專利名稱：等離子體處理裝置及聚焦環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于例如在半導(dǎo)體晶片等被處理基板上實(shí)施等離子體蝕刻等規(guī)定處理 的等離子體處理裝置及聚焦環(huán)。
背景技術(shù)：
目前，在半導(dǎo)體裝置和IXD的制造工序等中，在半導(dǎo)體晶片或IXD基板等被處理 基板上作用等離子體而進(jìn)行所規(guī)定的處理，例如進(jìn)行成膜處理和蝕刻處理等的等離子體處理。在這樣的等離子體處理中，例如在使用了平行平板型蝕刻裝置的等離子體蝕刻處 理中，將被處理基板搭載在設(shè)置于等離子體處理室內(nèi)的載置臺(tái)(基座)上，使等離子體在等 離子體處理室內(nèi)產(chǎn)生，使該等離子體作用在被處理基板上而進(jìn)行等離子體蝕刻處理。另外， 在進(jìn)行該等離子體蝕刻處理時(shí)，為了緩和被處理基板邊緣部分的不連續(xù)性，特別是，為了改 善在被處理基板的邊緣部分的等離子體蝕刻處理的狀態(tài)而提高等離子體蝕刻處理的面內(nèi) 均勻性的目的等，一直以來按照包圍被處理基板周圍那樣配置所謂聚焦環(huán)而進(jìn)行。(例如參 照專利文獻(xiàn)1)圖8是表示進(jìn)行這樣的等離子體蝕刻處理的平行平板型蝕刻裝置的重要部分的 結(jié)構(gòu)，在該圖中，符號(hào)50表示被配置在未被圖示的等離子體處理室內(nèi)的載置臺(tái)(基座)。該基座50兼作下部電極，是具有導(dǎo)電性的材料，例如由在表面上形成了陽極氧化 覆膜(耐酸鋁)的氧化鋁等構(gòu)成近似圓板形。在上述基座50的半導(dǎo)體晶片W的搭載面上，設(shè)置了將靜電吸盤用電極51a夾在由 絕緣材料構(gòu)成的絕緣膜51b內(nèi)而構(gòu)成的靜電吸盤51。另外，在基座50上，搭載按照包圍被 處理基板周圍那樣構(gòu)成環(huán)形的聚焦環(huán)52。由于基座50是如上述那樣由氧化鋁等構(gòu)成的，所以如果有被形成于半導(dǎo)體晶片W 上方的等離子體直接作用的部位，則該部分被等離子體所濺射，在半導(dǎo)體晶片W上形成包 含不希望得到的氧化鋁等的濺射膜的可能性。所以，如圖8所示那樣，基座50的晶片搭載面(形成靜電吸盤51的部分)的直徑 比半導(dǎo)體晶片W的直徑略小一點(diǎn)(例如4mm左右)。然后，通過使聚焦環(huán)52的下側(cè)部分的 內(nèi)徑比半導(dǎo)體晶片W的直徑小，使聚焦環(huán)52的下側(cè)部分延伸到半導(dǎo)體晶片W的端部下側(cè)部 分為止，按照從上側(cè)看時(shí)，在基座50的上面沒有直接露出的部位那樣構(gòu)成。另外，使聚焦環(huán)52的上面為與半導(dǎo)體晶片W的表面大致相同的高度。為此，聚焦 環(huán)52的整體厚度形成得比半導(dǎo)體晶片W的厚度(例如，0. 8mm)要厚很多。專利文獻(xiàn)特開2002-246370號(hào)公報(bào)(第2 5頁、圖1 圖6)
如上述的那樣，通過在現(xiàn)有的等離子體處理裝置上按照包圍被處理基板的周圍那 樣設(shè)置聚焦環(huán)，提高等離子體蝕刻處理的面內(nèi)均勻性。但是，即使在使用這樣的聚焦環(huán)的等離子體處理裝置上，還需要進(jìn)一步提高等離 子體蝕刻處理的面內(nèi)均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是處理所涉及的現(xiàn)有的問題，以提供可以在被處理基板的整個(gè)面上均勻地 進(jìn)行等離子體處理，與目前相比可以提高等離子體處理的面內(nèi)均勻性的等離子體處理裝置 以及聚焦環(huán)。本發(fā)明的第1方面是一種等離子體處理裝置，其特征在于，具有等離子體處理室、 配置在前述等離子體處理室內(nèi)并搭載被處理基板的載置臺(tái)、被按照從前述被處理基板的外 周邊緣部設(shè)置間隔而包圍前述被處理基板的周圍那樣配置的環(huán)部件、以及按照位于前述被 處理基板以及前述環(huán)部件的下側(cè)那樣配置的下側(cè)環(huán)部件。本發(fā)明的第2方面的等離子體處理裝置，其特征在于，前述環(huán)部件的單位面積的 阻抗相對(duì)于前述被處理基板的單位面積的阻抗之比約在5以下。本發(fā)明第3方面的等離子體處理裝置，其特征在于，前述環(huán)部件的單位面積的阻 抗相對(duì)于前述被處理基板的單位面積的阻抗之比約在3以下。本發(fā)明第4方面的等離子體處理裝置，其特征在于，前述環(huán)部件的單位面積的阻 抗相對(duì)于前述被處理基板的單位面積的阻抗之比約在1. 5以下。本發(fā)明第5方面的等離子體處理裝置，其特征在于，構(gòu)成前述環(huán)部件的材料是與 前述被處理基板實(shí)質(zhì)上阻抗相同的材料，前述環(huán)部件的厚度在前述被處理基板的厚度的約 5倍以下。本發(fā)明第6方面的等離子體處理裝置，其特征在于，構(gòu)成前述環(huán)部件的材料是與 前述被處理基板相同的材料，前述環(huán)部件的厚度在前述被處理基板的厚度的約5倍以下。本發(fā)明第7方面的等離子體處理裝置，其特征在于，前述被處理基板是厚度約為 0. 8mm的硅制半導(dǎo)體晶片，前述環(huán)部件是由厚度約在4mm以下的硅制部件構(gòu)成的。