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A6 B6 經濟部t央標準局Η工消费合作社印敦 五、發明説明（1 ) 本發明係有關於一種電漿處‘理裝置以及使用該裝e之 電漿處理方法。 例如在產生電漿而對半導體晶片進行蝕刻處理時，則 會大幅地影響離子之能置而成爲蝕刻之1個變數的源極的 電壓vs，雖然係由電漿之電位vP與被偏壓在陰極側之負 電位v DC，然由於V 1^較vP更爲一支配性的要素，因此 特別是測量該Vdc，對蝕刻處理而言非常'重要。 因此，以往則藉以下所示的方法來監視上述V DC。 在電漿處理裝置中，例如在圖1所示之一般的R I E 型之電漿蝕刻裝置1 0 1中，在處理室1 0 2內則互相對 向地設置有上部電極1 0 3與下部電極1 0 4，而藉設在 下部電極1 0 4上面之靜電夾頭1 0 7來吸住半導體晶片 1 0 8 ，除了經由被設在上部電極1 0 3之氣體流路 1 1 4以及氣體吐出孔1 1 5，將電漿生成用的氣體導入 到處理室1 〇 2內，來自高周波電源1 0 5之高電源電力 ，則經由配合（matching)電路1 1 3以及隔直流電容器 (blocking condenser) 1 0 6 而外加在下部電極 1 0 4 ，且在上述上部電極1 〇 3與下部電極1 0 4之間產生電 漿，而對半導體晶片1 0 8進行電漿蝕刻。 在監視在上述電漿處理裝置1 0 1中之Vdc時，藉處 理室1 0 2之外部將適當的導線1 1 0連接到位於上述下 部電極1 0 4與隔直流電容器1 0 6之間的電力供給線 1 0 9 ，且經由RF濾波器1 1 0將VDC監視器1 1 2連 接到該導線1 1 〇，而藉該Vdc監視器1 1 2來監視Vdc (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) 裝 -訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210x297公釐） 經濟部中央標準局Μ工消費合作社印製 A6 ______B6_ 五、發明説明（2 ) 0 但是，實際上，下部電極1 0 4之表面乃被陽極氧化 處理，而形成有陽極氧化膜1 〇 4 a，另一方面，由於靜 電夾頭1 0 7係由絕緣材料所構成，因此即使是直接連接 導線1 1 0，亦無法監視到正確的V DC。 以往在知道無法監視到已確的V DC後，乃不得已如上 所述，經由RF濾波器1 1 1將VDC監視器1 1 2連接到 電力供給線1 0 9，而希望將如此所得到的値控制成半導 體晶片1 0 8上的V DC，然此時，由於無法得到正確之 V DC的位準，因此即使是根據由V DC監視器1 1 2所監視 得的V DC位準來調整高周波電源1 〇 5之周波數或是輸出 ，亦無法獲得所期待之電漿處理的結果。 另一方面，在對半導體晶片進行蝕刻處理等之電漿處 理時，當在處理室內產生異常放電時，則半導體晶片自不 待言，就是連處理室內之各種裝置或是零件亦有損壞的可 能。 因此在上述情況，則必須要找出發生異常放電之部位 ，而立即地進行更換零件或修理等之後的對策以及處g。 在此以往一般係藉測量上述之V DC來檢測在處理室內 所發生的異常放電。亦即，藉監視由上述圖1所示之 V DC監視器1 1 2所監視的V DC來檢測異常放電。 然而，在藉上述方法來測量被偏壓（bias)在下部電 極1 0 4側之V DC時，則在處理室1 0 2內是否有異常放 電，雖然可根據V DC位準的變動作某一程序的推測，但是 (請先閲讀背面之注意事项再填窝本頁} -裝 .訂 本紙張尺度適用中國國家棋準（CNS)甲4规格（210X297公釐） 經濟部中央標準局®;工消f合作社印製 A6 B6_ 五、發明説明（3 ) 如上所述，由於由V DC監視器11 2所監視的値並不一定 是正確，且無法斷定此確實是因爲在處理室1 0 2內所發 生之異常放電而來。例如亦有可能是因爲在高周波電源 1 0 5之電力供給系統發生異常而來。 又，即使是檢測出發生異常放電，但是連該異常放電 究竟是發生在處理室1 0 2內之那一部位亦無法檢測出。 又，當將作爲被處理體之半導體晶片載置在靜電夾頭 上時，亦有可能不在正規的位置而發生偏移。若在該狀態 下進行電漿處理時，則無法均勻地進行電漿處理，光是該 點就會使靜電夾頭暴露在電漿中，而破壞到靜雷夾頭的絕 緣。又，此時，由於熱傳導，藉經由靜電夾頭而被供給到 被處理體側之H e氣體的背壓，晶片容易被彈飛出去。結 果，被處理體會因氣體之背壓的强度而朝靜電夾頭之側方 飛去而遭致破損。 本發明即是考慮該些狀況而發展出的，其目的在於提 供一可以高精度地測量V DC之電漿處理裝置。 本發明之其他目的則在提供一可高精度地檢測出在電 獎處理時有無異常放電之電漿處理裝置。 本發明之又一目的，在於提供一不僅可檢測出在電漿 處理時有無異常放電，且連發生異常放電之部位亦能檢測 出之電漿處理裝置。 本發明之其他目的，在於提供一即使在靜電夾頭上被 處理體的位置發生偏移時，亦可檢測出該位置偏移之電漿 處理裝置。 