專利名稱：等離子體處理裝置和半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及等離子體處理裝置和半導(dǎo)體裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
一直以來，在半導(dǎo)體裝置的制造工序中使用等離子體處理裝置，該等離子體處理裝置進(jìn)行對(duì)配置在處理腔室內(nèi)的基板(例如半導(dǎo)體晶片)作用等離子體的各種處理，例如蝕刻和成膜。作為上述等離子體處理裝置，例如已知對(duì)下部電極與上部電極之間施加高頻電力，而使等離子體產(chǎn)生的電容耦合型的等離子體處理裝置，其中，下部電極兼用作載置半導(dǎo)體晶片的載置臺(tái)(基座)，上部電極以與該下部電極相對(duì)的方式配置。此外，在這樣的等離子體處理裝置中，已知在下部電極設(shè)置靜電吸附半導(dǎo)體晶片的靜電吸盤，而且為了提高處理的均勻性，以包圍半導(dǎo)體晶片的周圍的方式，設(shè)置有環(huán)狀形成的聚焦環(huán)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2008-306212號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
在上述等離子體處理裝置中，在曝露于等離子體的半導(dǎo)體晶片和聚焦環(huán)，產(chǎn)生最大2000V左右的負(fù)的偏置電壓。另一方面，對(duì)靜電吸盤的電極施加2000 2500V左右的正的電壓，因此，在靜電吸盤的電極與構(gòu)成下部電極的導(dǎo)電性金屬構(gòu)成的基材之間產(chǎn)生極化電荷。此時(shí)的極化電荷被與下部電極的基材連接的高頻施加電路分壓，因此，由高頻施加電路常數(shù)和腔室電路常數(shù)決定，但它是最大為2000V左右的正的電位。因此，在半導(dǎo)體晶片與下部電極的基材之間，產(chǎn)生最大4000V左右的電位差，在半導(dǎo)體晶片與下部電極的基材或其周邊的構(gòu)造物之間發(fā)生放電(擊穿)，在半導(dǎo)體晶片上形成的半導(dǎo)體芯片可能受到損傷。而且，如果像這樣在半導(dǎo)體晶片上形成的半導(dǎo)體芯片受到損傷，則存在產(chǎn)品的成品率下降，生產(chǎn)性下降的問題。如果使半導(dǎo)體晶片與下部電極的基材等之間的耐壓(withstandvoltage)提高， 例如成為5000V左右，則能夠防止上述的放電。但是，在下部電極設(shè)置有，例如用于抬起半導(dǎo)體晶片的升降銷所配置的孔、用于對(duì)半導(dǎo)體晶片的背面與靜電吸盤的表面之間供給用于進(jìn)行熱傳導(dǎo)的氦氣等的氣體供給孔等，提高其耐壓并不容易。本發(fā)明為了應(yīng)對(duì)上述現(xiàn)有問題而提出，提供一種等離子體處理裝置和半導(dǎo)體裝置的制造方法，能夠防止在半導(dǎo)體晶片等基板與下部電極的基材或其周邊的構(gòu)造物之間發(fā)生放電，使成品率提高，達(dá)到生產(chǎn)性的提高。本發(fā)明的等離子體處理裝置的一個(gè)方式是，一種等離子體處理裝置，其包括處理腔室；下部電極，該下部電極被設(shè)置在上述處理腔室內(nèi)，具有被施加高頻電力的由導(dǎo)電性金屬構(gòu)成的基材，并且兼用作載置被處理基板的載置臺(tái)；上部電極，該上部電極被設(shè)置在上述處理腔室內(nèi)，以與上述下部電極相對(duì)的方式配置；和聚焦環(huán)，該聚焦環(huán)以包圍上述被處理基板的周圍的方式配置在上述下部電極上，該等離子體處理裝置的特征在于配置有電連接機(jī)構(gòu)，該電連接機(jī)構(gòu)經(jīng)由電流控制元件對(duì)上述下部電極的上述基材與上述聚焦環(huán)之間進(jìn)行電連接，并根據(jù)電位差產(chǎn)生直流電流。