TWI421975B - 電漿處理裝置用基板載置台、電漿處理裝置及絕緣皮膜之成膜方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於電漿處理裝置用基板載置台、電漿處理裝置及絕緣皮膜之成膜方法,在電漿處理裝置內載置半導體晶圓等之待處理基板,以利用該電漿而進行例如蝕刻處理、成膜處理等。
例如,於半導體裝置的製造領域,形成半導體裝置之細微的電路構造時,以電漿處理裝置使電漿對半導體晶圓等之待處理基板起作用,以進行蝕刻處理或成膜處理等。
此種電漿處理裝置中,由於在減壓環境之真空腔室內的電漿處理室配置待處理基板,以進行電漿處理,故難以利用真空吸盤吸附固持待處理基板。因此,有人使用靜電吸盤(Electrostatic Chuck)作為用以吸附固持待處理基板的機構。靜電吸盤係於陶瓷等絕緣性構件間配設由鎢等構成之靜電吸盤用電極而構成,並對靜電吸盤用電極施加直流電壓,而以庫侖力等吸附固持待處理基板。
又,電漿處理裝置中,載置待處理基板之基板載置台兼作為下部電極,基板載置台之基座部必須以鋁等導電性的金屬等構成。因此,就基板載置台而言,如日本特開2004-47653號公報(專利文獻1)記載,在由鋁等構成之基座部,將另成一體所構成之靜電吸盤部之由陶瓷等構成的絕緣性構件以黏接劑黏著而構成,係廣為人知。
基板載置台係在由鋁等構成之基座部上,固定由陶瓷等構成之靜電吸盤部所構成。基座部之表面形成有絕緣皮膜,俾於不會暴露在腐蝕性較高的處理氣體;而絕緣皮膜上固定著靜電吸盤部。為使絕緣皮膜之端部不會暴露在處理氣體,專利文獻1中,設置溝槽等空隙部,使絕緣皮膜之端部抵接空隙部,並對該空隙部供應氦氣。
【專利文獻1】日本特開2004-47653號公報
然而,若在基座設置溝槽等空隙部,不僅構造變複雜,由於產生厚度不同的部分,因此難以控制成使溫度及高頻成為平均。又,由於在基座上固定靜電吸盤部,故必須使基座頂面盡可能平坦;厚度不均等而不平坦時,必須藉由用以固定之黏著劑的厚度,以吸收厚度之不均。
因此,本發明之目的為:提供電漿處理裝置用基板載置台、電漿處理裝置及絕緣皮膜之成膜方法,可使基座頂面平坦,並可將基座部與靜電吸盤部良好地固定。
本發明係一種電漿處理裝置用基板載置台,包含:基座,由下列部分構成頂面:第1面、第1面周圍之較低既定高度之位置所形成的第2面、及膜厚相同於既定高度且與第1面連接而形成於第2面上的絕緣皮膜;靜電吸盤部,固定於基座之頂面以固持待處理基板。
藉由與第1面連接之方式而在高度較低之第2面形成絕緣皮膜,可將基座頂面形成平坦狀,故能使靜電吸盤之固定狀態良好。
較佳係包含形成於基座之第1面及第2面之分界的傾斜面。藉由在傾斜面上形成絕緣皮膜,可使絕緣皮膜之端部不容易剝落。
絕緣皮膜較佳為陶瓷膜。
本發明之另一態樣為一種電漿處理裝置,包含上述任一項之電漿處理裝置用基板載置台。
本發明之又另一態樣為一種絕緣皮膜之成膜方法,在具有第1面、及比第1面低既定高度之位置所形成之第2面的基座,將膜厚相同於既定高度並與第1面連接之方式形成於第2面上的該絕緣皮膜成膜,包含:於表面上將絕緣皮膜噴敷的步驟;藉由去除位於表面上之比第1面上方的絕緣皮膜,以使絕緣皮膜之膜厚一致於既定高度的步驟。
較佳係包含在第1面及第2面之間形成傾斜面的步驟。
較佳係在第1面之周圍形成第2面,且包含一步驟,除第1面之周緣以外,以遮蔽構件遮蔽;將絕緣皮膜噴敷的步驟除遮蔽構件上以外,噴敷絕緣皮膜。
較佳係包含將第1面上之周緣、第2面、及傾斜面粗糙化的步驟。藉由進行粗糙化,可提高噴敷皮膜之密接性。
依本發明,由於在比基座之第1面低既定高度之位置形成第2面,並與第1面連接而在第2面上形成膜厚相等於既定高度的絕緣皮膜,以構成基座之頂面,因此可使基座之頂面平坦,且可在基座之頂面將用以固持待處理基板之靜電吸盤部良好地固定。又,由於在基座頂面形成絕緣膜,因此不會暴露於腐蝕性較高之處理氣體。而且,藉由使基座頂面平坦,而容易控制使溫度、高頻成為平均。
圖1係顯示本發明之一實施形態之電漿處理裝置的縱剖面圖。圖1中,電漿處理裝置1包含上部開口之有底圓筒狀的處理容器2。處理容器2係將待處理基板之一例之半導體晶圓W可送入送出而收納,並且接地者。處理容器2底部設置用以載置半導體晶圓W之成為基板載置台的基座3。基座3包含基座部7與靜電吸盤部8。靜電吸盤部8以靜電吸附半導體晶圓W。從設於處理容器2外部之交流電源4,對基座3供應偏壓用的高頻電力。