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 裝 .訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210x297公釐） 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 A6 B6 五、發明説明（4 ) 根據本發明之第1.觀點，乃提供一種電漿處理裝置， 其主要特徵包括： 載置有被處理體之第1電極， 與該第1電極相對設置之第2電極， 用於將電漿形成用的處理氣體導入到上述第1及第2 之電極間的機構及， 用於檢測上述第1電極之偏向電位的偏向電位檢測機 構， 上述偏向電位檢測機構具有被設在上述被處理體近旁 之檢測端子。 根據本發明之第2觀點，乃提供一種電漿處理裝置， 其特徵包括： 載置有被處理體之第1電極， 與該第1電極對向而設置之第2電極， 將高周波電力供給到第1及第2電極間之高周波電源 9 用於將電漿形成用之處理氣體導入到上述第1及第2 電極間的機構， 被設在上述第1電極上，而以靜電吸著上述被處理體 之靜電吸著機構， 將電壓外加在上述靜電吸著機構的直流電源及， 用於檢測在上述靜電吸著機構與上述直流電源之間流 動之電流的電流檢測機構。 根據本發明之第3觀點，乃提供一種電漿處理裝置， {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝 *訂. .秦 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210X297公釐） 經濟部中央櫺準局S工消t合作社印製 A6 B6 五、發明説明（5 ) 其特徵包括： 載置有被處理物的第1電極， 與該第1電極對向而設置之第2電極， 將高周波電力供給到第1及第2電極間之高周波電源 9 用於將電漿形成用之處理氣體導入到上述第1及第2 電極間之偏向電位檢測機構， 用於檢測上述第1電極之偏向電位之偏向電位檢測機 構， 被設在上述第1電極上，而以靜電吸著上述被處理體 之靜電吸著機構， 將電壓外加在上述靜電吸著機構之直流電源及， 用於檢測在上述靜電.吸著機構與上述直流電源之間流 動之電流的電流檢測機構。 圖面之簡單說明 圖1係表習知之電漿處理裝置的斷面圖。 圖2係表本發明之第1態樣之電漿處理裝置的斷面圖 0 圖3係表將圖2所示之裝置之一部分加以擴大表示的 斷面圖。 圖4係表圖2所示之裝置之變形例的斷面圖。 圖5係表圖2所示裝置之其他變形例的平面圖。 圖6係表本發明之第2態樣之電漿處理裝置的斷面圖 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝 .訂. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210X297公釐） A6 B6 經濟部中央標準局Η工消t合作社印製 五、發明説明（6 ) 〇 圖7係表本發明之第3態樣之電漿處理裝置的斷面圖 0 圖8係表圖7所示裝置之變形例的斷面圖。 圖9係表本發明之第4態樣之電漿處理裝置的斷面圖 0 圖1 0係表用於說明圖9所示之裝置之檢測被處理體 位置偏移之原理的電路圖。 圖1 1 A以及B係表在圖9所示之裝置中，當被處理 體之位置產生偏移時之電流計之電流値的圖。 圖1 2係表在上述各態樣之電漿處理裝置中所使用之 加熱器的斷面圖。 圖1 3係表當作圖1 2所示之加熱器之絕熱體使用之 A I N特性圖。 圖1 4係表在上述各態樣之電漿處理裝置中所使用之 力口熱器之控制系統的斷面圖。 以下則請參照所附圖面來說明本發明之最佳實施態樣 Ο 圖2係表本發明之第1態樣之電漿蝕刻裝置的斷面圇 。圖中，在由鋁等之材質而被接地之作爲氣密式容器之處 理室1內的底部，則經由陶瓷等之絕綠板2設有電納（ susceptor)支撑體3。在該電納支撑體3之內部則形成 例如冷卻套（jacket)的冷卻室4。而自被設在上述處理 室1之底部之冷媒導入管5被導入，且自冷媒挑出管6被 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝 .訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210><297公;$)

2J79ciG A6 B6 經濟部中央標準局只工消费合作社印敗 五、發明説明（7 ) 排出之冷卻冷媒則在該冷卻室4內進行循環。 在上述電納支撑台3之上面則設有可自由裝卸，而由 銘等之材質所構成，且中央部突出之圓板狀的電納7，更 者，在該電納7之上面則設有用於直接載置作爲被處理物 之半導體晶片w的靜電夾頭8。 在上述電納7之內部形成有可與氣體導入管9相通之 氣體流路1 0，當藉另外設置之氣體供給裝置（未圖示） 將例如H e氣體自該氣體導入管9供給到上述氣體流路 1 0內時，則由上述冷卻冷媒而成爲一定溫度之上述電納 支撑台3的冷熱即會經熱傳達傳到該H e氣體。因此，藉 該被冷卻之H e氣體可將被載置在上述靜電夾頭8上之半 導體晶片w冷卻到一定的溫度。 此外，在上述電納7，則經由配合（matching)電路 1 2，隔直流電容器1 3，由電力供給線1 4供給來自設 在處理室1外部之高周波電源之例如周波數1 3 · 5 6 MHz的高周波電力。 靜電夾頭8係將例如由電場箔銅所構成之導電層15 自上下兩側挾著聚亞醯胺薄膜等之絕緣體而加以接著構成 。當經由供給導線1 6 ，藉處理室1外部之電壓直流電源 17將例如2KV左右之直流電壓外加在上述導電層15 時，則上述半導體晶片w會因庫倫力而爲上述靜電夾頭8 所吸住保持。 在上述處理室1之底部以及絕綠板2 ，更者電納支撑 台3，電納7以及上述靜電夾頭2 1，則形成有於垂直方 {請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁} .裝 .訂 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210x297公釐） A6 B6 經濟部t央標準总Κ5工消ίρ合作社印¾ 五、發明説明（8 ) 向貫穿該些部分的貫通孔31(在圖中雖僅表示2個，但 是實際上設置有3個），而用於搬送上述半導體晶片w之 推動銷3 2則被插入到各貫通孔3 1內而能夠自由上下運 動。 該些推動銷3 2之下端部，則在處理室1外部被固定 在上下動板3 4之各支撑部3 3，該上下動板3 4可藉例 如脈衝馬達等之驅動機構3 5而自由上下運動。因此當作 動該驅動機構3 5而令上述上下動板3 4上下運動時，則 伴隨此，推動銷3 2會上昇或是下降，而各上端面會自靜 電夾頭8之上面（載置面）而突出或是退入到靜電夾頭8 內。因此利用該推動銷3 2之突出以及退入，可將作爲被 處理體之半導體晶片w加以搬送。亦即，當將半導體晶片 w載置在靜電夾頭8時，首先藉搬送臂（未圖示）而被載 置在處於突出狀態之推動銷3 2的上端面，接著則令推動 銷3 2退入，相反地，當要自靜電夾頭8搬送時，則令推 動銷3 2突出而將晶片8上舉，因此搬送臂會位在晶片w 之下方，且將晶片w載置在其上面。 此外，在上述上下動板3 4之各支撑台3 3，則在與 上述處理室1之底壁之間設有氣囊3 6，而藉各氣襄3 6 使作爲上述各推動銷3 2之上下運動通路之上述各貫通孔 相對於大氣成爲被密閉的構造。 在電納支撑台3以及電納7形成氣體導入通路1 0， 而該氣體導入通路10則與上述貫通孔31連通。又，氣 體導入通路10則連接到氣體供給裝置（未圖示），當自 一請先閲讀背面之注意事項再蜞窝本頁) .裝 -訂 ,.φ^. 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210X297公釐） 10 A6 B6 經濟部中央標準局Μ工消費合作社印製 五、發明説明（9 ) 氣體供給裝置10將例如He氣體供給到氣體導入通路 1 0內時，該He氣體，則會爲藉熱傳導而被冷媒冷卻到 —定溫度之上述電納支撑台3所冷卻，由於各貫通孔3 1 會爲此冷卻之H e氣體所充滿，因此該H e氣體可作爲導 熱媒體，藉此，被載置在靜電夾頭8上之半導體晶片w則 被冷卻到例如一 5 0〜—1 0 0°C左右。 在電納7與支撑台3之間則設有被固定在加熱器固定 台3 9而具有發熱電阻體3 8的加熱器3 7。而藉該加熱 器3 7與上述冷媒可以進行高精度的溫度控制。至於該加 熱器3 7則容後詳述。 在上述電納7之上端周緣部則配設有一包圍.上述半導 體晶片w而具有絕緣性之環狀的聚焦環1 8，而在產生電 漿時之反應性離子，則由於該聚焦環18的存在，可有效 地被入射到上述半導體晶片w。 另一方面，在上述處理室1內部，則與電納7相對地 設置上部電極2 1。該上部電極2 1係藉絕綠構件2 5而 與處理室1呈電氣絕緣。至少上部電極2 1之與電納7相 對的部分係由例如非晶碳或是矽等之材質所構成。此外， 上部電極2 1整體乃爲一中空構造，且經由接地線2 2而 被接地。 在該上部電極2 1之與電納7相對的部分2 1 a形成 有多數的氣體吐出口 2 3，而自被設在上部電極2 1之上 部之氣體導入口 2 4所供給的處理氣體，則會自吐出口 2 3朝半導體晶片W被吐出。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210X297公釐） ._ (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) .裝 •訂 A6 B6 經濟部中央標準局Η工消费合作社印製 五、發明説明（10 ) 1 又，在上述處理室1內的底部則連接有用於排出處理 室內之氣體的排氣管1 a，而藉被連接到該排氣管1 a之 眞空泵（未圖示）將處理室內之氣Μ排出，使其內部維持 在例如0 · 5Torr。 在位於上述靜電夾頭8與上述聚焦環18之間之電納 7的上面則配設有用於檢測偏向電位（V DC )之監視端子 4 1° 請參照圖3來詳細說明該V DC檢測用監視端子4 1之 構造。該監視端子4 1備有電極體4 2，該電極體4 2係 由很難爲例如S i C或高熔點金屬材料之電漿的噴濺，亦 即耐電漿性之導電體材料所形成◊該電極體4 2係被嵌入 固定；到一由石英等絕緣體所構成之絕緣構件4 3之凹部 內，而僅有頂上部突出。該電極體4 2之頂上部則被設在 爲靜電夾頭8所吸住保持之半導體晶片w的附近。具體地 說，該電極體4 2之頂上部，最好是設在電納7之上方， 電漿源之下方，而更好是被設定在與半導體晶片w之處理 面（上面）同一高度。藉此可如後述般實現高精度的V DC 監視動作。 又，在上述電極體4 2連接有導線4 4 ，該導線4 4 ，如圖3所示，係在其外周爲絕緣被覆材料4 5所被菝的 狀態下，經由電納7，電納支撑體3，絕緣板2的內部而 被導出到處理室1外部。 被導出到處理室1外部之導線4 4則被連接到V DC監 視器4 6，藉該V DC監視器來測量上述電極體4 2所檢測 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 ,訂· 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS>甲4规格（210x297公釐） 12 A6 B6 經濟部中央樑準局®；工消费合作社印製 五、發明説明（11 ) 之V DC位準。 上述V dc監視器4 6則與用於控制上述高周波電、源 1 1之輸出及周波數之控制器4 7，根據V DC監視器4 6 之檢測結果，可藉例如回饋控制而調整上述高周波電源 1 1之輸出及周波數。 在如此所構成之電漿蝕刻裝置中，例如當對作爲被處 理體之半導體晶片進行蝕刻處理時，由於’首先要事先調整 電漿，因此使用由與半導體晶片W同一形態，同一材質所 構成之假晶片。 首先開放設在處理室1之側面的閘閥（未圖示），而 藉搬送裝置（未圖示），將假晶片搬入到處理室1內，更 者則被載置在靜電夾頭8上之一定的位置，藉外加來自高 壓直流電源1 7的直流電壓而令靜電夾頭8作動，而上述 假晶片會被吸住保持在靜電夾頭8上。 自處理氣體供給裝置，將作爲處理氣體之例如C F4 氣體，自氣體導入口 2 4經由上部電極2 1之吐出口 2 3 朝上述假晶片被吐出，與此同時，處理室1內的懕力被維 持在例如0 · 5Torr。 此外，當藉高周波電源11，將分別被設定爲周波數 1 3 . 5 6MHz，電力1KW之高周波電力外加在電納 7時，則在處理室1內會產生電漿，而對上述假晶片進行 触刻處理。 此時，則藉監視端子4 1來檢測假晶片上之V D c，由 於是利用V DC監視器4 6所監視，因此可以即時地察知因 ..........................................................* ......................裝......................訂 {請先閲讀背面之注意事項再蜞寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210x297公*) 13

G A6 B6 經濟部中央櫺準局Μ工消費合作社印奴 五、發明説明（12 ) 上述所產生之電漿而來的V DC位準。 根據該V DC監視器4 6之監視結果，藉控制器4 7來 控制上述高周波電源1 1之輸出及周波數來改變V DC位準 ，而能夠實現所要之電漿狀態。因此，在將V DC之位移量 控制成一定値時，可降低高周波電源1 1之輸出，而容易 防範因電漿異常所產生的破損。 在如上所述般進行電漿之調整後，則將假晶片更換成 要進行電漿處理之半導體晶片，而進行實際的電漿處理（ 在本實施例中爲蝕刻處理）。 由於將V DC監視端子4 1設在半導體晶片w的附近， 因此與習知之監視方法相比較，更能夠檢測出正確的 V DC位準。更者，當將監視端子4 1之電極體4 2之頂上 部設定在與假晶片之處理面相同之高度時，則可以將VDC 監視器4 6所監視之V DC位準視爲與實際之假晶片上的 V DC位準相同，而更能正確地檢測出V DC位準。 又，由於電極體4 2之材質係由S i C或高熔點金屬 材料等之較難爲電漿所噴濺之導電體所構成，因此即使是 被暴露在電漿中亦不會被噴濺，而不致於導電部分露出造 成損害。 此外，在上述例中，雖然是將V DC監視端子設在位於 聚焦環18與靜電夾頭8之間之電納7的面上，然並不限 於此，該位置若是位在半導體晶片w之附近，則可以得到 一定的效果。又雖然是將電極體4 2嵌入到位於聚焦環 1 8與靜電夾頭8之間之絕緣件4 3之凹部內，但是並不 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210X297公釐) ~ ~ -14 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} .裝 .訂 表·. 經濟部中央標準局Μ工消費合作社印製 A6 B6__ 五、發明説明（13 ) 限於此，亦可如圖4所示，將電極體4 2嵌入到聚焦環1 8 。 更者，在上述例中，雖然監視端子4 1'僅設在1處， 但是亦可如圖5所示，可將多個監視端子41設在半導體 晶片等之被電漿處理之被處理體的周邊位S，此時，根據 各監視端子所檢測之V DC位準，可以更實際地把握到電漿 之傾斜等實際的電漿狀態。根據此進行電極等之調整，則 可使電漿處理均勻化。 此時，成爲基礎之V DC位準，如上所述，由於是被處 理體之實際的V DC位準，因此可以實施極接近於寅際狀況 之正確的調整。 在上述實施例中所使用之監視端子41 ，雖是將電極 體4 2嵌入固定到絕綠件4 3之凹部，但是若是將電極體 4 2設成可自由上下動，且將電極體4 2本身構成可自由 裝卸狀，則即使是被處理物的厚度改變，亦可經常將電極 體之頂上部說在與該被處理物之高度相同之水平高度上， 對於厚度不同之被處理物，亦能檢測出極正確的V DC位準 Ο 其次則說明本發明之第2態樣。 圖6係表本發明之第2態樣之電漿處理裝置的斷面圖 。該電漿處理裝置之基本構造雖與第1態樣之電漿處理裝 置相同，但是與第1態樣之裝置不同點則是不監視V DC， 而是監視靜電夾頭的電流。亦即，自高壓直流電源17之 供給導線1 6拉出監視器用導線5 1 ，更者則將電流監視 (請先閲讀背面之注意事項再蜞窝本頁) .裝 •訂· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210x297公釐） 15 經濟部中央標毕局Η工消費合作社印製 A6 _B6_ 五、發明説明（14 ) 器5 2連接在該監視器用導線51。此外，電流監視器 5 2之輸出信號則經常被輸入到異常檢測裝置5 3。該異 常檢測裝置5 3則根據來自電流監視器5 2的信號來檢測 在蝕刻處理中是否對靜電夾頭8放電。亦即，在正常下實 施蝕刻處理時，則異常檢測裝置5 3會將正常信號輸出到 顯示器5 4 ，而當對靜電夾頭8有放電等異常情形時，則 由電流監視器5 2所監視的電流値會有大幅地變動，而藉 該監視電流，異常檢測裝置5 3會檢測出在靜電夾頭8有 放電。因此，會將該檢測信號輸出到顯示器5 4 ，而對顯 示器5 4發出警告顯示。藉該顯示，作業員可察覺到在處 理室1內之靜電夾頭2 1上有產生放電之異常情況。因此 可以較以往更有精度地檢測出異常放電。 此外，在此所使用的顯示器5 4通常係被設在該種蝕 刻處理裝置等之電漿處理裝置，可以視覺方式來識別目前 進行中的過程。 其次就本發明之第3態樣加以說明。 圖7係表本發明之第3態樣之電漿處理裝置的斷面圖 。該電漿處理裝置之基本構造雖與第2態樣之電漿處理裝 置相同，但是與第2態樣之裝置不同點即是同時監視 V DC以及靜電夾頭的電流。亦即，自高周波電源1 1之電 力供給線14拉出監視器導線61 ，且經由RF濾波器 6 2將V DC監視器6 3連接到該監視器導線6 1。因此， V DC監視器6 3之輸出會與電流監視器5 2之輸出經常一 起被導入到異常檢測裝置5 3。該檢測裝置5 3則根據來 本纸張尺度通用中國國家標準（CNS)肀4規格（210X297公釐) ~ ~ -1〇 - (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) -裝 •訂 經濟部中央標準局员工消費合作社印5ί A6 B6 五、發明説明（15 ) 自電流監視器5 2以及V DC監視器6 3等兩者的信號而檢 測在蝕刻處理中是否有異常放電。此外，其結果則被顯示 在顯示器5 4。 在正常下實施蝕刻處理時，則異常檢測裝置5 3會將 正常信號输出到顯示器5 4。 但是，當在蝕刻處理中，若對H e氣體所流經之氣體 導入管1 0或貫通孔3 1內的推動銷3 2產生放電之異常 情形時，則由V DC監視器6 3所監視之V DC位準會有大幅 地變動，而對應於此之監視信號則被輸入到異常檢測裝置 5 3。此時，由電流監視器5 2所檢測之用於令靜電夾頭 8作動之直流電流則不會有變動，且其監視信號不會改變 0 因此，異常檢測裝置5 3會根據以上之各監視信號而 檢測出在H e氣體供給系統產生放電。而該檢測信號會被 輸出到顯示器5 4 ，而在顯示器5 4上發生表示在He氣 體系統有異常之警告顯示。因此，藉該顯示，作業員可以 察覺在處理室1內之H e氣體系統中發生放電之異常情況 0 例如當在蝕刻處理中，在對靜電夾頭8發生放電之異 常情況時，則由V DC監視器6 3所監視之V Dc位準以及由 電流監視器5 3所監視之上述用於令靜電夾頭8作動的直 流電流均會一起大幅地變動。 此時，異常檢測裝置5 3 ，則根據以上大幅變動之各 監視器而檢測出在靜電夾頭8產生放電。此外，該檢測信 -17 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 -訂 經濟部中央桴準局Η工消#合作社印裝 A6 B6 五、發明説明（16 ) 號則皱輸出到顯示器54，且對·顯示器5 4發出在靜電夾 頭8有異常之警告顯示。因此，藉該顯示，作業者可以察 覺到在處理室1內之H e氣體系產生放電之異常情況。 更者在該狀態下，可以檢測出被載置在靜電夾頭8上 之半導體晶片w產生偏移。 亦即，當應該被載置在靜電夾頭8上之一定位置之半 導體晶片w，不知何原因而自一定之位置·脫離時，則即使 自高壓直流電源1 7外加高壓直流，則自電流監視器5 2 所輸出之監視信號之變動範圍會比較小。 另一方面，當在該偏移狀態下外加用於產生電漿之高 周波電力時，由於靜電夾頭8之載置面直接被暴露在電漿 中，因此由V DC監視器6 3所監視之V DC位準會大幅地變 動0 異常檢測裝置5 3會根據以上之各監視信號而檢測出 作爲被處理體之半導體晶片w被偏移載置。此外，該檢測 信號則被輸出到顯示器5 4 ，且對顯示器5 4發出一半導 體晶片w之載置狀態有異常的譬告顯示。因此，藉該顯示 ，作業者可以察覺到半導體晶片w之載置狀態發生異常。 在該狀態下，在發出以上之蒈告信號時，根據高周波 電力系統之V DC位準以及靜電夾頭之高壓直流系統之電流 位準等來自完全不同2個系統的各監視信號來判斷放電異 常以及被處理體之載置狀態，因此其信賴性極高。 當然，電流監視器5 2以及V DC監視器6 3，由於係 分別根據來自高壓直流電源17之直流電流以及高周波電 -18 - 本紙張尺度適用中固國家標準（CNS)甲4規格（210X297公釐） {諳先閲讀背面之注意事項再蜞窝本頁) .裝 -訂. 經濟部中央標準局Μ工消費合作社印5i A6 B6 五、發明説明（17 ) 源來監視電漿之V DC位準，因此可以分別單獨地對該些系 統進行監視以及控制。 更者，亦可檢測出蝕刻處理之結束點（end point) Ο 如上所述，根據第3態樣，可以檢測出在電漿處理裝 置之處理室內是否有發生異常放電以及其發生場所，更者 亦可檢測出被載置在靜電夾頭上之半導體晶片等之被處理 體的偏移。 又，如圖8所示，與第1態樣同樣地，藉被設在被處 理體之附近之V DC監視端子來檢測V DC，若是以V DC監視 器4 6來監視時，則可較圖7之裝置以更高精度地檢測出 異常放電以及被處理體之位置偏移。 其次就本發明之第4態樣加以說明。 在該狀態下，該電漿處理裝置，當半導體晶片相對於 靜電夾頭發生位置偏移時，則可檢測出該情況，而防範被 處理體發生破損以及無法進行均勻之電漿處理於未然。 圖9係表本發明之第4態樣之電漿處理裝置的斷面圖 。該電漿處理裝置之基本構造則與上述第1至第3態樣相 同0 在該狀態下，靜電夾頭8經由開關71被連接到直流 電壓電源1 7。又高周波電源1 1則經由開關7 2被連接 到電納7。在導線1 6之開關7 1與直流電壓電源1 7之 間則連接有安定電阻7 3，且與該安定電阻7 3並聯連接 有作爲電流檢測機構的電流計7 4。 -19 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)子4规格（210X297公釐） {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 訂. 蛵濟部中央標準局Μ工消費合作社印製 A6 ___B6 五、發明説明（18 ) 另一方面，在該狀態下，在被形成在電納支撑台3以 及電納7之氣體導入通路1 0，則連接有多個垂直地貫穿 靜電夾頭8而被形成的氣體供給孔8 0。此外，則He氣 體會自未圖示的氣體供給源，藉泵81被供給到氣體導入 通路1 0以及氣體供給孔8 0，而該些部分會爲He氣體 所充滿。因此，該He氣體可作爲導熱媒體使用，藉此， 可將被載置在靜電夾頭8上之半導體晶片w冷卻到一定的 溫度，例如—5 0--1 0 0 °C左右。 來自電流計7 4之信號則經由A/D轉換器（未圖示 )被輸入到控制器7 5，且自控制器7 5將控制信號輸出 到開關7 1以及7 2與泵8 1。 該控制器7 5 ，係由例如可進行演算控制之微電腦構 成主要部分，在此則實行以下的處理。 包括對由靜電夾頭8之導電層15與半導體晶片w所 構成之對向電極以及其對向電極之一者供給高電壓之導線 的電源電路，則以圖1 0所示之等價電路來表示，由該電 路可知，半導體晶片w與靜電夾頭8被視爲構成電容器。 因此，當半導體晶片…被正常地吸著在靜電夾頭8上時， 則在構成上述電容器之電極間，電流不會移動，因此導線 1 6上不會有電流流動。相對於此，當在電容器之電極間 有電荷移動時，則導線1 6上會有電流流動。如此般，在 電容器之電極間會產生電荷移動，而導線1 6上有電流流 動的一例，即是經由電漿而使靜電夾頭8之導電層1 5與 處理室1發生短路時。該導電層1 5與處理室1之短路， (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) •裝 •訂. 本纸張尺度通用中國國家標準（CN’S)甲4规格（210X297公釐） 20 - 毯濟部中央標準局只工消費合作社印袋 A6 B6__ 五、發明説明（19 ) 係在靜電夾頭8上之半.導體晶片w之位置脫離正規的位置 ，而使靜電夾頭8之一部分露出時產生，因此藉檢知此時 的電流値，可以檢測出半導體晶片w發生位置偏移。 又在導線1 6上有電流流動之另一側，則是在電容器 之兩電極間產生電位差時，亦即在半導體晶片w爲靜.電夾 頭8吸住以及供給R F電力時會發生。 因此，控制器7 5，在對靜電夾頭8開始通電而吸住 保持半導體晶片w後，則將由電流計7 4所檢測之電流値 與記憶在其內部之一定的電流値加以比較。