本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)方式是，一種使用等離子體處理裝置對(duì)被處理基板進(jìn)行等離子體處理而制造半導(dǎo)體裝置的半導(dǎo)體裝置的制造方法，該等離子體處理裝置包括處理腔室；下部電極，該下部電極被設(shè)置在上述處理腔室內(nèi)，具有被施加高頻電力的由導(dǎo)電性金屬構(gòu)成的基材，并且兼用作載置上述被處理基板的載置臺(tái)；上部電極，該上部電極被設(shè)置在上述處理腔室內(nèi)，以與上述下部電極相對(duì)的方式配置；和聚焦環(huán)，該聚焦環(huán)以包圍上述被處理基板的周圍的方式配置在上述下部電極上，該半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于配置有電連接機(jī)構(gòu)，其經(jīng)由電流控制元件對(duì)上述下部電極的上述基材與上述聚焦環(huán)之間進(jìn)行電連接，并根據(jù)電位差產(chǎn)生直流電流，在直流電流通過該電連接機(jī)構(gòu)能夠在上述下部電極的上述基材與上述聚焦環(huán)之間流動(dòng)的狀態(tài)下，進(jìn)行等離子體處理。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種等離子體處理裝置和半導(dǎo)體裝置的制造方法，其能夠防止在半導(dǎo)體晶片等基板與下部電極的基材或其周邊的構(gòu)造物之間發(fā)生放電，使成品率提高，達(dá)到生產(chǎn)性的提高。


圖1是示意性表示本發(fā)明的實(shí)施方式的等離子體蝕刻裝置的概要結(jié)構(gòu)的圖。圖2是示意性表示圖1的等離子體蝕刻裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。圖3是示意性地表示圖2的等離子體蝕刻裝置的電連接機(jī)構(gòu)的例子的圖。圖4是表示研究電連接機(jī)構(gòu)對(duì)等離子體蝕刻處理的影響而得的結(jié)果的圖表。圖5是示意性地表示圖1的等離子體蝕刻裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的另一例子的圖。圖6是示意性地表示圖1的等離子體蝕刻裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的另一例子的圖。圖7是示意性地表示等離子體蝕刻裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的參考例的圖。附圖標(biāo)記W……半導(dǎo)體晶片；2……載置臺(tái)；5……聚焦環(huán)；6a……電極；6b……絕緣體； 104……電阻元件；100……電連接機(jī)構(gòu)
具體實(shí)施例方式以下參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是表示作為本實(shí)施方式的等離子體處理裝置的等離子體蝕刻裝置的結(jié)構(gòu)的圖。等離子體蝕刻裝置具有構(gòu)成為氣密、且成為電接地電位的處理腔室1。該處理腔室 1為圓筒狀，例如由鋁等構(gòu)成。在處理腔室1內(nèi)，設(shè)置有水平支承作為被處理基板的半導(dǎo)體晶片W的載置臺(tái)2。載置臺(tái)2的基材加由導(dǎo)電性金屬例如鋁等構(gòu)成，載置臺(tái)2具有作為下部電極的功能。該載置臺(tái)2經(jīng)由絕緣板3支承于導(dǎo)體的支承臺(tái)4。此外，在載置臺(tái)2的上方的外周，設(shè)置有例如由單晶硅形成的聚焦環(huán)5。而且，以包圍載置臺(tái)2和支承臺(tái)4的周圍的方式，設(shè)置有例如由石英等構(gòu)成的圓筒狀的內(nèi)壁部件3a。
