CN103972130A - 等离子处理装置以及试料台 - Google Patents

等离子处理装置以及试料台 Download PDF

Info

Publication number
CN103972130A
CN103972130A CN201310057014.2A CN201310057014A CN103972130A CN 103972130 A CN103972130 A CN 103972130A CN 201310057014 A CN201310057014 A CN 201310057014A CN 103972130 A CN103972130 A CN 103972130A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
heater
wafer
plasma treatment
test portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310057014.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103972130B (zh
Inventor
楠本广则
大本丰
中本和则
永井宏治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to CN201810597169.8A priority Critical patent/CN108511313B/zh
Publication of CN103972130A publication Critical patent/CN103972130A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103972130B publication Critical patent/CN103972130B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192Microwave generated discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715Workpiece holder
    • H01J37/32724Temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458Vessel
    • H01J37/32522Temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32816Pressure
    • H01J37/32825Working under atmospheric pressure or higher
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248Temperature monitoring
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/34Details, e.g. electrodes, nozzles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334Etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

提供一种能够使晶片的温度变化高速化,提高温度调节的精度,提高处理效率的等离子处理装置。是将晶片放置在配置于真空容器内部的处理室内的试料台上,使用在上述处理室内形成的等离子处理上述晶片的等离子处理装置,具有在上述试料台的内部与在径向和圆周方向上划分的各个区域对应的加热器部分,具备至少径向外周侧的区域的加热器串联连接在各自上进行发热量调节的多个圆周方向部分。