處理容器2之底部設有排氣管12,該排氣管12用以利用真空泵等之排氣裝置11將處理容器2內的空氣排出。又,處理容器2之側壁部5設有氣體導入部13,該氣體導入部13用以從未圖示之處理氣體供應源供應處理氣體。
於處理容器2之上部開口,隔著用以確保氣密性之密封材14,由例如石英等之圓形的介電材料構成的頂棚20與基座3相對而受支撐。又,不使用石英,也可使用其他介電材料。藉由頂棚20,於處理容器2內形成處理空間S。頂棚20之平面形態為圓形。
頂棚20藉由接受微波,於其背面產生電漿。頂棚20之上方設有圓板狀的槽孔天線30,槽孔天線30之頂面設有慢波板31、及覆蓋慢波板31的天線蓋32。槽孔天線30由帶有導電性之材質,如Ag、Au等所電鍍之銅的較薄圓板構成,且多數之槽孔33呈漩渦狀或同心圓狀排列而形成。
天線蓋32連接有同軸導波管35,同軸導波管35由內側導體35a及外管35b構成。內側導體35a與槽孔天線30連接。內側導體35a之槽孔天線30側具有圓錐形,可有效率地對槽孔天線30傳遞微波。同軸導波管35將微波供應裝置36所產生之例如2.45GHz的微波,經由負載匹配器37、同軸導波管35、慢波板31、槽孔天線30而傳遞到頂棚20。然後,以其能量在頂棚20背面形成電場,將氣體導入部13所供應至處理容器2內的處理氣體電漿化,對基座3上之半導體晶圓W進行既定之電漿處理,例如成膜處理或蝕刻處理等。
如上述構成之電漿處理裝置1中,進行電漿處理時,處理容器2內之基座3上的靜電吸盤部8吸附半導體晶圓W,且一面從氣體導入部13供應既定之處理氣體到處理容器2內,一面從排氣管12排氣,藉此使處理空間S內形成既定之壓力。然後,以交流電源4對半導體晶圓W施加高頻偏壓,並以微波供應裝置36產生微波,而透過頂棚20將微波導入處理容器2內,以在頂棚20之下方產生電場。如此一來,藉由處理空間S內之處理氣體被電漿化,並選擇處理氣體的種類等,可對半導體晶圓W實施既定之電漿處理,例如蝕刻處理、灰化處理、成膜處理等各種之電漿處理。
圖2(A)~2(E)係用以說明圖1所示基座3包含之基座部7、與靜電吸盤部8之製造方法的剖面圖。
本發明之一實施形態之電漿處理裝置用基板載置台,包含基座部7、與靜電吸盤部8。基座部7由下列部分構成頂面:成為第1面之圓形的凸部72、凸部72周圍之較低既定高度的位置所形成之成為第2面的外周面71、及與凸部72連接而形成於外周面71上之成為絕緣皮膜的噴敷皮膜76;該基座部7之頂面固定著用以固持待處理基板,即半導體晶圓W的靜電吸盤部8。
更具體說明之,如圖2(A)所示,基座部7由鋁冷卻板構成,外形形狀為圓板狀。於基座部7,中央形成有高度較高之圓形的凸部72,凸部72周圍之比凸部72低既定高度的位置形成有外周面71。凸部72用以在最後完成使基座部7之頂面成為平坦面時,作為削除量而形成。從基座部7之外周面71到凸部72形成有緩和的傾斜面73,凸部72之中央部上形成有比周圍低陷的平坦部74。基座部7之此種形態藉由將圓形的鋁板切削加工而可得。
如圖2(B)所示,將基座部7之外周面71上、與凸部72上之周緣進行噴砂處理而粗糙化。又,圖2(C)所示,除經粗糙化之外周面71上與凸部72之周緣上以外,將平坦部74上與凸部72上以遮罩構件75遮蔽。然後,於經粗糙化之外周面71上與凸部72之周緣上形成噴敷皮膜76。噴敷皮膜76以相當於凸部72及外周面71二者之高度差的厚度而疊層,例如為低電阻陶瓷膜等,膜壓例如選用350μm。
去除如圖2(C)所示之遮罩構件75後,將噴敷皮膜76及凸部72研磨,以削除比C-C線上方的部分;圖2(D)所示,以使基座部7之凸部72頂面與噴敷皮膜76頂面連接之方式而完成平坦部74。
如圖2(E)所示,在平坦部74上塗佈黏接劑9,並於其上載置靜電吸盤部8,以將靜電吸盤部8固定在基座部7上。靜電吸盤部8使用例如日本特開2006-60040號公報所記載者。亦即,將成為電極之金屬膜82形成於絕緣性基板81上,並形成用以覆蓋該金屬膜82的低電阻陶瓷噴敷皮膜83,再於其上將頂面成為靜電吸附面的高電阻陶瓷噴敷皮膜84疊層,而形成靜電吸盤部8。
靜電吸盤部8除上述方式以外,也可在2片基板間插入電極,以衝壓加工進行一體化。
如上所述,依本發明之一實施形態,藉由將基座部7之上部的外周面71、與傾斜面73粗糙化,再於其上形成噴敷皮膜76,可形成平坦的基座部7。並且,由於噴敷皮膜76之端部不會露出,故可使噴敷皮膜76不容易從外周面71與傾斜面73剝落。進而,由於將噴敷皮膜76及平坦部74的分界附近覆蓋而以黏接劑9使靜電吸盤部8固定,因此噴敷皮膜76及平坦部74的分界附近不會在電漿處理中與包含腐蝕性較高之氟自由基等的處理氣體接觸,能使噴敷皮膜76更不容易剝落。
又,從外周面71到凸部72形成傾斜面73,但並不限於此,亦可為垂直面。
以上已參照圖式說明本發明之實施形態,但本發明不限於所圖示之實施形態。針對所圖示之實施形態,在與本發明相同之範圍或者均等之範圍內,可施加各種之修正或變更。
本發明之電漿處理裝置用基板載置台可利用於在電漿處理裝置之處理室內載置半導體晶圓基板。
1...電漿處理裝置
2...處理容器
3...基座
4...交流電源
5...側壁部
7...基座(基座部)
8...靜電吸盤(靜電吸盤部)
9...黏接劑
11...排氣裝置
12...排氣管
13...氣體導入部
14...密封材
20...頂棚
30...槽孔天線
31...慢波板
32...天線蓋
33...槽孔
35...同軸導波管
35a...內側導體
35b...外管
36...微波供應裝置
37...負載匹配器
71...外周面
72...凸部
73...傾斜面
74...平坦部
75...遮罩構件
76...噴敷皮膜
81...絕緣性基板(絕緣性構件)
82...金屬膜(電極)
83...低電阻陶瓷噴敷皮膜(絕緣性構件)
84...高電阻陶瓷噴敷皮膜(絕緣性構件)
S...處理空間
W...半導體晶圓
圖1係顯示本發明之一實施形態之電漿處理裝置的縱剖面圖。
圖2(A)~2(E)係用以說明圖1所示基座3包含之基座部7、及靜電吸盤8之製造方法的剖面圖。
7...基座部
8...靜電吸盤部
9...黏接劑
76...噴敷皮膜
81...絕緣性構件(絕緣性基板)
82...電極(金屬膜)
83...絕緣性構件(低電阻陶瓷噴敷皮膜)
84...絕緣性構件(高電阻陶瓷噴敷皮膜)
Claims (9)
- 一種電漿處理裝置用基板載置台,包含:基座,由下列部分構成頂面:第1面、該第1面外周圍之較低既定高度之位置所形成的第2面、及膜厚相同於該既定高度且與該第1面連接而形成於該第2面及該基座之外周緣面上的絕緣皮膜;靜電吸盤部,固定於該第1面及該絕緣皮膜之頂面以固持待處理基板。
- 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置用基板載置台,其中,包含形成於該基座之該第1面及該第2面之分界的傾斜面。
- 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置用基板載置台,其中,該絕緣皮膜為陶瓷膜。
- 一種電漿處理裝置,其特徵為:包含申請專利範圍第1至3項中任一項之電漿處理裝置用基板載置台。
- 一種絕緣皮膜之成膜方法,在具有第1面、及該第1面外周圍之較低既定高度之位置所形成之第2面的基座,將膜厚相同於該既定高度並與該第1面連接而形成於該第2面及該基座之外周緣面上之該絕緣皮膜成膜;包含:於該等面上將該絕緣皮膜噴敷的步驟;藉由去除位於該等面上之比該第1面上方的絕緣皮膜,以使該絕緣皮膜之膜厚一致於該既定高度的步驟。
- 如申請專利範圍第5項之絕緣皮膜之成膜方法,其中,包含在該第1面及該第2面之間形成傾斜面的步驟。
- 如申請專利範圍第6項之絕緣皮膜之成膜方法,其中,該第2面位在該第1面之周圍,且包含將除該第1面之周緣以外,於該第1面上以遮罩構件遮蔽之步驟;該將絕緣皮膜噴敷的步驟,將除該遮罩構件上以外的部分噴敷該絕緣皮膜。
- 如申請專利範圍第7項之絕緣皮膜之成膜方法,其中,包含將該第1面上之周緣、該第2面、及該傾斜面粗糙化的步驟。
- 如申請專利範圍第5項之絕緣皮膜之成膜方法,其中,該第2面位在該第1面之周圍,且包含將除該第1面之周緣以外,於該第1面上以遮罩構件遮蔽之步驟;該將絕緣皮膜噴敷的步驟,將除該遮罩構件上以外的部分噴敷該絕緣皮膜。
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