TW454264B - Plasma processing apparatus - Google Patents

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A7 B7 1 五、發明說明（ 技術領域 -,' . 本發明係關於電製處理裝£，尤其關、於對於冑置在眞空 處理主内之載置台之半導體晶圓等被處理基板實施利用電 漿的處理之電漿處理赛置。 技術背景 . 在半導體裝置之製造上，爲於姓刻.、CVD、濺射等諸工 序中促進處理氧體之離子化或化學反應等，乃需應用電 裝°就一般而言，應用電漿之處理裝，置係在封.閉之處理室 内設置載置台，而在該載置台載皇半、等體晶圓而實施處 理。 .-t 圖1係顯示以往之典型的電漿處理裝置之構成模式圖。 此電漿處理裝置，其載置台204係在由眞空室所構成之處 理室200内之中央部，介於支撑構件2〇2而設置。被處理基 板之半導體晶圓W係載置於形成圓盤狀之載置台204之載 置面204a上。 .載置台204具備用以藉靜電力作用吸附半導體晶圓W而 保持之靜電吸附（夾具）功能》在此處理裝置，則使載置台 204之至少載置面204a附近之上部以絕緣材料構成，並在 其中設肴電極206。而且，自設在處理室200外部之直流電 源208供給適當的電壓給電極206俾以靜電力將半導體晶圓 W吸附保持於載置面204a。 在處理室200内，電漿P係在載置台204之上方藉由適當 方法而產生，然後導入於半導體晶圓w之表面附近。同時 將規定之處理氣體導入處理室200内。該導入的處理氣體 -4 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公f ) — L----1-------('-\我----l·---訂---------線. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 κι Β7 4 5 β 4 ：y 五、發明說明（2 ) - * 之分子’經由電漿P予以激勵便能.促'進製辑或蝕刻等微細 加工。 . ，， ， ^ 此時’對載置台204之電極206施加嵩頻偏移電壓，即可 使電漿P中之離子或jf子垂直入射於晶圓W.之表面。藉 此，便能對於利用電漿處理的微細加工提供方Θ性（各向 發性·’ anisotropy)以提高加工精度。由於須供應該高頻偏 移電壓，故通常在處理室200之室外設置13.5 MHz之高頻 電源210。 , 載置台204係介以〇形環212設置於形'成圓盤或圓柱狀之 支撑構件202上面。形成於〇形環2了2 .内侧之間隙（空 間）214，係被隔離於處理室2〇〇内經予減壓之處理空間。 -自室外連接至載置台204之電源線等係穿過形成於支撑構 件202之貫通孔（未圖示）與該間隙214而延伸。 支撑構件202爲熱傳導率高之材料例如由鋁構成之塊 體’内部具有冷媒通路202a。具預定溫度（例如25Ό)之冷 媒（例如水）係從設在處理室2〇〇之室外的冷'卻裝置（未圖示） 經由管線（未圖示）供给冷媒通路202a。藉此，可將整體支 律構件202維持於預定溫度。 經由半'導體晶圓W傳送於載置台204之電漿熱，係自載 置台204經由間隙214傳達至支撑構件202。然後，電漿熱 即爲流通於支撑構件202上所形成冷媒通路202a之冷媒所 吸收，並經由冷卻裝置散熱於室外。藉此散熱機構，可把 載置台204之溫度維持於預定之設定溫度（通常爲2〇〇χ以 下）。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -a.. ·..衣-----^----訂---------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（3 )

