[發明專利]等離子處理裝置以及試料臺

有效

• 申請號: 201310057014.2
• 申請日: 2013-02-22
• 公開（公告）號: CN103972130B
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 楠本廣則;大本豐;中本和則;永井宏治
• 申請（專利權）人: 株式會社日立高新技術
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶

提供一種能夠使晶片的溫度變化高速化，提高溫度調節的精度，提高處理效率的等離子處理裝置。是將晶片放置在配置于真空容器內部的處理室內的試料臺上，使用在上述處理室內形成的等離子處理上述晶片的等離子處理裝置，具有在上述試料臺的內部與在徑向和圓周方向上劃分的各個區域對應的加熱器部分，具備至少徑向外周側的區域的加熱器串聯連接在各自上進行發熱量調節的多個圓周方向部分。

技術領域

本發明涉及對配置在真空容器中的處理室內的晶片使用在該處理室內發生的等離子進行處理的等離子處理裝置或者配置在該等離子處理裝置中的試料臺，特別涉及配置在該處理室內在調節放置晶片的試料臺的溫度并且進行處理的等離子處理裝置或者試料臺。

背景技術

在上述那樣的等離子處理裝置中，以前，為了縮短蝕刻處理疊層多層形成在半導體晶片等的基板形的試料表面上的膜的所謂多層膜的處理時間，考慮在同一處理室內部并且在這些膜各自的處理之間不把晶片取出到處理室之外來對上下相鄰的膜進行處理的方法。另外，在這樣的裝置中要求以高的精度進行更微細的加工，為了實現這一要求，在對處理對象的膜進行蝕刻等加工處理后的結果的形狀的晶片的面方向(徑向，圓周方向)，需要提高均勻性。因此在處理對象的膜的處理中，調節在將晶片放置在其上表面的放置面上放置晶片的試料臺以及在該處理中晶片的溫度到適宜的值。

作為這種溫度調節的技術，例如如專利文獻1公開的那樣，在構成放置晶片的面的試料放置臺的上部配置陶瓷制的圓盤形部件以及與之連接配置在下方的加熱器，調節加熱器的發熱量，使陶瓷制的圓盤以及放置在其上表面的晶片的溫度適合于加工的溫度。特別是在專利文獻1中公開一種在圓板形狀的陶瓷基板的表面或者內部形成電阻發熱體構成的陶瓷加熱器，在上述陶瓷基板的外周部分上形成由在圓周方向上分割成的至少2個以上的電路組成的電阻發熱體，并且配置在外周部分上的上述電阻發熱體也在內側上形成由另一電路組成的電阻發熱體。

在該以往技術中，在作為電阻發熱體的加熱器中使用金屬或在耐熱性的樹脂內混入導電性材料或半導體材料形成的材料，用配置在試料臺內部的貫通孔內部的端子提供電能。另外，在試料臺的中心一側和外周一側的2個區域的各自上配置加熱器，經由加熱器各自不同的端子和電源連接以對它們提供不同大小的電能。上述以往技術通過這樣的構成，通過在中心一側部分和外周一側部分上將試料臺及放置在其上方的晶片的溫度獨立來將發熱量設置成期望值，得到從晶片中心向外周(圓板形狀晶片的半徑)方向變化的溫度值的分布。

[專利文獻1]特開2002-231421號公報

在上述以往技術中，對于以下方面沒有充分考慮從而產生了問題。

即，近年對于半導體器件的加工尺寸微細化和高精度化的要求，存在在半導體器件的制造工藝中的晶片圓周方向，特別是由在晶片最外周部分上的溫度的不均勻引起的處理結果，在晶片面方向上的加工結果的離散增大的問題。特別是伴隨晶片直徑進一步的大型化，晶片外周長度變長，由此在將晶片放置在試料臺的放置面上的狀態下，晶片從放置面的外周邊向外側懸空而和試料臺不接觸，由試料臺進行的溫度調節不充分的晶片外周邊部分(邊緣區)在相對高溫度下進行處理的情況下，由于在晶片外周方向上其冷卻(熱傳遞)的離散或者來自等離子的輸入熱量的離散，出現溫度向外周邊方向的離散變大的問題。

對于這種問題，一般認為將上述加熱器配置于在圓周方向上被分割成多個區域的每個區域上，通過對各個區域內的加熱器和配置在上述以往技術中的在徑向上被分割的每個區域上的多個加熱器的發熱量的控制一樣，控制提供給配置在圓周方向的多個區域各自內的多個加熱器的電流，補正輸入熱量和熱傳遞量的離散，晶片溫度的離散。但是，在這種構成中，在使用形成在處理室內的等離子處理晶片時當在試料臺上由高頻電力形成偏置電位的情況下，由于供電線的靜電容量的增加高頻電力的泄漏量增加，晶片蝕刻速度(處理速率)變得不均勻，對成為半導體器件的膜構造發生靜電損傷，引起成品率下降的問題，這在以往技術中沒有考慮到。

發明內容