第一 RF電源IOa經(jīng)由第一匹配器Ila與載置臺(tái)2的基材2a連接，此外，第二 RF 電源IOb經(jīng)由第二匹配器lib與載置臺(tái)2的基材2a連接。第一 RF電源IOa用于產(chǎn)生等離子體，規(guī)定頻率(27MHz以上，例如40MHz)的高頻電力從該第一 RF電源IOa向載置臺(tái)2的基材2a供給。此外，第二 RF電源IOb用于引入離子(用于偏壓)，比第一 RF電源IOa低的規(guī)定頻率(13. 56MHz以下，例如3. 2MHz)的高頻電力從該第二 RF電源IOb向載置臺(tái)2的基材2a供給。另一方面，在載置臺(tái)2的上方，以與載置臺(tái)2平行相對(duì)的方式，設(shè)置有具有作為上部電極的功能的噴淋頭16，噴淋頭16和載置臺(tái)2作為一對(duì)電極(上部電極和下部電極) 起作用。在載置臺(tái)2的上表面，設(shè)置有用于靜電吸附半導(dǎo)體晶片W的靜電吸盤6。該靜電吸盤6構(gòu)成為在絕緣體6b之間插入存在電極6a，直流電源12與電極6a連接。于是構(gòu)成為， 通過從直流電源12向電極6a施加直流電壓，利用庫(kù)侖力吸附半導(dǎo)體晶片W。在支承臺(tái)4的內(nèi)部形成有致冷劑流路4a，在致冷劑流路4a上連接有致冷劑入口配管4b、致冷劑出口配管4c。而且，通過使適宜的致冷劑例如冷卻水等在致冷劑流路4a中循環(huán)，能夠?qū)⒅С信_(tái)4和載置臺(tái)2控制為規(guī)定的溫度。此外，以貫通載置臺(tái)2等的方式，設(shè)置有用于向半導(dǎo)體晶片W的背面?zhèn)裙┙o氦氣等用于冷熱傳導(dǎo)的氣體(背側(cè)氣體)的背側(cè)氣體供給配管30，該背側(cè)氣體供給配管30與未圖示的背側(cè)氣體供給源連接。利用這些結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒂伸o電吸盤6吸附保持在載置臺(tái)2的上表面的半導(dǎo)體晶片W控制為規(guī)定的溫度。上述噴淋頭16設(shè)置在處理腔室1的頂壁部分。噴淋頭16具有本體部16a和成為電極板的上部頂板16b，經(jīng)由絕緣性部件45支承在處理腔室1的上部。本體部16a由導(dǎo)電性材料例如表面進(jìn)行了陽(yáng)極氧化處理的鋁構(gòu)成，能夠自由裝卸地在其下部支承上部頂板 16b。在本體部16a的內(nèi)部設(shè)置有氣體擴(kuò)散室16c，以位于該氣體擴(kuò)散室16c的下部的方式，在本體部16a的底部形成有多個(gè)氣體通流孔16d。此外，在上部頂板16b，以沿厚度方向貫通該上部頂板16b的方式，氣體導(dǎo)入孔16e以與上述氣體通流孔16d重合的方式設(shè)置。利用這樣的結(jié)構(gòu)，供給至氣體擴(kuò)散室16c的處理氣體，經(jīng)由氣體通流孔16d和氣體導(dǎo)入孔16e 向處理腔室1內(nèi)噴淋狀地分散供給。另外，在本體部16a等，設(shè)置有用于使致冷劑循環(huán)的未圖示的配管，在等離子體蝕刻處理中能夠?qū)娏茴^16冷卻至期望溫度。在上述本體部16a形成有用于向氣體擴(kuò)散室16c導(dǎo)入處理氣體的氣體導(dǎo)入口 16f。 氣體供給配管15a與該氣體導(dǎo)入口 16f連接，供給蝕刻用的處理氣體的處理氣體供給源15 與該氣體供給配管15a的另一端連接。在氣體供給配管15a從上游側(cè)開始依次設(shè)置有質(zhì)量流量控制器(MFC) 15b和開關(guān)閥VI。于是，用于等離子體蝕刻的處理氣體從處理氣體供給源15經(jīng)由氣體供給配管15a向氣體擴(kuò)散室16c供給，從該氣體擴(kuò)散室16c經(jīng)由氣體通流孔 16d和氣體導(dǎo)入孔16e向處理腔室1內(nèi)噴淋狀分散供給?？勺冎绷麟娫?2經(jīng)由低通濾波器(LPF) 51與作為上述上部電極的噴淋頭16電連接。該可變直流電源52能夠利用導(dǎo)通、斷開開關(guān)53進(jìn)行供電的導(dǎo)通、斷開?？勺冎绷麟娫?52的電流、電壓以及導(dǎo)通、斷開開關(guān)53的導(dǎo)通、斷開，由后述的控制部60控制。另外，如后所述，在高頻從第一 RF電源10a、第二 RF電源IOb向載置臺(tái)2施加而在處理空間產(chǎn)生等離子體時(shí)，根據(jù)需要利用控制部60使導(dǎo)通、斷開開關(guān)53導(dǎo)通，對(duì)作為上部電極的噴淋頭16施加規(guī)定的直流電壓。
