度根据用于求取所述第一电极的规定的设定 温度与所述热介质的目标温度的温度差而预先决定的运算式计算得 出，将所述第一电极的规定的设定温度与所述热介质的目标温度的温度差设为AT时，所述运算式以AT=k (a A+b B+c HV B) D/C表示，其中，k:从电力向温度的换算系数，A:所述第一高频电力， B:所述第二高频电力，HV:所述直流电压，C:每一块所述基板的处 理时间，D:处理时间C中的高频电力的施加时间，a: A项的系数，b: B项的系数，C: HV'B项的系数。
9. 一种电极温度调整方法，其对下述等离子体处理装置中的第一电极的温度进行调整，该等离子体处理装置在处理室内配置有相互相 对的第一电极和第二电极，向所述第一电极施加第一高频电力和直流 电压，并向所述第二电极施加频率比第一高频电力低的第二高频电力，对载置在所述第二电极上的基板进行规定的处理，所述电极温度调整 方法的特征在于，包括在对所述基板进行处理之前，至少根据准备向所述各电极施加的 各高频电力和准备向所述第一电极施加的直流电压，计算出用于将所 述第一电极的温度调整至规定的设定温度所必需的热介质的目标温度的工序；禾口在对所述基板进行处理时，使已根据所述目标温度进行温度调整的所述热介质在形成于所述第一电极的内部的循环通路中循环，由此 进行将所述第一 电极保持在设定温度的控制的工序。
10.如权利要求9所述的电极温度调整方法，其特征在于 5 所述热介质的目标温度根据用于求取所述第一电极的规定的设定 温度与所述热介质的目标温度的温度差而预先决定的运算式计算得 出，将所述第一电极的规定的设定温度与所述热介质的目标温度的温度差设为AT时，所述运算式以AT=k (a A+b B+c HV B) D/C 表示，其中，k:从电力向温度的换算系数，A:所述第一高频电力， B:所述第二高频电力，HV:所述直流电压，C:每一块所述基板的处 理时间，D:处理时间C中的高频电力的施加时间，a: A项的系数，b: B项的系数，c: HV'B项的系数。
11.如权利要求IO所述的电极温度调整方法，其特征在于计算所述热介质的目标温度的工序，从预先存储在存储介质中的 处理条件中读出所述第一高频电力、所述第二高频电力、所述直流电 压、每一块所述基板的处理时间、处理时间C中的高频电力的施加时间、和所述各项的系数，根据所述运算式计算出AT，并根据该AT求取所述热介质的目标温度。
全文摘要
本发明涉及等离子体处理装置、电极温度调整装置和电极温度调整方法。在施加高频电力的上部电极上进一步重叠并施加直流电压的情况下，不仅能够抑制由高频电力的施加引起的上部电极温度的上升，还能够充分地抑制由直流电压的施加引起的上部电极温度的上升。在对基板进行处理之前，根据准备向上部电极(120)和作为下部电极的基座(112)施加的高频电力，以及准备向上部电极施加的直流电压，计算出用于将上部电极的温度调整至规定的设定温度所必需的热介质的目标温度，在对晶片进行处理时，使依据目标温度已进行温度调整的热介质在形成于上部电极的流路(130)中循环，从而进行温度控制。
文档编号C23F4/00GK101320675SQ20081009865
公开日2008年12月10日 申请日期2008年6月5日 优先权日2007年6月5日
发明者古屋正男 申请人:东京毅力科创株式会社