Description

等离子处理装置以及试料台
技术领域
本发明涉及对配置在真空容器中的处理室内的晶片使用在该处理室内发生的等离子进行处理的等离子处理装置或者配置在该等离子处理装置中的试料台,特别涉及配置在该处理室内在调节放置晶片的试料台的温度并且进行处理的等离子处理装置或者试料台。
背景技术
在上述那样的等离子处理装置中,以前,为了缩短蚀刻处理叠层多层形成在半导体晶片等的基板形的试料表面上的膜的所谓多层膜的处理时间,考虑在同一处理室内部并且在这些膜各自的处理之间不把晶片取出到处理室之外来对上下相邻的膜进行处理的方法。另外,在这样的装置中要求以高的精度进行更微细的加工,为了实现这一要求,在对处理对象的膜进行蚀刻等加工处理后的结果的形状的晶片的面方向(径向,圆周方向),需要提高均匀性。因此在处理对象的膜的处理中,调节在将晶片放置在其上表面的放置面上放置晶片的试料台以及在该处理中晶片的温度到适宜的值。
作为这种温度调节的技术,例如如专利文献1公开的那样,在构成放置晶片的面的试料放置台的上部配置陶瓷制的圆盘形部件以及与之连接配置在下方的加热器,调节加热器的发热量,使陶瓷制的圆盘以及放置在其上表面的晶片的温度适合于加工的温度。特别是在专利文献1中公开一种在圆板形状的陶瓷基板的表面或者内部形成电阻发热体构成的陶瓷加热器,在上述陶瓷基板的外周部分上形成由在圆周方向上分割成的至少2个以上的电路组成的电阻发热体,并且配置在外周部分上的上述电阻发热体也在内侧上形成由另一电路组成的电阻发热体。
在该以往技术中,在作为电阻发热体的加热器中使用金属或在耐热性的树脂内混入导电性材料或半导体材料形成的材料,用配置在试料台内部的贯通孔内部的端子提供电能。另外,在试料台的中心一侧和外周一侧的2个区域的各自上配置加热器,经由加热器各自不同的端子和电源连接以对它们提供不同大小的电能。上述以往技术通过这样的构成,通过在中心一侧部分和外周一侧部分上将试料台及放置在其上方的晶片的温度独立来将发热量设置成期望值,得到从晶片中心向外周(圆板形状晶片的半径)方向变化的温度值的分布。
[专利文献1]特开2002-231421号公报
在上述以往技术中,对于以下方面没有充分考虑从而产生了问题。
即,近年对于半导体器件的加工尺寸微细化和高精度化的要求,存在在半导体器件的制造工艺中的晶片圆周方向,特别是由在晶片最外周部分上的温度的不均匀引起的处理结果,在晶片面方向上的加工结果的离散增大的问题。特别是伴随晶片直径进一步的大型化,晶片外周长度变长,由此在将晶片放置在试料台的放置面上的状态下,晶片从放置面的外周边向外侧悬空而和试料台不接触,由试料台进行的温度调节不充分的晶片外周边部分(边缘区)在相对高温度下进行处理的情况下,由于在晶片外周方向上其冷却(热传递)的离散或者来自等离子的输入热量的离散,出现温度向外周边方向的离散变大的问题。
对于这种问题,一般认为将上述加热器配置于在圆周方向上被分割成多个区域的每个区域上,通过对各个区域内的加热器和配置在上述以往技术中的在径向上被分割的每个区域上的多个加热器的发热量的控制一样,控制提供给配置在圆周方向的多个区域各自内的多个加热器的电流,补正输入热量和热传递量的离散,晶片温度的离散。但是,在这种构成中,在使用形成在处理室内的等离子处理晶片时当在试料台上由高频电力形成偏置电位的情况下,由于供电线的静电容量的增加高频电力的泄漏量增加,晶片蚀刻速度(处理速率)变得不均匀,对成为半导体器件的膜构造发生静电损伤,引起成品率下降的问题,这在以往技术中没有考虑到。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低处理对象的晶片圆周方向的温度离散实现高精度的处理的等离子处理装置或者试验台。
上述目的通过以下装置实现,是在配置于真空容器内部处理室内的试料台上放置晶片使用在上述处理室内形成的等离子处理上述晶片的等离子处理装置,具备具有圆筒形配置在上述试料台的内部,配置在从其中心向外周侧的径向以及在上述中心圆周方向上分开的多个区域内的多个加热器;调节这些加热器的发热量的控制部,配置在从上述中心起在同样半径上的上述圆周方向的多个区域内的多个加热器相对直流电源串联配置构成电路,用上述控制部调节各自的发热量。
附图说明
图1是表示本发明的实施例所涉及的等离子处理装置的构成要素的纵剖面图。
图2是放大表示图1所示的实施例的试料台结构的纵剖面图。
图3是放大表示图1所示的实施例的试料台结构的纵剖面图。
符号说明
100:等离子处理装置;101:真空容器;102:真空排气装置;103:处理室;104:电波源;105:导波管;106:放大导波管;107:试料台;108:偏置电源;109:加热器用直流电源;110:静电吸附用直流电源;111:调温器;112:控制器;113:磁场发生线圈;114:电介质窗;115:淋浴板;116:晶片;117:匹配电路;118:滤波器;201:静电吸附用电极;202:内侧加热器;203:中间加热器;204:外侧加热器;205:内侧加热器电缆;206:中间加热器电缆;207:外侧加热器电缆;208:电流控制元件;209:电流控制元件电缆;210:基材;211:电介质膜;301:控制装置。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施例。
[实施例]
以下使用图1至图3说明本发明的实施例。图1是模式化表示本发明的实施例的等离子处理装置的构成要素的纵剖面图。本实施例的等离子处理装置表示使用由微波产生的ECR(Electron CyclotronResonance)形成等离子(微波ECR等离子)的蚀刻处理装置。
等离子处理装置100大致分为具备:在内部具有圆筒形状的等离子处理用的处理室103的真空容器101和具备配置在其上方的电场以及磁场的供给单元的等离子形成部,以及配置在真空容器101下方具有排出来自处理室103内的气体和粒子的真空泵,调节处理室103内部至进行了减压的规定的真空度压力的排气部。进而,等离子处理装置100具有包含接收检测构成它的部分各自的动作的结果发送用于调节该动作的指令信号的控制器112的控制部。