以從處理腔室1的側(cè)壁延伸至噴淋頭16的高度位置的上方的方式，設(shè)置有圓筒狀的接地導(dǎo)體la。該圓筒狀的接地導(dǎo)體Ia在其上部具有頂壁。在處理腔室1的底部形成的排氣口 71，排氣裝置73經(jīng)由排氣管72與該排氣口 71 連接。排氣裝置73具有真空泵，通過使該真空泵運(yùn)行，能夠?qū)⑻幚砬皇?內(nèi)減壓至規(guī)定的真空度。另一方面，在處理腔室1的側(cè)壁設(shè)置有晶片W的搬入搬出口 74，使該搬入搬出口 74開關(guān)的閘閥75設(shè)置于該搬入搬出口 74。圖中76、77是能夠自由裝卸的沉積物屏蔽器，沉積物屏蔽器76沿處理腔室1的內(nèi)壁面設(shè)置，具有防止蝕刻副產(chǎn)物(沉積物)附著的功能，在該沉積物屏蔽器76的與半導(dǎo)體晶片W大致相同高度的位置，設(shè)置有直流接地的導(dǎo)電性部件(GND塊)79，由此防止異常放 H1^ ο上述結(jié)構(gòu)的等離子體蝕刻裝置，由控制部60總括地控制其動(dòng)作。在該控制部60 設(shè)置有具有CPU而控制等離子體蝕刻裝置的各部分的處理控制器61 ；用戶接口 62 ；和存儲(chǔ)部63。用戶接口 62包括工序管理者為了管理等離子體蝕刻裝置而進(jìn)行命令的輸入操作的鍵盤；可視化地顯示等離子體蝕刻裝置的運(yùn)行狀況的顯示器等。在存儲(chǔ)部63存儲(chǔ)有方案，該方案存儲(chǔ)有用于通過處理控制器61的控制實(shí)現(xiàn)在等離子體蝕刻裝置中執(zhí)行的各種處理的控制程序(軟件)、處理?xiàng)l件數(shù)據(jù)等。而且，根據(jù)需要， 根據(jù)來自用戶接口 62的指示等從存儲(chǔ)部63調(diào)出任意的方案，并使處理控制器61執(zhí)行，從而在處理控制器61的控制下，在等離子體蝕刻裝置中進(jìn)行期望的處理。此外，控制程序、處理?xiàng)l件數(shù)據(jù)等方案也能夠以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)能夠讀取的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)(例如硬盤、CD、軟盤、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等)等的狀態(tài)利用，或者從其它的裝置例如經(jīng)由專用線路隨時(shí)傳送而在線利用。圖2是示意性地表示上述結(jié)構(gòu)的等離子體蝕刻裝置的載置臺(tái)2的部分結(jié)構(gòu)的圖。 在其基材2a由鋁等導(dǎo)電性金屬構(gòu)成的載置臺(tái)2的上表面，形成有由熱噴涂膜等形成的絕緣體6b，在該絕緣體6b中配置有靜電吸盤用的電極6a。直流電源12與該電極6a連接。此外，聚焦環(huán)5載置在半導(dǎo)體晶片W的周圍的絕緣體6b之上，經(jīng)由具有電流控制元件的電連接機(jī)構(gòu)100與由導(dǎo)電性金屬構(gòu)成的載置臺(tái)2的基材2a電連接。如圖2所示，在本實(shí)施方式中，作為電連接機(jī)構(gòu)100的電流控制元件使用電阻元件 (后述的熱噴涂膜)104。圖3示意性地表示電連接機(jī)構(gòu)100的結(jié)構(gòu)，電連接機(jī)構(gòu)100由導(dǎo)電性部件構(gòu)成，具有與聚焦環(huán)5的背面接觸的圓柱狀的銷(接觸端子)101。該銷101在由導(dǎo)電性部件構(gòu)成的形成為有底圓筒狀的盒體102內(nèi)，以前端部從該盒體102內(nèi)突出的方式被收納，以沿長(zhǎng)度方向(圖3中的上下方向)能夠移動(dòng)的方式卡止。銷101的直徑例如為 3mm左右，與直徑為300mm的半導(dǎo)體晶片W或配置在其外周的聚焦環(huán)5相比為微細(xì)的大小。此外，在銷101的后端部與盒體102內(nèi)的底部之間，配置有由螺旋彈簧形成的彈性部件103，利用該彈性部件103以將銷101向前端側(cè)驅(qū)使的狀態(tài)(向前端側(cè)對(duì)銷101施加作用力的狀態(tài))維持該銷101。