_ I 在此’將載置台204之設定溫度通.常設X於2〇〇°c以下之 理由’乃在於因0形環2 12係接觸於,置台2〇4背面之緣 故。就是説，0形環212係由彈性樹‘形成，而其耐熱溫 度最大時只不過是僅jo〇°C左右之緣故。 使載置台204之設定溫度設定於20〇。(：以下時，載置台2〇4 與半導體晶圓W之間必然會產生大的溫度差.。就一般電製 處理而言’由於晶圓W之溫度在於4〇(TC左右，故必然的 兩者間的要維持200 C左'右之溫度差。此溫度差則需依賴 兩者之接觸面及形成於兩者間的間隙之熱阻力而獲得。 另外，也有採取一種在載置台204内、設置電阻發熱體 (未圖示），而依溫度回饋功能（未圖示）以電氣方式控制電 阻發熱體之方法。 就如上述之習知電漿處理裝置而言，固能藉由從支撢構 件202侧之冷卻再加上利用内裝電阻發熱體之加熱的溫度 控制，使得載置台204之溫度以相當高的精度下維持於設 .疋溫度。 ' 然而，關於溫度控制對象之半導體晶圓w之溫度方面， 則由於半導體晶圓w與載置台2〇4間之溫度差大，如欲以 精詳的熬回應來補償起因於電漿密度變動或晶圓固體間之 品質偏差等之溫度變化，則有困難。就是説，欲把半導體 晶圓W之溫度維持成穩定且均勻的溫度乃有困難。 而且，即將開始電漿處理時，將半導體晶圓W載置於載 置σ 204後，頊把半導體晶圓w之溫度提高至可供開始作 業<溫度（設定溫度）。此時間稱爲預熱時間。如上述般半 ----------------„----訂---------線广、 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4 ) \ 導體晶圓W與載置台204間之溫度差，爲大，預熱時間 長以致難於提高產率。 ，-. 揭示發明 '广1 本發明之综合性目j乃在於提供一種能解涞上述問題之 極具利用價値之電漿處理装置。 本發明之更具體目的乃在於提供一種藉由改善對於被處 理基板之溫度控制特性（回應性、穩定性、均勻性等）而提 南電漿處理品質乏電漿處理裝置。, 本發明之另—目的乃在於提供一種鑪續短自被處理基板 載置於載置台上起直至開始處理爲止之谓熱時間以,獲得高 產率之電漿處理裝置。 '' 爲達成上述目的，如依照本發明，則係提供一種在減壓 的處理室内對於被處理基板實施利用電漿之電漿處理裝 置，其係包括： 配置於上述處理室内，具有用以載置上述被處理基板之 .載置面與該載置面的相反側之背面.之載置告，以及用以支 撑上述載置台之支撑構件；而 上述支撑構件係構成爲：設在上述載置台與上述處理室 壁面之間_，氣密地接合於上述載置台且氣密地連接於上述 處理i_，藉此以在上述載置台背面側劃分出隔離於上述處 理室之處理空間之空間，使與上述處理室壁面間之接合 部，與上述載置台之間隔離成預定距離，俾於上述載置台 與上述接合部之間賦予預定之熱阻力。 依上述發明，由於在自處理室壁面支撑構件間之接合部 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明說明（5 454^64 起直至載置台之間賦予預定之熱]j且力/，.固此可在載置台與 接合部之間設定能因應熱阻力之溫度差。，因此，可將載置 台維持於被處理基板之處理溫度下，彳吏接合部溫度維持於 低溫度。藉此，便能je支撑構件與處理室壁面間之連接部 維持於橡膠或樹脂等之耐熱溫度以下。亦即，可以由橡膠 或樹脂等彈性材料所成密封構件，把支撑構件與處理室壁 面間之連接部構成爲氣密。 另外’本發明乏電漿處理裝置也可採用在支撑構件與處 理室壁面間之連接部設置氣密連接用i弹性構件，而以第 冷卻裝置冷卻連接部之構成。如以第一冷卻裝軍,冷卻連 接部，即可使用價廉的密封構件例如〇形環等以作爲密封 用彈性構件。 再者，在依本發明之電漿處理裝置，也可在由支撑構件 所隔離之空間設置第二冷卻裝置以冷卻載置台。如以第二 冷卻裝置直接冷卻載置台，則可把載置台溫度以高精度下 迅速加以控制。 本發明之其他目的、特徵及優點，應可由參照所附圖面 下閲讀以下之詳細説明即得以更加明瞭。 圖式之痛單説明 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1係表示以往之電漿處理裝置之整體構成模式圖。 圖2係表不本發明之一實施例之電漿處理裝置之整體構 成模式圖。 圖3係表示圖2所示電漿處理裝置之局部剖面圖。 爲實施發明之最佳實施形能