真空容器101的上部具有圆形的开口部,该开口部用圆板形状的例如石英制的电介质窗114覆盖,在构成真空容器101的开口的上端部和电介质窗114的外周边部之间夹着密封部件将处理室103内和外部大气压的氛围气体之间气密密封。在电介质窗114的下侧的处理室内配置具备在等离子处理中使用的蚀刻用的气体流通的多个贯通孔的电介质制(例如石英制)的圆形的淋浴板115。
在淋浴板115和电介质窗114之间由被它们夹着的空间形成气体的供给路,连结具备气源和调节来自气源的气体流量、流速的调节器的气体供气装置(省略图示)。淋浴板115的下面构成处理室的顶面,和在圆筒形的处理室103内使其上下方向的轴之间一致所配置的圆筒或者具有圆板形的试料台107的圆形的上表面相对配置。
在真空容器101下方将排气部分和真空容器101下面连结配置,构成它的涡轮分子泵等的真空排气装置102经由配置在试料台107下方的处理室103下部的开口即真空排气口和处理室103内部连通。另外,虽然未图示,但在真空排气装置102和真空排气口之间具有多个块板,具有围绕在横切真空排气口的方向上延伸的轴旋转的挡板,通过该挡板的转动,真空排气口的开度程度,例如开口的面积增减,从该排气口流出的来自处理室103内部的气体和粒子的流量和速度增减。在本实施例中,根据来自控制器112的指令信号调节上述开口开度的增减和来自淋浴板115的多个贯通孔的处理用气体的供给流量、流速的增减,通过这些平衡将处理室103内部的压力调节到所期望的范围内。
配置在真空容器101上方的等离子形成部具备在电介质窗114的上方和它连结配置的剖面具有圆形以及矩形的导波管105。作为导波管105的一个端部的下端部具有相对于下方的处理室103或者电介质窗114打开的开口,在作为下端部的另一端部上配置发生微波电场的振动的磁控管104。微波的频率虽然没有特别限定,但在本实施例中使用2.45GHz。
导波管105的剖面是矩形的部分是其轴在图中作为左右方向的水平方向上延伸的管路,在一端部的磁控管104上发送形成的微波的电场在水平方向上传播沿着轴向另一端前进。剖面矩形部在另一端部上中心轴在上下方向上延伸的剖面和圆形的圆筒部连结,微波的电场在圆筒部内部传播向着下方的电介质窗114或者处理室103内部前进。
在真空容器101的外周部上将向处理室103内部提供磁场的磁场发生线圈113配置在处理室103的上方以及侧面的周围。磁场发生线圈113的磁场强度以能够与用磁控管104发振的2.45GHz的电场一致地在处理室103内高效率形成等离子的方式进行调节。
导波管105的圆筒部的下端部其直径比圆筒部大,连接在与处理室103的直径一致的圆筒形的放大导波管106上部上。在圆筒部传播进入到放大导波管106内的电场在其内部以规定的电场模式共振后,该模式的电场透过电介质窗114以及淋浴板115导入到形成在处理室103内部的淋浴板115以及试料台107上部的放置面之间的等离子形成用的空间内。
导入到处理室103的微波的电场通过和由磁场发生线圈113产生的磁场的相互作用,激励经由淋浴板115提供给处理室103的蚀刻用气体在处理室103中生成等离子。在处理室103内的淋浴板115下方隔开如形成处理室103那样的间隔配置的试料台107将构成其上表面用热喷涂形成的电介质材料的膜(未图示)配置在试料台107的基材的上部,该膜构成处理对象的基板即晶片116的圆形的放置面。
在试料台107的金属制的基材上经由匹配电路117施加高频电力,为了在晶片116上方形成偏置电位而电连接有偏置电源108。在本实施例中,从偏置电源108提供的高频偏置电力具有数百Hz~50MHz左右的范围的频率,理想的是具有400Hz~40MHz范围的频率。而且,偏置电源108和地线电连接而接地。
施加偏置电源108的基材是配置在试料台107内部的电极,具有圆板或者圆筒形状。在电连接其下面和偏置电源108之间提供电力的供电线路上将匹配电路117配置在试料台107的真空容器101的外侧。如以后说明的那样偏置电源108以及匹配电路117经由通信单元与控制装置112可通信地连接,接收来自控制装置112的指令信号在根据该指令信号调节其动作的同时将检测其动作的状态的结果的信号发送到控制装置112。
虽然省略图示,但在上述电介质制的膜内配置由不锈钢等的金属导电材料构成的膜状的静电吸附用的电极。在静电吸附用的电极上经由高频滤波电路(省略图示)电连接静电吸附用直流电源110,在将晶片116放置在膜上的状态下向电极提供来自该电源的电力,使用由形成在膜以及晶片116内的电荷的分极产生的静电电力将晶片116吸附在膜上表面保持在试料台107上。
在膜的内部在静电吸附用的电极的下方配置多个膜形的加热电极。这些加热电极和加热电极用直流电源109连接。而且,加热电极用直流电源109这种情况下配置和设置于试料台107内的加热电极个数一样的数量,并与各个对应的加热电极电连接。
加热电极在和向它提供直流电力的加热器用直流电源109之间的供电用线路上配置滤波器118,用于抑制在将来自偏置电源108的高频电力施加在加热电极上在发热量中偏离所期望值等的恶劣影响。在本实施例中,滤波器118配置在真空容器101或者处理室103的外侧,提高针对高频电力的阻抗。
在金属制基材的内部在膜的下方将用以后说明的调温器(温度调节器)111将把内部调整成规定范围的温度的热交换介质流通的制冷剂流路(省略图示)螺旋或同心多重圆弧状地配置在圆板或者圆筒形基材中心的周围。制冷剂流路在其入口以及出口和调温器111连结的制冷剂管和基材的下面连接。
在这样构成的等离子处理装置100中,处理对象的晶片116从和真空容器101的侧壁连结将内部减压到和处理室103同样程度的真空度的传送容器通过配置在上述真空容器101的侧壁上的作为开口的门(未图示)放置在机械臂等的搬运单元上运送到处理室103内,在试料台107上进行交接放置在膜上。门用配置在搬运容器内部在上下方向移动的门阀打开以及密封。
