专利名称：半导体制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造装置。
背景技术：
作为现有的半导体制造装置，已知有例如专利文献I中记载的装置。专利文献I中记载的半导体制造装置包括载置半导体晶片的载置台；处理容器，其具有设置于载置台的上方且与载置台平行地对置的上部电极；向载置台施加高频的高频电源；和向上部电极供给处理气体的处理气体供给部。该半导体制造装置作为平行平板式的等离子体蚀刻装 置而构成。现有技术文献专利文献I :日本特开2006 - 286733号公报在具有如上所述的构成的平行平板式半导体制造装置中，有时在上部电极的附近设有用于加热上部电极(向上部电极供给的处理气体)的加热器。在这种半导体制造装置中，要求抑制消耗电力。
发明内容
本发明是用于解决上述课题而设立的，其目的在于，提供一种可抑制消耗电力的半导体制造装置。本发明一方面提供一种半导体制造装置，包括划分形成处理空间并具有上表面的处理容器；设置于所述处理空间内的载置台；上部电极，以与所述载置台对置的方式设置于该载置台的上方；加热器，加热所述上部电极，设置于所述上部电极的周围且所述上表面的下方；和搭载于所述上表面的隔热部件，所述隔热部件包括板状部和设置于该板状部的一方的主面侧的隔热部。在该半导体制造装置中，在处理容器的上表面搭载有隔热部件。因此，利用构成隔热部件的隔热部来提高隔热效果，特别是可以抑制从散热量多的处理容器的上部散热。因此，能够实现热效率的提高，其结果是，可以实现消耗电力的抑制。在一个实施方式中，隔热部也可以是发泡隔热材料。使用发泡隔热材料时，可以有效地抑制散热。在一个实施方式中，隔热部也可以具有多个零件，该多个零件在与上表面平行的方向能够分离，分别包括板状部和隔热部。根据该方式，即使是在处理容器的上表面连接有导管等的情况，也能够容易地配置隔热部件，可实现作业性的提高。在一个实施方式中，板状部也可以具有比隔热部的刚性更高的刚性。根据该方式，即使是使用具有柔软性的隔热部的情况，也可防止配置于处理容器的上表面时的弯曲及安装作业时的隔热部的挠曲等，因此，可实现隔热部件的作业性的提高。在一个实施方式中，隔热部件的外圆周面也可以用树脂覆盖。根据该方式，可抑制在隔热部件产生尘埃及灰尘。
根据本发明，可抑制处理容器的散热，使热效率提高，可抑制消耗电力。
图I是示意性地表示一实施方式的等离子体处理装置的剖面图；图2是示意性地表示腔室的立体图；图3是从上方观察图2表示的腔室的图；图4是表示隔热部件的立体图；图5是图4的V — V线剖面图；图6是表示隔热部件分离后的状态的立体图；
图7是表示隔热效果的试验结果的表；图8是表示消耗电力的试验结果的表；图9是表示其它方式的隔热部件的图；图10是表示其它方式的隔热部件的图；图11是表示其它方式的隔热部件的图；图12是表示其它方式的隔热部件的图；图13是表示其它方式的隔热部件的图；图14是表示其它方式的隔热部件的图；图15是表示其它方式的隔热部件的图；图16是表示其它方式的隔热部件的图。符号说明I :等离子体处理装置(半导体制造装置)、2 :腔室(处理容器)、2a :主面、3 :载置台、20 :喷头(上部电极)、35 :第一加热器、36 :第二加热器、50、50A 50Z、50Aa 50Ae :隔热部件、50a :主面、51、51A、54a、55a :板状部、52、57、57A、60、61 :隔热部。下面，参照附图对本发明的各种实施方式详细地进行说明。另外，在
中，对相同或相当元素附加相同符号，省略重复的说明。等离子体处理装置图I是示意性地表示一实施方式的等离子体处理装置的图。图I表示的等离子体处理装置1，作为平行平板式等离子体蚀刻装置而构成。等离子体处理装置1，具有划分形成处理空间S的圆筒形的腔室(处理容器)2。腔室2具有上表面2a。在腔室2的处理空间S内，设有载置作为被处理基板的例如半导体晶片W的圆板状的载置台3，将其作为下部电极或基座。载置台3例如为铝制，经由绝缘性的筒状保持部4支承于从腔室2的底面向垂直方向延伸的筒状支承部6。在筒状保持部4的上表面，配置有环状包围载置台3的上表面的例如由石英形成的聚焦环7。在腔室2的侧壁与筒状支承部6之间，形成有排气通道8。