等離子體處理裝置、聚焦環和基座的製作方法
2023-07-15 16:52:51
專利名稱：等離子體處理裝置、聚焦環和基座的製作方法
技術領域：
本發明涉及等離子體處理裝置、聚焦環和基座。
背景技術：
廣為人知的等離子體處理裝置的示例包括CVD裝置、蝕刻裝置、灰化裝置等等。這樣一種等離子體處理裝置具有一個等離子體處理腔，其中安裝有一個基座，在基座上安裝有晶片W，即被處理的對象。如圖16所示，該基座由盤形靜電卡盤51組成，在卡盤51之上安裝有晶片W，聚焦環52是由僅僅是導電材料或僅僅是介電材料製成，並且設置於靜電卡盤51的上表面的外周邊緣上。
當在晶片W上執行等離子體的處理時，晶片W安裝於靜電卡盤51之上，然後在保持處理腔在一預定的真空度，狀態是處理腔充滿了處理氣體時(例如，處理氣體由C4F8、O2和Ar組成)，晶片W通過靜電引力被固定在靜電卡盤51上，高頻電能可施加於靜電卡盤51，因而從處理腔的處理氣體可產生等離子體。通過靜電卡盤51之上的聚焦環52，等離子體被聚焦於晶片W，因此，預定的等離子體處理(如幹蝕刻(反應離子蝕刻RIE)處理)在晶片W之上得到執行。這時，晶片W的溫度由於進行幹蝕刻處理的過程而增加，但晶片W的冷卻是通過內置於靜電卡盤51的冷卻機構來完成的。在進行冷卻時，背面的氣體，如氦氣，具有優良的導熱能力，使其從靜電卡盤51的上表面流向晶片W的背面，這樣來改善靜電卡盤51與晶片W之間的導熱能力，因而，晶片W被有效地冷卻。
另一方面，在靜電卡盤51的外周邊緣的上表面與聚焦環52的背面之間存在幾微米寬度的縫隙，這是由於表面粗糙度所導致的聚焦環52的背面的波動所造成的。當降低壓力使處理腔處於真空狀態時，這一縫隙也呈真空狀態，並因此形成一個真空絕熱層；靜電卡盤51與聚焦環52之間的導熱能力降低，因而，聚焦環52連同晶片W不能有效地冷卻，結果，聚焦環52的溫度與晶片W相比，進一步上升。由於聚焦環52溫度的上升，晶片W的外周部分比其內部溫度變得更高，因而，外周部分的蝕刻性能就減弱了，也就是說，空穴滲透特徵(與晶片W的表面有關的蝕刻所形成的空穴的垂直度)惡化，蝕刻選擇性降低，等等。
尤其是，近年來，晶片W的直徑的增長和超細處理方面有較快的發展，因此造成大量的器件是由單一的晶片W生產的。因而在這種情況下，也有器件也由晶片W的外周部分生產的情況。因此有必要防止聚焦環52的溫度升高，防止晶片W的外周部分的蝕刻特徵惡化。
為防止聚焦環52溫度升高，有必要提高聚焦環與靜電卡盤之間的導熱性能；作為其導熱性能得到提高的基座，如圖17所示，已知的一個基座66包括，靜電卡盤62，具有內部的冷卻劑通道61；聚焦環63，設置於安裝在靜電卡盤62的表面之上的晶片W的外周邊緣；在靜電卡盤62與聚焦環63之間插入的導熱介質64；以及一個固定夾具65，它把聚焦環63擠壓和固定在靜電卡盤62上(參見日本特開(公開)第2002-16126號公報(圖1))。
根據基座66，從固定夾具65通過聚焦環63嚮導熱介質64加載一個負荷而導致導熱介質64變形，因而填充了靜電卡盤62與聚焦環63之間的縫隙，因此增加了靜電卡盤62與聚焦環63之間的密切接觸程度，這樣，靜電卡盤62與聚焦環63之間的導熱能力得到改進。
進而，作為如圖18所示的防止聚焦環的溫度升高蝕刻裝置，已知的蝕刻裝置75包括反應腔71內的靜電卡盤72；設置於靜電卡盤72上表面部分的外周的聚焦環73；以及冷卻機構(一個冷卻單元)74，沿聚焦環73的下表面設置，其中，冷卻單元74具有一個襯底74a，它是由具有良好導熱性能的材料製成並與聚焦環73的下表面緊密接觸，和冷卻劑管道74b，它位於襯底74a內，通過該冷卻劑管道74b，冷卻劑得以循環(參見日本特開平(公開)11-330047號公報(圖1))。
而且，作為另一個蝕刻裝置，已知的裝置中，將如氦(He)這樣具有良好的導熱性能的背面氣體，從靜電卡盤的上表面流向聚焦環的背面，這樣通過靜電卡盤與聚焦環之間存在的真空縫隙使背面氣體擴散，因此以該背面氣體充滿這一真空縫隙，因而提高靜電卡盤與聚焦環之間的導熱性能。
進一步，為提高靜電卡盤與聚焦環之間的導熱性能，還可以提高聚焦環與靜電卡盤之間的密切接觸程度。為了這一目的，已知的蝕刻裝置具有以面向聚焦環的方式內置於靜電卡盤的電極。根據這個裝置，電極帶有電壓，通過靜電引力，電極吸引聚焦環靠近靜電卡盤，這樣提高聚焦環與靜電卡盤之間密切接觸的程度。
然而，如上所述的基座66，除傳統的基座的組成部分外，導熱介質64和固定夾具65是必須的，因此初始成本增加了。進而，固定夾具65暴露於等離子體系統，因而隨著重複完成等離子體處理，固定夾具65也被消耗，導致定期的維護成為必須。因而也存在維護費用增加的問題。
進一步說，內置於靜電卡盤62的冷卻劑通道61收集不僅是來自於聚焦環63的熱量，也收集來自於固定夾具65的熱量，因此，存在著一個問題，即聚焦環63的冷卻效果不能如所希望的得到那麼多的改進。
更進一步，對如上所述的蝕刻裝置75，冷卻單元74是必須的，因此初始成本增加了；進而，如果冷卻單元74暴露於等離子體環境，則冷卻單元74將隨著重複執行等離子體處理而逐漸消耗，導致定期的維護成為必然，因此也存在著維護成本增加的問題。
進而，在其它蝕刻裝置中，靜電卡盤與聚焦環之間的真空縫隙只有很小的厚度，因此也使背面氣體通過真空縫隙進行有效擴散變得不太可能，結果靜電卡盤與聚焦環之間的導熱性能不能得到有效的提高。這樣，存在聚焦環的冷卻效果不能如所希望的得到那麼多的改進的問題。
進一步說，等離子體處理一般包括多個步驟，用於產生等離子體的高頻電能的數量值可能隨著每個步驟而變化，因此，聚焦環的溫度也可能變化。但是，背面氣體的壓力以及施加在內置於靜電卡盤的電極的電壓並不隨著步驟的改變而變化，而在整個等離子體處理中更是一個常量，因而，聚焦環與靜電卡盤之間的導熱性能並不發生變化。這樣就產生一個問題，即高頻電能數量值變化所引起的聚焦環溫度的變化不能被抑制，因而聚焦環的冷卻效果不能得到提高。
發明內容
本發明的目的是，提供等離子體的處理裝置、聚焦環和基座，以促使聚焦環的冷卻效果得到極大的提高，同時防止費用的增加。
為達到以上目的，本發明的第一方面，提供等離子體處理裝置，它包括，一個基座，具有一個靜電卡盤，在其上載置一個要進行等離子體處理的被處理體，和一個聚焦環，其具有一個與所述靜電卡盤接觸的接觸部分；其中，所述聚焦環具有一個形成所述接觸部分的介電材料部分，和一個與所述靜電卡盤面對並有所述介電材料部分存在於其間的導體材料部分。
根據本發明的第一方面，聚焦環具有介電材料部分，該部分形成與靜電卡盤相接觸的接觸部分，以及與所述靜電卡盤面對並有所述介電材料部分存在於其間的導體材料部分。結果，當對被處理體進行等離子體處理時，在靜電卡盤與聚焦環之間產生靜電引力的電荷數量可以是非常大的，因而，可增加靜電卡盤與聚焦環之間的靜電引力，也增加了靜電卡盤與聚焦環之間的密切接觸程度，因而可提高靜電卡盤與聚焦環之間的導熱性能。聚焦環的冷卻效率因此得到極大的改進，同時防止基座費用的增加。
優選的是，介電材料部分在聚焦環的徑向具有一個固定厚度。
根據這個優選方式，介電材料部分在聚焦環的徑向具有一個固定厚度。因此，可以使靜電卡盤與導體材料部分之間的靜電引力是不變的，從而，可以使靜電卡盤與聚焦環之間的密切接觸程度均勻一致。這樣，聚焦環可得到均勻冷卻，因此，可以阻止蝕刻特性的局部退化的發生。
優選的是，介電材料部分由構成導體材料部分的材料的氧化物組成。
根據這個優選方式，介電材料部分由構成導體材料部分的材料的氧化物組成。因此，介電材料部分可通過氧化導體材料部分而形成。因此，聚焦環很容易形成，此外，能夠容易阻止介電材料部分與導體材料部分之間出現縫隙。
優選的是，構成導體材料部分的材料是矽。
根據這個優選方式，構成導體材料部分的材料是矽。因此，該材料容易獲得，從而可進一步阻止基座費用的增加。
優選的是，構成介電材料部分的材料是矽的二氧化物。
根據這個優選方式，構成介電材料部分的材料是矽的二氧化物。因此，介電材料部分容易被形成，從而能可靠地阻止基座費用的增加。
為了達到上述目的，本發明的第二方面，提供一種聚焦環，具有一個與靜電卡盤接觸的接觸部分，在靜電卡盤上載置載置一個要進行等離子體處理的被處理體，該聚焦環包括一個形成接觸部分的介電材料部分；和一個與靜電卡盤面對並有介電材料部分存在於其間的導體材料部分。