晶片116在交接给试料台107上后机械臂从处理室103退到搬运容器内用门阀关闭密封门。此后,在膜内的静电吸附用的电极上施加电力将晶片116静电吸附在膜上保持,此时处理室103内在导入处理用气体的同时将内部的压力调节到适合于处理的规定的值,在向处理室内提供电场以及磁场的结果,激励处理气体形成等离子。
在向试料台107的基材内部的电极或者基材从偏置电源108提供高频电力的结果,在晶片116上方在和等离子之间形成具有规定电位差的偏置电位,开始晶片116上的膜构造的使用等离子的处理,在本实施例中开始蚀刻处理,特别是等离子中的电荷粒子与偏置电位和等离子电位之间的电位差相应地被晶片116的表面吸引发生冲撞,由此促进晶片116上的膜构造处理对象的膜的各向异性处理。
在根据处理时间或等离子的发光、晶片116或者试料台的电位等的检测结果用包含控制器112的控制部检测到规定的处理结束时,停止来自偏置电源108的偏置用的高频电力,进而熄灭等离子并结束处理,在进行停止来自晶片116的静电吸附用直流电源109的电力或者让对多个静电吸附用电极的极性反转中和电荷的除电步骤后,用未图示的顶销等的举起用的单元将晶片116举到试料台107的上方。
打开门阀通过门机械臂伸出其臂进入处理室103内在其前端部的手柄等保持部承载晶片116后,使臂部收缩将晶片116运出到处理室103外。其后,在打开门的状态下,机械臂还将另一还没有结束处理的另一晶片116送入处理室103内。如果控制部判定为在处理室103内的晶片116的处理结束,则直到另一晶片116搬入之前,控制部发出指令,维持门阀气密密封门的状态。
用图2以及图3表示试料台107的详细构造。图2是放大表示图1所示的实施例的试料台构成的纵剖面图。图3是放大表示图1所示的实施例的试料台构成的横剖面图。特别是图3是模式化表示被覆试料台107的基材上表面的膜,在上下方向上在其内部的加热电极的高度位置上的水平方向的剖面。
在本实施例中,在电连接偏置电源108的试料台107的基材210上表面配置覆盖它的电介质制的膜即电介质膜211。晶片116在放置在其上吸附保持的电介质膜211的上表面的下方配置多个静电吸附用电极201。进而,在电介质膜211内的静电吸附用电极201的下方配置有温度调整用的内侧加热器202、中间加热器203、外侧加热器204。
内侧加热器202、中间加热器203、外侧加热器204如后面说明的那样,配置在与圆形或者具有看似圆形的近似形状的晶片116的形状一致,具有圆形或者大致圆形的上表面的电介质膜211的圆形的中央部和包围它配置在环形上的外周侧部和它们之间的中间部的各自的区域内。内侧加热器202、中间加热器203、外侧加热器204各自和各自用的加热用直流电源109电连接提供电能,在和各自电连接的供电用中内侧加热电缆205、中间加热电缆206、外侧加热电缆207从具有金属制的圆板形状的基材210的下面引出到下方。
另外,在本实施例中,配置在外周侧部的区域内的外侧加热器204的构成是在相对于构成晶片116的放置面的圆形中心以同样的半径位置、同样的圆周方向的角度、同样长度的弧度分成的多个区域的支路各自内部配置圆弧形电阻体,具有用电阻小的导体串联连接这些电阻体相邻之间的连接部(图3上用虚线图示)。连接部的长度或者圆周方向的角度与圆弧区域相比极小,实际上外侧加热器204看成用多个圆弧形电阻构成。
另外,虽然图2未图示,但在多个圆弧形电阻和同样数量的电流控制元件208的各自对应的圆弧形电阻的圆弧两端上用电流控制元件电缆209电连接。即,和电流控制元件208各自对应的圆弧形电阻并联连接构成电路。而且,在图2中,电流控制元件表示208a、208b、208c的3个,但在本实施例中,外周侧部的支路占据看成4个大致90度的角度和位置配置,如图3所示实际上具有电流控制元件208d。
如图3所示,构成本实施例的试料台107上表面的放置面从其上方看具有包含圆形放置面的中心的圆形的中央部302和在其外周侧具有包围它配置的环形形状的中间部303、外周侧部304。在与这些中央部302、中间部303、外周侧部304的区域对应的电介质膜211的内部配置有各自配置成环形的内侧加热器202、中间加热器203、外侧加热器204。
在配置于电介质膜211内部的内侧加热器202、中间加热器203、外侧加热器204的各自中,所配置的膜形的电阻体的构成包含在各自中多个相同半径位置、相同角度、相同长度的圆弧形电阻。进而,在内侧加热器202、中间加热器203、外侧加热器204的各自中,更外周侧的加热器的圆弧形电阻一方的数量与更中央侧加热器相比配置得多。即,在更中央侧的加热器中的圆弧形电阻体占据的圆周方向的角度比更外侧的加热器的角度大。
而且,内侧加热器202、中间加热器203、外侧加热器204的各自从与各自电连接的加热器用直流电源109中提供各自用控制部指令的规定值的电力。而且,在本实施例中,内侧加热器202具备包含试料台107的放置面中心的作为圆形电阻体的内侧中央部加热器202a、包围它相对上述中心是2个相同半径位置、相同圆周方向角度、相同长度的圆弧形电阻对的内侧外周部加热器202b。这些内侧中央部加热器202a和内侧外周部加热器202b提供来自同样的加热器用直流电源109的电能。
在本实施例中,内侧加热器202、中间加热器203、外侧加热器204的各自具备将与构成各自的任意一个电阻电连接的端子作为供电口,所谓供电口具备将与其他电阻电连接的端子作为送电口。本实施例的圆弧形电阻表示形成单一圆弧的膜形的加热器,但供电口到送电口在圆周方向上折返占据多个不同的半径位置,可以配置成被覆中央部、中间部、外周侧部的区域。
在内侧加热器202、中间加热器203各自的电阻上还并联连接电流控制元件208,在和各个加热器电连接的加热器用直流电源109之间构成电路。进而,各电流控制元件208用包含构成控制部112的计算装置、存储装置、输入输出装置的控制装置301控制由其动作引起的电流量的调节。本实施例的控制装置301配置在真空容器101外部。