Α7 Β7 4 5 δ 4 五、發明說明（6 ) 以下，參照圖2及圖3説明本發舸之,，實裨例。 圖2係表示本發明之-實施例之電犬處埋裝置之整體構 成圖。 ；、' 於圖2所示之電漿4理裝置，係包括：具有可加以減壓 至所需眞空度的處理空間之眞空室之處理室處1〇 ;連通 於該處理室1〇而設之電衆產生室12 ;.以及介以微波透過 窗14連接於該電浆產生室12之波導管（waveguide)丨6。 微波產生器之磁控管(magnetr〇n)丨8係連接於波導管16 之端部。以規定電力（例如2 kW)下由鈹拄管18產生之2.45 GHz微波MW，係通過波導管16及透過^14而導入,於電漿 產生室1 2。 電漿用氣體例如氬（A r)氣係外部電漿用氣體供給源（未 圖示）經由管線20導入於電漿產生室12。電漿產生室12之 周圍設有電磁線圈22。 在電漿產生室12内，微波MW係於電磁線圈22產生之磁 場中入射於電漿用氣體，而以電子迴旋加'速器共振（ECr) 效應下產生高密度電漿P。所產生之電漿P則將之導入於 下方之處理室1 0。 在處理室1 0，則於其中央部設有圓盤形狀之載置台 24。此載置台24係由氣密地連接於處理室1〇底面1 〇b之略 呈圓筒狀支撺構件26所支撑著。 在本實施例，載置台24及支撑構件2 6兩者，係由適合 於固相壓焊（solid-state welding)的陶瓷體之A1N(氮化鋁）形 成。並且，如後述，載置台2 4與支撑台2 6間係予以接合 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — 1—l·-------' 東----l·—tr---------線 c /(V · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

五 454^6 4 、發明說明（ 成強固且氣密。 ：? ' ' ,· 被處理基板之半導體晶圓W，係經，由設在處理室1 〇側壁 之氣密閥（gate valve ;未圖示）搬入處豉室1〇内而載置於載 置台24之上之載置面J4a上。 載覃台24之内邵’在接近載置24a之上部位置埋設薄膜 或薄板狀之電極2 8。如後述，對此電極2 8供給靜電吸附 用之直流電壓與電漿引進用之高頻電壓。 另外’在載置台2 4之..内部，比之電極28更深處（下方） 之位置，設有由高融點金屬如鉬或鎢^構成之電阻發熱體 3 0。如後述’對此電阻發熱體3 〇係供-给載置台24,之加熱 用電力。 處理室1 0係自外部之處理氣體供給源（未圖示）經由管線 32供給所需要之處理氣體（進行cvd時是例如以]^4等）。經 導入處理室10内之處理氣體之分子，經由電漿p加以激勵 便能使之有效化（activated)，俾在晶圓w之表面沉積膜.， 或將晶圓W之表面加以蝕刻。 ~ 此時’對載置台2 4之電極2 8施加高頻電壓，便能使電 漿P中之_子或電子入射於半導體晶圓w。因此，半導體 晶圓W即受到電漿熱及反應熱之加熱，.並且由被加熱之= 導體晶圓W將熱傳達給載置台2 4。 在本實施例，略呈圓筒狀之支撑構件26之内侧係自處理 室1〇之處理空間隔離著。亦即，支撑構件26内側形成有 隔離於處理室（1〇)之處理空間之空間。在本實袍例，其支 撑構件2 6之内侧係構成連通於環境氣體之大氣室，並在 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) n n n n ^ ο» n n n l I ' 經濟邹智慧財產局員工消費合作社印製 45 4^6 4 l Α7

