[發(fā)明專利]等離子體處理裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910061907.1
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN110120329B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 丹藤匠;一野貴雅;橫川賢悅
• 申請（專利權）人: 株式會社日立高新技術
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H01L21/683;H01L21/67
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李國華

本發(fā)明的等離子體處理裝置提高等離子體處理裝置的合格率。具備：處理室；樣品臺，設置在該處理室內(nèi)部，對被處理物進行載置；真空排氣部，將處理室內(nèi)部排氣成真空；和等離子體產(chǎn)生部，在處理室內(nèi)部產(chǎn)生等離子體，在處理室內(nèi)部載置被處理物的樣品臺，具備：第1金屬制基材，在內(nèi)部形成有冷媒的流路；第2金屬制基材，處于該第1金屬制基材上部且熱傳導率比第1金屬制基材??；和多個升降銷釘，使被處理物相對于樣品臺上下地移動，在第1金屬制基材和第2金屬制基材形成穿過多個升降銷釘?shù)亩鄠€貫通孔，在多個貫通孔各自的內(nèi)部構成為使升降銷釘和第1金屬制基材以及第2金屬制基材電絕緣，且將由熱傳導率比第2金屬制基材高的絕緣構件形成的凸臺插入。

技術領域

本發(fā)明涉及使用在制造半導體設備的工序中采用的真空容器內(nèi)部的處理室內(nèi)形成的等離子體、對載置在配置于該處理室內(nèi)的樣品臺上的半導體晶圓等基板狀樣品進行處理的等離子體處理裝置，特別是有關在將載置在樣品臺上的樣品的面內(nèi)溫度保持在期望的值并且進行處理的等離子體處理裝置。

背景技術

伴隨半導體設備微細化的趨勢，為了制造半導體設備而需要的蝕刻處理所要求的精度正逐年變得嚴格。在使用真空容器內(nèi)部的等離子體對半導體晶圓進行蝕刻處理的等離子體處理裝置中，為了與這樣的課題相對應，重要的是將蝕刻中的樣品的表面溫度控制在期望的值的范圍內(nèi)。

近年，出于對提高形狀精度的更進一步的要求，在將一片樣品保持在樣品臺上的狀態(tài)下以多個步驟來進行蝕刻處理。需要在該處理中將樣品的表面溫度分布控制成最適合各個步驟條件的溫度這樣的技術。

等離子體處理裝置所具備的樣品臺一般其上表面成為靜電吸盤構造。即，構成為對配置在構成樣品臺上表面的膜狀的電介質(zhì)材料的內(nèi)部的電極供給電力，通過靜電對載置在膜上的晶圓進行吸附保持，從而進一步對晶圓的背面和膜表面之間供給He氣體等熱傳遞媒介，在真空中也可促進晶圓和樣品臺之間的熱傳遞。

進一步地，為了將載置晶圓的樣品臺的載置面的溫度控制在期望的范圍內(nèi)，在配置在樣品臺的內(nèi)部的構件內(nèi)，配置了使用使水、冷卻劑等熱傳遞媒介(冷媒)進行流通的冷媒流路等冷卻部件、加熱器等加熱部件。通過使這些冷卻部件作用下的排熱量和加熱部件作用下的加熱量進行增減，從而控制樣品臺的載置面的溫度，進而控制晶圓的溫度。例如，在典型的等離子體蝕刻處理裝置中，通過在樣品臺內(nèi)的冷媒流路中流通利用冷機裝置等冷媒溫度調(diào)節(jié)裝置將其溫度調(diào)節(jié)成給定的范圍內(nèi)的值的冷媒，同時調(diào)節(jié)加熱器的輸出，從而進行將晶圓的溫度調(diào)節(jié)成適于處理的范圍內(nèi)的值這樣的處理。

通過來自等離子體的離子入射等使等離子體處理中的晶圓被加熱。此外，在樣品臺內(nèi)配置有加熱器等加熱部件的情況下，晶圓也從被載置的樣品臺上表面接受熱而被加熱。此時，在針對晶圓的面內(nèi)方向將溫度的值及其分布調(diào)節(jié)成期望的范圍內(nèi)的值的基礎上，最好是樣品臺內(nèi)部的熱傳遞的大小的分布是使用者所期望的。但是，實際上，受到配置在上述樣品臺內(nèi)部的冷媒流路的形狀等內(nèi)部構造的影響，熱傳遞的大小的分布容易在面內(nèi)方向上變得不均勻，這樣的構造所達到的影響成為將晶圓的溫度調(diào)節(jié)成適于處理的值的方面的阻礙要因。

具體來說明，在配置在圓筒形的樣品臺的內(nèi)部的金屬制的基材內(nèi)部配置使冷媒流通的流路的情況下，針對樣品臺的具有圓形或者大致圓形的上表面的面內(nèi)的方向，遍及整體地配置流路使其位置在半徑或者周向上均等，這一點在物理上很困難。