聚焦環和等離子體處理裝置的製作方法

2023-06-15 19:05:11 3

專利名稱：聚焦環和等離子體處理裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及配置在用來對半導體晶片等的基板施行蝕刻處理等的規定的 等離子體處理的處理室內的聚焦環和等離子體處理裝置。
背景技術：
以往，例如在半導體器件的微細的電路的製造工序中，多使用蝕刻處理 裝置等的等離子體處理裝置。在這樣的等離子體處理裝置中，在其構成為可對內部進行氣密密封的處 理室內配置半導體晶片等的被處理基板，使得在該處理室內產生等離子體， 使該等離子體作用到被處理基板上，實施蝕刻等的等離子體處理，此外，在這樣的等離子體處理裝置內，具有使得把作為被處理基板的半 導體晶片的周圍圍住那樣地，配置有被稱之為聚焦環的環狀的構件的裝置。 該聚焦環的設置目的是為了把等離子體封閉起來，緩和因半導體晶片面內的 偏置電位的邊緣面效應而產生的不連續性，使得即便是在其邊緣部分處也能 夠和半導體晶片的中央部分一樣可以進行均勻且良好的處理。人們知道(例如，參看專利文獻l)如上所述，由於聚焦環被配置為使之把 半導體晶片圍了起來，使介電物質與等離子體相接，以及使等離子體在上方 軸方向上進行位移以便使等離子體遠離下部電極，故不能使等離子體中的反 應物質聚焦到下部電極周邊上，因而將減小半導體晶片周邊部分的處理速度。此外，如上所述，由於聚焦環的目的之一是緩和偏置電位的不連續性， 故應作成為使得聚焦環的表面(上表面)與要進行處理的半導體晶片的處理面 成為大體上同一平面，即進行使得聚焦環的表面(上表面)與半導體晶片的處理面變成為同一高度這樣的處理。此外，歷來一直在進行(例如，參看專利文 獻2)採用使聚焦環的表面(上表面)形成為比半導體晶片的處理面高，或者，
通過對其材質進行選擇，來緩和偏置電位的不連續性的嘗試。 [專利文獻1]特表2001-516948號公報(第13-41頁，圖1-7) [專利文獻2]特表2003-503841號公報(第12-22頁，圖2-6)如上所述，以往在等離子體處理裝置中，都使用聚焦環，並通過使用該 聚焦環而實現了處理的均勻性的提高等。圖15示出了現有的聚焦環的一個例子，如同圖所示，在兼做下部電極的 載置臺100上，配置有用矽等的導電性材料形成為環狀的聚焦環101，以便 圍住作為被處理基板的半導體晶片W的周圍。此外，在圖15所示的例子中，聚焦環101的上表面的高度，被作成為與 半導體晶片W的處理面(表面)大體上同一高度，其結果是聚焦環101的上方 的電場就變成為與半導體晶片W的表面上方的電場大體上相同，可以緩和由 偏置電位的邊緣面效應所產生的不連續性，如圖中的虛線所示，在半導體晶 片W的表面上方和聚焦環101的上方，形成了大體上同一高度的等離子體層 (sheath)。通過這樣的等離子體層，如圖中用箭頭所示的那樣，即便是在半導 體晶片的邊緣部分處，離子也將相對於半導體晶片W表面垂直地入射。'但是，在使用上述構成的聚焦環101的情況下，有時候在半導體晶片W 的周緣部分(邊緣部分)的背面一側，會產生由CF系聚合物等構成的不希望的 附著物進行附著的所謂的澱積。在詳細地查明這樣的澱積的原因時得知，在使用上述構成的聚焦環101 的情況下，由於半導體晶片W和聚焦環101己變成為大體上同一電位，故就 如在圖16中放大示出的那樣，在半導體晶片W的周緣部分(邊緣部分)與聚 焦環101的內周部分之間形成在圖中用虛線表示其電力線的那樣的電場。為 此，就如在圖中用實線所示的那樣，變成為等離子體易於從半導體晶片W的 周緣部分(邊緣部分)與聚焦環101的內周部分之間的中間部分向半導體晶片 W的背面一側侵入的狀態，人們推測是通過己侵入到半導體晶片W的背面 一側的等離子體而在半導體晶片W的周緣部分(邊緣部分)的背面一側產生了 澱積。 發明內容本發明就是為應對這樣的現有的事情而完成的，目的在於提供即便是在 半導體晶片的邊緣部分中，也可以與半導體晶片的中央部分同樣地進行良好 且均勻的處理，在可以提高處理的面內均勻性的同時，與現有技術比較，還 可以減小澱積對半導體晶片的周緣部分背面一側的發生的聚焦環和等離子體 處理裝置。就是說，第l方面的發明，是一種被配置為使得在要載置用來收容被處 理基板以實施規定的等離子體處理的處理室內的上述被處理基板的下部電極 上，而且要使得把上述被處理基板的周圍圍住的環狀的聚焦環，其特徵在於 該聚焦環具備由介電物質構成的下側構件，和配置在該下側構件的上部，由 導電性材料構成上側構件，上述上側構件在上表面上形成外周一側比內周一 側更高的傾斜部分，而且被構成為使得該傾斜部分的外周一側端部的位置至 少比上述被處理基板的被處理面更高，並設置與所述被處理基板的周緣部分 的規定間隔。此外，第2發明的發明，在上述第l方面所述的聚焦環中，其特徵在於 在上述下部電極與上述下側構件之間，設置有導電性構件。此外，第3方面的發明，在第2方面所述的聚焦環中，其特徵在於上 述導電性構件由矽或矽橡膠構成。此外，第4方面的發明，在第1 第3方面的發明中的任一項所述的聚 焦環中，其特徵在於上述傾斜部分的外周一側被作成為比上述被處理基板 的被處理面高的平坦面。此外，第5方面的發明，在第1 第4方面的發明中的任一項所述的聚 焦環中，其特徵在於上述導電性材料是矽或碳或SiC。此外，第6方面的發明，在第1 第5方面的發明中的任一項所述的聚焦環中，其特徵在於其構成為使得對於上述被處理基板的被處理面的上述傾斜部分的外周一側的高度h變成為以下的範圍， 0〈h芻6mm 。此外，第7方面的發明，在第1 第6方面的發明中的任一項所述的聚