这样在本实施例中,在中央部、中间部、外周侧部的各自上提供给各电阻体的电流量以通过用与之并联连接的电流控制元件208的动作调节到适宜的值的范围内,由此圆弧形电阻的发热量变成所期望的范围的方式进行调节。由此,能够相对放置面中心的圆周方向将作为放置面的电介质膜211的上表面的温度值的增减调节到适宜的水平。
各个电流控制元件208只要是调节流过与之并列连接的各个圆弧形电阻的电流值、量的方式即可,也可以是适宜地组合进行并列连接的线路的电阻值或者阻抗的调节、电流的切断、开/关的元件和设备进行连接。在本实施例中,4个电流控制元件208a、208b、208c、208d都是具备二极管构成的元件。与4个圆弧形电阻对应构成并联电路的元件或设备不需要全部用同样的元件构成,可以根据要求的条件适宜地选择。
进而,通过在中央部/中间部/外周侧部的各自区域的下方的基材210内部根据来自配置在该基材210上表面和制冷剂流路之间的温度传感器的输出调节发热量,对于从中心向外周的半径方向上在独立调节中央部/中间部/外周侧部的各自每个区域的温度的同时,对于圆周方向也可以实现每个支路上不同温度值那样的分布。由此,能够降低放置的晶片116的圆周方向的温度或者加工结果的离散从而提高成品率。
如上所述,在本实施例的蚀刻处理中,使用内侧加热器202、中间加热器203、外侧加热器204的各自,以晶片放置面的中央部、中间部、外周侧部的温度在圆弧形的每一区域(支路)上变成期望的值的方式进行调节。而且,本实施例向配置于基材210内部的制冷剂流路中提供在处理之前用调温器111调节至规定的温度的制冷剂,在处理开始时设置成考虑到在处理中产生的发热的温度。
在本状态下,在试料台107的放置面上配置晶片116,通过来自静电吸附用直流电源110的电力供给将晶片116吸附保持在试料台107上。此时,He等的传热气体贯通试料台内部从省略图示的传热气体供给装置向晶片和试料台之间提供,促进试料台和晶片之间的热传递。
在此,以下说明外侧加热器204的温度控制。同样的温度调节的构成本实施例具备内侧加热器202以及中间加热器203。外侧加热器204配置成4个支路在圆周方向上占据各自大致为90度的角度范围,在与构成加热器图案的圆弧形电阻一端部和另一端部连接的电缆线路中配置让电流偏置的端子。在一个圆弧形电阻的端子之间配置和它们电连接的电流控制元件208。
提供给1个端子的电流流过分成多路并列连接的圆弧形电阻和电流控制元件208。外侧加热器204与多个圆弧形电阻对应分成多个支路,在各个区域上流过各个圆弧形电阻的电流值根据电流控制元件208的动作进行调节。即,各电流控制元件208通过可变地增减流过它的电流量,可变地增减在与之并列连接的圆弧形电阻上流过的电流的量。这些电流控制元件208的动作通过控制装置301的计算装置计算电流控制元件208内的电阻值或者阻抗值,以变成该值的方式从输入输出装置向各个电流控制元件208发出动作指令调节。
在本实施例中,与电介质膜211的各加热器区域对应根据来自配置在从其上方看的投影面内的正下方的试料台107的基材210内部的温度传感器(省略图示)的输出使用用控制装置301检测到的值,用控制装置301进行向加热器各自提供的电力的设定。此时,连接在外侧加热器204上的加热器用直流电源109进行如变成恒电能那样的控制。
向与外侧加热器204的各自圆弧形电阻的各自并列连接配置的偏置线路上的电流控制元件208a、208b、208c、208d发送在控制装置301中处理前预先对每一因素条件计算设定的、与各自偏置多少百分数的电流的偏置比相应的动作的指令信号。例如,指示在电流控制元件208a中流过40%的偏置电流,在电流控制元件208b上流过30%的电流,在208c上流过15%的电流,在208d上流过15%的电流,以加热器用直流电源109的电力变成一定值的方式形成相等值的偏置电流的指示。由此,即使温度检测在1个位置,这种情况下也能够调整在圆周4分割的任意支路的温度变成任意的温度。
对于内侧加热器202、中间加热器203也可以通过具备同样的构成在从试料台107的中心向外周侧的半径方向的多个区域的各自上,将圆周方向的温度分布设置成期望的值,可以进行更宽范围的温度控制。这样在本实施例中,试料台107的电介质膜211的放置面在径向分割的多个区域上并列连接加热器,在圆周方向上分割的区域上串联连接加热器。
如果采用上述说明的实施例,则在构成试料台的圆形放置面的电介质膜或者板部件内部中,在其相同半径方向的位置或者半径的规定范围中在圆周方向上配置的加热器用在圆周方向分割成多个区域的每个区域上以串联电路构成。在上述实施例中供电线使用和以往技术一样的供电线。
进而,对施加在配置于进行了加热器分割的各个区域上的各部分上的电力进行调节的偏置电路和各加热器电气并列连接。通过这样的构成,加热器的各区域的部分串联连接,在提供来自单一电源的电流的同时在区域的每个部分上将发热量调节成不同的值。由此,在试料台的放置面上能够实现在圆周方向上不同的发热量,通过根据检测这些发热量的晶片或者试料台的温度进行调节,降低晶片、试料台的圆周方向的温度的离散,晶片采用等离子的处理的精度提高。
另外,构成偏置电路和与各支路对应配置在电介质膜211内部的圆弧形电阻并列连接的调节器以及它和圆弧电阻电连接的电缆配置在本实施例的试料台107内部或者处理室内。具体地说,本实施例的试料台107具有将该基材210的下方内部设置成大气压的空间,在该空间内部配置上述调节器和电缆的一部分。另一方面,去除或者降低配置在具有电气串联连接的多个圆弧形电阻的外周加热器204以及偏置电路构成的电路和向它提供直流电力的加热器用直流电源109之间的高频电力的滤波器118配置在试料台107的外部或者处理室的外部。
在该构成中,相对于高频偏置用电力串联连接的加热器电路和加热器用直流电源109之间的供电线路上的阻抗与相对于上述高频电力的偏置电路或者各个调节器的阻抗相比也显著变大,对于由偏置电路或者调节器的动作引起的经由加热器提供的电量的调节,也降低向外周加热器204提供的电量变化大及由高频电力引起的不良影响显著化的现象。由此抑制偏置电缆的长度,其结果,能够抑制由供电线的静电容量的增加引起的偏置电流泄漏的增加,能够防止晶圆率变得不均匀,对器件的静电损伤的发生。