五、發明說明（8 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該，氣室内設有用以將載置台2 2泠卻於頊定溫度之後述 冷部機構，例如冷卻水套。藉由利用該、冷卻水套之冷卻與 利=載置台2 4内裝之電阻發熱體3 〇乏加熱的溫度控制， 便此使載置台2 4之鎏度維持於半導體晶圓％之設定溫度 (例如，比400 C較低一些之設定溫度35〇。〇。 产支撑構件2 6之下端形成開口，使支撑構件2 6内侧之大 氣室連通於處理室10下方之外裝單元34。外裝單元34設 有技制電漿處理袭置之還轉所需之控制電路、.電源、氣體 供给源、冷卻裝置、支撑銷升降機構、等、外裝單元34内 乏芏間，經常可使之開放於環境氣體广或使用門4式而視 需要使之開放於環境氣體。 處理室1 〇係經由連接於形成在其底面之一個或複數個排 氣孔之管線36，連接於眞空泵（未圖示>。藉由該眞空泵 之排氣即可使處理室1 〇之室内，更具體言之，可使除支 撑構件2 6内側之大氣室外之處理空間，維持於進行電漿 .處理所必要之規定眞空度。 、 圖3係表示上述電漿處理裝置包括支撑構件26附近部分 之構成剖面圖。形成於支撑構件26内側之大氣室38(自處 理室1 0之室處理空間隔離之空間），設有冷卻水套4 〇。冷 卻水套4 〇由圓盤狀之熱傳導性材料例如鋁塊所構成，係 介以熱傳導性材料例如碜薄板4 2安裝於載置台2 4之背面 24b。 冷卻水套40之内部設有朝圓周方向延伸之冷媒通路 40a。對此冷媒通路4〇a係自設在外裝單元34之冷卻裝置44 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（.210 X 297公楚） --------------H--------訂---------線"^- /\ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 454^64 五、發明說明（9 ) t 經由管線4 6供給规定溫度（例茹25 °C )乏冷媒（例如冷卻 水）F。 .，、八 在冷卻水套4 0，位於避開冷卻通路40a之部位，·形成供 作向載置台2 4穿通I.力線、感測線、氣體侔給管等之用 的複數個貫通孔。 絕緣性之氣體供給管4 8係穿通設在冷卻水套4 0中心部 之貫通孔。對著該氣體供給管48之上端開口，在載置台 2 4之中心部也設肴氣體通路用之貫通'孔24c。 於進行處理中，則自設在外裝單元3 i夫惰性氣體供給部 5 0經由氣體供給管4 8及貫通孔2 4而#丰，導體晶興W之周 圍供給氦（H e)氣。 載置台24之載置面24a也可形成適當型狀之凹部或溝 槽，俾供惰性氣體沿著該凹部或溝槽而遍及於半導體晶圓 背面。加以控制該惰性氣體之壓力，使載置台2 4與半導 體晶圓W間之間隙或接觸面之熱阻力成爲可變，即可調節 半導體晶圓W之溫度。 ' 載置台2 4之貫通孔24c上端部，以稍微從孔24c突出之狀 態設有溫度感測器5 2以檢測半導體晶圓w之溫度。該溫 度感測器5 2之輸出端子係電連接於趁插於貫通孔24c及氣 體供給管4 8之感測線5 4。感測線5 4係通過大氣室3 8而接 至外裝單元3 4之溫度控制部5 6。溫度控制部5 6係用以根 據供自溫度感測器5 2之溫度檢測信號並依回饋控制方式 例如PID(比例積分與微分）控制方式而控制'惰性氣體供给 部50之氣體供給流量或壓力。. -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（.210>< 297公釐） — l·---"-------' ----l·---訂---------線"ο /(V (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 454^6 4 Α7 ------- Β7 五、發明說明（彳〇 ) 埋设於載置台2 4之電極2 8係戌雙'極吸咐方式分割成一 電極片28A、28B。用以供給靜電吸附乏、直.流電壓與引進電 漿用之高頻電壓之導線或導體棒5.8、、^〇係各自電連接於 這些一對之電極片28_A、28B。 這些導線5 8、6 0係分別穿過嵌插於冷卻水套4 〇之貫通 孔的絕緣鎧裝管（Sheath)62、64中而引出於大氣室38、且 通過大氣至38而電連接於外裝單元34之靜電吸附用直流 電源6 6及電漿引進用高頻電源6 8。， 直流電源6 6以規定電壓値向一方之電極片28a供給正電 壓，向另一方之電極片2SB則供給負電^.。