根據本發明的第二方面，該聚焦環包括一個形成接觸部分的介電材料部分；和一個與靜電卡盤面對並有介電材料部分存在於其間的導體材料部分。結果，當對被處理體進行等離子體處理時，在靜電卡盤與聚焦環之間產生靜電引力的電荷數量可以是非常大的，因而，可增加靜電卡盤與聚焦環之間的靜電引力，也增加了靜電卡盤與聚焦環之間的密切接觸程度，因而可提高靜電卡盤與聚焦環之間的導熱性能。聚焦環的冷卻效率因此得到極大的改進，同時防止基座費用的增加。
為了達到上述目的，本發明的第三方面，提供一種基座，包括一個靜電卡盤，在其上載置一個要進行等離子體處理的被處理體；和一個聚焦環，其具有一個與所述靜電卡盤接觸的接觸部分，其中，聚焦環具有一個形成接觸部分的介電材料部分，和一個與靜電卡盤面對並有介電材料部分存在於其間的導體材料部分。
根據本發明的第三方面，聚焦環具有一個形成接觸部分的介電材料部分，和一個與靜電卡盤面對並有介電材料部分存在於其間的導體材料部分。結果，當對被處理體進行等離子體處理時，在靜電卡盤與聚焦環之間產生靜電引力的電荷數量可以是非常大的，因而，可增加靜電卡盤與聚焦環之間的靜電引力，也增加了靜電卡盤與聚焦環之間的密切接觸程度，因而可提高靜電卡盤與聚焦環之間的導熱性能。聚焦環的冷卻效率因此得到極大的改進，同時防止基座費用的增加。
為了達到上述目的，本發明的第四方面，提供一種等離子體處理裝置，包括一個基座，具有一個靜電卡盤，在其上載置一個要進行等離子體處理的被處理體，和一個聚焦環，其具有一個在被處理體外周與靜電卡盤接觸的接觸部分；和設置於接觸表面的熱交換機構，用於執行與聚焦環的熱交換。
根據本發明的第四方面，等離子體處理裝置在靜電卡盤與聚焦環之間的接觸表面具有熱交換機構。結果，在靜電卡盤與聚焦環之間不要求冷卻單元，而且，可極大提高靜電卡盤與聚焦環之間的導熱能力，由此可大大提高聚焦環的冷卻效率，同時阻止費用的增加。
優選的是，熱交換機構包括一個凹槽，設置於接觸表面並填充有導熱介質。
根據這個優選方式，熱交換機構包括一個凹槽，設置於所述接觸表面並填充有導熱介質。結果，可使導熱介質在靜電卡盤與聚焦環之間容易地擴散，因此，聚焦環的冷卻效率可得到大大地提高。
更為優選的是，導熱介質是高登(Galden)液體。
根據這個優選方式，導熱介質是高登液體。結果，可容易獲得導熱介質，因此，易阻止費用的增加。
更為優選的是，凹槽在聚焦環中形成。
根據這個優選方式，凹槽在聚焦環中形成。結果，可增加聚焦環與導熱介質之間的接觸範圍，而且可適當地減小聚焦環的硬度，由此可使聚焦環變形，以適合靜電卡盤的形狀，從而可提高靜電卡盤與聚焦環之間的密切接觸程度。因此，聚焦環的冷卻效率可得到極大地提高。
可選擇的是，凹槽在靜電卡盤中形成。
根據這個優選方式，凹槽也可在靜電卡盤中形成。因此，沒有必要在聚焦環中形成凹槽，由此可降低聚焦環的初始成本，從而可阻止費用的增加。
更為優選的是，凹槽的深度不小於0.1mm。
根據這個優選方式，凹槽的深度不小於0.1mm。結果，可使傳導性變大(可減小導熱介質的流阻)，因此，導熱介質可快速地填充到凹槽中，由此聚焦環的冷卻效率可得到顯著地提高。
更為優選的是，使凹槽角部鈍化。
根據這個優選方式，使凹槽角部鈍化。結果，可阻止凹槽中出現縫隙，因此可提高聚焦環的耐用性，由此可阻止維護費用的增加。
更為優選的是，凹槽包括至少一個具有與聚焦環同心的環形的凹槽。
根據這個優選方式，凹槽包括至少一個具有與聚焦環同心的環形的凹槽。結果，可使導熱介質在聚焦環與靜電卡盤之間的接觸表面上均勻擴散，因此，可均勻冷卻聚焦環。
優選的是，熱交換機構包括用於冷卻所述聚焦環的冷卻機構。
根據這個優選方式，聚焦環被冷卻。結果，蝕刻處理過程中產生的沉澱物將附著於聚焦環上，從而阻止沉澱物附著於被處理體上。由於這種沉澱物與被處理體分離，因此，當移開被處理體時，可阻止出現顆粒汙染物。
有利地是，熱交換機構包括一個供應通道，它給所述接觸表面供應導熱氣體，等離子體處理裝置進一步包括一個控制器，它控制從所述熱交換機構供應的導熱氣體的壓力，並且其中等離子體處理包括多個步驟，所述控制器根據每個步驟來改變所供應的導熱氣體的壓力。
根據這個優選方式，控制器根據等離子體處理的每個步驟，有利地改變所提供的導熱氣體的壓力。因此，即使用於等離子體生成的高頻電壓在每個步驟發生變化，聚焦環與靜電卡盤之間的導熱能力仍可隨著高頻電壓的變化而變化，因此可穩定地執行聚焦環的冷卻。因此，可阻止出現被處理體的蝕刻特性的局部惡化。
有利地是，等離子體處理裝置進一步包括一個以面對聚焦環的方式內置於靜電卡盤的電極，和一個控制器，控制施加給電極的電壓，其中，電極通過靜電引力把聚焦環吸引到靜電卡盤，等離子體處理包括多個步驟，控制器根據每個步驟來改變施加給電極的電壓。
根據這個優選方式，控制器根據等離子體處理的每個步驟有利地改變施加於內置於靜電卡盤中的電極的電壓。因此，即使等離子體生成的高頻電壓在每個步驟發生變化，聚焦環與靜電卡盤之間的導熱能力仍可隨著高頻電壓的變化而變化，因此可穩定地執行聚焦環的冷卻。因此，可阻止出現被處理體的蝕刻特性的局部惡化。
更為優選的是，熱交換機構把聚焦環的溫度降低到低於靜電卡盤的溫度至少20℃。
根據這個優選方式，熱交換機構把聚焦環的溫度降低到低於靜電卡盤的溫度至少20℃。因此，沉澱物能可靠地附著於聚焦環上。
更為優選的是，熱交換機構把聚焦環的溫度降低到不超過0℃。
根據這個優選方式，聚焦環的溫度被降低到不超過0℃。因此，可使沉澱物更可靠地附著於聚焦環上。
有利地是，熱交換機構包括用於加熱聚焦環的加熱機構。
根據這個優選方式，聚焦環被有利地加熱。結果，可移除附著的沉澱物。因此，可加長聚焦環的更換周期，從而降低維護費用。
可選擇的是，聚焦環進一步包括用於加熱聚焦環的第二加熱機構。
根據這個優選方式，聚焦環還可包括用於加熱聚焦環的第二加熱機構。結果，可簡化熱交換機構的結構，因此降低裝置的初始成本。
可選擇的是，聚焦環被暴露於淨化氣體中。
根據這個優選方式，聚焦環可暴露於淨化氣體中。這樣，容易移除附著的沉澱物。
另外，聚焦環被暴露於等離子體中。
根據這個優選方式，聚焦環可暴露於等離子體中。這樣，在等離子體處理過程中，可移除附著於聚焦環的沉澱物。因此，在不降低等離子體處理的效率的情況下，可移除沉澱物。
可選擇的是，熱交換機構包括一個帕耳帖效應(Peltier)器件。
根據這個優選方式，熱交換機構可包括一個帕耳帖效應(Peltier)器件。這樣，不需要導熱介質。因此，可簡化熱交換機構的結構，從而降低裝置的初始成本。
為了達到上述目的，本發明的第五方面，提供一種聚焦環，在被處理體周圍具有一個與靜電卡盤接觸的接觸部分，在靜電卡盤上載置一個要進行等離子體處理的被處理體，該聚焦環包括設置於接觸表面的熱交換機構，用於執行與聚焦環的熱交換。
根據本發明的第五方面，該聚焦環在靜電卡盤與聚焦環之間的接觸表面具有熱交換機構。結果，在靜電卡盤與聚焦環之間不要求冷卻單元，而且，可極大提高靜電卡盤與聚焦環之間的導熱能力，由此可大大提高聚焦環的冷卻效率，同時阻止費用的增加。
為了達到上述目的，本發明的第六方面，提供一種基座，包括一個靜電卡盤，在其上載置一個要進行等離子體處理的被處理體；一個聚焦環，其具有一個在被處理體外周與所述靜電卡盤接觸的接觸部分；和設置於所述接觸表面的熱交換機構，用於執行與所述聚焦環的熱交換。
根據本發明的第六方面，基座在靜電卡盤與聚焦環之間的接觸表面具有熱交換機構。結果，在靜電卡盤與聚焦環之間不要求冷卻單元，而且，可極大提高靜電卡盤與聚焦環之間的導熱能力，由此可大大提高聚焦環的冷卻效率，同時阻止費用的增加。
結合附圖及其下面的
，本發明的上述和其它目的、特點和優勢將更是顯而易見的。
圖1是一個示意本發明的第一實施例中使用一個基座的等離子體處理裝置的構造的截面圖。
圖2是一個根據第一實施例，示意基座構造的截面圖。
圖3是一個根據第一實施例的變體，示意基座構造的截面圖。
圖4是一個根據第一實施例的另一個變體，示意基座構造的截面圖。
圖5是一個根據本發明的第二實施例，示意基座構造的截面圖。
圖6是一個根據本發明的第三實施例，示意基座構造的截面圖。
圖7A和7B是示意圖6中出現的導熱氣體輸入凹槽的構造的截面圖。
圖7A是示意從接觸表面的視角所觀察的聚焦環的視圖。
圖7B是沿著圖7A中的線III-III所獲得的截面圖。
圖8A和8B是示意在連續幹蝕刻處理中He壓力和F/R卡盤電壓的變化的序列圖。
圖9是一個根據本發明的第四實施例，示意基座構造的截面圖。
