[發明專利]等離子體處理裝置用的載置臺以及等離子體處理裝置

有效

• 申請號: 200710140387.0
• 申請日: 2007-08-10
• 公開（公告）號: CN101123200A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: 輿石公;檜森慎司;松山昇一郎
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683;H01L21/67;H01L21/00;C23C16/458;C23C16/513;H01J37/32;H05H1/24
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及載置被實施等離子體處理的半導體晶片等被處理基板用的載置臺，以及具有該載置臺的等離子體處理裝置。

背景技術

在半導體器件的制造工序中，大部分是干法蝕刻或灰化等這種將處理氣體等離子體化、進行基板處理的工序。在進行這種處理的等離子體裝置中，大多使用如下裝置，通過在上下相對配置一對例如平行平板狀的電極，并在電極之間施加高頻，將導入裝置的處理氣體等離子體化，然后在載置于下部側電極上的半導體晶片(下面，簡稱為晶片)等被處理基板上實施處理等這一類型的裝置。

最近，在等離子體處理中，要求等離子體中的離子能量低且電子密度大的“低能量、高密度等離子體”的處理越來越多。因此，產生等離子體的高頻的頻率與目前(例如十幾MHz左右)相比，有時會變為例如100MHz，非常高。然而，如果使高頻的頻率上升，那么在相當于電極表面中央即晶片中央的領域，電場強度變強，而另一方面，其周邊部的電場強度卻有變弱的趨勢。如此，如果電場強度的分布不均勻，那么產生的等離子體的電子密度也將變得不均勻。由于晶片內的位置不同處理速度等也有所不同，所以無法得到面內均勻性良好的處理結果。

對于這種問題，專利文獻1提出了一種等離子體處理裝置，其將陶瓷等的電介體層埋設在例如一方電極相對表面的中央部分，使電場強度分布變均勻，提高等離子體處理的面內均勻性。

關于該電介體層的埋設，利用圖13(a)進行說明。如果高頻電源93向等離子體處理裝置9的下部電極91施加高頻，則由集膚效應在下部電極91的表面傳播并到達上部的高頻，沿著晶片W的表面流向中央，同時，一部分向下部電極91側泄漏，然后在下部電極91內流向外側。這里，在設置有將等離子體均勻化的電介體層94的部位，高頻潛入得比其他部位深，產生TM模式的空腔圓筒諧振，結果，能夠降低從晶片W面上向等離子體供給的中央部分的電場，從而使晶片W面內的電場均勻。另外，圖中的92表示上部電極，PZ表示等離子體。

可是，等離子體處理多在減壓下的真空氛圍內進行。在這種情況下，如圖13(b)所示，多使用靜電卡盤95固定晶片W。靜電卡盤95具有，在通過噴鍍例如氧化鋁等而形成的下面側和上面側的兩個電介體層之間，夾住導電性的電極膜96的結構。于是，通過高壓直流電源97向該電極膜96施加高壓直流電力，利用在電介體層表面生成的庫侖力，靜電吸附晶片W，并進行固定。

然而，如果在埋設有降低等離子體電位用的電介體層94的下部電極91的上面，設置靜電卡盤95，進行晶片W的等離子體處理，則高頻不能夠透過靜電卡盤95的電極膜96，在電極膜96流向外側。換言之，由于靜電卡盤用的電極膜96存在，等離子體與電介體層94相隔離，不能夠發揮降低埋設有靜電卡盤95的區域的等離子體電位的效果。結果，由于晶片W的中央部上方的等離子體電位升高，周邊部的電位降低，晶片W的中央部和周邊部的處理速度不同，因而成為蝕刻等的等離子體處理中面內不均勻的主要原因。

專利文獻1：日本特開2004-363552號公報，第15頁第84段～第85段。

發明內容

本發明基于上述問題而提出，目的在于，提供一種能夠提高等離子體中的電場強度的面內均勻性并能夠對基板進行面內均勻性較高的等離子體處理的等離子體處理裝置用的載置臺，以及具備該載置臺的等離子體處理裝置。

本發明涉及的等離子體處理裝置用的載置臺，是用于將被處理基板載置在載置面上的等離子體處理裝置用的載置臺，其特征在于，包括：

導電體部件，連接于高頻電源，兼作為等離子體生成用或等離子體中的離子引入用的電極；

電介體層，以覆蓋該導電體部件的上面中央部的方式設置，用于使通過被處理基板向等離子體施加的高頻電場均勻；以及

靜電卡盤，層積在該電介體層上，以高頻能夠通過其間的方式埋設有在載置臺的徑向上互相隔離并分割為多個的電極膜，其中，

上述電介體層的外邊緣，位于被分割的電極膜間的隔離區域內部邊緣的正下方或更靠外側的位置，

被分割的電極膜相對于高頻相互絕緣。

再者，上述電介體層，以越往下外邊緣越位于內側的方式層積多層，上述電極膜的分割數目，成為比電介體層的層數至少多一個也可以。

另外，在相同類型的載置臺中，具有埋設著在對應于載置臺中央部的位置形成有孔部的電極膜的靜電卡盤，上述電介體層，可位于該孔部的下方。

這里，上述電介體層形成為圓柱狀，在產生TM模式的空腔圓筒諧振的情況下，其周邊部的厚度可以小于中央部。另外，從高頻電源供給的高頻電力的頻率，優選為13MHz以上。