因此所檢測之 電流値，當如圖1 1 A所示般到達一定値（I 〇 )以上或 是如圖1 1 B所示般，一定値（I。）的狀態持續一定時 間（T )時，則判斷半導體晶片w之位置發生偏移，且輸 出一令開關7 1 ，7 2設成開路之控制信號。又，與此同 時或是之前，則對泵81發出停止信號。藉此，開關71 ，7 2會成爲開路之狀態，而除了停止自高周波電源1 1 供給高周波電力以及停止自直流電壓1 7外加電壓外，亦 停止供給用於熱傳導之H e氣體。 在控制器7 5所設定之一定的電流値，由於係一用於 判斷因半導體晶片w之位置偏移而經由電漿導致電極間發 生短路的條件，因此可以考慮使用例如當被形成在靜電夾 頭8之多個氣體供給孔8 0之一部分露出時所得到的電流 値。又，由於可以電流流動的時間來判斷是否發生短路， 因此此時，可以相當於事先所設定之臨界値的電流是否持 績流動一定時間爲基準。在後者的情況下，則必須設定成 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) -裝 .訂· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210x297公釐） 21 經濟部中夬標準局员工消费合作社印製 A6 B6 五、發明説明（20 ) 較前者之m流値爲低的値。而此是因爲爲了要抑制在經過 —定時間由電漿所產生的損害，則必須在電漿所造成之損 害擴大以前要先檢測出半導體晶片W之位置偏移。 而開始比較電流値的時間係設在吸住保持半導體晶片 W之後，其理由如下。亦即，如上所述，在電容器之電極 間會有電流流動，不僅是在半導體晶片w在靜電夾頭7上 偏移時會發生，在爲了要吸住半導體晶片w而自高壓電源 1 7對靜電夾頭8供給高電壓時亦會發生，而此是爲了不 致與此情況發生混淆使然。又，電流流動的情況，在供給 用於產生電漿之R F電力時亦會發生，而必須避免與此情 況發生混淆。又作爲比較對象之電流的設定値，可對應於 半導體晶片w之位置偏移量分成多段設定。 在本狀態下，藉作爲電流檢測機構之電流計7 4，可 以檢測出在靜電夾頭8之導線1 6上所流動的電流，當該 電流値成爲設定値以上時，或是設定値以上持續一定時間 時，由於控制器7 5會停止電漿處理，除了可以防範不均 匀之電漿處理於未然外，亦可防止靜電夾頭8之絕緣被破 壞。又由於在停止自高周波電源11供給高周波電力以及 停止自直流高壓17外加電壓之同時或是之前停止供給熱 傳導用氣體，因此不會因熱傳導用氣體之背壓將半導體晶 片w彈飛出去，而可防止晶片w發生破損。 其次就在上述各態樣之電漿處理裝置中所使用的加熱 器3 7加以詳細說明。 加熱器3 7，如圖1 2所示，係由發熱體3 3以及用 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) *裝 •訂. 本紙張尺度適m中國國家標準（CNSI甲4規格（210x297公釐> -22 - 經濟部中央標準局3工消費合作社印奴 A6 B6 五、發明説明（21 ) 於覆蓋發熱體之周圍的絕緣體38 a所構成，而爲整體厚 度爲數mm左右的圓板狀。發熱體可使用例如鎢，碳或是 F e — Cr 一 Aj?合金，另一方面，絕緣體3 8 a係用於 使發熱體3 8與基台3 9呈電氣絕緣者，雖然可使用一般 之陶瓷材料，但其中最好是使用A I N。A I N與以前所 使用之A又2〇3等之陶瓷相比，其熱傳導率約高1 〇倍.， 且具有優越的耐熱衝擊性，對於急劇之溫·度變化不容易被 破壞。例如，熱膨脹率，八又2〇3爲3 X 1 0 _6/°C，而 AIN則低至4 . 5X1 0_6/°C，又拉伸强度方面， 八芡2〇3爲2 4〜2 6 1<8{/1111112，而八11^則高至 4 0〜5 0 k g f/mm2，在强度上極爲優越。又，由 於A I N係電氣絕綠體，因此熱可經由聲子（phonon)而 傳遞。如圖1 3所示般，熱傳導率在常溫以下有峰點（ peak)。因此，在電漿處理中，在維持電納7之極低溫下 ，熱傳導率乃較在常溫下的値爲大。又，A I N如圖5所 示般，除了在低溫領域，熱傳導率會上昇外，熱容量（比 熱）亦會降低，藉該相乘效果，可具有良好的特性而極適 合作爲加熱器之電氣絕綠體。 其次就加熱器3 7之控制系統加以說明。電力供給線 9 0乃被連接到加熱器3 7，且經由濾波器9 1將電源 9 2連接在該導線9 0。此外則自該電源9 2對加熱器 3 7供給一定的電力。另一方面，在靜電夾頭8則設有熱 電偶等之溫度檢測器9 4，該溫度檢測器9 4之檢測信號 則經由可除去高周波雜訊之濾波器9 5而被輸入到控制器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210x297公釐） <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> •裝 .訂 -23 - 經濟部中央標準局Η工消費合作社印31 A6 B6 五、發明説明（22 ) 9 3。