圖10是示意一個加熱聚焦環的加熱構件和被加熱的聚焦環的構造的截面圖。
圖11是示意基座構造的截面圖，該基座具有一個帕耳帖效應(Peltier)器件。
圖12是一個示意本發明的第五實施例中使用一個基座的等離子體處理裝置的構造的截面圖。
圖13是一個示意圖12中所示的等離子體處理裝置的基本部分的構造的截面圖。
圖14是示意隨著聚焦環縫隙寬度G的變化的蝕刻狀態變化的圖形。
圖15是示意隨著聚焦環縫隙寬度G的變化的蝕刻狀態變化的圖形。
圖16是一個示意等離子體處理裝置中所使用的傳統基座的構造的截面圖。
圖17是一個示意傳統基座的構造的截面圖，其中聚焦環與靜電卡盤之間的導熱能力得到提高。
圖18是一個示意傳統蝕刻裝置的構造的截面圖。
具體實施例方式 現在將參考示意優選實施例的附圖來詳細描述本發明。
圖1是一個示意本發明的第一實施例中使用一個基座的等離子體處理裝置的構造的截面圖。
在圖1中，等離子體處理裝置被構造為一種RIE類型等離子體處理裝置，具有一個圓柱腔體10，它由一種金屬組成，例如鋁或不鏽鋼，並作為安全的基礎；這裡的腔體10已經設置了盤形的下電極11，在其上面載置一個晶片W，作為被處理體。下電極11由例如鋁組成，並由圓柱支撐部分13，通過絕緣的圓柱支持元件12來支持，圓柱支撐部分13從腔體10的底部垂直向上擴展。
在腔體10的一個側壁與圓柱支撐部分13之間形成一個排氣通道14；在排氣通道14的入口或在排氣通道14中設置一個圓形擋板15；在排氣通道14的底部設置一個排氣埠16，排氣設備18通過排氣管17與排氣埠16相連接。這裡，排氣設備18具有一個真空泵，把腔體10中處理空間內的壓力降低到一個預定的真空度。而且，排氣管17具有一個自動壓力控制閥(下文簡稱為「APC」)(圖上未標明)，這是一個可變的蝶形閥，這個APC自動控制腔體10的內部壓力。進一步說，閘式閥20起到打開和關閉晶片W輸入/出埠19的作用，該閥安裝在腔體10的一個側壁上。
產生等離子體和RIE的高頻電源21，通過匹配單元22和電源反饋棒23連接到下電極11上。高頻電源21把預定的高頻率如60MHz的高頻電能施加到下電極11上。而且，設置噴射頭24，作為具有接地電勢的上電極，它位於腔體10的頂部，稍後描述。來自高頻電源21的高頻電壓就這樣施加到了下電極11和噴射頭24之間。
通過靜電引力吸引晶片W的靜電卡盤25設置在下電極11的上表面之上。靜電卡盤25包括，盤形中心部分25a，和同心的環形外周部分25b；相對於外周部分25b來說，中心部分25a是凸出的(在圖1中向上)。而且，中心部分25a由夾入中間的電極板25c構成，電極板25c包括在一對介電薄膜之間的導體薄膜，而外周部分25b由夾入中間的電極板25d構成，電極板25d包括在一對介電薄膜之間的導體薄膜；進而，DC電源26通過開關27與電極板25c電連接，DC電源28通過開關29與電極板25d電連接。靜電卡盤25通過Johnsen-Rahbek力或庫侖力吸引和保持晶片W，這些力是由來自DC電源26的DC電壓造成的。
圍繞著靜電卡盤25的中心部分25a環狀的聚焦環30安裝於靜電卡盤25的外周部分25b的上表面上。下電極11，靜電卡盤25以及聚焦環30一起構成一個基座。
進一步說，下電極11的內部提供了一個同心的冷卻劑腔31，例如，它可在圓周方向擴展。例如，在預定溫度的冷卻劑如冷卻水，可從冷卻器單元32輸入到冷卻劑腔31，通過泵33和34進行循環，靜電卡盤25之上的晶片W的處理溫度可通過這一冷卻劑的溫度而進行控制。而且，導熱氣體，如氦氣，從導熱氣體供應單元35通過氣體供應管線36，輸入到靜電卡盤25與晶片W的背面之間的縫隙中，這樣提高了晶片W與靜電卡盤25之間的導熱性能。
位於頂部的噴射頭24具有一個下表面電極板37，它具有許多氣孔37a，電極支撐38可拆卸地支撐著電極板37。而且，電極支撐38內部設置了緩衝腔39，來自處理氣體供應單元40的氣體輸送泵41與緩衝腔39的氣體輸入埠38a相連。環形或同心延伸的磁鐵42分布在腔體10的周圍。
等離子體處理裝置的組成部分，如排氣設備18、高頻電源21、用於靜電卡盤的開關27和29、冷卻器單元32、導熱氣體供應單元35、處理氣體供應單元40等，都與控制這些組成元件的操作的控制器43相連接。
等離子體處理裝置的腔體10內部，定向於一個方向的水平磁場是由磁鐵42形成的，並且一個RF(射頻，即高頻)電場是通過在下電極11和噴射頭24之間施加的高頻電壓在垂直方向上形成的；結果，通過腔體10內的處理氣體發生磁控管放電，在下電極11的表面附近，從處理氣體產生高密度的等離子體。
在幹蝕刻處理過程中，使用這個等離子體處理裝置，首先開啟閘或閥20，待處理的晶片W被送入腔體10中，並安裝在靜電卡盤25之上。處理氣體(如包含C4F8、O2和氬氣的混合氣體，並以預定的流速比例混合)以預先確定的流量和預先確定流速從處理氣體供應單元40輸入到腔體10，利用排氣設備18等設備，將腔體10內的壓力設定為一個預定值。進而，高頻電能從高頻電源21施加到下電極11上，DC電源26的DC電壓施加到靜電卡盤25的電極板25c上，從而吸引晶片W靠近靜電卡盤25。處理氣體從噴射頭24放電，這樣就如上所述產生了等離子體，晶片W的表面被這一等離子體產生的原子團、離子等等物質蝕刻了。
通過對下電極11加以一個頻率範圍(至少50MHz)的高頻，高頻通常大大高於傳統的頻率(通常不超過27MHz)，在這一等離子體處理裝置中，處理氣體被電離為一個理想的狀態。電離後氣體成為等離子體，因此，即使在低壓下，也能形成高密度的等離子體。在這樣一個高密度的等離子體中，氧化和氮化處理可以完成，同時不對晶片W產生損害，這樣，高密度等離子體極大地有利於實現半導體器件的高性能和低能耗。尤其是，有可能阻止由於等離子體中的高能粒子和例如從處理腔的內壁放射的金屬原子而導致晶片W破損和汙染，這是由高能粒子碰撞而引起的，因此，等離子體處理可應用於要求形成高質量絕緣薄膜的閘門形成步驟。因而，根據本實施例的等離子體處理裝置，可解決晶片W的超細處理過程的發展中所引起的技術問題。
圖2是示意第一實施例的基座構造的截面圖。
根據第一實施例的基座可用在等離子體處理裝置中，其中晶片W上蝕刻的薄膜是氧化薄膜。
如圖2所示和上文所述，根據第一實施例的基座包括下電極11，放置在下電極11的上表面的靜電卡盤25，以及聚焦環30，它安裝在靜電卡盤25的外周部分25b的上表面。
其中下電極11具有冷卻劑腔31，靜電卡盤25具有位於中心部分25a內的電極板25c，以及位於外周部分25b內的電極板25d，聚焦環30具有介電材料部分30a，它形成與外周部分25b接觸的接觸部分，並具有導體材料部分30b，它通過介電材料部分30a而面向外周部分25b。
這裡，由於晶片W上蝕刻的薄膜是氧化薄膜，所以暴露於等離子體的聚焦環30的一部分優先由矽(Si)構成，因此，導體材料部分30b由矽構成，介電材料部分30a由二氧化矽(SiO2)構成，二氧化矽是矽的氧化物。
當使晶片W進行幹蝕刻處理時，高頻電源通過高頻能源21，供給下電極11，以產生等離子體，來自DC電源26的高電壓施加於電極板25c，通過靜電引力將晶片W吸引到中心部分25a，來自DC電源28的高電壓施加於電極板25d，通過靜電引力將聚焦環30吸引到外周部分25b。施加於電極板25c和25d的高電壓被控制器43控制。當利用僅由導體材料構成的傳統聚焦環產生等離子體時，整個聚焦環變得與等離子體具有同樣的負電壓，但是由於不存在任何阻礙聚焦環和靜電卡盤之間的電荷流動的物質，聚焦環上的負電荷通過聚焦環和靜電卡盤之間的接觸表面，流出到靜電卡盤。因此，產生聚焦環和靜電卡盤之間的靜電引力的電荷被減少。另一方面，根據本發明的第一實施例的聚焦環30，導體材料部分30b變得與等離子體具有同樣的負電壓，因此，在介電材料部分30a和導體材料部分30b的界面處的介電材料部分30a中，由於感應而產生正電荷，這樣，通過在介電材料部分30a和靜電卡盤25的界面處的介電材料部分30a中的電介質極化，而產生負電荷。此外，在靜電卡盤25的表面部分由介電材料構成的情況下，通過在靜電卡盤25和介電材料部分30a的界面處的靜電卡盤25的表面部分中的電介質極化，將產生正電荷。通過這些電荷的工作，可增加靜電卡盤25和聚焦環30之間的靜電引力。
這時，通過DC電源28施加於電極板25d的電壓，由介電材料部分30a的特定電阻來確定。特別地，如果特定電阻至少是1013Ω，則由導體材料部分30b感應出的電荷而產生的靜電引力將是一個庫侖力，這樣所應用的電壓將大約是1.5到4.0kV，反之，如果特定電阻小於1013Ω，則上述的靜電引力將是一個Johnsen-Rahbek力，這樣所應用的電壓將大約是0到1.0kV。
此外，介電材料部分30a的厚度在聚焦環30的徑向是不變的；介電材料部分30a的厚度越大，靜電卡盤25和導體材料部分30b之間的導熱性能就越差，因此這個厚度優選低一些。然而，在目前的第一實施例中，晶片W上蝕刻的薄膜是氧化薄膜，由二氧化矽構成的介電材料部分30a將隨著等離子體處理的重複執行而被消耗。因此，介電材料部分30a的厚度至少是在一個維護周期中所消耗的厚度是必要的。
根據第一實施例的基座，聚焦環30由介電材料部分30a和導體材料部分30b組成，前者形成了與外周部分25b接觸的一個接觸部分，後者通過介電材料部分30a而與靜電卡盤25的外周部分25b相面對。結果，當對晶片W進行幹蝕刻處理時，通過接觸部分可以阻止從聚焦環30的介電材料部分30a向靜電卡盤25的電荷流動，因此與傳統的聚焦環相比，可抑制產生靜電引力的電荷的流失；因此，靜電卡盤25與聚焦環30之間的靜電引力可以增加，並因而增加了靜電卡盤25與聚焦環30之間的密切接觸程度，提高了這兩者之間的導熱性能。結果，將極大地提高聚焦環30的冷卻效率，同時沒有增加基座的費用。
此外，介電材料部分30a的厚度在聚焦環30的徑向是不變的，這樣使得靜電卡盤25和聚焦環30之間的靜電引力是不變的，因此使得靜電卡盤25與聚焦環30之間的密切接觸程度是均勻的；因此，可均勻冷卻聚焦環30，從而可阻止蝕刻特徵的局部退化的發生。
進一步說，構成導體材料部分30b的材料是矽，因此該材料的獲得是容易的，從而可進一步阻止基座費用的增加。進一步說，構成介電材料部分30a的材料是二氧化矽，因此通過噴射可容易形成介電材料部分30a，從而可靠地阻止基座費用的增加；此外，通過噴射形成的介電材料部分30a，可使得與聚焦環30的接觸部分的表面光滑，從而可進一步提高靜電卡盤25與聚焦環30之間的密切接觸程度。
根據上文所述的第一實施例的基座，介電材料部分30a的厚度在聚焦環30的徑向是不變的；然而，可將介電材料部分30a構建成從聚焦環30的內側向外增加厚度，如圖3所示，或可構建成從聚焦環30的外側向內增加厚度，如圖4所示。
此外，介電材料部分30a可構建為從聚焦環30的內側向外增加介電常數，或可構建為從聚焦環30的外側向內增加介電常數。
進而，將詳細描述根據本發明的第二實施例的基座。
根據第二實施例的基座基本上具有先前第一個實施例中所描述的相同構件和操作，因此這兒將略去與第一個實施例相重疊的結構和操作方面的描述，下面僅描述與第一個實施例不同的結構和操作方面。
圖5是示意本發明的第二實施例的基座構造的截面圖。
根據第二實施例的基座可用在等離子體處理裝置中，其中晶片W上蝕刻的薄膜是多晶矽薄膜。
如圖5所示，根據第二實施例的基座，聚焦環30由介電材料部分30c、導體材料部分30d和另一個介電材料部分30e組成，介電材料部分30c形成了與靜電卡盤25的外周部分25b接觸的一個接觸部分，導體材料部分30d通過介電材料部分30c而與外周部分25b相面對，另一個介電材料部分30e被安裝在導體材料部分30d上。
下電極11和靜電卡盤25的構造與第一個實施例的完全相同。
這裡，因為晶片W上蝕刻的薄膜是多晶矽薄膜，聚焦環30將要暴露於等離子體的一部分優選是由矽之外的材料製成，因而，其它介電材料部分30e是由二氧化矽製成。進而，介電材料部分30c也由二氧化矽製成，導體材料部分30d由矽製成；導體材料部分30d的一部分暴露於等離子體，並與其接觸。
當對晶片W進行幹蝕刻處理時，DC電源28給電極板25d施加一個高電壓。當等離子體產生時，與等離子體接觸的導體材料部分30d，與等離子體一樣，具有一個負電位，因此，在介電材料部分30c與導體材料部分30d的界面中的介電材料部分30c上由於感應而產生正電荷，這樣，由於通過在介電材料部分30c與靜電卡盤25界面中的介電材料部分30c的電介質的極化而產生負電荷。進而，當靜電卡盤25的表面部分是由介電材料製成的情況下，在靜電卡盤25的表面部分與介電材料部分30c的界面上靜電卡盤25的表面部分，由於電介質極化而產生正電荷。靜電卡盤25與聚焦環30之間的靜電引力通過這些電荷的作用而能夠增加。
這裡，由於傳統聚焦環是僅由介電材料製成，假定電極板25d和等離子體是電容器的兩個電極，即使是考慮到在這兩個電極之間放入的介電材料(聚焦環)上電荷不斷累加，因為介電材料的厚度太大，電容器的電容將是不足的，也就是說，這將不太可能累加到產生靜電引力的大量電荷。另一方面，根據本發明的第二個實施例的聚焦環30，假定電極板25d和導體材料部分30d是電容器的兩個電極，兩個電極之間放入的介電材料是介電材料部分30c，它與傳統聚焦環相比是足夠薄的，因此，電容器的電容可以做得非常大，也就是說，可以累加到可以產生靜電引力的大量電荷。
介電材料部分30c與導體材料部分30d的厚度，在聚焦環30的徑向上是不變的，優選是這兩個厚度的每一個都是小的。然而，現在的第二個實施例中，在晶片W上蝕刻的薄膜是多晶矽薄膜，因而，由矽製成的導體材料部分30d，將隨著重複執行等離子體處理而被消耗。這樣，導體材料部分30d的厚度，有必要是在一個維護周期內將被消耗的最小厚度。
根據第二實施例的基座，聚焦環30具有介電材料部分30c和導體材料部分30d，前者形成了與靜電卡盤25的外周部分25b接觸的一個接觸部分，後者通過與外周部分25b之間的介電材料部分30c而與外周部分25b相對應。結果，當對晶片W進行幹蝕刻處理時，產生靜電引力的電荷量可以是非常多的，因此，靜電卡盤25與聚焦環30之間的靜電引力可以增加，並因而增加了靜電卡盤25與聚焦環30之間的密切接觸程度，改善了這兩者之間的導熱性能，結果，將極大地提高聚焦環30的冷卻效率，同時沒有增加基座的費用。
這裡，根據第二實施例的基座，介電材料部分30c的厚度在聚焦環30的徑向上是不變的；但是，如同稍早描述的根據第一實施例的基座一樣，介電材料部分30c可以這樣來構建，即從聚焦環30的內部向外或從聚焦環30的外部向內增加其厚度，更進一步，介電材料部分30c可這樣來構建，即從聚焦環30的內部向外或從聚焦環30的外部向內增加其介電常數。
根據以上所描述的第一和第二實施例的每一個基座，使用矽作為材料構成導體材料部分，但任何與等離子體接觸的可呈現負電荷的材料也可被使用，作為構成導體材料部分的材料，例如，半導體AL，或其它相類似材料也可使用。結果，導體材料部分的感應電荷可進一步增加，因而進一步提高了靜電卡盤25與聚焦環30之間的密切接觸程度，因此可進一步提高這兩者之間的導熱性能。
此外，根據以上所描述的第一和第二實施例的每一個基座，使用二氧化矽作為材料構成介電材料部分，但任何絕緣材料(尤其是具有高介電常數的材料)可被使用，作為構成介電材料部分的材料，例如，氮化矽，耐酸鋁等等可被應用。這裡，如果構成導體材料部分的材料的氧化物被用作構成介電材料部分的材料，則通過對導體材料部分進行氧化而形成該介電材料部分。這樣，聚焦環30可容易地形成，進而，可阻止介電材料部分與導體材料部分之間的縫隙的發生，因而進一步提高導體材料部分的感應電荷。
再者來說，形成介電材料部分的方法不限於噴射，CVD、浸漬等方法也可使用，作為與材料一致的適當方法。
下一步，根據以上所描述的第一和第二實施例的每一個基座，靜電卡盤25和介電材料部分30a或30c彼此直接接觸，但由導電矽橡膠等材料製成的彈性抗熱構件，可被插入靜電卡盤25和介電材料部分30a或30c之間，這樣可進一步提高靜電卡盤25和聚焦環30之間的導熱性能。氦氣作為背面氣體，可被充入靜電卡盤25和介電材料部分30a或30c之間，這樣還可提高導熱性能。
進而，將詳細描述根據本發明的第三實施例的基座。
根據第三實施例的基座基本上具有先前第一個實施例中所描述的相同構件和操作，因此這兒將略去與第一個實施例相重疊的結構和操作方面的描述，下面僅描述與第一個實施例不同的結構和操作方面。
根據第三實施例的基座，如同下面將要描述的，來自導熱氣體供應單元35的導熱氣體(導熱介質)，如氦氣，通過氣體供應管線46被輸入到靜電卡盤25的中心部分25a的上表面與晶片W的背面之間的縫隙，靜電卡盤25的外周部分25b的上表面與聚焦環30的背面之間的縫隙，以及下電極11與靜電卡盤25之間的縫隙，這樣提高了晶片W和靜電卡盤25之間，聚焦環30與靜電卡盤25之間，以及靜電卡盤25和下電極11之間的導熱性能。
圖6是一個示意組合圖，表示根據第三實施例的基座的結構。
如圖6中所示，同在第一個實施例中的基座一樣，根據第三實施例的基座包括一個下電極11，位於下電極11上表面之上的靜電卡盤25，以及聚焦環30，它安裝在靜電卡盤25的外周部分25b的上表面上。
這裡，氣體供應管線46有一個晶片部位管線46a和聚焦環部位管線46b，前者開口於中心部分25a的上表面，後者開口於外周部分25b上表面的兩個地方；聚焦環部位管線46b的兩個開口對稱分布於外周部分25b的上表面，以使中心部分25a的中心處於這兩個開口的中間(參見圖7A)。
晶片部位管線46a具有一個PCV(壓力控制閥)80和一個開/關閥81；PCV80和開/關閥81連接到控制器43，它控制PCV80和開/關閥81的操作。PCV80控制從晶片部位管線46a供應到晶片W的背面的氦氣壓力，開/關閥81關閉來自於導熱氣體供應單元35的晶片部位管線46a，以對控制器43的命令作出響應。
聚焦環部位管線46b同樣具有PCV82和開/關閥83；PCV82和開/關閥83連接到控制器43，它控制PCV82和開/關閥8的操作。PCV82控制從聚焦環部位管線46b供應到導熱氣體導入凹槽44(下文有說明)的氦氣的氣壓，開/關閥83關閉來自導熱氣體供應單元35的聚焦環部位管線46b，以對控制器43的命令作出響應。
進而，聚焦環部位管線46b具有聚焦環部位管線46b的開口與開/關閥83之間的腔釋放系統84，腔釋放系統84由兩個管線85a和85b組成。管線85a和85b每一個都有一端與聚焦環部位管線46b相連，而另一端彼此相連，形成一個與腔體10的內部相連接的單一管線。管線85a有一個開/關閥86，管線85b有一個開/關閥87和一個收縮管88。開/關閥86和87連接到控制器43，用於控制開/關閥86和87的操作。
更進一步，晶片部位管線46a也可有一個與腔釋放系統84相似的系統，如圖6中所示。
優選是，設置多個晶片部位管線46a，每個都以與中心部分相對的方式開口於中心部分25a的上表面和晶片W的背面的周邊部分，其中晶片W的溫度可以適當地控制。
進而，聚焦環30具有一個導熱氣體導入凹槽44，它形成於與外周部分25b接觸的接觸表面(接觸部分)；聚焦環30的材料要適當選擇，以與晶片W蝕刻的薄膜類型一致，例如，當晶片W蝕刻的薄膜是氧化薄膜時，可以使用矽，而當晶片W蝕刻的薄膜是多晶矽薄膜時，則使用二氧化矽。氮化矽(SiN)，陽極氧化處理過的鋁(Al)，碳化矽(SiC)，等等也可以使用。
圖7A和7B是示意圖，表示圖6中的導熱氣體導入凹槽44的結構；尤其是，圖7A是當從接觸表面觀察的表示聚焦環30的一個視圖，圖7B是圖7A中管線的III-III截面圖。
如圖7A和7B所示，導熱氣體導入凹槽44在接觸表面上形成具有與聚焦環30同中心的環形的內圈導入凹槽44a；具有與聚焦環30同中心的環形並且環繞著內圈導入凹槽44a的外圈導入凹槽44b；以及把44a和44b連接起來的徑嚮導入凹槽44c。外圈導入凹槽44b的直徑大約等於聚焦環部位管線46b在外周部分25b的上表面的兩個開口之間的距離。
一般來說，聚焦環30的中心是與靜電卡盤25的中心部分25a的中心是一致的，因此當聚焦環30安裝在外周部分25b的上表面時，聚焦環部位管線46b的開口與外圈導入凹槽44b相對置，因此從聚焦環部位管線46b的開口輸入的氦氣，被導入到導熱氣體導入凹槽44b。
進而，內圈導入凹槽44a，外圈導入凹槽44b以及徑嚮導入凹槽44c具有基本為長方形的橫截面形狀，例如寬度是1mm，深度是0.1到1.0mm，優選是至少0.5mm，而且，使角部鈍化。
進而，將描述氦氣進入導熱氣體凹槽44的供應壓力的變化(下文簡稱為「氦氣壓」)，並且在幹蝕刻處理過程中，給電極板25d通以高電壓，以吸引聚焦環30靠近靜電卡盤25的外周部分25b(下文簡稱為「F/R卡盤電壓」)。
圖8A和8B是連續的幹蝕刻處理過程中氦氣壓和F/R卡盤電壓變化的順序圖。
在圖8A和8B中，連續的幹蝕刻處理包括PCV零點調節順序，其中進行PCV82的零點調節；滲漏檢查順序，其中可檢查輸入到導熱氣體導入凹槽44的氦氣的滲漏；搬入順序，其中晶片W被搬入到腔體10；處理順序，其中對被搬入的晶片W進行幹蝕刻；搬出順序，其中經幹蝕刻處理後晶片W從腔體10搬出；下電極放電順序，其中幹蝕刻過程中已充電的下電極11要進行放電；通過這些順序的適當組合，完成連續的幹蝕刻處理。
首先，氮氣被充入腔體10(氮氣淨化開始)，打開APC，操作排氣設備18，這樣減小腔體10內部的壓力。
進而，在PCV零點調節順序中，關閉PCV82，這樣切斷了導熱氣體供應單元35到聚焦環部位管線46b，打開開/關閥83、86和87。聚焦環部位管線46b通過腔釋放系統84而被排氣設備18排空。排空操作在一個預定的時間內繼續進行，然後，基於聚焦環部位管線46b內部的壓力，執行PCV82零點調節順序(PCV零點調節繼續)。在持續的幹蝕刻處理過程的一開始執行PCV82的零點調節，可以在隨後的順序中準確地控制氦氣氣壓。進而，當腔體10內部的氣壓由於排空聚焦環部位管線46b而降低時，腔體10內部與導熱氣體導入凹槽44內部之間的氣壓差別可以被消除。結果，聚焦環30不會由於這樣的氣壓差別而被隔離。
下一步，在滲漏檢查順序中關閉APC，由於APC的控制而提高了腔體10內部的壓力(下文簡稱為「APC控制的壓力」)，其中，APC控制的壓力設定為F/R卡盤引力壓力，這是當檢查滲漏時的腔體10內部的壓力。當APC控制的壓力升高，一旦達到6.65×104Pa(500託)，則給電極板25d通以高電壓，其中F/R卡盤電壓設定為一個臨時引力的F/R卡盤臨時引力電壓，然後，2.5秒之後，F/R卡盤電壓設定為一個用於主引力的F/R卡盤吸力電壓。直到APC控制的壓力達到6.65×104Pa才開始向電極板25d通以高電壓的原因是當腔體10內的壓力較低時，即使對電極板25d通以高電壓，聚焦環30也不能被吸引至靜電卡盤25。
然後，氦氣被從聚焦環部位管線46b充入導熱氣體導入凹槽44，而且一旦氦氣壓力達到F/R滲漏檢查壓力時，關閉PCV82(氦氣氣壓被置於「關」狀態)，在預定的時間過後，測量聚焦環部位管線46b內部的壓力，決定測量的壓力是否處於預定的範圍內。需指出的是，滲漏檢查可以選擇不通過測量聚焦環部位管線46b內部的壓力的方式進行，而是通過測量聚焦環部位管線46b內部氣體流速的方式進行。
如果測量的壓力處於預定的範圍內，然後，在搬入順序中，打開APC，同時把F/R卡盤電壓設為搬入時間F/R卡盤電壓，氦氣壓力設定為搬入時間F/R冷卻壓力。一旦氦氣壓力穩定下來，晶片W被搬入到腔體10，並被安裝在且吸引到靜電卡盤25，然後暫停向腔體10輸入氮氣(氮氣淨化關閉)。
下一步，在處理順序中，關閉APC，因而升高APC控制壓力到一個處理壓力，這是幹蝕刻需要的腔體10內部的壓力，並開始幹蝕刻，然後根據幹蝕刻方法中的各個步驟，例如，氦氣壓力變為步驟1F/R的冷卻壓力，再變為步驟2F/R的冷卻壓力，等等，同時，例如，F/R卡盤電壓變為步驟1的F/R卡盤電壓，再變為步驟2的F/R卡盤電壓，等等。步驟1的F/R冷卻壓力和步驟1的F/R卡盤電壓等值被提前設定，以使聚焦環30的溫度，即使在施加在下電極11的高頻電壓和施加於電極板25c的高電壓隨步驟的進行而變化時仍保持不變。根據本第三個實施例的等離子體處理裝置，步驟n的F/R冷卻壓力和步驟n的卡盤電壓每一個都設定為24步。
在完成幹蝕刻之後，在搬出順序中，打開APC，F/R卡盤電壓設定為搬出時間F/R卡盤電壓，如在上文中所述的PCV零點調節順序中一樣，關閉PCV82，打開開/關閥83、86和87，執行PCV82的零點調節(PCV零點調節繼續)。之後，N2氣被充入到腔體10(N2淨化開始)，氦氣壓力設為搬出時間F/R冷卻壓力，晶片W在接受幹蝕刻處理之後被從腔體10中搬出。
在晶片W搬出後，在下電極放電順序中，關閉APC，這樣設定APC控制的壓力為處理壓力，執行下電極11的放電。然後，在隨後的搬入順序中，打開APC，F/R卡盤電壓設定為搬入時間F/R卡盤電壓，氦氣壓力設定為搬入時間F/R冷卻壓力，搬入N2氣到腔體10的過程被中止(N2淨化關閉)。下一個晶片W(即第二個晶片W)則被搬入到腔體10，然後安裝並吸引在靜電卡盤25。
下一步，處理順序和搬出順序如上文所述執行，當第二個晶片W接受幹蝕刻處理，並被搬出後，下電極放電順序如上文所述而被執行。
上文中的搬入順序，處理順序，搬出順序和下電極放電順序重複執行，以與一組中晶片W的數目一致，例如25。
不是把F/R卡盤電壓和氦氣壓力設為零，並且在搬出順序和搬入順序過程中執行聚焦環30的冷卻，其原因是為下一個晶片W的幹蝕刻作準備，即完全去除聚焦環30的熱量，這樣，使所有的晶片W的幹蝕刻條件完全一致。
進而，PCV82的零點調節總是在每一個搬入順序中執行，即，PCV82零點調節通常是為每個處理順序而進行。結果，氦氣壓力在每個處理順序中可以被準確地控制。
在一組中的下電極放電順序在最後一次執行之後，打開APC，設定F/R卡盤電壓為搬入時間F/R卡盤電壓，氦氣壓力設定為搬入時間F/R冷卻壓力；然後經過預定的時間之後，關閉PCV82，打開開/關閥83、86和87，這樣執行聚焦環部位管線46b的排氣。當氦氣已從聚焦環部位管線46b被移除之後，氦氣壓力再次設定為搬入時間F/R冷卻壓力，並且F/R卡盤電壓設定為零，這樣就消除了聚焦環30對靜電卡盤25的靜電引力。
應指出的是，F/R卡盤電壓和氦氣壓力在圖8A和8B中順序表中的曲線起伏變化，只表示F/R卡盤電壓和氦氣壓力變化的值，不表示值的大小。
根據圖8A和8B的順序，設定的F/R卡盤電壓和氦氣壓力的值，在搬入順序、處理順序和搬出順序中是變化的，尤其是，處理順序中的每一步都是變化的，因此聚焦環30的冷卻可以平穩地完成。晶片W蝕刻特徵的局部退化的發生因而能夠被防止。
根據第三實施例的基座，聚焦環30具有導熱氣體導入凹槽44，它形成於與靜電卡盤25的外周部分25b接觸的接觸表面，當聚焦環30被安裝在外周部分25b的上表面時，聚焦環部位管線46b的開口與導熱氣體導入凹槽44相對置，因此，來自聚焦環部位管線46b的氦氣被充入導熱氣體導入凹槽44；隨後，靜電卡盤25和聚焦環30之間不再需要冷卻單元，而且，氦氣可被有效地在靜電卡盤25和聚焦環30之間擴散，進而，聚焦環30與氦氣之間的接觸區域將被擴大。靜電卡盤25和聚焦環30之間的導熱性能因此而被有效提高，聚焦環30的冷卻效率被大大提高，同時沒有增加等離子體處理裝置的費用。更進一步，導熱氣體導入凹槽44可使聚焦環30的硬度適當降低，由此聚焦環30可以變形，以適應靜電卡盤25的形狀，並提高靜電卡盤25和聚焦環30之間的密切接觸程度。結果，還可以更大地提高聚焦環30的冷卻效率。
而且，導熱氣體導入凹槽44的深度至少0.1mm，因而可使其導熱性增大，這樣，氦氣可快速充入導熱氣體導入凹槽44，可顯著地提高聚焦環30的冷卻效率。
更進一步，使導熱氣體導入凹槽44的角部鈍化，可防止導熱氣體導入凹槽44中裂紋的發生，這樣可提高聚焦環30的耐久性，防止增加維護費用。
而且，導熱氣體導入凹槽44在接觸表面形成了一個具有與聚焦環30同中心的環形的內圈導入凹槽44a，和一個具有與聚焦環30同中心的環形並且環繞著內圈導入凹槽44a的外圈導入凹槽44b，以及把內圈導入凹槽44a和外圈導入凹槽44b連接起來的徑嚮導入凹槽44c；結果，氦氣可均勻地在靜電卡盤25和聚焦環30之間(即，遍及接觸表面)擴散，因此聚焦環30可均勻冷卻。
根據以上所述第三個實施例的基座，導熱氣體導入凹槽44在接觸表面具有兩個同心部分；然而，導熱氣體導入凹槽44的結構不限於此，可隨著聚焦環30的大小和硬度而有適當變化，例如，單個環形部分，或，三個或更多個環形部分。
而且，導熱氣體導入凹槽44不需要具有徑嚮導入凹槽44c；當導熱氣體導入凹槽44不具有徑嚮導入凹槽44c時，氣體供應管線46面向內圈導入凹槽44a的開口優選是設置於外周部分25b的上表面。
而且，聚焦環部位管線46b的開口數量不限於兩個，聚焦環部位管線46b的開口可分布於外周部分25b的上表面3處或更多處。
進而，根據本發明的第四個實施例的基座將被詳細描述。
根據第四個實施例的基座基本上具有先前第三個實施例中所描述的相同構件和操作，因此這兒將略去與第三個實施例相重疊的結構和操作方面的描述，下面僅描述與第三個實施例不同的結構和操作方面。
圖9是一個表示根據第四實施例的基座的結構截面示意圖。
如圖9中所示，根據第四實施例的基座又包括一個下電極11，位於下電極11上表面之上的靜電卡盤25，以及聚焦環30，它安裝在靜電卡盤25的外周部分25b的上表面上。
這裡，靜電卡盤25具有一個導熱氣體導入凹槽45，它形成於外周部分25b的上表面；導熱氣體導入凹槽45在外周部分25b的上表面，已經形成了具有與中心部分25a同中心的環形內圈導入凹槽45a，和具有與中心部分25a同中心的環形並且環繞著內圈導入凹槽45a外圈導入凹槽45b，以及把內圈導入凹槽45a和外圈導入凹槽45b連接起來的徑嚮導入凹槽(沒有示意)；氣體供應管線46的聚焦環部位管線46b連接到外圈導入凹槽45b。結果，聚焦環部位管線46b開口供應的氦氣充入到導熱氣體導入凹槽45。
一般來說，聚焦環30的中心是與靜電卡盤25的中心部分25a的中心是一致的，因此當聚焦環30安裝在外周部分25b的上表面時，設置內圈導入凹槽45a和外圈導入凹槽45b與聚焦環30同心。
此外，內圈導入凹槽45a，外圈導入凹槽45b以及徑嚮導入凹槽具有基本為長方形的橫截面形狀，例如寬度是1mm，深度是0.1到1.0mm，優選是至少0.5mm，而且，使角部鈍化。
根據第四實施例的基座，靜電卡盤25具有導熱氣體導入凹槽45，它形成於外周部分25b的上表面，氣體供應管線46的聚焦環部位管線46b連接到外圈導入凹槽45b，這樣把氦氣充入到導熱氣體導入凹槽45；隨後，靜電卡盤25和聚焦環30之間不再需要冷卻單元，並且可取消在聚焦環30中形成導熱氣體導入凹槽的必要，而且，氦氣可被可靠地在靜電卡盤25和聚焦環30之間擴散。靜電卡盤25和聚焦環30之間的導熱性能因此而被有效提高，由此可大大提高聚焦環30的冷卻效率，同時降低等離子體處理裝置的初始成本。
而且，導熱氣體導入凹槽45在外周部分25b的上表面，形成了一個具有與中心部分25a同中心的環形的內圈導入凹槽45a，和一個具有與中心部分25a同中心的環形並且環繞著內圈導入凹槽45a的外圈導入凹槽45b，以及把內圈導入凹槽45a和外圈導入凹槽45b連接起來的徑嚮導入凹槽；結果，氦氣可在外周部分25b的上表面被均勻地擴散，這個上表面是外周部分25b和聚焦環30之間的接觸表面，因此，可均勻地冷卻聚焦環30。
根據以上所述第四個實施例的基座，導熱氣體導入凹槽45在外周部分25b的上表面，具有兩個環形部分；然而，導熱氣體導入凹槽45的結構不限於此，可隨著聚焦環30的大小而有適當變化，例如，具有單個環形部分，或，三個或更多個環形部分。
此外，根據以上所述的第三個實施例和第四個實施例的基座，僅聚焦環30和靜電卡盤25中的一個具有導熱氣體導入凹槽，但是聚焦環30和靜電卡盤25也可每個均具有導熱氣體導入凹槽，因此可進一步提高聚焦環30的冷卻效率。
在幹蝕刻處理過程中，除了處理氣體產生的原子團外，要附著於目標的沉積原子團趨於附著在低溫度對象。對於傳統的等離子體處理裝置，在幹蝕刻處理過程中，由於內置於下電極等的冷卻機構的冷卻，晶片W的溫度僅上升到80℃左右。另一方面，由於碰撞原子團，聚焦環的溫度上升到200℃到400℃左右。因此，沉積原子團趨於附著在晶片W上，尤其是，容易附著於晶片W的一部分從靜電卡盤凸出出來的背面，即晶片的斜面部分。
在晶片W上已經執行了幹蝕刻處理後，當從等離子體處理裝置中取出晶片W時，附著於晶片斜面部分的沉積原子團可與晶片W分離。分離的沉積原子團將仍然在等離子體處理裝置內，在下一個和後續的等離子體處理的執行過程中，將被周圍流動的N2氣拋散。被拋散的沉積原子團可附著於晶片W的表面，因此引起粒子汙染。
為了阻止這樣的粒子汙染的發生，優選使沉積原子團不要附著於晶片斜面部分。作為阻止沉積原子團不要附著於晶片斜面部分的一種方法，可以設想，例如，使O2(氧氣)或氦氣在聚焦環和靜電卡盤之間流動，這樣在晶片斜面部分附近產生一個氣體流動。然而，氣體流動也將掃除蝕刻原子團，因此，在晶片W的邊緣部分，保持蝕刻均勻將是不可能的。
另一方面，根據以上所述的第三個實施例和第四個實施例的基座，通過把冷卻劑，如高登液體，填充到導熱氣體導入凹槽44或45，來冷卻聚焦環，這樣，沉積原子團被迫附著於聚焦環30。結果，可阻止沉積原子團附著於晶片斜面部分，從而阻止粒子汙染的發生。對為了冷卻聚焦環30，填充到導熱氣體導入凹槽44或45的冷卻劑的類型沒有特定限制，但是高登液體容易得到，因此如果使用高登液體，則可確實縮減等離子體處理裝置的運行花費。
當冷卻聚焦環30時，優選把聚焦環30的溫度降低到低於靜電卡盤25至少20℃。甚至在幹蝕刻處理過程中，靜電卡盤25的溫度被下電極11內的冷卻劑腔31維持在20℃左右。把聚焦環30的溫度降低到低於靜電卡盤25至少20℃時，聚焦環30的溫度將被降低到不超過0℃。結果，沉積原子團易附著於聚焦環30。
在沉積原子團已經大量附著於聚焦環30的情況下，更換聚焦環30將是必要的，但聚焦環30的頻繁更換將導致等離子體處理裝置的維護費用的增加，因此有必要使沉積原子團不要大量附著於聚焦環30。所以，優選移除已經附著於聚焦環30的沉積原子團。
根據以上所述的第三個實施例和第四個實施例的基座，通過嚮導熱氣體導入凹槽44或45填充高溫介質，來加熱聚焦環30。沉積原子團通過高溫而升華，因此通過加熱聚焦環30，可移除附著的沉積原子團。結果，聚焦環30的更換周期可得到延長，這樣，可降低等離子體處理裝置的維護花費。
加熱聚焦環的方法並不局限於填充高溫導熱介質。例如，聚焦環可被一個覆蓋聚焦環的外周表面的加熱構件來加熱(第二加熱方法)。
圖10是示意一個加熱聚焦環的加熱構件和被加熱聚焦環的構造的截面圖。
在圖10中，聚焦環48的外半徑設定的比較早描述的聚焦環30的外半徑小，並且聚焦環48的上表面成階形以至於上表面的外周側被降低。加熱構件47是一個具有倒L形橫截面的環形構件；加熱構件47的內周表面覆蓋聚焦環48的外周表面，而且，L形的凸出部分鬆散地適合聚焦環48的上表面的階形部分。加熱構件47由矽(Si)、金剛砂(SiC)、二氧化矽(SiO2)等組成，溫度易受原子團的碰撞而升高。
等離子體在等離子體處理裝置內生成，由此引起原子團與加熱構件47進行碰撞，從而升高加熱構件47的溫度。被加熱的加熱構件47將其熱量向聚焦環48傳遞，從而加熱聚焦環48。
通過利用加熱構件47，可取消嚮導熱氣體導入凹槽44或45填充高溫介質的必要，因此，導熱氣體導入凹槽44或45，氣體供應管線46和導熱氣體供應單元的結構可被簡化。
沉積原子團的移除不僅可通過加熱聚焦環，而且可通過另一種方法來實現。
例如，可通過使淨化氣體流入等離子體處理裝置來移除沉積原子團。特別地，等離子體從由O2，NF3，SF6，CF4等構成的淨化氣體而產生，因此引起所產生的原子團與附著於聚焦環的沉積原子團相碰撞，從而驅散沉積原子團，由此沉積原子團可容易從聚焦環移除。
而且，例如可通過在幹蝕刻處理過程中，使聚焦環暴露於產生的等離子體來移除沉積原子團。特別地，處理氣體所產生的原子團被引起與附著於聚焦環的沉積原子團相碰撞。結果，可在連續的幹蝕刻處理過程中，移除附著於聚焦環30的沉積物。因此，在不降低晶片W的幹蝕刻處理效率的情況下，可移除沉積物。
冷卻和加熱聚焦環的方法並不局限於利用上文所述的導熱介質的方法。例如，如圖11所示，在聚焦環30與靜電卡盤25之間的接觸表面設置一個Peltier(帕耳帖效應)器件49，來代替導熱氣體導入凹槽44或45。在使用Peltier器件49的情形下，利用DC電流容易執行冷卻或加熱，因此不需要導熱介質。這樣，熱交換機構的結構可被簡化，從而可降低等離子體處理裝置的初始成本。在聚焦環30或靜電卡盤25上可設置Peltier器件49。
此外，加熱聚焦環的方法除了上文所述的方法之外，也可使用利用燈的照射來加熱，或利用電阻器的熱生成。
上文所述的加熱和冷卻聚焦環的方法的組合不受到限制；這些方法的恰當組合可被使用。
根據第一到第四實施例的基座，靜電卡盤25是盤形的，聚焦環30是環形的，但靜電卡盤25和聚焦環30的形狀並不局限於這些形狀；例如，在被處理體是LCDs等的情形下，按照LCDs的形狀，靜電卡盤25可以具有正方形板狀，聚焦環30可以具有正方形框狀。
進而，將詳細描述根據本發明的第五實施例的基座。
圖12是一個示意等離子體處理裝置的構造的截面圖，其中可根據本發明的第五實施例來使用一個基座。
在圖12中，形成一個處理容器的真空腔101例如由鋁或類似的組成，並形成圓柱形狀。
真空腔101已經設置了一個基座102，用於安裝晶片W，這個基座102還作為一個下電極。而且，在真空腔101的頂部，設置一個還作為上電極的噴射頭103；基座102和噴射頭103共同構成一對平行板電極。
在噴射頭103上設置一個氣體擴散腔104，而且，在噴射頭103內設置大量小孔105，它們位於氣體擴散腔104的下面。此外，噴射頭103這樣被構建，即以便使處理氣體供應系統106提供的預定處理氣體(蝕刻氣體)通過氣體擴散腔104來擴散，並且使大量小孔105提供的預定處理氣體具有向晶片W的噴射形式。在本實施例中，噴射頭103被使得是一個接地電壓，但採用這樣一個構造，其中高頻電源連接到噴射頭103，高頻電壓施加於基座102和噴射頭103。
高頻電源108通過匹配單元107連接到基座102，預定高頻(例如，一個從大約幾百kHz到大約一百MHz的頻率)的高頻電源施加於基座102。
此外，在基座102的晶片W安裝表面上，設置一個用來吸引和保持晶片W的靜電卡盤109。靜電卡盤109具有這樣一個構造，其中在絕緣層109a中設置一個靜電卡盤電極109b，並且DC電源110連接到靜電卡盤電極109b。此外，為了包圍晶片W，在基座102的上表面設置一個聚焦環111。
聚焦環111被構造為，例如總環形，但如圖12所示並且在圖13中被詳細示意，它由一個安裝在基座102上的下構件111a，和一個安裝在下構件111a上的上構件111b組成。
例如，下構件111a和上構件111b每個都由矽或類似物組成，並構造為一個環形形狀。此外，在下構件111a和上構件111b之間形成一個縫隙111c，並且如圖13中的箭頭所示，縫隙111c作為處理氣體的流動通道。
在下構件111a內設置大量針形插入孔113(在本實施例中，總共有三個，沿著圓周方向120°的間隔)，並且針114被插入到每個針形插入孔113中。而且，在上構件111b中對應針114設置固定孔115，上構件111b被支撐在針114上，在這種狀態下，每個針114的尖端部分插入到對應固定孔115中。這樣，上構件111b基本上安裝在針114上，因此該結構是通過提起的方式，上構件111b與下構件111a可以分離，所以僅替代上構件111b是可能的。
而且，針114與下構件111a是可分離的，通過把針114替代為不同長度的針，可改變下構件111a和上構件111b之間的縫隙111c的寬度(圖13所示的寬度G)。
圖13中所示的參考數字116表示把聚焦環111安置在基座102上一個預定位置的定位針；設置總共兩個這樣的定位針116，在基座102上它們彼此分離，在圓周方向上相差180°。而且，在下構件111a和上構件111b中對應定位針116分別設置定位孔117和118。
此外，在基座102中形成用於冷卻劑循環的冷卻劑流動通道(沒有示意)，由此可把基座102的溫度控制在一個預定溫度。而且，設置一個在基座102和晶片W的背面之間供應冷卻氣體，例如氦氣的氣體供應機構(沒有示意)，並且通過該冷卻氣體，促進基座102和晶片W之間的熱交換，從而可把晶片W的溫度控制在一預定溫度。
如圖12所示，在真空腔101的底部設置一個排氣口120，並且由真空泵等組成的排氣系統121連接到排氣口120。
此外，在基座102的周圍設置一個環形的排氣圈122，延伸擴展並與晶片W安裝表面基本平行。在排氣圈122中形成包括大量孔的排氣通道，並且通過利用排氣系統121通過這些排氣通道來執行抽空，在基座102的周圍形成均勻的處理氣體流動。而且，排氣圈122與接地電壓電連接，因此，阻止在基座102和噴射頭103之間的處理空間中所形成的等離子體被洩露到排氣圈122下面的空間。
此外，在真空腔101的周圍設置一個磁場形成裝置123，這樣可在真空腔101內的處理空間中形成一個期望的磁場。一個旋轉裝置124為磁場形成裝置123而設置，這樣通過旋轉真空腔101周圍的磁場形成裝置123，可旋轉真空腔101內的磁場。
進而，將描述利用上述所構造的等離子體蝕刻裝置來執行等離子體蝕刻處理。
首先，打開真空腔101的閘門閥(沒有圖示)，它設置於搬入/出埠(沒有示意)中，然後利用一個傳輸裝置或類似的裝置，晶片W被運送到真空腔101，並被安裝在基座102上。然後，安裝在基座102上的晶片W被吸住，並通過把來自DC電源110的預定DC電壓施加到靜電卡盤109的靜電卡盤電極109b而被保持。
進而，從真空腔101中撤出傳輸裝置，關閉閘門閥，並利用排氣系統121的真空泵等，來抽空真空腔101的內部。一旦真空腔101的內部已經達到預定真空度，用於蝕刻處理的預定處理氣體就從處理氣體供應系統106經由氣體擴散腔104和小孔105，引入到真空腔101中，並且真空腔101的內部維持在預定壓力，例如大約1Pa(帕)到100Pa。
在這種狀態下，來自高頻電源108的預定頻率的高頻電源供給基座102。通過施加給基座102的高頻電源，在噴射頭103和基座102之間的處理空間中形成一個高頻電場。此外，處理空間中的磁場形成裝置123形成一預定磁場。結果，從供應給處理空間的處理氣體產生預定等離子體，這樣晶片W上的預定薄膜被該等離子體蝕刻。
這時，來自噴射頭103的小孔105的、供應給晶片W的表面的處理氣體，從晶片W的表面的中心部分流向其外周部分，通過聚焦環111的下構件111a和上構件111b之間的縫隙111c，從晶片W的外周傳遞，然後向下流動，從而被排氣。在晶片W的周圍均勻形成處理氣體的流動。
這裡，如果聚焦環沒有縫隙111c，則供應給晶片W的表面的處理氣體將在聚焦環上傳遞，並流出到環境中。因此，處理氣體的流動將停滯在晶片W的外周部分，從而整個晶片W的蝕刻速率可能下降，而且，晶片W的外周部分的蝕刻速率與晶片W的中心部分的蝕刻速率不同。相反，在本實施例中，與沒有縫隙111c的情形相比，可以使晶片W的外周部分的處理氣體的流動平穩，從而可以解決上文所述的問題，也就是說，整個晶片W的蝕刻速率得到提高，並且晶片W表面上的蝕刻速率的均勻性得到提高。
此外，在處理氣體在聚焦環上傳遞，並流出到環境中的上述情況下(也就是，在沒有縫隙111c的情況下)，隨著聚焦環的消耗，聚焦環的上表面的高度將下降，因此，與此相應，處理氣體的流動將逐漸改變。處理氣體的滯留時間將因此而改變，從而晶片W上的蝕刻處理的狀態將改變；當聚焦環的消耗量仍相對低時，替換聚焦環將變得必要。
與此相反，在本實施例中，處理氣體經由縫隙111c流入到環境中，因此，由於晶片W的處理的狀態中聚焦環的消耗，聚焦環的上表面的高度中的變化效果可被抑制，從而可延長維護時間，即直到更換聚焦環的時間。
此外，當這樣的消耗已經發生時，通過僅更換上構件111b，而不用更換整個聚焦環111，可降低更換部分的費用，從而降低運行費用。
如上文所述，在已經執行了預定等離子體蝕刻處理後，停止來自高頻電源108的高頻電源的供應，從而停止蝕刻處理，然後利用與較早描述相反的過程，從真空腔101搬出晶片W。
圖14和15中的曲線表示隨著聚焦環111中的縫隙111c的縫隙寬度G的變化，晶片W的每一部分的蝕刻狀態的變化；在圖14和15中，縱軸表示蝕刻速率(nm/min)，橫軸表示距晶片中心的距離(mm)。
被蝕刻的薄膜是一個SiN薄膜，所使用的蝕刻氣體是CHF3/CF4/Ar/O2，流動速率分別是30、75、600和15sccm，以及在23.3Pa(175mTorr)的壓力，和1000W(頻率13.56MHz)的高頻電源的條件下執行蝕刻。此外，圖14表示聚焦環111的上構件111b的厚度是1.5mm的情形，圖15表示聚焦環111的上構件111b的厚度是2.8mm的情形。在這兩種情形下，聚焦環111的下構件111a的厚度是1.5mm。
如這些圖表所示，與縫隙111c的縫隙寬度G是零的情形相比，當縫隙寬度G變寬到0.5mm、1.5mm和2.5mm時，整個晶片W的蝕刻速率增加。
此外，特別是圖14中的圖表的清晰示意，當縫隙111c的縫隙寬度G是零時，晶片W的外周部分的蝕刻速率變得比晶片W的中心部分的蝕刻速率低，但當變寬縫隙111c的縫隙寬度G時，晶片W的外周部分的蝕刻速率的增加超過晶片W的中心部分的蝕刻速率，因此，晶片W的表面上的蝕刻速率的均勻性可被提高。
這裡，如上文所述，圖15表示上構件111b的厚度是2.8mm的情形，圖14表示上構件111b的厚度是1.5mm的情形；因此，圖14中示意的結果實質上表示，從圖15中示意的狀態，1.3mm的上構件111b已經被消耗的狀態的結果。例如，從對於縫隙111c的縫隙寬度G是2.5mm的情形下圖15和圖14之間的蝕刻狀態的變化，以及縫隙寬度G是零的情形下的這個變化中清晰地看到，與縫隙寬度G是零的情形的相比，在縫隙寬度G是2.5mm的情形下，晶片W的表面上的蝕刻速率均勻下的聚焦環的消耗效果被降低。與縫隙寬度G是零的情形相比，在縫隙寬度G是2.5mm的情形下維護頻率，即更換聚焦環的頻率被降低。
如果使得縫隙寬度G比0.5mm窄，則由於電導的下降，而削弱作為處理氣體流動通道的縫隙111c的操作，這樣，在上文所述的操作效果方面的明顯差別消失。因此，優選使縫隙寬度G至少是0.5mm。
如上文所述，根據本實施例，通過使用聚焦環111，整個晶片W的蝕刻速率被增加，從而生產量得到增加，因此生產力被提高。
此外，在蝕刻處理過程中，其中如果縫隙寬度G是零，則晶片W的外周部分的蝕刻速率變得比晶片W的中心部分的蝕刻速率低，通過利用根據本實施例的聚焦環111，以及適當地調節縫隙寬度G，晶片W的外周部分的蝕刻速率的增加超過晶片W的中心部分的蝕刻速率，晶片W的表面上的蝕刻速率的均勻性可被提高，因此可執行高精確度的蝕刻處理。
此外，根據本實施例，可降低如更換聚焦環111維護頻率，可提高裝置的正常運行時間比例，以及可提高生產力；而且，當聚焦環111的消耗已經發生時，通過僅更換上構件111b，即僅聚焦環111的一部分，可以降低運行費用。
在上文所述的實施例中，本發明應用於半導體晶片的蝕刻；然而，本發明並不局限於這種情況，也可類似地應用於在其它襯底上執行蝕刻的情形，如液晶顯示裝置的玻璃襯底上。
在上文所述的等離子體處理裝置中，根據一個維護周期中將消耗的聚焦環的厚度，可提前設定聚焦環冷卻壓力和聚焦環卡盤電壓的值。此外，利用如光學傳感器的檢測方法，可檢測聚焦環的消耗程度，並且把檢測值反饋給聚焦環冷卻壓力和聚焦環卡盤電壓的設定值，從而為下次執行處理，在處理處方中反射聚焦環的消耗程度。
此外，本發明不僅可應用於蝕刻裝置，而且可應用於其它等離子體處理裝置，如CVD裝置和灰化裝置。
權利要求
1.一種等離子體處理裝置，包括
一個基座，具有一個靜電卡盤，在其上載置一個要進行等離子體處理的被處理體，和一個聚焦環，其具有一個與所述靜電卡盤接觸的接觸部分；
其特徵在於，所述聚焦環具有一個形成所述接觸部分的介電材料部分，和一個與所述靜電卡盤面對並有所述介電材料部分存在於其間的導體材料部分。
2.如權利要求1所述的等離子體處理裝置，其特徵在於，所述介電材料部分在所述聚焦環的徑向具有一個固定厚度。
3.如權利要求1所述的等離子體處理裝置，其特徵在於，所述介電材料部分由構成所述導體材料部分的材料的氧化物組成。
4.如權利要求1所述的等離子體處理裝置，其特徵在於，構成所述導體材料部分的所述材料是矽。
5.如權利要求1所述的等離子體處理裝置，其特徵在於，構成所述介電材料部分的所述材料是二氧化矽。
6.一種聚焦環，其特徵在於，具有一個與靜電卡盤接觸的接觸部分，在靜電卡盤上載置載置一個要進行等離子體處理的被處理體，該聚焦環包括
一個形成所述接觸部分的介電材料部分；和
一個與所述靜電卡盤面對並有所述介電材料部分存在於其間的導體材料部分。
7.一種基座，包括
一個靜電卡盤，在其上載置一個要進行等離子體處理的被處理體；和
一個聚焦環，其具有一個與所述靜電卡盤接觸的接觸部分，
其特徵在於，所述聚焦環具有一個形成所述接觸部分的介電材料部分，和一個與所述靜電卡盤面對並有所述介電材料部分存在於其間的導體材料部分。
全文摘要
本發明設置一種具有聚焦環的等離子體處理裝置，使聚焦環的冷卻效果得到極大的提高，同時防止費用的增加。等離子體處理裝置包括一個具有靜電卡盤的基座和聚焦環。要進行等離子體處理的晶片W被載置於靜電卡盤上。聚焦環具有介電材料部分和導體材料部分。介電材料部分形成了與靜電卡盤接觸的接觸部分。導體材料部分與靜電卡盤相面對並有介電材料部分存在於其間。
文檔編號H01L21/205GK101303997SQ200810001388
公開日2008年11月12日 申請日期2004年4月23日 優先權日2003年4月24日
發明者遠藤升佐, 巖渕紀之, 加藤茂昭, 大久保智也, 廣瀬潤, 長倉幸一, 輿水地鹽, 傳寶一樹 申請人:東京毅力科創株式會社