本發(fā)明第8方面的等離子體處理裝置，其特征在于，前述被處理基板是硅制的半 導(dǎo)體晶片，前述環(huán)部件由與前述半導(dǎo)體晶片厚度大致相同的硅制部件構(gòu)成。本發(fā)明第9方面的等離子體處理裝置，其特征在于，前述環(huán)部件由SiC、或者在表 面上形成噴鍍膜的鋁、或者石英、或者陶瓷構(gòu)成。本發(fā)明第10方面的等離子體處理裝置，其特征在于，前述載置臺(tái)具有導(dǎo)電性的下 部電極，前述環(huán)部件是通過噴鍍形成在前述下部電極表面上。本發(fā)明第11方面的等離子體處理裝置，其特征在于，前述下側(cè)環(huán)保護(hù)前述載置 臺(tái)，使之不受形成于前述等離子體處理室內(nèi)的等離子體的影響。本發(fā)明第12方面是一種等離子體處理裝置，其特征在于，具有等離子體處理室、 配置在前述等離子體處理室內(nèi)并搭載被處理基板的載置臺(tái)、按照從前述被處理基板的外周 邊緣部設(shè)置間隔而包圍前述被處理基板的周圍那樣配置的環(huán)部件、以及按照位于前述被處 理基板及前述環(huán)部件的下側(cè)那樣配置的前述載置臺(tái)上的靜電吸盤。本發(fā)明第13方面是一種等離子體處理裝置，其特征在于，具有等離子體處理室、配置在前述等離子體處理室內(nèi)并搭載被處理基板的載置臺(tái)、按照從前述被處理基板的外周 邊緣部設(shè)置間隔而包圍前述被處理基板的周圍那樣配置的環(huán)部件，前述環(huán)部件的單位面積 的阻抗相對(duì)于前述被處理基板的單位面積的阻抗之比在約5以下。本發(fā)明第14方面是一種被配置在等離子體處理裝置的等離子體處理室內(nèi)的載置 臺(tái)上，按照包圍被處理基板的周圍那樣設(shè)置的聚焦環(huán)，其特征在于，是由環(huán)部件和下側(cè)環(huán)部 件構(gòu)成，前述環(huán)部件按照從前述被處理基板的外周邊緣部設(shè)置間隔而包圍前述被處理基板 的周圍那樣配置，前述下側(cè)環(huán)部件按照位于前述被處理基板以及前述環(huán)部件的下側(cè)那樣配 置。本發(fā)明第15方面的聚焦環(huán)，其特征在于，前述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于前 述被處理基板的單位面積的阻抗之比在約5以下。本發(fā)明第16方面的聚焦環(huán)，其特征在于，構(gòu)成前述環(huán)部件的材料是與前述被處理 基板實(shí)質(zhì)上阻抗相同的材料，前述環(huán)部件的厚度在前述被處理基板的厚度的約5倍以下。本發(fā)明第17方面的聚焦環(huán)，其特征在于，構(gòu)成前述環(huán)部件的材料是與前述被處理 基板相同的材料，前述環(huán)部件的厚度在前述被處理基板的厚度的約5倍以下。本發(fā)明第18方面的聚焦環(huán)，其特征在于，前述環(huán)部件是由SiC、或者在表面上形成 噴鍍膜的鋁、或者石英、或者陶瓷構(gòu)成的。本發(fā)明第19方面的聚焦環(huán)，其特征在于，前述環(huán)部件是通過噴鍍在前述下部電極 表面上形成的。本發(fā)明第20方面是一種被配置在等離子體處理裝置的等離子體處理室內(nèi)的載置 臺(tái)上，按照包圍被處理基板的周圍那樣設(shè)置的聚焦環(huán)，其特征在于，由包圍被處理基板的周 圍那樣配置的環(huán)部件組成，前述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于前述被處理基板的單位面 積的阻抗之比約在5以下。如以上詳細(xì)說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明可以在被處理基板的整個(gè)面上進(jìn)行均勻的等 離子體處理，與目前相比可以提高等離子體處理的面內(nèi)均勻性。


圖1為本發(fā)明第1實(shí)施方式的處理裝置的概略構(gòu)成圖。圖2為圖1的處理裝置的要部概略構(gòu)成圖。圖3為表示根據(jù)聚焦環(huán)的厚度而蝕刻率均勻性不同的圖。圖4為阻抗比與蝕刻率的均勻性的關(guān)系圖。圖5為圖1的處理裝置要部概略構(gòu)成的變形例的圖。圖6為圖1的處理裝置的要部概略構(gòu)成的變形例的圖。圖7為本發(fā)明第2實(shí)施方式的處理裝置的要部概略構(gòu)成的圖。圖8為現(xiàn)有的等離子體處理裝置的要部概略構(gòu)成的圖。符號(hào)說明W半導(dǎo)體晶片；1處理室；2基座；3靜電吸盤；6聚焦環(huán)；6a薄板形環(huán)形 部件；6b下側(cè)環(huán)形部件；76a噴鍍環(huán)。