在控制器9 3則事先設定好一定的溫度，且根據該 設定値將控制信號輸出到電源9 2，而控制加熱器3 7之 發熱量。此外，溫度檢測器9 4並不限於熱電偶，亦可利 用一對應於溫度而使光之往復時間產生變化之溫度計，例 如Fluoroptic Thermometry (商品名）。此時則不需要減 波器9 5。 此外，在上述說明中，雖是說明將本發明應用到電號 蝕刻處理裝置的情況，然並不限於此，其當然亦可應用到 分析裝置，CVD裝置等之其他的電漿處理裝置。又，被 處理體亦不限於半導體晶片，其亦可爲L C D基板等之其 他的被處理體。 {請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) .裝 -訂 本紙張尺度通用中團國家標準（CNS)甲4規格（210><297公釐> 24

Claims (1)

1. 申請專利範圍 Α8 Β8 C8 D8 修止 經濟部中夬標準局員工消費合作社印衷 1 . 一種電 載置有被處 與該第1電 用於將電漿 之電極間的機構 用於檢測上 構， 上述偏向電 之近旁之檢測端 體之表面幾近相 2 .如申請 測端子的上端係 下方。 3 .如申請 第1電極上具有 檢測端子則被設 4 .如申請 測端子係由S i 5 .如申請 測端子具有多個 6 .如申請 第83101059號專利申請案 V 中文申請專利範圍修正本 民國84年6月修正 漿處理裝置，其主要特徵包括： 理體之第1電極， 極相對設置之第2電極， 形成用的處理氣體導入到上述第1及第2 及， 述第1電極之偏向電位的偏向電位檢測機 位檢測機構具有被設在上述被處理體周邊 子，而此檢測端子之上端係位在與被處理. 同之高度者。 專利範圍第1項之電漿處理裝置，上述檢 位在第1電極的上方，且在電漿產生源的 專利範圍第1項之電漿處理裝置’在上述 包圍上述被處理體而設置之聚焦環’上述 在上述聚焦環中。 專利範圍第1項之電漿處理裝置’上述檢 C或是高熔點金屬所構成β 專利範圍第1項之電漿處理裝置’上述檢 檢測端子。 〜 專利範圍第1項之電漿處理裝置’根據由 ---------ί------V------Λ I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 1 ABCD 經濟部中央標準局男工消費合作社印製 六、申請專利範圍 上述檢測機構所檢測之偏向電位可控制高周波電源之控制 機構。 7. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中包 括： 載置有被處理體之第1電極， 與該第1電極對向而設置之第2電極， 將高周波電力供給到第1及第2電極間之高周波電源 用於將電漿形成用之處理氣體導入到上述第1及第2 電極間的機構， 被設在上述第1電極上，而以靜電吸著上述被處理體 之靜電吸著機構， 將電壓外加在上述靜電吸著機構的直流電源及， 用於檢測在上述靜電吸著機構與上述直流電源之間流 動之電流的電流檢測機構。 8. 如申請專利範圍第8項之電漿處理裝置，上述靜 電吸著機構具有電極體與覆蓋該電極體的絕緣構件。 9 .如申請專利範圍第8項之電漿處理裝置，有可根 據上述電流檢測機構之電流值而檢測出電漿之異常的異常 檢測機構。 1 0 .如申請專利範圍第8項之電漿處理裝置，具有 對來自上述高周波電源之高周波電力進行0 N/0 F F之 高周波電源開關與當上述電流檢測機構之檢測值成爲某值 __g上時，或是某個值持續一定時間以上時，則對上述開關 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） ---------i------"------< 丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -2 - A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 切斷之控制機構。 1 1 .如申請專利範圍第1 1項之電漿處理裝置，具 有對上述直流電源對上述靜電吸著機構之電壓供給進行 0 N/〇 F F之直流電源開關與當上述電流檢測機構之檢 測值成爲某值以上時，或是某個值持續一定時間以上時， 則對上述直流電源開關切斷之機構。 1 2 .如申請專利範圍第1 1項之電漿處理裝置，具 有將熱傳導用之氣體供給到上述靜電吸著機構與上述被處 理體之間的氣體供給機構與當上述電流檢測機構之檢測值 成爲某值以上時，或是某個值持續一定時間以上時，則令 上述氣體供給機構停止供給氣體的控制機構。 1 3 .如申請專利範圍第7項之電漿處理裝置，其中. ，具有控制前述被處理體之溫度的溫度控制機構，此溫度 控制機構係具有設於前述第1電極之冷媒通路與加熱器者 ---------1------ir------it- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央梯準局員工消費合作社印策 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -3 -