從而，當(dāng)在銷101上載置聚焦環(huán)5時(shí)，由于聚焦環(huán)5的重量，銷 101向下側(cè)后退，利用彈性部件103的作用力(驅(qū)使)，銷101的前端部以按壓聚焦環(huán)5的背面的狀態(tài)與聚焦環(huán)5的背面抵接。由此，能夠可靠地進(jìn)行銷101和聚焦環(huán)5的電連接。此外，作為電流控制元件的電阻元件，由在盒體102的后端面形成的陶瓷的熱噴涂膜構(gòu)成，在本實(shí)施方式中由二氧化鈦的熱噴涂膜104構(gòu)成。該熱噴涂膜104的電阻元件對(duì)電連接聚焦環(huán)5和載置臺(tái)2的電路整體的直流電流(DC)的電阻值例如設(shè)定為20ΜΩ 200ΜΩ的范圍。在盒體102的外側(cè)設(shè)置有圓筒狀的絕緣材料105，在比圓筒狀的絕緣材料105更靠外側(cè)的位置，設(shè)置有形成為容器狀的外側(cè)絕緣材料106。而且，以貫通外側(cè)絕緣材料106的底部并向外側(cè)導(dǎo)出的方式，設(shè)置有連接器107。該連接器107插入在由鋁等構(gòu)成的真空螺栓 110的中央部設(shè)置的孔111內(nèi)，與真空螺栓110電連接。這樣，形成由絕緣材料105、外側(cè)絕緣材料106包圍微細(xì)的銷101的周圍的構(gòu)造，從而對(duì)于直流作為電阻起作用，并且相對(duì)于為了生成等離子體的高頻，具有充分高的阻抗，不會(huì)對(duì)半導(dǎo)體晶片W和聚焦環(huán)5的高頻透過阻抗(數(shù)Ω程度)造成影響。上述真空螺栓110用于使載置臺(tái)2和圖1所示的支承臺(tái)4連結(jié)，沿著載置臺(tái)2的周緣部分以等間隔設(shè)置有多個(gè)(例如12個(gè))。可以在這些真空螺栓110中全部設(shè)置有電連接機(jī)構(gòu)100，也可以僅在一個(gè)真空螺栓110中設(shè)置有電連接機(jī)構(gòu)100。此外，也可以在真空螺栓110以外的部分設(shè)置其它構(gòu)造的電連接機(jī)構(gòu)。如前所述，第一 RF電源IOa經(jīng)由第一匹配器Ila與載置臺(tái)2的基材加連接，此外， 第二 RF電源IOb經(jīng)由第二匹配器lib與載置臺(tái)2的基材加連接，圖2中以等效電路表示它們電連接的狀態(tài)。另外，在靜電吸盤6的電極6a與載置臺(tái)2的基材加之間產(chǎn)生極化電荷， 但極化電位被與基材加連接的高頻施加電路分壓，因此，由高頻施加電路常數(shù)和腔室電路常數(shù)決定。如上所述，在本實(shí)施方式中，利用電連接機(jī)構(gòu)100經(jīng)由電阻元件(熱噴涂膜104) 使聚焦環(huán)5和載置臺(tái)2的基材加電連接。從而，根據(jù)聚焦環(huán)5與載置臺(tái)2的基材加的電位差，直流電源通過電連接機(jī)構(gòu)100流動(dòng)。在等離子體蝕刻處理中，曝露于等離子體的半導(dǎo)體晶片W和聚焦環(huán)5由于自偏壓而成為大致相同的電位(例如最大負(fù)2000V左右)。另一方面，載置臺(tái)2的基材加由于施加于靜電吸盤用的電極6a的直流高電壓的影響等而成為正電位，但在本實(shí)施方式中，利用電連接機(jī)構(gòu)100經(jīng)由電阻元件電連接聚焦環(huán)5和載置臺(tái)2的基材2a，因此直流電流通過電連接機(jī)構(gòu)100流動(dòng)。利用該直流電流，能夠使聚焦環(huán)5與載置臺(tái)2的基材加之間的電位差減少，能夠使電位差為例如500V左右。即，通過產(chǎn)生直流電流，載置臺(tái)2的基材加的電位接近聚焦環(huán) 5的電位。從而，載置臺(tái)2的基材加與半導(dǎo)體晶片W的電位差也減少，因此，能夠防止在半導(dǎo)體晶片W與載置臺(tái)2的基材加或其周邊的構(gòu)造物之間發(fā)生放電，能夠使成品率上升，達(dá)到生產(chǎn)性的提高。