Claims (5)

1.一种等离子处理装置,是将晶片放置在配置于真空容器内部的处理室内的试料台上,使用在上述处理室内形成的等离子处理上述晶片的等离子处理装置,包括:
多个加热器,配置在具有圆筒形状的上述试料台的内部,配置在关于从其中心朝向外周侧的径向以及上述中心周围的圆周方向被分成的多个区域内;以及
控制部,调节这些多个加热器的发热量,
配置在距上述中心相同半径上的上述圆周方向的多个区域内的多个加热器相对于直流电源串联配置构成电路,用上述控制部调节各自的发热量。
2.根据权利要求1所述的等离子处理装置,其特征在于包括:
调节器,与上述串联配置的多个加热器的每一个并联连接构成上述电路,调节流过每一个加热器的电流量。
3.根据权利要求1或者2所述的等离子处理装置,其特征在于:
上述调节器配置在上述试料台的内部或者其正下方构成上述电路,
上述等离子处理装置包括:
滤波器,在上述加热器的各自以及上述调节器和上述直流电源之间配置在上述真空容器的外部具备。
4.根据权利要求3所述的等离子处理装置,其特征在于包括:
配置在上述试料台内部的导体制的电极和对该电极提供高频电力,在上述晶片的上方形成偏置电位的高频电源,
上述调节器针对上述高频电力的阻抗比上述电路的上述加热器和上述直流电源之间的阻抗明显小。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的等离子处理装置,其特征在于:配置于关于上述径向分成的多个区域的上述多个加热器各自和与各自对应的直流电源电连接,所提供的电力由上述控制部调节。
CN201310057014.2A 2013-02-01 2013-02-22 等离子处理装置以及试料台 Active CN103972130B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810597169.8A CN108511313B (zh) 2013-02-01 2013-02-22 等离子处理装置以及试料台

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-018017 2013-02-01
JP2013018017A JP6276919B2 (ja) 2013-02-01 2013-02-01 プラズマ処理装置および試料台

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810597169.8A Division CN108511313B (zh) 2013-02-01 2013-02-22 等离子处理装置以及试料台

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103972130A true CN103972130A (zh) 2014-08-06
CN103972130B CN103972130B (zh) 2018-06-05

Family

ID=51241486

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810597169.8A Active CN108511313B (zh) 2013-02-01 2013-02-22 等离子处理装置以及试料台
CN201310057014.2A Active CN103972130B (zh) 2013-02-01 2013-02-22 等离子处理装置以及试料台

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810597169.8A Active CN108511313B (zh) 2013-02-01 2013-02-22 等离子处理装置以及试料台

Country Status (4)

Country Link
US (3) US20140216657A1 (zh)
JP (1) JP6276919B2 (zh)
KR (1) KR101486433B1 (zh)
CN (2) CN108511313B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106847661A (zh) * 2017-01-24 2017-06-13 北京丹华科技发展有限公司 一种等离子体源以及镀膜机
CN108566717A (zh) * 2018-06-29 2018-09-21 合肥中科离子医学技术装备有限公司 采用微波垂直注入激励等离子体发生装置
CN110010440A (zh) * 2017-12-22 2019-07-12 东京毅力科创株式会社 基板处理装置和温度控制方法
CN112951694A (zh) * 2019-11-26 2021-06-11 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子体处理装置及其半导体晶圆的处理方法
CN113826189A (zh) * 2020-04-21 2021-12-21 株式会社日立高新技术 等离子处理装置以及等离子处理方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6313983B2 (ja) * 2014-01-29 2018-04-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
CN105491780B (zh) * 2014-10-01 2018-03-30 日新电机株式会社 等离子体产生用的天线及具备该天线的等离子体处理装置
JP6655310B2 (ja) 2015-07-09 2020-02-26 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
JP6622052B2 (ja) * 2015-10-14 2019-12-18 日本特殊陶業株式会社 セラミックヒータ及び静電チャック
JP6688763B2 (ja) * 2017-05-30 2020-04-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法
JP6866255B2 (ja) * 2017-08-09 2021-04-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JPWO2019053869A1 (ja) * 2017-09-15 2020-10-01 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
JP6714562B2 (ja) * 2017-09-20 2020-06-24 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
CN107910280B (zh) * 2017-11-20 2020-01-21 上海华力微电子有限公司 一种建立全局调节模型进行优化快速热退火的方法
JP6935598B1 (ja) * 2019-12-20 2021-09-15 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置およびウエハ処理方法
CN115053322A (zh) * 2020-02-04 2022-09-13 朗姆研究公司 等离子体处理系统中射频信号接地回路的优化
CN113496862A (zh) * 2020-04-02 2021-10-12 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子体反应器及其射频功率分布调节方法
CN113745082B (zh) * 2020-05-28 2023-10-31 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子体处理装置及其加热装置与工作方法
US11776793B2 (en) * 2020-11-13 2023-10-03 Applied Materials, Inc. Plasma source with ceramic electrode plate
CN113835392B (zh) * 2021-09-10 2024-06-18 江苏盈科通信科技有限公司 光缆护套外径控制系统及方法
US20230265561A1 (en) * 2022-02-22 2023-08-24 Applied Materials, Inc. Pocket heater with purge to improve gap tolerance
CN117063617A (zh) * 2022-03-14 2023-11-14 株式会社日立高新技术 等离子处理装置
CN116073678B (zh) * 2023-03-21 2023-08-22 中国科学院近代物理研究所 一种耦合型电子内靶高压调制电源装置及调制方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001217195A (ja) * 2000-02-04 2001-08-10 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
US20030024920A1 (en) * 1998-08-12 2003-02-06 Asml Us, Inc. Hot wall rapid thermal processor
JP2004241302A (ja) * 2003-02-07 2004-08-26 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 半導体製造装置の温度制御方法
US20050252903A1 (en) * 2003-08-27 2005-11-17 Kyocera Corporation Heater for heating a wafer and method for fabricating the same
US20060011611A1 (en) * 2004-06-28 2006-01-19 Ngk Insulators, Ltd. Substrate heating apparatus
CN1767149A (zh) * 2004-10-28 2006-05-03 京瓷株式会社 加热器和晶片加热装置以及该加热器的制造方法
US20080110874A1 (en) * 2006-11-06 2008-05-15 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Substrate heating device
US20080170969A1 (en) * 2007-01-17 2008-07-17 Ken Yoshioka Plasma processing apparatus
US20110297082A1 (en) * 2010-06-07 2011-12-08 Hitachi High-Technologies Corporation Plasma processing apparatus and sample stage

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6431112B1 (en) 1999-06-15 2002-08-13 Tokyo Electron Limited Apparatus and method for plasma processing of a substrate utilizing an electrostatic chuck
JP2002231421A (ja) 2000-04-07 2002-08-16 Ibiden Co Ltd セラミックヒータ
JP2001339180A (ja) * 2000-05-29 2001-12-07 Shibaura Mechatronics Corp 通電回路
JP4794140B2 (ja) * 2004-05-26 2011-10-19 京セラ株式会社 ヒータとウェハ加熱装置及びその製造方法
JP4191120B2 (ja) * 2004-09-29 2008-12-03 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
TWI281833B (en) * 2004-10-28 2007-05-21 Kyocera Corp Heater, wafer heating apparatus and method for manufacturing heater
US7777152B2 (en) * 2006-06-13 2010-08-17 Applied Materials, Inc. High AC current high RF power AC-RF decoupling filter for plasma reactor heated electrostatic chuck
JP5064069B2 (ja) * 2007-03-20 2012-10-31 株式会社Sokudo 基板搬送装置および熱処理装置
US7737702B2 (en) 2007-08-15 2010-06-15 Applied Materials, Inc. Apparatus for wafer level arc detection at an electrostatic chuck electrode
US8083855B2 (en) * 2007-10-31 2011-12-27 Lam Research Corporation Temperature control module using gas pressure to control thermal conductance between liquid coolant and component body
JP5301812B2 (ja) * 2007-11-14 2013-09-25 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP2010182763A (ja) * 2009-02-04 2010-08-19 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
CN102420162A (zh) * 2011-04-29 2012-04-18 上海华力微电子有限公司 一种静电卡盘温度控制区的设计
US9706605B2 (en) * 2012-03-30 2017-07-11 Applied Materials, Inc. Substrate support with feedthrough structure

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030024920A1 (en) * 1998-08-12 2003-02-06 Asml Us, Inc. Hot wall rapid thermal processor
JP2001217195A (ja) * 2000-02-04 2001-08-10 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP2004241302A (ja) * 2003-02-07 2004-08-26 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 半導体製造装置の温度制御方法
US20050252903A1 (en) * 2003-08-27 2005-11-17 Kyocera Corporation Heater for heating a wafer and method for fabricating the same
US20060011611A1 (en) * 2004-06-28 2006-01-19 Ngk Insulators, Ltd. Substrate heating apparatus
CN1767149A (zh) * 2004-10-28 2006-05-03 京瓷株式会社 加热器和晶片加热装置以及该加热器的制造方法
US20080110874A1 (en) * 2006-11-06 2008-05-15 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Substrate heating device
US20080170969A1 (en) * 2007-01-17 2008-07-17 Ken Yoshioka Plasma processing apparatus
US20110297082A1 (en) * 2010-06-07 2011-12-08 Hitachi High-Technologies Corporation Plasma processing apparatus and sample stage

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106847661A (zh) * 2017-01-24 2017-06-13 北京丹华科技发展有限公司 一种等离子体源以及镀膜机
CN110010440A (zh) * 2017-12-22 2019-07-12 东京毅力科创株式会社 基板处理装置和温度控制方法
CN110010440B (zh) * 2017-12-22 2022-06-07 东京毅力科创株式会社 基板处理装置和温度控制方法
CN108566717A (zh) * 2018-06-29 2018-09-21 合肥中科离子医学技术装备有限公司 采用微波垂直注入激励等离子体发生装置
CN112951694A (zh) * 2019-11-26 2021-06-11 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子体处理装置及其半导体晶圆的处理方法
CN112951694B (zh) * 2019-11-26 2024-05-10 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子体处理装置及其半导体晶圆的处理方法
CN113826189A (zh) * 2020-04-21 2021-12-21 株式会社日立高新技术 等离子处理装置以及等离子处理方法
CN113826189B (zh) * 2020-04-21 2024-03-22 株式会社日立高新技术 等离子处理装置以及等离子处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20140216657A1 (en) 2014-08-07
CN103972130B (zh) 2018-06-05
US10141165B2 (en) 2018-11-27
CN108511313B (zh) 2021-03-05
US20190057846A1 (en) 2019-02-21
JP6276919B2 (ja) 2018-02-07
JP2014150160A (ja) 2014-08-21
KR20140099158A (ko) 2014-08-11
US10796890B2 (en) 2020-10-06
US20160155617A1 (en) 2016-06-02
KR101486433B1 (ko) 2015-01-26
CN108511313A (zh) 2018-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103972130A (zh) 等离子处理装置以及试料台
JP5800547B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US11694881B2 (en) Stage and plasma processing apparatus
US10544508B2 (en) Controlling temperature in substrate processing systems
JP5911032B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
TWI606757B (zh) Plasma processing device
CN102056394B (zh) 等离子体处理装置
JP5800532B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
CN102421239A (zh) 等离子体处理装置
US20190198295A1 (en) Cooling mechanism utlized in a plasma reactor with enhanced temperature regulation
JP2007250860A (ja) プラズマ処理装置用電極アッセンブリ及びプラズマ処理装置
JP6617214B2 (ja) プラズマ処理方法
JP6483296B2 (ja) プラズマ処理方法
JP6097317B2 (ja) プラズマ処理方法
WO2018173095A1 (ja) プラズマ処理装置
JP6313983B2 (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2017120721A (ja) プラズマ処理装置
KR20150117227A (ko) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
JP2015130350A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
CN114446755A (zh) 用于处理基板的装置和用于处理基板的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant