等离子体处理装置制造方法及图纸

一种等离子体处理装置，具备：处理室，配置于真空容器内部；样品台，配置于该处理室内部，在上表面放置处理对象的晶片；电介质制的圆板构件，在处理室上方与样品台上表面对置配置；圆板状的上部电极，面向样品台的一侧被圆板构件覆盖而配置，被提供用于形成用于在处理室内形成等离子体的电场的第1高频电力；线圈，覆盖处理室的上方和周围配置于真空容器的外部，产生用于形成等离子体的磁场；和下部电极，配置于样品台的内部，被提供用于在放置于样品台的晶片上形成偏置电位的第2高频电力，具备：环状的凹部，在圆板构件与上部电极之间形成于圆板构件一侧；和金属制的环状的构件，嵌入该环状的凹部并且与上部电极相接。据此，提升处理的成品率。

【技术实现步骤摘要】
等离子体处理装置
本专利技术涉及对放在配置于真空容器内部的处理室内的样品台的上表面的半导体晶片等基板状的样品使用在处理室内形成的等离子体进行处理的等离子体处理装置，尤其涉及具备板状电极和电介质制的板构件的等离子体处理装置，所述电极在样品台上表面上方与其对置而配置，提供用于形成等离子体的电力，所述板构件在该电极的下方构成处理室的上表面，并且透过形成等离子体的电场。
技术介绍
在半导体器件的制造工艺中，广泛运用如下等的等离子体处理：将半导体晶片等基板状的样品配置于经过减压的容器内部的处理室内，在该处理室内形成等离子体，对包含预先配置在样品表面的掩模层和处理对象的膜层的膜结构的处理对象的膜层进行蚀刻。作为在处理室内形成等离子体的构成，例如能够如下那样形成：对其间夹着处理室内的等离子体形成用的空间而上下配置的上部电极和下部电极这两片电极对置配置的电容耦合型的平行平板电极的任意一方提供给定频率的高频电力，通过形成于两者之间的空间的电场来使提供给该空间的气体激发、离解。上述平行平板型的等离子体处理装置将形成于两片电极间的空间的等离子体内的离子等带电粒子、具有高活性的活性粒子(自由基)吸引到晶片上表面的膜结构来进行处理。近年来半导体器件的尺寸的微型化得到发展，对蚀刻处理后的尺寸的精度的要求也持续变高。为了实现这样的要求，从在处理室内的气体的粒子离解的比例较高的状态下进行处理的现有技术，考虑如下技术：维持以较低的适度的比例产生离解的状态，并且以较低压来生成高密度的等离子体，从而进行处理。为了生成等离子体而提供的电力的频率一般是10MHz以上的高频带，频率越高则越利于生成高密度的等离子体。但由于若高频化，则电磁波的波长变短，因此等离子体处理室内的电场分布变得不再一样。已知该电场分布成为能以贝塞尔(Bessel)函数的叠加表现的中心部高的分布。因电场在中心部变高而等离子体的电子密度也提高，因此蚀刻速率的面内分布的均匀性变差。由于蚀刻速率的面内分布的变差会使量产性降低，因此谋求能提高高频电力的频率并提高蚀刻速率的晶片面内的均匀性。作为解决这样的课题的现有技术，已知JP特开2007-250838号公报(专利文献1)记载的技术。本现有技术的等离子体处理装置具备：第1电极，其配置于真空容器内部的处理室上方，提供等离子体形成用的高频电力，为圆板状；和第2电极，其配置于处理室下方，配置于其上载有晶片的样品台内部，提供高频电力，在该等离子体处理装置中，具备如下构成：第1电极配置于电极板下表面下方，在与其接合的电极支承体与电极板的接合面具备空间，中央部的空间的高度大于外周部。并且，通过这样的构成，缓和了在上部电极的中心部与外周部的电场的强度的分布的不均匀，特别是缓和了中心部变高的中间高的分布，能使从中心朝向外周的方向上的电场的强度的分布更接近于均匀。而且，非专利文献1中提出如下技术：使用外部的磁场来提高晶片的外周侧的区域的电力吸收效率，使形成在被电极所夹的空间内的电子密度的径向上的分布更接近于均匀。在该现有技术中，由于由线圈形成的磁场的强度能通过增减提供给该线圈的电流的值来调节到所期望的范围内的值，因此，即使形成等离子体的条件不同，也能对应于处理室内的电场的分布的变动来调节等离子体的强度或电子等带电粒子的分布。据此，有如下优点：扩大了能更接近于均匀地形成等离子体的条件的余量。现有技术文献专利文献专利文献1：JP特开2007-250838号公报非专利文献非专利文献1：Ken’etsuYokogawaetal.；Realtimeestimationandcontroloxide-etchratedistributionusingplasmaemissiondistributionmeasurement；JapaneseJournalofAppliedPhysics，Vol.47，No.8，2008，pp.6854-6857
技术实现思路
在上述现有技术中，由于对以下情况考虑不充分而出现了问题。即，在上述专利文献1的构成中，在一定的条件下能使电场分布均匀。但对应于处理室内的压力的值、作为等离子体形成用或晶片处理用而提供的气体的种类、高频电场的频率的值、电力的大小等形成等离子体的处理室内的条件而形成的电场、以及受其较强影响的等离子体的强度或带电粒子的分布会发生变动。为此在专利文献1记载的现有技术中，在形成等离子体的大范围的条件下，使处理室内的电场或等离子体的强度的分布接近于均匀是有极限的。另外，在非专利文献1公开的构成中，使夹着形成等离子体的空间配置的电极的径向上的电场的梯度和磁场的梯度完全一致在技术上是困难的，因此形成在电极的中心与其外周端的中间部位形成于空间内的电子密度会变小的区域。这样的电子密度的“下降”成为其出现的部位的下方的空间中的等离子体的强度或离子等带电粒子的密度局部降低的主要原因。其结果，关于面对等离子体配置于空间的下方的晶片上表面的位于上述“下降”的下方的部位的处理的特性，例如在蚀刻处理的情况下，蚀刻速率也降低，从而在晶片上表面的面内方向上，会使处理后的加工形状从所期望形状偏离的量的不均匀度增大，这有可能会有损处理的成品率。对这样的问题点，上述现有技术中并未考虑到。本专利技术的目的在于提供一种抑制了等离子体的分布的不均匀度、进而使处理的成品率提升的等离子体处理装置。上述目的通过如下等离子体处理装置达成，等离子体处理装置具备：处理室，其配置于真空容器内部；样品台，其配置于该处理室内部，在其上表面放置处理对象的晶片；电介质制的圆板构件，其在处理室上方与样品台上表面对置配置；圆板状的上部电极，其面向样品台的一侧被圆板构件覆盖而配置，被提供用于形成用于在处理室内形成等离子体的电场的第1高频电力；线圈，其覆盖所述处理室的上方以及周围配置于真空容器的外部，产生用于形成等离子体的磁场；和下部电极，其配置于样品台的内部，被提供用于在放置于样品台的晶片上形成偏置电位的第2高频电力，等离子体处理装置还具备：环状的凹部，其在圆板构件与上部电极之间形成于圆板构件一侧；和金属制的环状的构件，其嵌入该环状的凹部并且与上部电极相接。另外，上述目的通过在等离子体处理装置中如下那样构成来达成，等离子体处理装置具备：处理室；下部电极部，其在处理室的内部设置在处理室的下部；上部电极部，其与该下部电极部对置地设置在处理室的内部；真空排气部，其将处理室的内部排气成真空；高频电力施加部，其对上部电极部施加高频电力；磁场产生部，其设置在处理室的外部，使处理室的内部产生磁场；高频偏置电力施加部，其对下部电极部施加高频偏置电力；和气体提供部，其从上部电极的一侧向处理室的内部提供处理气体，上部电极部具有：天线电极部，其接受从高频电力施加部施加的高频电力；由导电材料形成的气体分散板，其周边部的附近与天线电极部紧密接触，在中央部的附近形成凹部从而在与天线电极部之间形成空间，将从气体提供部提供的处理气体存积在空间；和由绝缘性构件形成的喷淋板，其覆盖该气体分散板，形成大量将形成在天线电极部与气体分散板之间的空间中所存积的处理气体提供给处理室的内部的孔，在该喷淋板的面向气体分散板的一侧形成圆环状的槽部，在圆环状的槽部的内部嵌入与气体分散板电连接的导电性的构件。专利技术效果根据本专利技术，能生成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子体处理装置，其特征在于具备：处理室，其配置于真空容器内部；样品台，其配置于该处理室内部，在其上表面放置处理对象的晶片；电介质制的圆板构件，其在所述处理室上方与所述样品台上表面对置配置；圆板状的上部电极，其面向所述样品台的一侧被所述圆板构件覆盖而配置，被提供用于形成用于在所述处理室内形成等离子体的电场的第1高频电力；线圈，其在所述处理室的上方以及周围配置于所述真空容器的外部，产生用于形成所述等离子体的磁场；和下部电极，其配置于所述样品台的内部，被提供用于在放置于所述样品台的所述晶片上形成偏置电位的第2高频电力，所述等离子体处理装置还具备：环状的凹部，其在所述圆板构件与所述上部电极之间形成于所述圆板构件一侧；和金属制的环状的构件，其嵌入所述环状的凹部并且与所述上部电极相接。

【技术特征摘要】
2017.12.15 JP 2017-2407251.一种等离子体处理装置，其特征在于具备：处理室，其配置于真空容器内部；样品台，其配置于该处理室内部，在其上表面放置处理对象的晶片；电介质制的圆板构件，其在所述处理室上方与所述样品台上表面对置配置；圆板状的上部电极，其面向所述样品台的一侧被所述圆板构件覆盖而配置，被提供用于形成用于在所述处理室内形成等离子体的电场的第1高频电力；线圈，其在所述处理室的上方以及周围配置于所述真空容器的外部，产生用于形成所述等离子体的磁场；和下部电极，其配置于所述样品台的内部，被提供用于在放置于所述样品台的所述晶片上形成偏置电位的第2高频电力，所述等离子体处理装置还具备：环状的凹部，其在所述圆板构件与所述上部电极之间形成于所述圆板构件一侧；和金属制的环状的构件，其嵌入所述环状的凹部并且与所述上部电极相接。2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第1高频电力具备50到500MHz的范围内的频率。3.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述磁场形成为其磁力线绕着所述磁场的中心轴向下逐渐发散，所述金属制的环状的构件位于比放置所述晶片的所述样品台的晶片的载置面外周缘的正上方更靠中心轴的一侧。4.根据权利要求1～3中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述环状的构件与所述上部电极一体地形成。5.根据权利要求1～4中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述电介质制的圆板构件配置为其上表面与所述上部电极下表面空开间隙，在下表...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩濑拓，手束勉，矶崎真一，横川贤悦，森政士，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，
类型：发明
国别省市：日本,JP