具體實(shí)施例方式圖1是模式地表示涉及本發(fā)明的第1實(shí)施方式的等離子體處理裝置(等離子體蝕刻裝置)整體的概略構(gòu)成。在該圖中，符號(hào)1表示構(gòu)成等離子體處理室的圓筒形處理室。處 理室的材質(zhì)例如由在表面上形成陽極氧化膜(耐酸鋁)的氧化鋁等組成，處理室的內(nèi)部被 按照可以氣密地封閉那樣構(gòu)成。上述處理室1與接地電位連接，在處理室1的內(nèi)部設(shè)置兼作下部電極的基座(載 置臺(tái))2。該基座的材質(zhì)是例如在表面上形成陽極氧化膜(耐酸鋁)的氧化鋁等。在該基座2的半導(dǎo)體晶片W搭載面上，設(shè)置靜電吸盤3。如圖2所示，該靜電吸盤 3采用將靜電吸盤用電極3a夾在由絕緣材料形成的絕緣膜3b內(nèi)的構(gòu)成。上述基座2是借助陶瓷等絕緣板4被支撐在真空室1內(nèi)，直流電源5被連接到靜 電吸盤3的靜電吸盤用電極3a上。另外，在基座2上，按照包圍半導(dǎo)體晶片W的周圍那樣設(shè)置形成環(huán)形的聚焦環(huán)6。 對(duì)于該聚焦環(huán)6的構(gòu)成，在后面詳細(xì)說明。另外，在基座2的內(nèi)部設(shè)置用于使作為控制溫度用熱媒介的絕緣性流體循環(huán)的熱 媒介流動(dòng)通路7和用于向半導(dǎo)體晶片W的背面供給氦氣等溫度控制用氣體的氣體流動(dòng)通路 8。這樣，通過使被控制在所規(guī)定溫度上的絕緣性流體在熱媒介流動(dòng)通路7內(nèi)循環(huán)， 將基座2控制在所規(guī)定的溫度上。另外，通過在該基座2和半導(dǎo)體晶片W的背面之間借助 氣體流動(dòng)通路8供給控制溫度用的氣體、促進(jìn)它們之間的熱交換，可以以良好的精度且高 效率地將半導(dǎo)體晶片W控制在所規(guī)定的溫度上。另外，在基座2的大致中央位置上連接供給高頻電力用的供電線10。高頻電源(RF 電源)12通過匹配器11被連接到該供電線10上。從高頻電源12供給規(guī)定頻率的高頻電 力。另外，在上述聚焦環(huán)6的外側(cè)，設(shè)置構(gòu)成環(huán)形并形成了多個(gè)排氣孔的排氣環(huán)13。通 過借助該排氣環(huán)13與排氣端口 14相連接的排氣系統(tǒng)15的中空泵等，進(jìn)行處理室1內(nèi)的處 理空間的真空排氣。另外，在基座2的上方的處理室1的頂部部分上，與基座2平行相對(duì)地設(shè)置噴淋頭 16。另外，該噴淋頭16被接地。由此，這些基座2以及噴淋頭16作為一對(duì)電極(上部電極 和下部電極)而起作用。上述的噴淋頭16在其下面設(shè)置多個(gè)氣體吐出口 17。而且在其上部有氣體導(dǎo)入部 18。然后，在其內(nèi)部形成氣體擴(kuò)散用的空隙19。氣體供給配管20被連接到氣體導(dǎo)入部18， 在該氣體供給配管20的另一端上連接氣體供給系統(tǒng)21。該氣體供給系統(tǒng)21由控制氣體流 量的質(zhì)量流量控制器(MFC) 22和例如供給蝕刻用處理氣體等的處理氣體供給源23組成。另外，在處理室1的外側(cè)周圍，與處理室1同心地配置環(huán)形磁場形成機(jī)構(gòu)(環(huán)形磁 鐵)24，在基座2和噴淋頭16之間的處理空間內(nèi)形成磁場。該磁場形成機(jī)構(gòu)24依靠轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī) 構(gòu)25，其整體可以在處理室1的周圍以規(guī)定的轉(zhuǎn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)動(dòng)。接下來，說明上述的聚焦環(huán)6的構(gòu)成。聚焦環(huán)6也如圖2所示的那樣，由按照從半 導(dǎo)體晶片W的外周邊緣部設(shè)置一定間隔而包圍半導(dǎo)體晶片W的周圍那樣配置的薄板狀環(huán)形 部件6a和下側(cè)環(huán)形部件(下側(cè)環(huán))6b所組成。下側(cè)環(huán)形部件6b被按照位于半導(dǎo)體晶片W 和薄板狀的環(huán)形部件(薄型環(huán))6a之間且位于半導(dǎo)體晶片W和薄板狀的環(huán)形部件6a的下 側(cè)那樣配置。結(jié)果，基座2不會(huì)通過半導(dǎo)體晶片W與薄板狀環(huán)形部件6a之間的間隔而直接暴露在處理空間的等離子體中。另外，下側(cè)環(huán)形部件6b按照被收容于在基座2上形成的槽 內(nèi)那樣被搭載。但是，該下側(cè)環(huán)形部件6b起到保護(hù)基座2表面的作用，而且被等離子體所 消耗，所以可以作為消耗品而更換。另外，在上述構(gòu)成的聚焦環(huán)6上，薄板狀的環(huán)形部件6a的單位面積阻抗(相對(duì)于 高頻的阻抗)被設(shè)定在半導(dǎo)體晶片W的單位面積阻抗的5倍以內(nèi)。在本第1實(shí)施方式中，上述薄板狀的環(huán)形部件6a以及下側(cè)環(huán)形部件6b都是由與 半導(dǎo)體晶片W的材質(zhì)相同的硅構(gòu)成的。在這種情況下，通過使薄板狀的環(huán)形部件6a的厚度 在半導(dǎo)體晶片W的厚度(0.8mm)的5倍以下(4. Omm以下)，可使薄板狀的環(huán)形部件6a的單 位面積的阻抗在半導(dǎo)體晶片W的單位面積阻抗的5倍以內(nèi)。但是，在本第1實(shí)施方式中，如 圖2所示的那樣，薄板狀的環(huán)形部件6a的厚度被設(shè)定得與半導(dǎo)體晶片W的厚度基本相同。所以，薄板狀的環(huán)形部件6a的單位面積阻抗與半導(dǎo)體晶片W的單位面積阻抗基本 相同。如上述的那樣，設(shè)定薄板狀的環(huán)形部件6a的單位面積阻抗在半導(dǎo)體晶片W的單位 面積阻抗的5倍以內(nèi)的理由如下。S卩，由本發(fā)明者詳細(xì)調(diào)查的那樣，在使用如圖8所示構(gòu)成的聚焦環(huán)52的情況下，在 半導(dǎo)體晶片W的上方形成的護(hù)套(sheath)的護(hù)套電壓和在聚焦環(huán)52的上方形成的護(hù)套的 護(hù)套電壓中產(chǎn)生如圖中虛線所示的不同。