焦環中，其特徵在於其構成為使得上述上側構件的縱剖面的傾斜部的水平 方向的長度l變成為以下的範圍，0.5mm 1 S9mm。此外，第8方面的發明，在第1 第7方面的發明中的任一項所述的聚 焦環中，其特徵在於其構成為使得上述上側構件與上述被處理基板的周緣 部分之間的規定的間隔Cl變成為以下的範圍，0.3mm芻C5mm。此外，第9方面的發明，在第1 第8方面的發明中的任一項所述的聚焦環中，其特徵在於上述下側構件使等離子體和上述下部電極進行高頻耦合，而且，對要施加到上述下部電極上的高頻增加阻抗。此外，第IO方面的發明，是一種被配置為使得在要載置用來收容被處理基板以實施規定的等離子體處理的處理室內的上述被處理基板的下部電極上，而且要使得把上述被處理基板的周圍圍住的環狀的聚焦環，其特徵在於 具備由介電物質構成的下側構件，和配置在該下側構件的上部，由導電性材 料構成的上側構件，上述上側構件相對於高頻電力已連接到接地電位上。此外，第ll方面的發明，在第10方面的發明所述的聚焦環中，其特徵 在於上述上側構件的構成為對於高頻電力來說，藉助於由把絕緣層被覆 在表面上的導電性構件構成的高頻接地用構件，連接到接地電位上，上述高 頻接地用構件，通過上述絕緣層防止直流電流流動。此外，第12方面的發明，在第10或第11方面的發明所述的聚焦環中， 其特徵在於:在上述下部電極與上述高頻接地用構件之間配置有絕緣性構件。此外，第13方面的發明，在第10 第12方面的發明中的任一項所述的 聚焦環中，其特徵在於在上述上側構件的外周一側，配置有環狀的絕緣性 構件。此外，第14方面的發明，在第10 第13方面的發明中的任一項所述的聚焦環中，其特徵在於在上述上側構件與上述下側構件之間設置規定間隔。此外，第15方面的發明，在第14方面的發明中所述的聚焦環中，其特徵在於上述上側構件與上述下側構件之間的規定間隔作成為大體上為0.5nim。
此外，第16方面的發明，在第15方面的發明中所述的聚焦環中，其特徵在於上述上側構件與上述下側構件設置規定間隔、使相向的部位的徑向方向的長度為5 10mm。此外，第17方面的發明，在第10 第16方面的發明中的任一項所述的 聚焦環中，其特徵在於把上述上側構件配置為使得上述上側構件的下端， 比上述被處理基板的上表面高1.5 2.5mm。此外，第18方面的發明，在第10 第17方面的發明中任一項所述的聚 焦環中，其特徵在於其構成為使得上述上側構件的溫度在等離子體處理中 將變成為大於等於25(TC。此外，第19方面的發明，在第10 第18方面的發明中的任一項所述的 聚焦環中，其特徵在於其構成為使得上述下側構件的溫度在等離子體處理 中將變成為小於等於10(TC。此外，第20方面的發明的等離子體處理裝置，其特徵在於具備用來收 容被處理基板並實施規定的等離子體處理的處理室；設置在上述處理室內， 載置上述被處理基板的下部電極；為配置在上述下部電極上且被配置為使得 把上述被處理基板的周圍圍住的環狀的構件的、由介電物質構成的下側構件； 為被配置在上述下側構件的上部、由導電性材料構成的環狀的構件的，在上 表面上形成外周一側比內周一側高的傾斜部分，而且其構成為使得該傾斜部 分的外周一側端部的位置至少比上述被處理基板的被處理面高，且被配置為 與上述被處理基板的周緣部分之間設定規定間隔的上側構件。此外，第21方面的發明，在第20方面的發明中所述的等離子體處理裝 置中，其特徵在於在上述下部電極與上述下側構件之間，設置有導電性構 件。此外，第22方面的發明，在第21方面所述的等離子體處理裝置中，其 特徵在於上述導電性構件由矽或矽橡膠構成。此外，第23方面的發明，在第20 第22方面的發明中的任一項所述的 等離子體處理裝置中，其特徵在於上述上側構件的上述傾斜部分的外周一 側被作成為比上述被處理基板的被處理面高的平坦面。此外，第24方面的發明，在第20 第23方面的發明中的任一項所述的
等離子體處理裝置中，其特徵在於上述導電性材料是矽或碳或SiC。此外，第25方面的發明，在第20 第24方面的發明中的任一項所述的等離子體處理裝置中，其特徵在於其構成為使得對上述被處理基板的被處理面的上述傾斜部分的外周一側的高度h變成為以下的範圍，(Kh當6mm。此外，第26方面的發明，在第20 第25的發明中的任一項所述的等離 子體處理裝置中，其特徵在於其構成為使得上述上側構件的縱剖面的傾斜 部的水平方向的長度l變成為以下的範圍， 0.5mm^l^9mm。此外，第27的發明，在第20 26中的發明中的任一項所述的等離子體 處理裝置中，其特徵在於其構成為使得上述上側構件與上述被處理基板的 周緣部分之間的規定的間隔Cl變成為以下的範圍，0.3mm^Cl當1.5mm。此外，第28方面的發明，在第20 第27方面的發明中的任一項所述的 等離子體處理裝置中，其特徵在於上述下側構件使等離子體和上述下部電 極進行高頻耦合，而且，對施加到上述下部電極上的高頻增加阻抗。此外，第29方面的發明的等離子體處理裝置，其特徵在於具備用來收 容被處理基板以實施規定的等離子體處理的處理室；設置在上述處理室內， 載置上述被處理基板的下部電極；為配置在上述下部電極上而且被配置為使 得把上述被處理基板的周圍圍住的環狀構件的、由介電物質構成的下側構件； 為配置在上述下側構件的上部，由介電物質構成的環狀的構件的、對於上述 高頻電力己連接到接地電位上的上側構件。此外，第30方面的發明，在可減壓的處理室內相向地配置上部電極和下 部電極，藉助於高頻電力的供給在上述上部電極與下部電極之間產生等離子 體，對上述下部電極上的被處理基板進行等離子體處理的等離子體處理裝置 中，其特徵在於配置在上述下部電極上的被處理基板的周圍的聚焦環，具 有由介電物質構成的下側構件，和配置在該下側構件之上的由導電性材料構 成的上側構件，上述下側構件被配置為設置不使上述被處理基板背面和上述 下部電極產生異常放電的規定間隔，上述上側構件的構成為使得與上述被處
理基板之間產生電場那樣地靠近並把該被處理基板圍住，而且，把從上述下 部電極供給來的高頻與上述上側構件耦合。此外，第31方面的發明，在第30方面的發明中所述的等離子體處理裝置中，其特徵在於上述下側構件被配置從上述被處理基板的端面更往內側 方向進入，並隱藏在被處理基板中。 發明的效果根據本發明，即便是在半導體晶片的周緣部分處，也可以與半導體晶片 的中央部分同樣地進行良好且均勻的處理，可以提高處理的面內均勻性，同 時，與現有技術比還可以減小對半導體晶片的周緣部分背面一側的澱積的發 生。