在该排气通道8的入口或其中途，安装有阻流板(baffle plate) 9，并且在底部设有排气口 10。排气装置11经由排气管12与排气口 10连接。排气装置11具有真空泵，能够将腔室2内的处理空间减压至规定的真空度。在腔室2的侧壁，安装有开闭半导体晶片W的搬入搬出口的闸阀14。在载置台3，经由匹配器16及供电棒17电连接有等离子体生成用的高频电源15。高频电源15向下部电极即载置台3施加规定的高频率(例如27MHZ以上)的高频电力。在与载置台3平行地对置的腔室2的上部，作为接地电位的上部电极设有喷头20。利用来自高频电源15的高频，在载置台3与喷头20之间的空间，即等离子体生成空间PS形成高频电场。喷头20包括具有多个气体通气孔21的电极板22 ;和以能够拆卸的方式支承电极板22的电极支承体23。在电极支承体23的内部设有缓冲室24，在该缓冲室24的气体导入口 25，连接有来自处理气体供给部26的气体供给导管27。在腔室2的顶部，在等离子体生成空间PS周边的上方(喷头20的周围)，设有环状或同心状延伸的磁场形成机构28。磁场形成机构28为了容易地开始腔室2内的等离子体生成空间PS中的高频放电(等离子体点火)并稳定地维持放电而发挥作用。在载置台3的上表面，设有用于利用静电吸附力保持半导体晶片W的静电卡盘30。静电卡盘30将由导电膜形成的电极31夹入一对绝缘膜32a、32b之间，在电极31上，经由开关SW电连接有直流电源33。利用来自直流电源33的直流电压，可依靠库仑力将半导体晶片W吸附保持在卡盘上。 在喷头20的上方(喷头20的周围且上表面2a的下方),配置有第一加热器35。第一加热器35为用于对喷头20进行加热(电极板22的温度控制)的热源，呈环状。第一加热器35的外径比喷头20的外径大。图2是不意性地表不腔室的立体图，图3是从上方观察图2表不的腔室的图。如图3所示，在腔室2内，配置有多个(在此为4个)第二加热器36。第二加热器36是用于加热喷头20的热源，在腔室2的侧壁，配置于比第一加热器35更靠径向的外侧。另外，在载置台3，经由气体供给管线38连接有传热气体供给部39。传热气体供给部39向静电卡盘30的上表面与半导体晶片W的背面之间供给传热气体(例如He气体)。控制部40对等离子体处理装置I内的各部分别进行控制，并统一控制整体的顺序。隔热部件如图I及图2所示，在腔室2的上表面2a上，配置(搭载)有隔热部件50。图4是表示隔热部件的立体图，图5是图4的V —V线剖面图。如图4及图5所示，隔热部件50由板状部51和隔热部52形成。板状部51例如由丙烯酸树脂形成，呈圆板状(与腔室2的上表面2a的形状对应的形状)。板状部51的厚度为数mm左右，具有比后述的隔热部52闻的刚性。另外，板状部51也可以用金属形成。隔热部52例如为发泡隔热材料(商品名Aeroflex (注册商标))，呈圆板状(与腔室2的上表面2a的形状对应的形状)。隔热部52的厚度例如设定为IOmm左右，一方的主面52a例如用粘接剂与板状部51的一方的主面51a接合。隔热部52是与腔室2的上表面2a抵接的部分。即，隔热部件50以隔热部52的另一方的主面52b成为载置面的方式配置于腔室2的上表面2a。另外，作为隔热部52，除了发泡隔热材料以外，还可以是在金属部件上涂饰、喷射了具有隔热性的隔热涂层的材料。具有上述构成的隔热部件50能够分离成多个。如图6所示，隔热部件50以板状部51和隔热部52被一体化的状态分离成多个(在此为3个)零件。各零件可在与腔室2的上表面2a平行的方向(上表面2a的面方向)分离。具体而言，隔热部件50以如下方式构成，即，例如在与腔室2的上部连接的气体供给导管27对应的位置形成有开口部，将气体供给导管27隔开。隔热部件50的分割数及各个零件的形状，根据腔室2的形状等来适宜地设定。如以上说明，在本实施方式中，在等离子体处理装置I的腔室2的上表面2a上配置有隔热部件5 0。该隔热部件50由板状部51和隔热部52构成，利用隔热部52抑制(隔热)散热，由此，实现腔室2的热效率的提高。特别是由于在散热量多的腔室2的上表面2a上配置有隔热部件50，因此，可有效地抑制散热。另外，由于设有具有比隔热部52更高的刚性的板状部51，因此，即使是使用例如具有柔软性的隔热部52的情况，也可防止隔热部52的弯曲或挠曲。其结果是，实现了操作性的提闻。另外，隔热部件50具有在与上表面2a平行的方向能够分离的多个零件，该多个零件分别包含板状部51和隔热部52 (参照图6)。因此，配置隔热部件50时，在腔室2的上表面2a安装于每个零件，因此，实现了作业性的提高。另外，由于隔热部件50是搭载在腔室2的上表面2a上的构成，因此，也可适用于已有的半导体制造装置。另外，由于隔热部件50是板状部51及隔热部52的简单的构成，因此，也实现了成本的降低。参照图7对隔热部件50的隔热(抑制散热)效果进行说明。图7是表示隔热效果的试验结果的表。如图7所示，准备如下材料作为隔热部件。(I)招表面钝化处理(alumite treatment)过的金属板(比较例)(2)在金属板贴上发泡隔热材料即亚罗弗(Aeroflex :注册商标)的材料(实施例O(3)在金属板的表面实施了硅橡胶涂层的材料(实施例2)(4)在金属板的表面涂覆有特殊隔热涂层材料陶瓷涂层“SE250”(日本Telenix株式会社制)的材料(实施例3)(5)在金属板的表面喷射有隔热疏松(porous)剂(商品名隔热疏松、Tocalo株式会社制)的材料(实施例4)(6)在金属板的表面涂覆有Hy — Coat (商品名Hy — Coat (主要的材料是氟树脂)、Tocalo株式会社制)的材料(实施例5)用加热板(140°C)将比较例及实施例I 一 5的材料同时进行加热，测量表面温度并计算与比较例的温度差。另外，各表面温度是比较例的表面温度到达80°C后的平均温度。如图7所示，与比较例的温度差最大的是实施例1，与比较例的温度差平均为“-36. (TC”。另外，在实施例2中，温度差为“ -16. (TC”，在实施例3中，温度差为“ -12. I0C",在实施例4中，温度差为“ -12. 2V ”，在实施例5中，温度差为“ -7. 7°C ”，与比较例相比，实施例I一 5哪个都确认有隔热效果。然后，参照图8对隔热部件50对消耗电力的抑制效果进行说明。图8是表示消耗电力的试验结果的表。在该试验中，测定安装于腔室2的上部及侧壁部的第一及第二加热器35、36的电流值，计算升温时、停机时及工序输送时的消耗电力。使用厚度为10mm、20mm的亚罗弗作为隔热部。第一加热器35的额定消耗电力为1400W，第二加热器36的额定消耗电力为2080W。如图8所示，在升温时，相对于未配置隔热部时的消耗电力的测量值2728W，使用隔热部IOmm时的消耗电力为“ -I. 2%”，使用隔热部20mm时的消耗电力为“+0· 4%”。在停机时，相对于未配置隔热部时的消耗电力的测量值1972W,使用隔热部IOmm时的消耗电力为5. 5%”,使用隔热部20mm时的消耗电力为“ -7.1%”。在工序输送时,相对于未配置隔热部时的消耗电力的测量值1800W，使用隔热部IOmm时的消耗电力为“ -L 6%”，使用隔热部20mm时的消耗电力为“ -I. 1%”。从以上结果可确认，通过在腔室2的上表面2a配置隔热部件50 (隔热部52)，抑制腔室2的散热，提高了热效率，可抑制消耗电力。另外，在隔热部为20mm的情况下，在升温时，消耗电力稍微增加，但由于升温时为不稳定的状态，因此，认为在误差的范围内。隔热部件的其它方式下面，参照图9 图16对隔热部件的其它方式进行说明。另外，下面说明的隔热部件也可以与上述隔热部件50 —样，能够分离成多个。如图9 (a)所示，隔热部件50A由板状部5IA和隔热部52构成。板状部 5IA由金属形成，并与腔室2的上表面2a抵接。S卩，隔热部件50A以板状部51A成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图9 (b)所示，隔热部件50B由板状部51、隔热部52、板状部5IA构成。在隔热部件50B中，由板状部51和板状部51A夹着隔热部52。隔热部件50B以板状部51A成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图9 (C)所示，隔热部件50C由板状部51、隔热部52、框部53构成。框部53例如由金属或丙烯酸树脂等构成，其覆盖板状部51及隔热部52的外圆周面。隔热部件50C以隔热部52成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。在隔热部件50C，通过设置框部53，可抑制隔热部52的外圆周面产生尘埃及灰尘。如图9 (d)所示，隔热部件50D由板状部51A、隔热部52、框部53构成。隔热部件50D以板状部51A成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图9 (e)所示，隔热部件50E由板状部51、隔热部52、板状部51A、框部53构成。隔热部件50E以板状部51A成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图10 Ca)所示，隔热部件50F由隔热部52、框单元54构成。框单元54包括由金属或丙烯酸树脂等构成的圆形状的板状部54a、和覆盖板状部54a的外圆周面的环状的框部54b，板状部54a和框部54b —体构成。框单元54以由框部54b包围隔热部52的外圆周面的方式安装于隔热部52。隔热部件50F以隔热部52成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。在隔热部件50F中，通过设置框单元54，可抑制隔热部52的外圆周面产生尘埃及灰尘。如图10(b)所示，隔热部件50G由隔热部52、框单元55构成。框单元55包括由金属形成的圆形的板状部55a和覆盖板状部55a的外圆周面的环状的框部55b,板状部55a和框部55b —体构成。隔热部件50G以框单元55成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。在隔热部件50G中，通过设置框单元55，可抑制隔热部52的外圆周面产生尘埃及灰尘。如图10 (C)所示，隔热部件50H由板状部51A、隔热部52、框单元54构成。框单元54以由框部54b包围隔热部52的外圆周面的方式安装于隔热部52。隔热部件50H以板状部51A成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图10 (d)所示，隔热部件501由板状部51、隔热部52、框单元55构成。框单元55以由框部55b包围隔热部52的外圆周面的方式安装于隔热部52。隔热部件501以框单兀55成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图11 (a)所示，隔热部件50J由板状部51、金属部件56、隔热部57、涂层部58构成。隔热部57通过在金属部件56上涂敷隔热涂料或喷射隔热涂料而形成。涂层部58通过在隔热部57的上表面涂覆例如具有耐热性的上述Hy-Coat等涂层材料(树脂)而形成。隔热部件50J以涂层部58成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图11 (b)所示，隔热部件50K由板状部51A、金属部件56、隔热部57、涂层部58构成。隔热部件50K以板状部51A成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图11(c)所示，隔热部件50L由板状部51、隔热部57A、涂层部59构成。隔热部57A通过在板状部51涂敷隔热涂料或喷射隔热涂料而形成。涂层部59以覆盖隔热部57A的上表面及外圆周面的方式形成。隔热部件50L以涂层部59成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。在隔热部件50L中，通过形成涂层部59，可抑制隔热部57A的外圆周面产生尘埃及灰尘。·
如图11 (d)所示，隔热部件50M由板状部51A、隔热部57A、涂层部59构成。隔热部57A是通过在板状部51A涂敷隔热涂料或喷射隔热涂料而形成。隔热部件50M以板状部51A成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图12 Ca)所示，隔热部件50N由板状部51、板状部51A、金属部件56、第一隔热部60、第二隔热部61、涂层部62构成。第一隔热部60是通过在金属部件56的一方的主面的整个面上涂敷隔热涂料或喷射隔热涂料而形成。第二隔热部61通过在金属部件56的另一方的主面的整个面上涂敷隔热涂料或喷射隔热涂料而形成。涂层部62以覆盖金属部件56、第一隔热部60及第二隔热部61的外圆周面的方式形成。形成第一隔热部60、第二隔热部61及涂层部62的金属部件56夹持于板状部51及板状部51A。隔热部件50N以板状部51A成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。在隔热部件50N中，通过形成涂层部62，可抑制第一及第二隔热部60、61的外圆周面产生尘埃及灰尘。如图12 (b)所示，隔热部件500由板状部51、板状部51A、隔热部57A、涂层部63构成。隔热部57A通过在板状部51A涂敷隔热涂料或喷射隔热涂料而形成。涂层部63以覆盖隔热部57A的外圆周面的方式形成。隔热部件500以板状部51A成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。在隔热部件500中，通过形成涂层部63，可抑制隔热部57A的外圆周面产生尘埃及灰尘。如图12 (C)所示，隔热部件50P由板状部51、板状部51A、隔热部57A、涂层部63构成。隔热部57A通过在板状部51涂敷隔热涂料或喷射隔热涂料而形成。涂层部64以覆盖隔热部57A的外圆周面的方式形成。隔热部件50P以板状部51A成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。在隔热部件50P，通过形成涂层部64，可抑制隔热部57A的外圆周面产生尘埃及灰尘。如图13 (a)所示，隔热部件50Q由板状部51、框部53、金属部件56、隔热部57、涂层部65构成。涂层部65以覆盖金属部件56的上表面的方式形成。隔热部件50Q以涂层部58成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图13 (b)所示，隔热部件50R由板状部51、框部53、隔热部57A、涂层部66构成。涂层部66以覆盖隔热部57A的上表面的方式形成。隔热部件50R以涂层部66成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。
如图13 (c)所示，隔热部件50S由板状部51A、框部53、金属部件56、隔热部57、涂层部65构成。隔热部件50S以板状部51A成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图13 Cd)所示，隔热部件50T由板状部51A、框部53、隔热部57A、涂层部66构成。隔热部件50T以板状部51A成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图14 Ca)所示，隔热部件50U由板状部51、板状部51A、框部53、金属部件56、第一隔热部60、第二隔热部61构成。隔热部件50U以板状部51A成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图14 (b)所示，隔热部件50V由板状部51、板状部51A、框部53、隔热部57A构成。隔热部57A通过在板状部51A涂敷隔热涂料或喷射隔热涂料而形成。隔热部件50V以板状部51A成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图14 (C)所示，隔热部件50W由板状部51、板状部51A、框部53、隔热部57A构 成。隔热部57A通过在板状部51涂敷隔热涂料或喷射隔热涂料而形成。隔热部件50W以板状部51A成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图15 Ca)所示，隔热部件50X由框单元54、金属部件56、隔热部57、涂层部65构成。隔热部件50X以涂层部65成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图15 (b)所示，隔热部件50Y由框单元54、隔热部57A、涂层部66构成。隔热部57A通过在框单元54的板状部54a涂敷隔热涂料或喷射隔热涂料而形成。隔热部件50Y以框单元54成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图15 (C)所示，隔热部件50Z由框单元55、金属部件56、隔热部57、涂层部65构成。隔热部件50Z以框单元55成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图15 (d)所示，隔热部件50Aa由框单元55、隔热部57A、涂层部66构成。隔热部57A通过在框单元55的板状部55a涂敷隔热涂料或喷射隔热涂料而形成。隔热部件50Aa以框单元55成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图15 Ce)所示，隔热部件50Ab由板状部51、框单元55、金属部件56、第一隔热部60、第二隔热部61构成。隔热部件50Ab以框单元55成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图16 (a)所示，隔热部件50Ac由板状部51A、框单元54、金属部件56、第一隔热部60、第二隔热部61构成。隔热部件50Ac以板状部51A成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图16 (b)所示，隔热部件50Ad由板状部51A、隔热部57A构成。隔热部57A通过在板状部51A涂敷隔热涂料或喷射隔热涂料而形成。隔热部件50Ad以板状部51A成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。如图16 (C)所示，隔热部件50Ae由板状部51、框单元55、隔热部57A构成。隔热部57A通过在板状部51涂敷隔热涂料或喷射隔热涂料而形成。隔热部件50Ae以框单元55成为下部的方式配置于腔室2的上表面2a。本发明不限定于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，在载置台3上连接有高频电源15，但也可以在喷头20上连接高频电源15。另外，在上述实施方式中，作为隔热部52以发泡隔热材料为例做了说明，但隔热部也可以由其它材料构成。
另外，在上述实施方式中，隔热部件50 (板状部51、隔热部52)呈圆形状，但其形状只要根据腔室2的上表面2a的形状适宜地设计即可。另外，隔热部件50也可以是覆盖
腔室2的上表面2a的整个面的构成，也可以是覆盖上表面2a的一部分的构成。
权利要求
1.一种半导体制造装置，其特征在于，包括 划分形成处理空间并具有上表面的处理容器； 设置于所述处理空间内的载置台； 上部电极，以与所述载置台对置的方式设置于该载置台的上方； 加热器，加热所述上部电极，设置于所述上部电极的周围且所述上表面的下方；和 搭载于所述上表面的隔热部件， 所述隔热部件包括板状部和设置于该板状部的一方的主面侧的隔热部。
2.如权利要求I所述的半导体制造装置，其特征在于 所述隔热部为发泡隔热材料。
3.如权利要求I或2所述的半导体制造装置，其特征在于 所述隔热部件具有多个零件，该多个零件在与所述上表面平行的方向上能够分离，且该多个零件分别包括所述板状部和所述隔热部。
4.如权利要求I或2所述的半导体制造装置，其特征在于 所述板状部具有比所述隔热部的刚性更高的刚性。
5.如权利要求I或2所述的半导体制造装置，其特征在于 所述隔热部件的外圆周面被树脂覆盖。
全文摘要
本发明提供一种可抑制消耗电力的半导体制造装置。半导体制造装置(1)具备对处理空间S进行划分的处理容器(2)，该处理容器(2)具有上表面(2a)；设于处理空间S内的载置台(3)；以与载置台(3)对面的方式设于该载置台的上方的上部电极(20)；对上部电极(20)进行加热的加热器(35)、(36)，该加热器(35)、(36)设于上部电极(20)的周围且上表面(2a)的下方；搭载于上表面(2a)的隔热部件(50)，隔热部件(50)包含板状部(51)和设于该板状部(51)的一方的主面(51a)侧的隔热部(52)。
文档编号H01L21/67GK102842524SQ20121021265
公开日2012年12月26日 申请日期2012年6月21日 优先权日2011年6月21日
发明者小林敦, 三浦和幸, 安室章 申请人:东京毅力科创株式会社