這樣的護(hù)套電壓的不連續(xù)性被認(rèn)為是造成在半導(dǎo) 體晶片周緣部上的等離子體蝕刻處理狀態(tài)的不均勻性的一個(gè)原因，所以推測通過使上述的 護(hù)套電壓均勻化，可以提高蝕刻處理的均勻性。還認(rèn)為通過使聚焦環(huán)的單位面積阻抗在半導(dǎo)體晶片W的單位面積阻抗的附近，使 上述護(hù)套電壓均勻化，可以提高蝕刻處理的均勻性。使用與半導(dǎo)體晶片W相同材質(zhì)的硅，制 作厚度為8mm、4mm、2. 4mm的3種聚焦環(huán)，進(jìn)行實(shí)際的蝕刻處理。圖3是以縱軸作為規(guī)格化的蝕刻率(以距晶片中心135mm的位置上的蝕刻率為基 準(zhǔn))，以橫軸作為距晶片中心的距離，表示上述的蝕刻處理的結(jié)果。如該圖所示，通過使用厚 度薄(即單位面積阻抗在半導(dǎo)體晶片W附近)的聚焦環(huán)，特別是可以提高半導(dǎo)體晶片W周 邊邊緣部分的蝕刻率的均勻性。圖4是以縱軸作為半導(dǎo)體晶片W端部的蝕刻率的均勻性(uniformity) (士 ％ )，以 橫軸作為單位面積阻抗比(聚焦環(huán)的單位面積阻抗/半導(dǎo)體晶片W的單位面積阻抗)而表 示上述結(jié)果的。如該圖所示，通過使薄板狀的環(huán)形部件6a的單位面積阻抗在半導(dǎo)體晶片W的單位 面積阻抗的5倍以內(nèi)，可以使上述的蝕刻率的均勻性在多個(gè)工序中為求得的士5%以內(nèi)。另外，根據(jù)制造工序，也有要求蝕刻率的均勻性在士3%以內(nèi)的情況。在這種情況 下，如該圖所示那樣，通過使薄板狀的環(huán)形部件6a的單位面積阻抗在半導(dǎo)體晶片W的單位 面積阻抗的4倍以內(nèi)，可以滿足上述的要求。另外，通過使薄板狀的環(huán)形部件6a的單位面積阻抗在半導(dǎo)體晶片W的單位面積阻 抗的3倍以內(nèi)，進(jìn)而在1. 5倍以內(nèi)，可以進(jìn)一步提高蝕刻率的均勻性。另外，在上述的實(shí)施方式中，對(duì)于使用與半導(dǎo)體晶片W相同材質(zhì)的硅作為薄板狀 的環(huán)形部件6a的材質(zhì)進(jìn)行了說明，可以使用其他材質(zhì)，例如SiC、在表面上形成噴鍍膜(Y2O3 噴鍍膜等)的鋁、或者石英、或者陶瓷等。在這種情況下，由于與半導(dǎo)體晶片W的介電系數(shù)、導(dǎo)電率等不同，阻抗比與厚度的關(guān)系與上述不同。但是，實(shí)際上，半導(dǎo)體晶片W除了硅基板(Si)之外，由氧化膜(Si02)、氮化膜 (SiN)、多晶硅、金屬膜、low-k膜等構(gòu)成的。但是，如果該半導(dǎo)體晶片W的阻抗被硅基板(Si) 的阻抗所支配的話，可以不考慮上述氧化膜(SiO2)等的阻抗，而將硅基板(Si)的阻抗看作 半導(dǎo)體晶片W的阻抗。所以，硅基板(Si)的阻抗以及阻抗相同的材料(例如硅)可以看作與半導(dǎo)體晶片 W(被處理基板)實(shí)質(zhì)上阻抗相同。另外，硅之外，例如使用可以控制SiC等阻抗的材料的 話，可以使得與硅基板(Si)的阻抗實(shí)質(zhì)相同。另外，例如在薄板狀的環(huán)形部件6a上設(shè)置Al2O3或者Y2O3那樣的覆膜的情況下，這 些覆膜在不會(huì)給薄板狀的環(huán)形部件6a整體的單位面積阻抗以大影響的程度的話，則不必 考慮。薄板狀的環(huán)形部件6a的材料(母材)以及厚度，如果由于覆膜材料以及厚度而給予 覆膜所具有阻抗的影響大的話，則有必要考慮該覆膜所具有的阻抗，而需要設(shè)定薄板狀的 環(huán)形部件6a的材料和厚度、覆膜材料以及厚度。上述的那樣，薄板狀的環(huán)形部件6a在與例如圖8所示的現(xiàn)有的聚焦環(huán)52等相比 時(shí)，其厚度變薄。特別是，在本第1實(shí)施方式中，由于薄板狀的環(huán)形部件6a的厚度與半導(dǎo)體 晶片W基本相同，所以在半導(dǎo)體晶片W端部下側(cè)不能配置薄板狀的環(huán)形部件6a。所以，在本 第1實(shí)施方式中，由薄板狀的環(huán)形部件6a和下側(cè)環(huán)形部件6b構(gòu)成聚焦環(huán)6。進(jìn)而按照使下 側(cè)環(huán)形部件6b位于半導(dǎo)體晶片W和薄板狀的環(huán)形部件6a之間且位于半導(dǎo)體晶片W以及薄 板狀的環(huán)形部件6a的下側(cè)之間那樣配置，而保護(hù)基座2那樣構(gòu)成。但是，如圖5所示，如使薄板狀的環(huán)形部件6a的搭載面比靜電吸盤3的搭載面高， 向靜電吸盤3和薄板狀的環(huán)形部件6a之間的基座2的在等離子體中露出的部分上實(shí)施噴 鍍膜52的話，則即使是如圖8所示的聚焦環(huán)52那樣的形狀也可以省略下側(cè)環(huán)形部件6b。 在圖5中，使薄板狀的環(huán)形部件6a為硅制，使其厚度為半導(dǎo)體晶片W的2倍左右。另外，圖 5中的聚焦環(huán)與圖1、圖2所示的由薄板狀的環(huán)形部件6a和下側(cè)環(huán)形部件6b組成的聚焦環(huán) 不同，僅由薄板狀的環(huán)形部件6a構(gòu)成。另外，如圖6所示的那樣，也可以使設(shè)置在半導(dǎo)體晶片W的搭載面上的靜電吸盤3 的直徑與基座2的直徑基本相同，位于半導(dǎo)體晶片W和薄板狀的環(huán)形部件6a的下側(cè)那樣構(gòu) 成。在這種情況下，可以省略下側(cè)環(huán)形部件6b，薄板狀的環(huán)形部件6a與半導(dǎo)體晶片W—起 搭載于靜電吸盤3上。通過這樣的構(gòu)成，可以從等離子體中保護(hù)基座2，又可實(shí)現(xiàn)省略下側(cè) 環(huán)形部件6b的簡易構(gòu)成。另外，在圖6中的聚焦環(huán)也與在圖1、圖2所示的由薄板狀的環(huán)形 部件6a和下側(cè)環(huán)形部件6b組成的聚焦環(huán)不同，僅由薄板狀的環(huán)形部件6a構(gòu)成。另外，由于在第1實(shí)施方式的圖2、圖6中，如上述那樣，薄板狀的環(huán)形部件6a的厚 度與半導(dǎo)體晶片W基本相同，所以可以使基座2的薄板狀的環(huán)形部件6a的搭載面的高度與 半導(dǎo)體晶片W的搭載面高度相同。所以可以進(jìn)行這些面的研磨加工，可以在改善面加工精 度的同時(shí)，降低加工成本。另外，在圖2中所示的虛線表示在半導(dǎo)體晶片W上部形成的護(hù)套的護(hù)套電壓和在 薄板狀的環(huán)形部件6a上形成的護(hù)套的護(hù)套電壓。接下來，對(duì)于由上述構(gòu)成的等離子體蝕刻裝置進(jìn)行的等離子體蝕刻處理的順序進(jìn) 行說明。
首先，打開設(shè)在處理室1內(nèi)而未被圖示的閘閥，借助與該閘閥相鄰而配置的負(fù)荷 鎖定室(未被圖示)，通過搬運(yùn)機(jī)構(gòu)(未被圖示)將半導(dǎo)體晶片W搬入處理室1內(nèi)，搭載在 基座2上。然后使搬運(yùn)機(jī)構(gòu)退至處理室1外后，關(guān)閉閘閥。另外，通過在靜電吸盤3的靜電 吸盤用電極3a上施加來自直流電源5的所規(guī)定電壓的直流電壓，吸引保持半導(dǎo)體晶片W。然后，一邊通過排氣系統(tǒng)15的真空泵將處理室1內(nèi)排氣至所規(guī)定的真空度例如 1. 33Pa 133Pa，一邊從處理氣體供給系統(tǒng)21向處理室1內(nèi)供給所規(guī)定的氣體。然后，在該狀態(tài)下，從高頻電源12通過匹配器11向基座2施加所規(guī)定的頻率例如 十幾MHz 百數(shù)十MHz的高頻電。使基座2和噴淋頭16之間的空間產(chǎn)生等離子體，通過等 離子體進(jìn)行半導(dǎo)體晶片W的蝕刻。在本第1實(shí)施方式中，在通過這樣的等離子體進(jìn)行的半導(dǎo)體晶片W的蝕刻時(shí)，如圖 2中的虛線所示的那樣，在半導(dǎo)體晶片W以及聚焦環(huán)6的上方可以均勻地形成護(hù)套的護(hù)套電 壓。所以，可以在半導(dǎo)體晶片W的整個(gè)面上進(jìn)行均勻的等離子體蝕刻處理，與目前相比可以 提高等離子體蝕刻處理的面內(nèi)均勻性。另外，由于薄板狀的環(huán)形部件6a的厚度與目前相比變得薄了，所以其熱容量減 少，對(duì)溫度變化的反應(yīng)變好。所以，即使反復(fù)進(jìn)行多次的等離子體蝕刻處理，聚焦環(huán)的溫度 也是同樣的溫度，可以減輕由于聚焦環(huán)隨時(shí)間變化而引起的溫度變化對(duì)等離子體蝕刻處理 的影響。這樣，如果對(duì)半導(dǎo)體晶片W進(jìn)行所規(guī)定的蝕刻處理，通過停止來自高頻電源12的 高頻電的供應(yīng)，停止等離子體蝕刻處理，按照與上述的順序相反的順序，將半導(dǎo)體晶片W搬 出處理室1外。接下來，使用圖7對(duì)于本發(fā)明的第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。在圖7中的76a是在由 鋁等組成的下部電極(基座)上由Si噴鍍形成的噴鍍環(huán)(薄型環(huán))，72是用于覆蓋下部電 極的向等離子體露出部分的Y2O3噴鍍膜。在本第2實(shí)施方式中，替代第1實(shí)施方式的薄板狀的環(huán)形部件6a，使用噴鍍環(huán)76a 作為薄型環(huán)。由于在電極上通過Si噴鍍形成噴鍍環(huán)76a，所以可以容易地使噴鍍環(huán)76a的 厚度達(dá)到與半導(dǎo)體晶片W的厚度相同的程度。所以，可以使噴鍍環(huán)76a的單位面積阻抗與 半導(dǎo)體晶片W的單位面積阻抗基本相同。噴鍍環(huán)76a可以通過大氣等離子體噴鍍法、等離子體噴鍍法、高速火焰噴鍍法、爆 發(fā)噴鍍法等形成。雖然希望噴鍍環(huán)76a的厚度與半導(dǎo)體晶片W的厚度相同，但是由于噴鍍 形成，所以也可以做得比半導(dǎo)體晶片W更薄。另外，也可以使噴鍍環(huán)76a的厚度比半導(dǎo)體晶 片W更厚。另夕卜，噴鍍環(huán)76￡1不限于3丨，也可是3比或者103^1203、￥&等材質(zhì)。Y2O3噴鍍膜 72與噴鍍環(huán)76a的材質(zhì)相同，也可以是Si、SiC或者A1203、YF3等噴鍍膜。另外，本第2實(shí)施方式中的聚焦環(huán)是僅以噴鍍環(huán)76a作為薄型環(huán)的構(gòu)成。另外，在實(shí)施方式中，對(duì)于將本發(fā)明應(yīng)用到半導(dǎo)體晶片W的等離子體蝕刻的情況 進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不限于所涉及的實(shí)施方式，也可以同樣地適用于IXD基板的等離 子體處理等。
權(quán)利要求