當(dāng)然也能夠防止在聚焦環(huán)5與載置臺(tái)2的基材加或其周邊的構(gòu)造物之間發(fā)生放電。另外，如果不像上述那樣插入電阻元件等電流控制元件，而直接電連接聚焦環(huán)5 和載置臺(tái)2的基材2a，則從等離子體看的阻抗，與半導(dǎo)體晶片W的部分相比，聚焦環(huán)5的部分變少，因此，等離子體在聚焦環(huán)5之上形成為環(huán)狀，對(duì)等離子體蝕刻處理造成影響。因此， 在作為電流控制元件使用電阻元件的情況下，優(yōu)選經(jīng)由上述的20ΜΩ 200ΜΩ左右的范圍的電阻來電連接聚焦環(huán)5和載置臺(tái)2的基材加。圖4的圖表表示，對(duì)于僅設(shè)置1根上述構(gòu)造的電連接機(jī)構(gòu)100情況、沿周方向以等間隔設(shè)置有4根電連接機(jī)構(gòu)100的情況、不設(shè)置電連接機(jī)構(gòu)100的情況，研究實(shí)際進(jìn)行硅氧化膜的等離子體蝕刻時(shí)的蝕刻率的面內(nèi)均勻性的結(jié)果。另外，在圖4中，上部所示的圖表表示在半導(dǎo)體晶片W的X-Y方向的57點(diǎn)處測(cè)定蝕刻率所得的結(jié)果，下部所示的圖表表示在半導(dǎo)體晶片W的周緣部沿周方向的64點(diǎn)處測(cè)定蝕刻率的結(jié)果。此外，在圖4的中央的下部所示的圖表中，對(duì)與設(shè)置有電連接機(jī)構(gòu)100的部位相當(dāng)?shù)奈恢茫瑯?biāo)注虛線的圓形標(biāo)記。如這些圖表所示，在僅設(shè)置有1根電連接機(jī)構(gòu)100的情況和沿周方向以等間隔設(shè)置有4根電連接機(jī)構(gòu)100的情況中的任一種情況下，蝕刻率和其面內(nèi)均勻性與不設(shè)置電連接機(jī)構(gòu)100的情況大致相同。從而能夠確認(rèn)，不會(huì)由于設(shè)置電連接機(jī)構(gòu)100而產(chǎn)生等離子體的偏差等。圖5表示使用與上述電連接機(jī)構(gòu)100不同結(jié)構(gòu)的電連接機(jī)構(gòu)150的例子。該電連接機(jī)構(gòu)150作為電流控制元件使用齊納二極管151。如果像這樣使用齊納二極管151，則當(dāng)聚焦環(huán)5與載置臺(tái)2的基板2a的電位差成為一定值以上時(shí)，電流經(jīng)由齊納二極管151流動(dòng)， 從而，能夠?qū)⒕劢弓h(huán)5與載置臺(tái)2的基板2a的電位差控制為一定值(例如500V左右)。另外，在使用齊納二極管151的情況下，根據(jù)該齊納二極管151的電容，可能需要與齊納二極管151串聯(lián)地連接電阻元件。這樣，如果能夠?qū)⒕劢弓h(huán)5與載置臺(tái)2的基板2a的電位差控制為一定值，則能夠防止在半導(dǎo)體晶片W與載置臺(tái)2的基板2a或其周邊的構(gòu)造物之間發(fā)生放電，并且能夠防止由于它們之間的電位差的不同而對(duì)等離子體蝕刻處理的狀態(tài)造成影響。圖6表示使用與上述電連接機(jī)構(gòu)100結(jié)構(gòu)不同的電連接機(jī)構(gòu)160的例子。該電連接機(jī)構(gòu)160在設(shè)置于聚焦環(huán)5與載置臺(tái)2之間的傳熱片161內(nèi)以點(diǎn)狀離散存在的方式設(shè)置多個(gè)電連接部162，并且與這些電連接部162相對(duì)應(yīng)地在絕緣體6b中設(shè)置導(dǎo)電部件163以電連接聚焦環(huán)5和載置臺(tái)2的基板2a。另外，在該情況下，能夠調(diào)整各電連接部162的電阻值，使聚焦環(huán)5和載置臺(tái)2的基材2a成為經(jīng)由一定的阻抗電連接的狀態(tài)。此外，也可以采用在電連接電連接部162和載置臺(tái)2的基板2a的導(dǎo)電部件163的部分設(shè)置有電阻元件等的結(jié)構(gòu)。