圖1示出了本發明的一個實施例的等離子體處理裝置的概略構成。圖2放大示出了圖1的等離子體處理裝置的聚焦環的主要部分。圖3是用來說明澱積的測定部位的說明圖。圖4示出了圖3的測定部位上的澱積的測定結果。圖5示出了晶片上的各個位置上的電場的角度。圖6是用來說明離子的入射角的位移量的評價方法的說明圖。圖7示出了離子的入射角的位移量與聚焦環的高度之間的關係。圖8示出了離子的入射角的位移量與聚焦環的高度之間的關係。圖9示出了錐形切削深度與聚焦環的消耗量允許範圍之間的關係。圖IO是用來說明阻抗的調整方法的說明圖。圖11示出了另外的實施例的聚焦環的構成。圖12示出了各個部分的澱積的周期變動的情況。圖13示出了測定聚合物對晶片的坡口部分的附著量的測定結果。圖M示出了另外的實施例的聚焦環的構成。圖15示出了現有的聚焦環的構成。圖16是用來說明圖15的聚焦環的電場的狀態的說明圖。圖17示出了使用介電物質的聚焦環的電場和等離子體層的狀態。
具體實施方式
以下，參看附圖對實施方式說明本發明的詳細情況。圖1模式性地示出了本發明的實施方式的等離子體處理裝置(蝕刻裝置) 全體的概略構成，在該圖中，標號l表示材質例如由鋁等構成，並構成為可 使內部氣密地閉塞，構成處理室的圓筒狀的處理室(真空室)。在上述真空室l的內部，設置有由導電性材料例如鋁等塊狀地構成，兼做下部電極的載置臺2。該載置臺2，通過陶瓷等的絕緣板3被支持在真空室1內，在載置臺2 的半導體晶片W的載置面上，設置有用來吸附保持半導體晶片W的未畫出 來的靜電吸盤。此外，在載置臺2的內部，設置有用來使目的為進行溫度控制的熱媒體 的絕緣性流體進行循環的熱媒體流路4，和用來向半導體晶片W的背面供給 氦氣等的溫度控制用的氣體的氣體流路5。因此，通過使已控制到規定溫度的絕緣性流體在熱媒體流路4內進行循 環，就可以把載置臺2控制成規定溫度，而且通過氣體流路5向該載置臺2 與半導體晶片W的背面之間供給溫度控制用的氣體，以促進它們之間的熱交 換，使得可以精度良好而且效率良好地把半導體晶片W控制成規定溫度。此夕卜，還可以通過匹配器6，把高頻電源(RF電源)7連接到載置臺2上， 並從高頻電源7向載置臺2供給規定的頻率的高頻電力。再有，在載置臺2的上側周緣部分上，還設置有聚焦環8。該聚焦環8， 由介電物質(例如，石英、氧化鋁等陶瓷、VESPEL(註冊商標)等的樹脂等)構 成的環狀的下側構件9，和配置在該下側構件9的上部，由導電性材料(例如 矽、碳、SiC等)構成的環狀的上側構件10構成，並載置為使得把作為被處 理基板的半導體晶片W的周圍圍住。上述上側構件IO，如圖2所示，其上表面的外周一側被作成為比半導體 晶片W的被處理面高的平坦部分10a，該平坦部分10a的內周部分則被作成 為使得外周一側比內周一側高地進行傾斜的傾斜部分10b。此外，還把上側 構件10配置為使得在上側構件10和半導體晶片W的周緣部分之間形成間隔Cl。另外，在圖2中P表示等離子體，在聚焦環8的部分中，載置臺(下部 電極)2，對於要從高頻電源7施加的高頻電力，可通過下側構件9進行高頻 耦合(RF耦合)，而且，藉助於中間存在著下側構件9(介電物質)而增加對該 高頻的阻抗。在這裡，對把聚焦環8作成為上述構成的理由進行說明。如上所述，如 圖15、 16所示，在聚焦環101中，由於半導體晶片W和聚焦環101己變成 為大體上相同的電位，故起因於其電場的形狀而使得等離子體易於繞回到半 導體晶片W的端部背面一側去。於是，如圖17所示，使用已把導電性環112載置到介電物質環1U的上 部的構成的聚焦環110，在半導體晶片W與導電性環112之間設置電位差， 如在圖中用虛線的箭頭所示的那樣，形成電力線從半導體晶片W的端部朝向 導電性環112前進的電場。這樣一來，可知可以藉助於該電場抑制等離子體 向半導體晶片W的端部背面一側的繞回。但是，在使用上述構成的聚焦環110的情況下，如在圖17中用虛線所示 的那樣，由於在半導體晶片W的上方形成的等離子體層，和在聚焦環110 上形成的等離子體層的厚度不同，故存在著在半導體晶片W的周緣部分中電 場傾斜，在從上方碰撞到半導體晶片W的面上的離子的進入角度上產生傾 斜，蝕刻斜向地前進，蝕刻處理的均勻性降低的問題。為此，在本實施方式中，通過採用上述構成的聚焦環8，在抑制等離子 體向半導體晶片W的端部背面一側的繞回的同時，也抑制半導體晶片W的 周緣部分的電場的傾斜，抑制蝕刻處理的均勻性的降低。此外，在上述的聚焦環8的外側，設置構成為環狀、形成了多個排氣孔 的排氣環ll，並通過該排氣環ll，藉助於已連接到排氣埠 12上的排氣系 統13的真空泵等，構成為使得可以進行真空室1內的處理空間的真空排氣。 另一方面，載置臺2的上方的真空室1的頂壁部分上，使得與載置臺2 平行地相向那樣地設置噴頭14，這些載置臺2和噴頭14，起著一對電極(上 部電極和下部電極)的作用。此夕卜，高頻電源16通過匹配器15連接到該噴頭 14上。上述噴頭14，在其下表面上設置有多個氣體排出孔17，而且在其上部具
有氣體導入部18。此外，在其內部形成有氣體擴散用空隙19。氣體供給管道 20被連接到氣體導入部分18上，氣體供給系統21則連接到該氣體供給管道 20的另一端上。該氣體供給系統21，由用來控制氣體流量的質量流量控制器 (MFC)22，用來供給例如蝕刻用的處理氣體的處理氣體供給源23等構成。 其次，對用如上所述地構成的蝕刻裝置進行的蝕刻處理的步驟進行說明。 首先，打開設置在真空室1內的未畫出來的門閥，通過與該門閥相鄰接 地配置的鎖存室(未畫出來)，藉助於搬運機構(未畫出來)把半導體晶片W搬 運到真空室l內，載置到載置臺2上。然後，在使搬運機構退避到真空室1 外邊後，關閉門閥。然後，藉助排氣系統13的真空泵通過排氣埠 12使真空室1內向排氣 到規定的真空度，同時從處理氣體供給源23向真空室1內供給規定的處理氣 體。然後，在該狀態下，從高頻電源7供給頻率比較低的規定的高頻電力， 從高頻電源16供給頻率比較高的規定的高頻電力，使等離子體產生，進行基 於等離子體的半導體晶片W的蝕刻。然後，通過在執行了規定的蝕刻處理後，停止來自高頻電源7、 16的高 頻電力的供給的辦法，停止蝕刻處理，並用與上述順序相反的順序，把半導 體晶片W搬運到真空室1的外邊來。在進行上述基於等離子體的蝕刻處理時，在本實施方式的聚焦環8中， 如上所述，由於把由介電物質構成的下側構件9載置到載置臺2上，上側構 件10配置到該下側構件9的上，故與半導體晶片W比較，上側構件10的部 分的阻抗(對施加到載置臺2上的高頻電力的阻抗)增高，其結果是，電位降 低，在半導體晶片W和上側構件10之間產生電位差。藉助於由該電位差形 成的電場的作用，就可以抑制等離子體向半導體晶片W的周緣部分背面一側 的繞回，可以抑制在半導體晶片W的周緣部分背面一側CF系聚合物的澱積 的產生。圖4示出了如圖3所示的半導體晶片W的周緣部分背面一側的水平部分 的端部(O.Omm)，從這裡開始算起l.Omm內側的部分，0.5mm內側的部分， 端面的30度和45度的部分處的澱積量的測定結果。在圖4(a)中，比較例示 出了使用圖15、 16所示的構成的聚焦環101的情況下的結果，實施例l、 2， 示出了使用上述的構成的聚焦環8的情況，實施例1和實施例2分別示出了 沒有灰化和有灰化的情況。此外，圖4(b)的曲線，縱軸為澱積量，橫軸為半 導體晶片W上的位置，實線A是比較例，虛線B是實施例1， 一點鎖線C 是實施例2。如該圖4所示，在使用聚焦環8的情況下，與使用聚焦環101 的情況下比較，可以大幅度地減小澱積的量。此外，在本實施方式中，由於如上所述中間存在著由介電物質構成的下 側構件9，故雖然在半導體晶片W與上側構件10之間產生了電位差，但是， 在上側構件10的上表面上，形成有外周一側比內周一側高那樣地進行傾斜的 傾斜部分10b，在傾斜部分10b的外周一側形成有比半導體晶片W的被處理 面高的平坦部分10a，如上所述，由於在聚焦環8的上表面上存在著比半導 體晶片W的被處理面高的部分，故可以使在聚焦環8的上方形成的等離子體 層的邊界部分的高度一直上升到與半導體晶片W的上方大體上同一高度，從 而可以抑制半導體晶片W的周緣部分處的電場的傾斜。此外，在上述的聚焦環8中，以成為比半導體晶片W的被處理面還高的 位置的方式形成上側構件10的平坦部分10a，雖然起著使等離子體層的高度 增高的作用，但是，其變化卻會因存在著傾斜部分10b而被緩和，藉助於此， 就可以抑制半導體晶片W與聚焦環8之間的邊界部分上的急劇的電場的變 化，還可以抑制例如電場與在圖17所示的情況下在逆方向上傾斜之類的情 況。在電場模擬的結果中，圖2所示的傾斜部分10b從半導體晶片W的被處 理面算起的高度h，優選為0<h^6mm的範圍，更為優選的範圍是2mm^h S4mm。此外，同樣地，圖2所示的傾斜部分10b的水平方向的長度l，優 選的是作成為0.5mm^l^9mm的範圍，更為優選的範圍是lmm^l^6mm。 就該傾斜部分10b的水平方向的長度1來說，根據半導體晶片W端部和聚焦 環8之間的間隔C1，也可以作成為l-O。就是說，在該情況下雖然傾斜部分 10b變成為沒有形狀，但是卻可以通過調節半導體晶片W的端部與聚焦環8 之間的間隔C1，來抑制在該部分中的急劇的電場的變化。另外，圖2所示的 傾斜部分10b的下側端部的高度d，優選的是為0^d^lmm左右。 此外，由於在半導體晶片W與聚焦環8之間，產生了電位差，故當半導體晶片W與聚焦環8靠得過近時則存在著在半導體晶片W上產生擊穿的可 能性。另一方面，如果半導體晶片W與聚焦環8離開得間隔過大，則上述的 電場所產生的對半導體晶片W背面一側的等離子體的侵入防止效果就會降 低。為此，圖2所示的半導體晶片W端部與聚焦環8之間的間隔C1，優選 為0.3mm^C1^1.5mm的範圍。更為優選的是作成為l.Omm^Cl ^ 1.5mm 的範圍。另外，就圖2所示的半導體晶片W的端部背面與聚焦環8之間的間 隔C2來說，為了不產生同樣的異常放電，優選的是作成為0.3mmSC2，此 夕卜，出於同樣的理由，就圖2所示的間隔C3來說，優選為0.4mmgC3。圖5示出了對半導體晶片W的周緣部分中電場的傾斜進行研究的結果， 圖5(a)的曲線中縱軸為電場的角度(圖2所示的角度0)，橫軸是晶片上的位 置(如圖2所示，把半導體晶片W的端部設為10mm時其內周部分的位置)。 此外，在同圖中，用四方形的記號表示的曲線A，示出的是圖15所示的 構成的聚焦環的情況，用圓形的記號表示的曲線B，示出的是圖17所示的構 成的聚焦環的情況，用三角形的記號表示的曲線C和用倒三角形示出的曲線 D是本實施方式的構成的聚焦環的情況。另外，三角形的記號，示出的是圖 2所示的長度l為lmm， h的長度為3.6mm的情況，倒三角形的記號示出的 是圖2所示的1的長度為2mm，h的長度為3.6mm的情況。如圖5(a)、 (b)所示，在使用圖17所示的構成的聚焦環的情況下，半導體 晶片W的周緣部分處的電場的傾斜變大，在最大處e為82度左右，即朝向 內側的傾斜產生為8度左右。相對於此，在本實施方式中，如圖5(a)、 (c)所 示，即便是在最大處e也可以抑制到88度左右，即，即便是最大也可以把朝 向內側的傾斜抑制到2度左右。另外，雖然實際上通過蝕刻在半導體晶片W上形成孔，然後測定從該孔 的垂直算起的傾斜的，但是其結果也與上述電場的傾斜的結果大體上一致。如上所述，根據本實施方式，與現有技術比可以減小對半導體晶片的周 緣部分背面一側的澱積的發生，同時，通過抑制半導體晶片的周緣部分的電 場的傾斜，即便是在半導體晶片的周
然而，如上所述，通過採用把聚焦環8作成為具有傾斜部分10b和平坦部分10a的構造，可以使聚焦環8的壽命長期化。就是說，由於採用上述構 成，故可以抑制在聚焦環8(上側構件IO)已消耗的情況下的、聚焦環8的上 方的等離子體層的高度的降低，即便是在聚焦環8已某種程度地消耗的情況 下，也可以把半導體晶片W的邊緣部分的離子的入射角保持在垂直附近。以下，對由聚焦環的消耗所產生的對等離子體層的影響和對離子向半導 體晶片W表面的入射角的影響進行調査的結果進行說明。首先如圖6所示，對上表面平坦的聚焦環101，對上表面的高度與半導 體晶片W的邊緣部分處的離子的入射角(用圖中的虛線箭頭表示)之間的關 系，進行了調査。另外，作為上述的調查的對象的具體的工藝，是形成接觸孔、通路(匕' 7)等的工藝，是壓力約為2 llPa，高頻一側的FR功率密度為3 5W， 低頻一側的RF功率密度為3 5W，半導體晶片W的溫度為80 120°C，電 極間距離為25 70mm，氣體系為C4F6或C5F8/ CXHYFZ(C2F6) / Ar / 02: 30 50 / 10 30 / 500 1500 / 30 50sccm等的工藝。由於要在上述工藝中的半導體晶片W(直徑約200 300mm)的上方形成 的等離子體層的厚度變成為約3mm，故離子的入射角，就從厚度3mm的等 離子體層的上端部，向距半導體晶片W的邊緣1 mm的位置上入射的氬離子 來說，用半導體晶片W的表面上的入射位置，g卩，以垂直地入射的情況為原 點，通過距原點的徑向的位移量進行評價。另外，在圖6中，把向圖中左側 方向進行的位移定為負，把向右側進行的位移定為正。在上述的情況下，在聚焦環上表面的高度(半導體晶片W的處理面(表面) 的高度為原點，把上方向表示為正方向，把下方向表示為負方向)為+0.3mm 處，離子的入射位置的位移量變成為+0.03mm，而在聚焦環上表面的高度為 -0.4mm處，離子的入射位置的位移量則變成為-0.05mm。為此，就把離子的入射位置的位移量為上述的+0.03mm -0.05mm的範圍假定為聚焦環的壽命，進行比較。另外，如上所述，在上表面平坦的聚焦環IOI中，離子的入射位置的位 移量變成為+0.03mm -0.05mm是將聚焦環上表面的高度設定為+0.3mm -0.4mm的範圍的情況，故在初始狀態下，把聚焦環101的高度預先設定為 +0.3mm的情況下，在聚焦環上表面的消耗量為0.7mm時進行交換。其次，對與上述聚焦環具有同樣的形狀，即上表面具有平坦部和傾斜部 的聚焦環，改變圖2所示的1和h，對調查聚焦環(平坦部的表面)半導體 晶片W的處理面的高度t與離子的入射角度的位移量的關係的結果加以說 明。另外，聚焦環假定從初期狀態消耗至相似形狀。圖7示出了上述的1為3mm(與等離子體層厚度相同)，h為0.5mm(曲線 A)， 1 .Omm(曲線B)， 1 5mm(曲線C)， 2.0mm(曲線D)， 2.5mm(曲線E)， 3.Omm(曲 線F)的情況下的高度t與位移量之間的關係，在同圖中，縱軸是離子的入射 位置的位移量(mm)，橫軸是聚焦環上表面的高度t(mm)。另外，為了進行比 較，在圖中用虛線示出了上述上表面平坦的聚焦環101的情況。如同圖所示，h越深，則曲線的傾斜越緩，在聚焦環的上表面的高度改 變時的位移量的變化越小。因此，在上述的範圍內，h越深則聚焦環的壽命 就越長，使交換周期長期化就成為可能。另外，如果用數值表示圖7所示的 結果，則在hi.5的情況下，高度t的允許範圍-0.3 +0.55mm(0.85mm) 在h二1.0的情況下，高度t的允許範圍-0.1 +0.8mm(0.9mm) 在h二1.5的情況下，高度t的允許範圍0 +1.0mm(1.0mm) 在h-2.0的情況下，高度t的允許範圍0 +l.lmm(Umm) 在11=2.5的情況下，高度t的允許範圍0 +l.lmm(Umm) 在11=3.0的情況下，高度t的允許範圍0 +1.2mm(1.2mm) 如上所述，在把l設為與等離子體層同一的3mm的情況下，即便是h為 0.5mm，高度t的允許範圍也變成為0.85mm，與上表面平坦的聚焦環的情況 下(高度t允許範圍為0.7mm)比較表現出了明顯的效果。此外，通過使h為 3.0mm，高度t的允許範圍變為1.2mm，與上表面平坦的聚焦環的情況下比 較，高度t的允許範圍可以放大到1.7倍左右。另外，在上述的h為3.0mm的情況下，初始的聚焦環上表面的高度 t=+1.2mm。因此，傾斜部分的高度最低的部分(內周一側端部)的初始的高度， 在以半導體晶片W的處理面的高度為基準的情況下，處於 1.2mm-3.0mm=-1.8mm的高度，位於較半導體晶片W的處理面的高度更低的 位置。圖8示出的是對上述的1為6mm(等離子體層厚度的2倍)的情況，把h 作成為0.5mm(曲線A)， l.Omm(曲線B)， 1.5mm(曲線C)， 2.0mm(曲線D)， 2.5mm(曲線E)， 3.0mm(曲線F)的情況下的高度與位移量之間的關係進行調 查的結果，在同圖中，縱軸是離子的入射位置的位移量(mm)，橫軸是聚焦環 上表面的高度t(mm)。另外，為了進行比較，在圖中用虛線示出了上述上表 面平坦的聚焦環101的情況。如同圖所示，在把H乍成為5mm的情況下，也與把l作成為3mm的情 況下同樣，h越深，則曲線的傾斜越緩，在聚焦環的上表面的高度改變時的 離子的位移量的變化越小。另外，如果用數值表示圖8所示的結果，則 在hi.5的情況下，高度t的允許範圍-0.3 +0.65mm(0.95mm) 在h-1.0的情況下，高度t的允許範圍0 +1.0mm(1.0mm) 在h-1.5的情況下，高度t的允許範圍+0.2 +1.3mm(Umm) 在h-2.0的情況下，高度t的允許範圍+0.3 +1.6mm(1.3mm) 在h-2.5的情況下，高度t的允許範圍+0.4 +2.0mm(1.6mm) 在h-3.0的情況下，高度t的允許範圍+0.5 +2.1mm(1.6mm) 如上所述，在把l作成為等離子體層厚度的2倍的6mm的情況下，即便 是h為0.5mm，高度t的允許範圍也將變成為0.95mm，與上表面平坦的聚焦 環的情況(高度t允許範圍為0.7mm)比較表現出了明顯的效果。此外，通過 把h為2.5 3.0mm，高度t的允許範圍為1.6mm，與上表面平坦的聚焦環的 情況下比較，高度t的允許範圍可以放大到2倍以上。另外，在現有技術中，在處理時間的累計時間為400個小時左右，進行 聚焦環的交換。因此，可以使這樣的聚焦環的交換周期長期化到大於等於800 個小時。圖9示出了在設縱軸為聚焦環(F/R)的消耗允許範圍為A (mm)，橫軸為 h(錐形切削深度)(mm)，上述1為3mm的情況下(用圖中的四方形的符號表示) 和6mm的情況下(用圖中的圓形的符號表示)以及可由此推測的錐形切削位置
1為9mm的情況下(用圖中的虛線表示)的它們的關係。如同圖所示，雖然h某種程度深的一方聚焦環的消耗允許範圍A變大， 但是卻具有在2.5 3.0mm左右就要飽和的傾向。此外，1長的一方具有聚焦環的消耗允許範圍A變大的傾向，優選的是 至少要為大於等於等離子體層的厚度同一程度(3mm)，更為優選的是要作成 為大於等於等離子體層的厚度的2倍左右(6mm)。如上所述，由於作成為具有傾斜部分和平坦部分的形狀的聚焦環，故可 以增大聚焦環的消耗允許範圍A。藉助於此，與現有技術比，就可以使聚焦 環的交換周期長期化，就可以實現運行成本的降低和裝置工作率的提高。此 夕卜，從聚焦環的壽命的長期化的觀點看，作為其材質，優選的是使用CVD-SiC , 特別是由於可以製造具有與Si的電阻率(1 30Q)同等的電阻率的CVD-SiC , 故優選的是使用具有這樣的電阻率的CVD-SiC。倘使用這樣的CVD-SiC構 成聚焦環，則可以得到與使用Si的情況下同樣的電學特性，而且，與使用 Si的情況下比較還可以變成為2~3倍的壽命。然而，在上述構成的聚焦環8中，對於聚焦環8的部分的阻抗存在著一 個最佳範圍，優選的是要把阻抗的值調整為該最佳範圍內。此外，在聚焦環 8中，通過選擇由介電物質構成的下側構件9的材質，並使其介電係數變化， 或者，改變其厚度，就可以對阻抗進行調節。就是說，阻抗Z通過改變採用 把下側構件9夾在中間的辦法形成的電容器C的值，就可以進行調整。因此， 例如，就如圖10所示的聚焦環8那樣，通過使用使厚度d變薄的下側構件9， 在其下邊設置導電性構件30，就可以使電容器C變化，把阻抗Z調節成所 希望的值。此外，通過像這樣地使導電性構件30存在於下側構件9與載置臺 2之間，就可以改善下側構件9與載置臺2之間的熱傳導性，就可以把下側 構件9控制為規定溫度，防止因過熱而給工藝造成壞影響。在該情況下，作 為導電性構件30，優選的是選擇熱傳導性良好的材質，例如選擇矽或矽橡膠 等的材質。在這裡，在半導體晶片W的下側部分上，實際上也設置有用來構成的靜 電吸盤的絕緣性構件等(厚度例如為0.6mm)，由於該絕緣性構件的影響，產 生了與上述同樣的阻抗。若設該半導體晶片W的部分的阻抗為ZO，則當把
阻抗Z的值調整為(Z/ Z0)=60左右時，設下側構件9的上表面(或下表面)的面積為S，厚度為d,比介 電係數為e，真空的介電係數為e0，由於Z將變成為 Z= e 0 e (S/d)故在下側構件9的材質為石英且內徑約為300mm、外徑約為360mm的 情況下，優選的是把其厚度作成為5 10mm左右，作成為7 9mm則更為 優選。其次，對另外的實施方式進行說明。圖ll模式性地示出了本實施方式的 聚焦環的剖面構成。如上所述，載置半導體晶片W的載置臺2，由絕緣板3 進行支持，在載置臺2上連接有高頻電源7。再有，在載置臺2的上側周緣部上，設置有聚焦環50。該聚焦環50，由 介電物質(例如，石英、氧化鋁等的陶瓷、VESPEL (註冊商標)等的樹脂等) 構成的環狀的下側構件51，和配置在該下側構件51的上部、由導電性材料(例 如矽、碳、SiC等)構成的環狀的上側構件52構成，並載置為使得把作為被 處理基板的半導體晶片W的周圍圍住。上述上側構件52，例如，由鋁等的導電性材料構成，通過陶瓷的溶射膜 (例如，A1/A1203、 Y203等的FCC(精細陶瓷塗膜))等的絕緣層(絕緣膜)，利用 形成了塗層的高頻接地用構件53，對於高頻電力連接到接地電位上。該絕緣 層是為了保護高頻接地用構件53免受等離子體影響，防止直流電流流動而形 成的。就是說，絕緣層具有不使直流電流通過的充分的厚度，直流電流受阻 而不在絕緣層中傳播。另一方面，可以作為表面波在固體表面上傳播的高頻 (RF)則可以在高頻接地用構件53的表面層上傳播，該高頻接地用構件53就 起著高頻的接地路徑的作用。此外，在高頻接地用構件53與大地之間，為了 阻止高頻的返回，也可以根據為了產生等離子體而施加的高頻電力的頻率， 設置高通濾波器、低通濾波器等的頻率切除濾波器，頻率衰減濾波器等。此 外，在高頻接地用構件53與大地之間，還可以設置開關裝置，以與工藝處方 相連動地在規定的定時處對使高頻落地/不落地進行控制。在該高頻接地用構 件53與載置臺2之間和上側構件52的外周一側(高頻接地用構件53的上側)
上，配置有被形成為環狀的由介電物質(例如，石英、氧化鋁等的陶瓷、VESPEL (註冊商標)等的樹脂等)構成的絕緣構件54、 55。其中，絕緣構件54是用來 使直流電壓成分不會從載置臺2向外側洩漏的構件。此外，絕緣構件55，具 有使等離子體不會向外周方向過分擴展的作用，把電場限制為使得不會因等 離子體過分擴展而從排氣閥門(未畫出來)向排氣一側洩漏。以縱軸為電壓，橫軸為時間周期的圖12的曲線圖，示出了半導體晶片 W與聚焦環50以及等離子體的電位(電壓)的時間性的變換的情景。就如在同 圖中用曲線A所示的那樣，半導體晶片W的電位，與從高頻電源7施加的 高頻的頻率(例如，2MHz)相對應地變化。另一方面，聚焦環50的上側構件52，由於對於高頻電力已變成為接地 電位，故其電位就如用直線B所示的那樣變成恆定。為此，高頻的周期不論 是在正側時還是在負側時，就如在圖中用箭頭所示的那樣，可以把半導體晶 片W與上側構件52之間的電位差變大。另外，在同圖中，曲線C示出了等離子體電位的變化，曲線D則示出了 圖2所示的聚焦環8的上側構件10的電位的變化。就如曲線D所示的那樣， 在圖2所示的聚焦環8的情況下，在高頻的周期變成為正側時，半導體晶片 W與上側構件10之間的電位差就將減小。可以通過如上所述使上側構件52 對於高頻電力變成為接地電位，抑制這樣的高頻的振動所伴隨的電位差的變 動。以縱軸為聚合物厚度，橫軸為坡口(bevel)電位的圖13(A)的曲線圖，示出 了圖13(B)所示的半導體晶片的坡口部分的0， 30， 45， 90度的位置上的聚 合物的附著量的測定結果。在圖13(A)中，實線E示出的是使用圖15所示的 現有的聚焦環101的情況，實線F示出的是使用圖2所示的聚焦環8的情況， 實線G示出的是使用圖11所示的聚焦環50的情況。就如該曲線圖所示，在 使用聚焦環50的情況下，可以提高半導體晶片W與聚焦環之間的電場強度， 藉助於此，由於可以防止等離子體的迴繞，可以減少其間的自由基的量，故 可以減少晶片坡口部分上的聚合物的澱積的量。另外，在上述的實施方式中，雖然說明的是通過高頻接地用構件53把上 側構件52對於高頻電力連接到接地電位上的情況，但是，也可以不使用這樣
的構造的高頻接地用構件53，而用別的方法把上側構件52對於高頻電力連接到接地電位上。圖14(a)模式性地示出了另外的實施方式的聚焦環60的剖面構成。如上 所述，配置半導體晶片W的載置臺2，由絕緣板30進行支持，在載置臺2 上連接有高頻電源7。此外，在載置臺2的上側周緣部分上，還設置有聚焦環60。該聚焦環60， 由介電物質(例如，石英、氧化鋁等的陶瓷、VESPEL(註冊商標)等的樹脂等) 構成的環狀的下側構件61，和配置在該下側構件61的上部、由導電性材料(例 如矽、碳、SiC等)構成的環狀的上側構件62構成，並載置為使被處理基板 的半導體晶片W的周圍圍住。上述上側構件62，例如，由鋁等的導電性材料構成，通過陶瓷的溶射膜 (例如，A1/A1203、 Y203等的FCC(精細陶瓷塗膜))等的絕緣層(絕緣膜)，通過 形成了塗層的高頻接地用構件63，對於高頻電力連接到接地電位上。該絕緣 層是為了保護高頻接地用構件63免受等離子體影響，防止直流電流流動而形 成的。就是說，絕緣層具有不使直流電流通過的充分的厚度，直流電流受阻 擾而不在絕緣層中傳播。另一方面，可以作為表面波在固體表面上傳播的高 頻(RF)，則可以在高頻接地用構件63的表面層上傳播，該高頻接地用構件 63就起著高頻的接地路徑的作用。此外，在高頻接地用構件63與載置臺2 之間以及在上側構件62的外周一側(高頻接地用構件63的上側)上，配置有 被形成為環狀的由介電物質(例如，石英、氧化鋁等的陶瓷、VESPEL (註冊 商標)等的樹脂等)構成的絕緣構件64、 65。其中，絕緣構件64是用來使直流 電壓成分不會從載置臺2向外側洩漏的構件。此外，絕緣構件65，具有使等 離子體不會向外周方向過分擴展的作用，把電場限制為使得不會因等離子體 過分擴展而從排氣閥門(未畫出來)向排氣一側洩漏。此外，在本實施方式中，在下側構件61與上側構件62之間，設置有規 定間隔D，該規定間隔D被作成大體上為0.5mm。此外，空出該間隔D、把 下側構件61與上側構件62相向的部位的徑向的長度L設為5 10mm。此外， 上側構件62的下端，被構成為比半導體晶片W的上表面高1.5 2.5mm(圖 中的H)的位置，之所以作成為這樣的構成，是因為以下的理由。 就是說，為了減少上述那樣的半導體晶片的坡口部分(圖13的90度、45 度、30度的地方)以及半導體晶片端部背面(圖13(B)的0度的地方)的聚合物 的附著量，在等離子體處理中，使下側構件61的溫度保持為比較低的溫度， 例如優選的是保持為低於IOO'C的溫度，更為優選的是作成為70'C以下的溫 度。另一方面，上側構件62,在等離子體處理中，優選的是要保持為比較高 的溫度，例如，保持大於等於25(TC。其理由在於，通過使上側構件62的溫 度大於等於25(TC，就可以促進氟自由基與Si之間的結合，以減少氟自由基 的量，藉助於此，可以抑制光刻膠或SiN等的化學反應性強的蝕刻應用中的 蝕刻速率在半導體晶片的周緣部分處上升的現象。如上所述，為了把下側構 件61的溫度和上側構件62的溫度維持為不同的溫度，故要在下側構件61 與上側構件62之間設置規定間隔D。此外，為了使上側構件62的溫度上升， 就需要如在圖中用箭頭所示的那樣，提高從載置臺2通過下側構件61、上側 構件62和高頻接地用構件63這樣的一條路徑流動的高頻(頻率例如為2MHz) 施加電壓，並藉助於焦耳熱加熱上側構件62。為此，就需要降低上述路徑的 阻抗。為了滿足這樣的條件，間隔D優選的是作成為大體上0.5mm左右。艮P，之所以說為了滿足這樣的條件間隔D優選為0.5mm左右，是因為 有這樣的觀點在施加2MHz的高頻電力時，為了把上側構件62加熱到規 定溫度即加熱到大於等於25(TC，對於等離子體阻抗Zp來說，至少需要3 IO倍的阻抗。於是，由於高頻是交流的，故負載效應不僅僅是對於電阻，對 於靜電電容(電容器)或電感器(線圈)，也必須考慮，此外，如果作為把它們綜 合起來的阻抗(對於交流的電流對抗成分)考慮，則可以說明如下。設上側構 件62與高頻接地用構件63之間的接合部分的阻抗為Zl，設間隔D為阻抗 Z2， Z2為至少具有Z1的IO倍的阻抗的高電阻，從控制性的效率的觀點看 是優選的，故若設Z2》Z1,Z2^10XZ1則如圖14(b)所示，進行控制使該式Zl+Z2>Zp成立，則可以根據阻抗[Q]: Z=eOS/D
(￡0=真空的介電係數，S-面積[m2]，D-間隔[m])來求。下側構件61的表面積，由於在200mm晶片和300mm晶片的情況下， 各不相同，故倘在上述式內導入所希望下側構件61的表面積，則可以直接決 定間隔D。即，並不限於半導體晶片，即便是在要對面積更大的LCD基板等 進行等離子體處理的基板處理裝置的下側構件中也可以應用。藉助於此，由 於上側構件62與下側構件61是非接觸的，故在可以得到不傳熱的構成的同 時，還可以根據靜電感應原理把作為從高頻電源7發生的表面波的高頻通過 電容(間隔D)傳達給上側構件62。此外，如果把隔熱構件夾在間隔D的部位 內，則雖然該部位的介電係數將受到隔熱構件的材料的介電係數的限制，但 是，如果像本申請那樣構成真空電容器，由於可通過控制處理室內的真空度， 可變控制介電係數e ，故即便是在控制性這一點上也是優秀的。另外，為了減少熱傳導，防止熱逃逸，也可以在上側構件62與高頻接地 用構件63之間設置間隔。此外，如果可以把下側構件61和上側構件62控制 為上述的溫度，則也可以採用其它的構成。此外，為了控制半導體晶片的周緣部分的電場，並如上所述地大體上垂 直地進行蝕刻，如上所述，上側構件62的下端構成為使得比半導體晶片W 的上表面高1.5到2.5mm(圖中的H)的位置。根據上述構成的本實施方式，則在可以減少晶片的坡口部分處的聚合物 的澱積的量的同時，還可以抑制光刻膠的蝕刻速率在半導體晶片的周緣部分 處上升的現象，而且，即便是在半導體晶片的周緣部分處，也可以進行大體 上垂直地進行蝕刻，可以提高處理的面內均勻性。工業上利用的可能性本發明的聚焦環和等離子體處理裝置，可以在半導體器件的製造工業中 利用。因此，具有在工業上的利用可能性。
權利要求
1.一種環狀的聚焦環，被配置在下部電極上且將所述被處理基板的周圍圍住，下部電極載置用來收容被處理基板以實施規定的等離子體處理的處理室內的所述被處理基板，其特徵在於，具備由介電物質構成的的下側構件，和配置在該下側構件的上部、由導電性材料構成上側構件，所述上側構件相對於高頻電力連接到接地電位上，其構成為所述上側構件，相對於高頻電力，通過由把絕緣層被覆在表面上的導電性構件構成的高頻接地用構件，連接到接地電位上，所述高頻接地用構件，通過所述絕緣層防止直流電流流動。
2. 根據權利要求1所述的聚焦環，其特徵在於在所述下部電極與所述 高頻接地用構件之間配置有絕緣性構件。
3. 根據權利要求1或2所述的聚焦環，其特徵在於在所述上側構件的 外周一側，配置有環狀的絕緣性構件。
4. 根據權利要求1或2中的任一項所述的聚焦環，其特徵在於 在所述上側構件與所述下側構件之間設置規定間隔。
5. 根據權利要求4所述的聚焦環，其特徵在於所述上側構件與所述下側構件之間的規定間隔作成為大體上是0.5mm。
6. 根據權利要求5所述的聚焦環，其特徵在於所述上側構件與所述下 側構件設置規定間隔，使相向的部位的徑向方向的長度作成為5 10mm。
7. 根據權利要求1或2所述的聚焦環，其特徵在於把所述上側構件配 置為使得所述上側構件的下端，比所述被處理基板的上表面高1.5 2.5mm。
8. 根據權利要求1或2所述的聚焦環，其特徵在於其構成為使得所述上側構件的溫度在等離子體處理中變成為大於等於250。C。
9. 根據權利要求1或2所述的聚焦環，其特徵在於其構成為使得所述下側構件的溫度在等離子體處理中變成為小於等於IO(TC。
10. —種等離子體處理裝置，其特徵在於，具備 用來收容被處理基板以實施規定的等離子體處理的處理室； 設置在所述處理室內，載置所述被處理基板的下部電極； 為配置在所述下部電極上且將所述被處理基板的周圍圍住的環狀構件的、由介電物質構成的下側構件；為配置在所述下側構件的上部由導電性材料構成的環狀的構件的、相對 於所述高頻電力連接到接地電位上的上側構件。
11. 一種等離子體處理裝置，在可減壓的處理室內相向地配置上部電極 和下部電極，藉助於高頻電力的供給在所述上部電極與下部電極之間產生等 離子體，對所述下部電極上的被處理基板進行等離子體處理，其特徵在於配置在所述下部電極上的被處理基板的周圍的聚焦環具有 由介電物質構成的下側構件，和配置在該下側構件的上的由導電性材料 構成的上側構件，所述下側構件被配置為設置不與所述被處理基板背面和所述下部電極產 生異常放電的規定間隔，所述上側構件的構成為使得與所述被處理基板之間產生電場那樣地靠近 並把該被處理基板圍住，而且，把從所述下部電極供給來的高頻與所述上側構件耦合。
12.根據權利要求ll所述的等離子體處理裝置，其特徵在於所述下側 構件被配置為從所述被處理基板的端面更往內側方向進入，並隱藏在被處理 基板中。
13. 根據權利要求10所述的聚焦環，其特徵在於其構成為所述上側構件，相對於高頻電力，通過由把絕緣層被覆在表 面上的導電性構件構成的高頻接地用構件，連接到接地電位上， 所述高頻接地用構件，通過所述絕緣層防止直流電流流動。
14. 根據權利要求10或13所述的聚焦環，其特徵在於在所述下部電 極與所述高頻接地用構件之間配置有絕緣性構件。
15. 根據權利要求10或13所述的聚焦環，其特徵在於在所述上側構 件的外周一側，配置有環狀的絕緣性構件。
16. 根據權利要求IO或13所述的聚焦環，其特徵在於 在所述上側構件與所述下側構件之間設置規定間隔。
17. 根據權利要求16所述的聚焦環，其特徵在於所述上側構件與所述下側構件之間的規定間隔作成為大體上是0.5mm。
18. 根據權利要求17所述的聚焦環，其特徵在於所述上側構件與所述 下側構件設置規定間隔，使相向的部位的徑向方向的長度作成為5 10mm。
19. 根據權利要求10或13所述的聚焦環，其特徵在於把所述上側構 件配置為使得所述上側構件的下端，比所述被處理基板的上表面高1.5 2.5mm。
20. 根據權利要求10或13所述的聚焦環，其特徵在於其構成為使得 所述上側構件的溫度在等離子體處理中變成為大於等於25(TC。
21. 根據權利要求10或13所述的聚焦環，其特徵在於其構成為使得 所述下側構件的溫度在等離子體處理中變成為小於等於IO(TC。
全文摘要
提供一種聚焦環和等離子體處理裝置，在可以提高處理的面內均勻性的同時，與現有技術比較，還可以減小澱積對半導體晶片的周緣部分背面一側的發生。在真空室(1)內，設置有載置半導體晶片W的載置臺(2)，以把載置到該載置臺(2)上的半導體晶片W的周圍圍住的方式設置聚焦環(8)。聚焦環(8)由由介電物質構成的環狀的下側構件(9)、和配置在該下側構件(9)的上部，由導電性材料構成的環狀的上側構件(10)構成，上側構件(10)的上表面的外周一側被作成為比半導體晶片W的被處理面還高的平坦部分(10a)，該平坦部分(10a)內周部分被作成為使得外周一側變成為比內周一側還高那樣地進行傾斜的傾斜部分(10b)。
文檔編號H01L21/00GK101162689SQ20071019460
公開日2008年4月16日 申請日期2004年9月6日 優先權日2003年9月5日
發明者三輪智典, 岡山信幸, 大藪淳, 宮川正章, 廣瀨潤, 林大輔, 水上俊介, 清水涉, 田中秀朗, 若木俊克, 輿石公 申請人:東京毅力科創株式會社