一種等離子體處理裝置，其特征在于，具有等離子體處理室；配置在所述等離子體處理室內(nèi)并搭載被處理基板的載置臺(tái)；按照從所述被處理基板的外周邊緣部設(shè)置間隔而包圍所述被處理基板周圍的方式，直接配置在所述載置臺(tái)上的由Si或者SiC形成的環(huán)部件；以及按照位于所述被處理基板以及所述環(huán)部件的下側(cè)那樣配置的下側(cè)環(huán)部件。
2.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于所述被處理基板的單位面積的阻抗之比約為5 以下。
3.如權(quán)利要求2所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于所述被處理基板的單位面積的阻抗之比約為3 以下。
4.如權(quán)利要求3所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于所述被處理基板的單位面積的阻抗之比約為1. 5 以下。
5.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于構(gòu)成所述環(huán)部件的材料是與所述被處理基板實(shí)質(zhì)上阻抗相同的材料，所述環(huán)部件的厚 度約為所述被處理基板的厚度的5倍以下。
6.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于構(gòu)成所述環(huán)部件的材料是與所述被處理基板相同的材料，所述環(huán)部件的厚度約為所述 被處理基板的厚度的5倍以下。
7.如權(quán)利要求6所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述被處理基板是厚度約為0. 8mm的硅制半導(dǎo)體晶片，所述環(huán)部件由厚度約為4mm以 下的硅制材料構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求6所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述被處理基板是硅制的半導(dǎo)體晶片，所述環(huán)部件由與所述半導(dǎo)體晶片厚度大致相 同的硅制材料構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述環(huán)部件由SiC、或者在表面上形成噴鍍膜的鋁、或者石英、或者陶瓷構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述載置臺(tái)具有導(dǎo)電性的下部電極，所述環(huán)部件通過噴鍍形成在所述下部電極表面上。
11.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述下側(cè)環(huán)部件保護(hù)所述載置臺(tái)，使之不受形成于等離子體處理室內(nèi)的等離子體的影響。
12.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述下側(cè)環(huán)部件的整體位于所述被處理基板的外周和所述環(huán)部件的內(nèi)周之下。
13.一種等離子體處理裝置，其特征在于，具有 等離子體處理室；配置在所述等離子體處理室內(nèi)并搭載被處理基板的載置臺(tái)；用于吸附所述被處理基板的、按照位于所述被處理基板的下側(cè)并且比所述被處理基板 的直徑小的方式配置在所述載置臺(tái)上的靜電吸盤；按照從所述被處理基板的外周邊緣部設(shè)置間隔而包圍所述被處理基板的周圍那樣配 置在所述載置臺(tái)上的環(huán)部件；所述環(huán)部件的載置面比所述靜電吸盤的載置面高，在所述靜電吸盤和所述環(huán)部件之間的載置臺(tái)的露出于等離子體的部分施加有噴鍍膜，所述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于所述被處理基板的單位面積的阻抗之比約為 1 5。
14.如權(quán)利要求13所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于所述被處理基板的單位面積的阻抗之比約為 1 3。
15.如權(quán)利要求14所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于所述被處理基板的單位面積的阻抗之比約為 1 1. 5。
16.如權(quán)利要求13所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述環(huán)部件具有延伸到所述被處理基板的端部下側(cè)的下側(cè)部分。
17.—種配置在等離子體處理裝置的等離子體處理室內(nèi)的載置臺(tái)上，按照包圍被處理 基板的周圍那樣設(shè)置的聚焦環(huán)，其特征在于由環(huán)部件和下側(cè)環(huán)部件構(gòu)成，所述環(huán)部件按照從所述被處理基板的外周邊緣部設(shè)置間隔而包圍所述被處理基板周 圍的方式配置，并且由Si或者SiC形成的所述環(huán)部件直接配置在所述載置臺(tái)上，所述下側(cè)環(huán)部件按照位于所述被處理基板以及所述環(huán)部件的下側(cè)那樣配置。
18.如權(quán)利要求17所述的聚焦環(huán)，其特征在于所述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于所述被處理基板的單位面積的阻抗之比約為5 以下。
19.如權(quán)利要求17所述的聚焦環(huán)，其特征在于構(gòu)成所述環(huán)部件的材料是與所述被處理基板實(shí)質(zhì)上阻抗相同的材料，所述環(huán)部件的厚 度約為所述被處理基板的厚度的5倍以下。
20.如權(quán)利要求17所述的聚焦環(huán)，其特征在于構(gòu)成所述環(huán)部件的材料是與所述被處理基板相同的材料，所述環(huán)部件的厚度約為所述 被處理基板的厚度的5倍以下。
21.如權(quán)利要求17所述的聚焦環(huán)，其特征在于所述環(huán)部件由SiC、或者在表面上形成噴鍍膜的鋁、或者石英、或者陶瓷構(gòu)成。
22.如權(quán)利要求17所述的聚焦環(huán)，其特征在于所述環(huán)部件通過噴鍍而形成在所述導(dǎo)電性的下部電極表面上。
23.如權(quán)利要求17所述的聚焦環(huán)，其特征在于所述下側(cè)環(huán)部件的整體位于所述被處理基板的外周和所述環(huán)部件的內(nèi)周之下。
24.一種配置在等離子體處理裝置的等離子體處理室內(nèi)的載置臺(tái)上，按照包圍被處理基板的周圍那樣設(shè)置的聚焦環(huán)，其特征在于由按照從所述被處理基板的外周邊緣部設(shè)置間隔而包圍所述被處理基板的周圍那樣 而配置在所述載置臺(tái)上的環(huán)部件組成，用于吸附所述被處理基板的、按照位于所述被處理基板的下側(cè)并且比所述被處理基板 的直徑小的方式配置在所述載置臺(tái)上的靜電吸盤； 所述環(huán)部件的載置面比所述靜電吸盤的載置面高，在所述靜電吸盤和所述環(huán)部件之間的載置臺(tái)的露出于等離子體的部分施加有噴鍍膜， 所述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于所述被處理基板的單位面積的阻抗之比約為 1 5。
25.如權(quán)利要求24所述的聚焦環(huán)，其特征在于所述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于所述被處理基板的單位面積的阻抗之比約為 1 3。
26.如權(quán)利要求24所述的聚焦環(huán)，其特征在于所述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于所述被處理基板的單位面積的阻抗之比約為 1 1. 5。
27.如權(quán)利要求24所述的聚焦環(huán)，其特征在于所述環(huán)部件具有延伸到所述被處理基板的端部下側(cè)的下側(cè)部分。
28.一種等離子體處理裝置，其特征在于，具有 等離子體處理室；配置在所述等離子體處理室內(nèi)并搭載被處理基板的載置臺(tái)；按照從所述被處理基板的外周邊緣部設(shè)置間隔而包圍所述被處理基板周圍的方式配 置的環(huán)部件，所述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于所述被處理基板的單位面積的阻抗之比約為 1 5，所述環(huán)部件通過噴鍍而形成在所述下部電極表面上。
29.如權(quán)利要求28所述的等離子體處理裝置，其特征在于 具有噴鍍膜，其中，該噴鍍膜以位于所述被處理基板與所述環(huán)部件之間、且位于所述被處理基板和所述環(huán) 部件的下側(cè)的方式配置，以使所述被處理基板與所述環(huán)部件之間的所述載置臺(tái)的上面無直接露出的部位的方式覆蓋。
30.如權(quán)利要求1 16、28、29中任一項(xiàng)所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述環(huán)部件的厚度為4mm以下，由硅制成。
31.如權(quán)利要求30所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述環(huán)部件的厚度為2. 4mm以下。
32.如權(quán)利要求31所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述環(huán)部件的厚度為1. 2mm以下。
33.一種配置在等離子體處理裝置的等離子體處理室內(nèi)的載置臺(tái)上，按照包圍被處理 基板的周圍那樣設(shè)置的聚焦環(huán)，其特征在于由按照包圍所述被處理基板的周圍的方式配置的環(huán)部件形成， 所述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于所述被處理基板的單位面積的阻抗之比約為 1 5，所述環(huán)部件通過噴鍍而形成在所述下部電極表面上。
34.如權(quán)利要求17 27、33中任一項(xiàng)所述的聚焦環(huán)，其特征在于 所述環(huán)部件的厚度為4mm以下，由硅制成。
35.如權(quán)利要求34所述的聚焦環(huán)，其特征在于 所述環(huán)部件的厚度為2. 4mm以下。
36.如權(quán)利要求35所述的聚焦環(huán)，其特征在于 所述環(huán)部件的厚度為1. 2mm以下。
37.一種等離子體處理裝置，其特征在于，具有 等離子體處理室；配置在所述等離子體處理室內(nèi)并搭載被處理基板的載置臺(tái)；按照從所述被處理基板的外周邊緣部設(shè)置間隔而包圍所述被處理基板周圍的方式配 置的環(huán)部件；用于吸附所述被處理基板而按照位于所述被處理基板以及所述環(huán)部件的下側(cè)的方式 配置的所述載置臺(tái)上的靜電吸盤；和用于向所述靜電吸盤施加直流電壓的直流電源， 所述載置臺(tái)的整個(gè)上面被所述靜電吸盤覆蓋，所述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于所述被處理基板的單位面積的阻抗之比為5以下。
38.如權(quán)利要求37所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于所述被處理基板的單位面積的阻抗之比為3以下。
39.如權(quán)利要求38所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于所述被處理基板的單位面積的阻抗之比為1. 5 以下。
40.一種等離子體處理裝置，其特征在于，具有 等離子體處理室；配置在所述等離子體處理室內(nèi)并搭載被處理基板的載置臺(tái)；按照從所述被處理基板的外周邊緣部設(shè)置間隔而包圍所述被處理基板周圍的方式配 置的環(huán)部件；為了吸附所述被處理基板而按照位于所述被處理基板以及所述環(huán)部件的下側(cè)的方式 配置的所述載置臺(tái)上的靜電吸盤；和用于向所述靜電吸盤施加直流電壓的直流電源， 所述載置臺(tái)的整個(gè)上面被所述靜電吸盤覆蓋，構(gòu)成所述環(huán)部件的材料為與所述被處理基板阻抗相同的材料，所述環(huán)部件的厚度為所 述被處理基板的厚度的5倍以下。
41.如權(quán)利要求37 40中任一項(xiàng)所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述環(huán)部件通過噴鍍于所述靜電吸盤上而形成。
42.一種配置在等離子體處理裝置的等離子體處理室內(nèi)的載置臺(tái)上，按照包圍被處理 基板的周圍那樣設(shè)置的聚焦環(huán)，其特征在于由按照包圍所述被處理基板的周圍的方式配置的環(huán)部件形成，用于吸附所述被處理基板而按照位于所述被處理基板以及所述環(huán)部件的下側(cè)的方式 配置的所述載置臺(tái)上的靜電吸盤；和用于向所述靜電吸盤施加直流電壓的直流電源， 所述載置臺(tái)的整個(gè)上面被所述靜電吸盤覆蓋，所述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于所述被處理基板的單位面積的阻抗之比為5以下。
43.如權(quán)利要求42所述的聚焦環(huán)，其特征在于所述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于所述被處理基板的單位面積的阻抗之比為3以下。
44.如權(quán)利要求43所述的聚焦環(huán)，其特征在于所述環(huán)部件的單位面積的阻抗相對(duì)于所述被處理基板的單位面積的阻抗之比為1. 5 以下。
45.一種配置在等離子體處理裝置的等離子體處理室內(nèi)的載置臺(tái)上，按照包圍被處理 基板的周圍那樣設(shè)置的聚焦環(huán)，其特征在于由按照包圍所述被處理基板的周圍的方式配置的環(huán)部件形成，用于吸附所述被處理基板而按照位于所述被處理基板以及所述環(huán)部件的下側(cè)的方式 配置的所述載置臺(tái)上的靜電吸盤；和用于向所述靜電吸盤施加直流電壓的直流電源， 所述載置臺(tái)的整個(gè)上面被所述靜電吸盤覆蓋，構(gòu)成所述環(huán)部件的材料為與所述被處理基板阻抗相同的材料，所述環(huán)部件的厚度為所 述被處理基板的厚度的5倍以下。
46.如權(quán)利要求42 45中任一項(xiàng)所述的聚焦環(huán)，其特征在于 所述環(huán)部件通過噴鍍于所述靜電吸盤上而形成。
全文摘要
本發(fā)明提供可以在被處理基板的整個(gè)面上實(shí)施均勻的等離子體處理，與目前相比可以提高等離子體的面內(nèi)均勻性的等離子體處理裝置以及聚焦環(huán)。在搭載半導(dǎo)體晶片(W)而兼作下部電極的基座上，按照包圍半導(dǎo)體晶片(W)的周圍那樣設(shè)置聚焦環(huán)(6)。聚焦環(huán)(6)由薄板狀的環(huán)形部件(6a)和下側(cè)環(huán)形部件(6b)組成，前述薄板狀的環(huán)形部件(6a)按照從前述被處理基板的外周邊緣部設(shè)置一定間隔而包圍半導(dǎo)體晶片(W)的周圍那樣配置，前述下側(cè)環(huán)形部件(6b)按照位于半導(dǎo)體晶片(W)和薄板狀的環(huán)形部件(6a)之間且位于半導(dǎo)體晶片(W)和薄板狀的環(huán)形部件(6a)下側(cè)那樣配置。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK101996843SQ20101029987
公開日2011年3月30日 申請日期2004年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月7日
發(fā)明者檜森慎司, 遠(yuǎn)藤升佐 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社