高頻電源6 8則 以例如2 kW功率經由匹配箱（matching b〇x) 7〇向兩電極片 28A、28B俱給13.56 MHz之高頻電壓。 在埋設於載置台24之電阻發熱體30之端子連接著加熱 用之電力線72、74。這些電力線72、74係各自穿過嵌插 於冷卻水套4 0之貫通孔之絕緣鎧裝管7 6、7 8中而被引出 .於大氣室38，且通過大氣室38而連接於外裝單元34之由 200伏特交流電源所成加熱電源8 〇。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 載置台溫度檢測用之溫度感測器8 2，係以埋設方式或以 接觸方式安裝於載置台2 4。感測線或導體棒8 6係穿過嵌 插於冷卻水套4 0之貫通孔的絕緣鎧裝.管8 4中而電連接於 該溫度感測器8 2之輸出端子。該感測線8 6通過大氣室3 8 連接於外裝單元3 4之溫度控制部8 8。溫度控制部8 8係根 據供自溫度感測器8 2之溫度檢測信號以預定之回饋控制 方式例如以PID控制方式控制加熱電源8 0之電力輸出（供 -13- 本紙張尺度―㈣國家標準（CNS)A4規格⑽X 297公楚ΐ A7 B7 4 5 4泠 6 4 丫 五、發明說明（μ ) 给）量。 ~ 、 - «. 此外，感測線5 4、8 6，導線5 8、6 0冬笮力線7 2、7 4等 電線也可使用經予絕緣被覆之電纜。' 在載置台24之周,纟色部，有三處設有貫通孔< 24d，在載置 台24裝卸半導體晶圓w時，可從這些貫通孔24d分別使支 撑銷（未圖示）突出於載置面24a。 支撑構件2 6係以固相壓焊法使其上端面氣密地接合於載 置面2 4之背面24b’較之上述貫通孔24d,更靠近内侧之部位。 在本實施例係使用例如於日本專剎第30398〇號所揭露陶 瓷體用固相壓焊法所接合而成。該利对：.固相壓焊法之陶瓷 體（在本例爲氮化鋁）相互間之固相壓焊，富於接合助劑之 原子之層將沿著兩接合體（24、26)之接合界面而存在， 使仔陶資粒子向該接合界面兩側延伸成長。.因此，接合部 分之氣你性咼’強度也能達到與接合·部分以外之部分同等 以上。接合助劑可使用與兩接合體（2 4、2 6 )之材質（氮化 铭）相同者，或也可使用釔化合物等。 ~ 此種固相壓焊體，例如，將欲接合之各陶瓷體各接合面 之中心線平均粗糙度（Ra)設定爲〇·2 Am以下，平面度設 定爲0.2 "m，而將接合助劑溶液塗布於這些接合面中至少 一方之上面，接著使各接合面互相接觸之狀態下將各陶瓷 體予以熱處理即能製得。此外，熱處理之處理溫度，假設 該陶资體之燒結溫度爲T C時，將之設定（t_5〇)°C以上即 可0 支擇構件2 6之下端部係介以具有中心開口部9〇a之環狀 -14- 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（？10 X 297公釐） -i ^ '/U----K----;訂---------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 454^64 y 五、發明說明（12 下部冷卻水套98而氣密地連接處·理室1〇.;底部i〇b。支撑 構件2 6之下端部係介以0形環9 2載养芒了部冷卻水套9 0 <上緣周緣部，並在圓周方向隔著適眚間隔以複數支螺栓 94介以支撑構件26冬下端厚壁部栓入於下部冷卻水套90 足相對應的螺絲A。藉此’冑能把支撑構件介以0形環92 氣密地連接於該冷卻水套9 0。 另一方面，下部冷卻水套“之下側周緣部係介以〇形環 96載放於處理室i 〇底部1〇b之上面，並在圓周方向隔著適 當間隔從背面侧以複數支螺栓98介以底板部i〇b栓入於下 部冷卻水套90之相對應的螺絲孔。.藉^此，便能把下部冷 卻水套90介以〇形環96氣密地連接於處理室10'之底部· 10b。 如上述，本實施例之支撑構件2 6，係略呈圓筒狀之形 體，以其上端部藉固相壓焊法氣密地接合於載置台以之 瀠面24b ’以其下端部介以下部冷卻水套9 〇及〇形環μ、％ 氣密地連接於處理室1 〇之底部i 〇 b。藉此如上述之氣密遮 蔽結構，即能使處理室10内之處理空間得以自支撑構件 26内側之大氣室38，也得以自外裝單元34之大氣壓空間 氣密地手以隔離，以維持所期望之眞空度。 另外，爲緩和應力，本實施例之支撑構件26，在其上端 部及中間部各自設有倒圓角隅及向内侧凹入的彎曲 26a、26b 0 處理室10之底部10b，在對應於下部冷卻水套9〇之中心 開口部90a之位置也形成中心開口部1〇c。上述支律構件 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 15- 45峨“ A7 ------ B7 五、發明說明（13)