此外，如圖7所示，代替電連接聚焦環(huán)5和載置臺(tái)2的基板2a，也能夠在載置臺(tái)2 的基材2a上經(jīng)由電阻元件170連接直流電源171，通過直接控制載置臺(tái)2的基板2a的電位，防止在半導(dǎo)體晶片W與載置臺(tái)2的基板2a或其周邊的構(gòu)造物之間發(fā)生放電。但是，在該情況下需要另外設(shè)置直流電源171。接著，說明在上述結(jié)構(gòu)的等離子體蝕刻裝置中對(duì)形成于半導(dǎo)體晶片W的硅氧化膜等進(jìn)行等離子體蝕刻的順序。首銜，打開閘閥75，利用未圖示的搬送機(jī)器人等將半導(dǎo)體晶片 W經(jīng)由未圖示的負(fù)載鎖定室從搬入搬出口 74搬入處理腔室1內(nèi)，載置在載置臺(tái)2上。之后， 使搬送機(jī)器人退避至處理腔室1外，關(guān)閉閘閥75。然后，利用排氣裝置73的真空泵經(jīng)由排氣口 71對(duì)處理腔室1內(nèi)進(jìn)行排氣。在處理腔室1內(nèi)成為規(guī)定的真空度后，從處理氣體供給源15向處理腔室1內(nèi)導(dǎo)入規(guī)定的處理氣體(蝕刻氣體)，處理腔室1內(nèi)保持為規(guī)定的壓力，在該狀態(tài)下從第一 RF電源 IOa向載置臺(tái)2供給頻率例如為40MHz的高頻電力。此外，為了引入離子，從第二 RF電源 IOb向載置臺(tái)2的基材2a供給頻率例如為3. 2MHz的高頻電力(偏壓用)。此時(shí)，從直流電源12向靜電吸盤6的電極6a施加規(guī)定的直流電壓(例如正2500V的直流電壓)，半導(dǎo)體晶片W由于庫(kù)侖力吸附于靜電吸盤6。在該情況下，通過如上所述對(duì)作為下部電極的載置臺(tái)2施加高頻電力，在作為上部電極的噴淋頭16與作為下部電極的載置臺(tái)2之間形成電場(chǎng)。在半導(dǎo)體晶片W所存在的處理空間中發(fā)生放電，利用由此形成的處理氣體的等離子體，對(duì)形成在半導(dǎo)體晶片W上的硅氧化膜進(jìn)行蝕刻處理。在該等離子體蝕刻的過程中，上述本實(shí)施方式能夠防止在半導(dǎo)體晶片W與載置臺(tái)2的基板加或其周邊的構(gòu)造物之間發(fā)生放電。此外，如前所述，在等離子體處理中能夠?qū)娏茴^16施加直流電壓，因此得到下述效果。即，根據(jù)處理的不同，有時(shí)要求高電子密度且低離子能的等離子體。在這樣的情況下如果使用直流電壓，則擊入半導(dǎo)體晶片W的離子能被抑制而且等離子體的電子密度增加，由此半導(dǎo)體晶片W的作為蝕刻對(duì)象的膜的蝕刻率上升，而且對(duì)設(shè)置于蝕刻對(duì)象的上部的作為掩模的膜的濺射率下降，選擇性提高。然后，當(dāng)上述蝕刻處理結(jié)束時(shí)，停止高頻電力的供給、直流電壓的供給和處理氣體的供給，以上述順序相反的順序，將半導(dǎo)體晶片W從處理腔室1內(nèi)搬出。如以上所說明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠防止在半導(dǎo)體晶片與載置臺(tái)(下部電極)的基材或其周邊的構(gòu)造物之間發(fā)生放電，能夠使成品率提高，達(dá)到生產(chǎn)性的提高。另外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，能夠有各種變形。
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理裝置，其包括 處理腔室；下部電極，該下部電極被設(shè)置在所述處理腔室內(nèi)，具有被施加高頻電力的由導(dǎo)電性金屬構(gòu)成的基材，并且兼用作載置被處理基板的載置臺(tái)；上部電極，該上部電極被設(shè)置在所述處理腔室內(nèi)，以與所述下部電極相對(duì)的方式配置；和聚焦環(huán)，該聚焦環(huán)以包圍所述被處理基板的周圍的方式被配置在所述下部電極上， 該等離子體處理裝置的特征在于配置有電連接機(jī)構(gòu)，該電連接機(jī)構(gòu)經(jīng)由電流控制元件對(duì)所述下部電極的所述基材與所述聚焦環(huán)之間進(jìn)行電連接，并根據(jù)電位差產(chǎn)生直流電流。
2.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述電流控制元件由電阻元件構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述電阻元件構(gòu)成為，所述下部電極的所述基板和所述聚焦環(huán)以20ΜΩ 200ΜΩ的電阻值電連接。
4.如權(quán)利要求2或3所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述電連接機(jī)構(gòu)包括與所述聚焦環(huán)的背面抵接的接觸端子；和向所述聚焦環(huán)側(cè)對(duì)所述接觸端子施加作用力的彈性部件。
5.如權(quán)利要求2或3所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述電阻元件由熱噴涂膜構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述電連接機(jī)構(gòu)包括插入存在于所述聚焦環(huán)的背面與所述下部電極的所述基材之間的傳熱片；和在所述傳熱片內(nèi)離散存在的多個(gè)導(dǎo)電部。
7.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述電流控制元件由齊納二極管構(gòu)成。
8.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其使用等離子體處理裝置對(duì)被處理基板進(jìn)行等離子體處理而制造半導(dǎo)體裝置，該等離子體處理裝置包括 處理腔室；下部電極，該下部電極被設(shè)置在所述處理腔室內(nèi)，具有被施加高頻電力的由導(dǎo)電性金屬構(gòu)成的基材，并且兼用作載置所述被處理基板的載置臺(tái)；上部電極，該上部電極被設(shè)置在所述處理腔室內(nèi)，以與所述下部電極相對(duì)的方式配置；和聚焦環(huán)，該聚焦環(huán)以包圍所述被處理基板的周圍的方式被配置在所述下部電極上， 該半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于配置電連接機(jī)構(gòu)，其經(jīng)由電流控制元件對(duì)所述下部電極的所述基材與所述聚焦環(huán)之間進(jìn)行電連接，并根據(jù)電位差產(chǎn)生直流電流，在直流電流通過該電連接機(jī)構(gòu)能夠在所述下部電極的所述基材與所述聚焦環(huán)之間流動(dòng)的狀態(tài)下，進(jìn)行等離子體處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種等離子體處理裝置和半導(dǎo)體裝置的制造方法，其能夠防止在半導(dǎo)體晶片等基板與下部電極的基材或其它周邊構(gòu)造物之間發(fā)生放電，能夠使成品率提高，達(dá)到生產(chǎn)性的提高。該等離子體處理裝置包括處理腔室；設(shè)置在處理腔室內(nèi)，具有被施加高頻電力的由導(dǎo)電性金屬構(gòu)成的基材，兼用作載置被處理基板的載置臺(tái)的下部電極；設(shè)置在處理腔室內(nèi)，以與下部電極相對(duì)的方式配置的上部電極；和在下部電極上，以包圍被處理基板的周圍的方式配置的聚焦環(huán)，該等離子體處理裝置中配置有電連接機(jī)構(gòu)，該電連接機(jī)構(gòu)經(jīng)由電流控制元件對(duì)下部電極的基材與聚焦環(huán)之間進(jìn)行電連接，并根據(jù)電位差產(chǎn)生直流電流。
文檔編號(hào)H01L21/00GK102208322SQ20111008370
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者大谷龍二, 山本高志, 樋口公博, 水上俊介 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社