- I 2 6 7内側之大乳室3 8與外裝单无3.4係、纟焉由這些開口部 9〇a、1 〇c互相以大氣壓下連通。另外，梦，声外裝單元3 4之 電線及配管類皆經由開口部90a、1 Oc導入於大氣室.3 8内。 下部冷卻水套9 〇之i面’在圓周方向隔著適當間隔形成 複數個沉孔。垂直支撑棒102係介以在壓縮螺旋巧簧1〇〇豎 設在這些沉孔。各垂直支撑棒102之上端係藉各壓縮螺旋 彈簧100之彈力頂接於大氣室38内之上部冷卻水套4〇之背 如上述，載置台2 4係介以上部冷卻 '本套4 〇，以垂直支 撑棒102及歷縮螺旋彈簧1 〇〇經由下部冷^卻冰套9 〇表撑在處 理室10之底部10b上。藉由上述内部支撑構件，支撑構件 26得以減輕其爲支撑載置台24的重量所承受之負擔。 在冷_卻水套90之内郅形成有向圓周方向延伸之冷媒通路 90b。供自外裝單元3 4之冷卻裝置4 4之冷媒（例如冷卻水） 係以規定溫度（例如25 C)經由管線1 〇4供給於該冷媒通j路 90b ° ， 如上所述，此電漿處理裝置，係在眞空處理室1 0内把載 放半導體晶圓W之載置台24以略呈圓筒狀之密閉式支撑 構件2 6手以支撑，並在該密閉式支撑構件2 6之内側所形 成之大氣室38中，配設冷卻水套4 0，以預定溫度下冷卻 載置台24。另外，諸如對於載置台24内之電極28或電阻 發熱體30之靜置吸附用電壓及電槳引進用壓之供電等電 氣系統配線皆經大氣室3 8實施。 如此，以大氣壓力下設置載置台冷卻用冷卻水套4 〇或設 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 454S64 五、發明說明（14 ) - \ 置氣體管線或電線類，不單能使東置^規劃。製作容易，在 設備保養上也方便。 ,· 再者，此電漿處理裝置，其支撑構4 2 6係以固相壓焊法 氣密地接合在載置台—2 4，並在支撑構件2 6 <下端侧對於 支撑構件2 6與下部冷卻水套9 0間之氣密連接，以及下部 冷卻水套9 0與處理室1 〇間之氣密連接，切分別使用〇形 環9 0及9 6。 其中’ 0形環9 0及9 6可在下部冷卻，水套9 〇之溫度（25°C) 下受到冷卻’因此不會因熱而變質退彳&。'因此可不必拘泥 於〇形環90及96之耐熱溫度（20CTC以f ),下，任意選定載 置台24之設定溫度，較佳爲選定較之半導體晶圓评之設 定溫度（例如40(TC)爲稍微低一些之値（例如35〇»c)。 如上述，使載置台2 4之設定溫度接近於半導體晶圓w之 设疋溫度，便能以較佳回應速率下正確地補償因電漿密度 變動或晶圓固體間偏差等所引起半導體晶圓w之溫度不勻 現象。因此可將晶圓溫度穩定且均.勻地維持於設定値，以 提向電漿處理品質。加之，也能縮短從半導體晶圓W裝載 於載置台2 4起至開始處理之間的預熱時間，以提高產 率。 此外’將支撑構件2 6以熱傳導性陶瓷體構成，且使其下 端部以熱結合方式接合於下部冷卻水套9 〇，由此便能把 來自載置台24之熱經由支撑構件26及下部冷卻水套9〇排 出於處理室1 〇外部’以提高冷卻效率。 再者，支撑構件2 6之大小，尤其高度尺寸，係依應由支 -17- 不紙 又迥用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----^----訂---------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 45 4^6 4 五、發明說明（15 撑構件.之熱傳導所耗散之熱量來K之、。，假設載置A 24 (設定溫度與下部冷卻水㈣之設哀衫間之溫度1爲 y(c) ’入射於載置台24之電漿熱之、熱量爲；（瓦特），支 撑構件26之熱阻力爲几rc/瓦特），則其中之Λτ與 知 < 値（設計値）。因此，可由下式公式⑴尤得熱阻力凡。 Δ Τ = λ · j λ = Δ Τ / J ... ( 1 ) 熱阻力λ係取決於形成支撑構件2 6的材料之熱傳導率 (固有値）與橫剖面積（設計値）與長度即高.度。因此，可根 據熱阻力λ與熱傳導率與橫剖面積各Γ之値，求出支撑構 件2 6所需要之高度，即載置台2 4與下部冷卻水套9 〇間之 距離_。 上述實施例中，係以氮化鋁（Α1Ν)構成支撑構件，惟也 可使用氮切等其他陶&材料。亦即，只要能在處理室 10之處理空間不致退化，可達成與載置台24間之氣密接 •合，更佳爲熱傳導率高的材料，即.可以任惫材料使用於支 撑構件2 6。 支撑構件26之形狀並非限定於圓筒體，以角筒形亦可。 上述實施例係在支撑構件26與處理室1〇之底部i〇b間，設 置下部冷卻水套90，惟也可採用在處理室1〇之底部i〇b = 設置溫度控制裝置，而把支撑構件2 6直接連接至處理室 1 〇之底部之構成。又，支撑構件2 6之安裝部分並非限於 底部1 Ob，亦可採用安裝於處理室丨0側壁等之構造。又， 上述實施例係將支撑構件2 6接合於載置台2 4之裏面24b， ----^---------::^--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -18 -

A 5 4^ 6 4 •χ Α7 Β7 五、發明說明（16 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 惟亦可採用接合於载置台24側面I構'造。、 支撑構件2 6内側之大氣室3 8内之構巷乂，·也可作各種變 形·修改。在載置台2 4與冷卻水套4 6之間，可實施任意 方式之熱結合，例如―，删除熱傳導薄片4 2而改成間隙。 使用於冷卻水套4 〇之冷媒之種類或溫度均可并各種選 擇’與下部冷卻水套9 〇互發之冷媒（溫度）或.冷卻裝置亦可 使用。另外，冷卻水套4 〇也可以與此不同結構或冷.卻方 式之冷卻裝置來替代。' , ’ 上述實施例之載置台2 4之構成只是一例子，當可採用各 種載置台結構。例如’將電極2 8採用草·一,（單極）綽構。另 外’也可使用不具備晶圓溫度控制用之惰性氣體通路或載 置台溫度控制用之發熱體者。 上述實施例係藉電子耦合共振（Electron Coupling Resonance)方式產生電漿，惟也可採用其他電漿產生方 式’諸如.：平行平板（diode parall+el plate)方式，磁控管 (magnetron)方式，微波（microwave)·方式等 '。被處理基板也 並非限定於半導體基板，LCD(液晶顯示器）基板，玻璃基 板等亦屬.可行。 如上所述，依照本發明之電漿處理裝置，即可改善對於 被處理基板之溫度控制，提高電漿處理之品質及產率。 本發明並非限制於具體揭露之上述實施例，當可在本發 明之精神範圍内作各種變形例及改良例。 -19- 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） J------I I I — I J ^ --------訂 ---I----線 V / C Γ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 4 5 4^\6 4 V 六、申請專利範圍 1 · 一種電漿處理裝置，係在減壓乏處〔理室（10)内對被處理 基板（W)實行利用電漿（p )之處理.，其、特.徵爲具備： 配置於上述處理室（10)内，具有用以載置上述被處理 基板（W)之載置面(24a)與該載置面的相反倒之背面（24b) 之載置台（24);與 用以支撑上述載置台（24)之支撑構件（26);而 上述支撑構件（26)，係設在上述載置台（24)與上述處 理A (10)的壁面（1 〇b)之間，氣密地接‘於上述載置台 (24)且氣密地連接於上述處理室（1〇')，以在上述載置台 (24)之背面（24b)侧劃出形成隔離於述處理室（1〇)的處 理空間之空間（3 8)，並使與上述處理室（丨〇)之壁面（丨〇b) 間之接合部及與上述載置台（24)間隔著預定距離，以對 於與上述載置台（24)與上述接合部之間賦予預定之熱阻 力（λ )。 2 ·如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中在上述支 撑構件（26)與上述處理室（1〇)的壁面（1〇旬之間設置氣密 連接用之彈性構件（92、96)，且設置用以冷卻上述連接 部之第一冷卻裝置（9〇)。 3 ·如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中更具有設 在上述被隔離之空間（38)，用以冷卻上述載置台（24)之 弟一冷卻裝置（40、44、46)。 4.如申請專利範圍第3項之電漿處理裝置，其中上述第二 冷卻裝置（40、44、46)包括： 内邵形成有冷媒通路（40a)，安裝在上述載置台（24)之 — — ----^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 X 消 費 合 杜 印 製 -20 454S,6 4 as B8 V C8 ’ D8 六、申請專利範圍 背面（24a)之熱傳導性構件（40);以及 〈靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------*- 經由上述被隔離之空間（38)向上述、冷媒通路（4〇a)供给 冷媒之冷媒供給裝置（44、46)。 " 5 ·如申请專利範圍第J.至4項中任一項之電聚處理裝置，其 中上述載置台（24)及上述支撑構件（26)之各係由陶资材 料形成，並以固相壓焊法接合者。 6 ·如申請專利範圍第5項之電漿處理裝置，其中上述陶资 材料爲氮化鋁（A1N)。 丨 7 ·如申請專利範圍第1至4項中任一項之電漿處理裝置，其 中更包括有：設在上述載置台（24) όί内部之電極（28); 以及 靜電吸附用電壓供給裝置（58、60、70)，用以經由上 述被隔離之空間（38)對上述電極（28)供给用以產生對於 上述被處理基板（W)之靜電吸附力之電壓。 8.如申請專利範圍第1至4項中任一項之電漿處理裝置，其 中更包括有：設在上述載置台（）4)的内部之電極（28); 以及 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 高頻電壓供給裝置（58、60、66)，用以經由上述被隔 離之空間（38)對上述電極（28)供給用以向上述被處理基 板（W)引進電漿之高頻電壓。 9 .如申請專利範圍第1至4項中任一項之電漿處理裝置，其 中更包括有：設在上述載置台（24)的内部之電熱體 (30);以及電熱用電力供給裝置（72、74、8〇)，用以經 由上述被隔離之空間（38)向該電熱體（3〇)供给電力。 •21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） m B8 C8 D8

   ^54^64 六、申請專利範圍 10.如申請專利範圍第1至4項中任.二項/之電雾處理裝置，其 中具備：設在上述載置台（24)之載置面（24a)之氣體通 ’ 、_ * 路；以及溫度控制用氣體供給裝置'(48、50)，用以經由 .rt ·, -· >. 1 | ^ ' ρ***~ 上述被隔離之空間（38)對於該氣供給惰性氣體而 控制上述被處理基板（w)之溫度。1¾ 11.如申請專利範圍第1至4項中任一 電漿處理裝置，其 中具有設在上述被隔離之空間（3 8)，用以支撑上述載置 台（24)之内部支撑構件（100、102) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線！ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐）