等离子体处理装置、上部电极组件及其制造和再生方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供等离子体处理装置、等离子体处理装置中使用的上部电极组件及其制造方法和再生方法。等离子体处理装置包括：等离子体处理腔室；配置在等离子体处理腔室内的基片支承部；配置在基片支承部内的下部电极；导电性部件，其配置在基片支承部的上方，具有至少1个制冷剂入口和至少1个制冷剂出口，且与RF电位或DC电位连接；上部电极组件。该上部电极组件具有：导电性板，其以可拆装的方式连接于导电性部件的下表面，具有与至少1个制冷剂入口和至少1个制冷剂出口连通的1个或多个制冷剂流路；配置在导电性板的下方的电极板；和配置在电极板与导电性板之间的导电性接合片。根据本发明专利技术，能够有效地进行构成上部电极组件的电极板的温度调节。的温度调节。的温度调节。

【技术实现步骤摘要】
等离子体处理装置、上部电极组件及其制造和再生方法


[0001]本专利技术涉及等离子体处理装置、等离子体处理装置中使用的上部电极组件、上部电极组件的制造方法和上部电极组件的再生方法。

技术介绍

[0002]在专利文献1中，公开了等离子体处理装置中的复合喷淋头电极组件的结构。在专利文献1中，在构成复合喷淋头电极组件的多个部件中的电极板与背衬板之间，配置例如由硅酮形成的界面凝胶，在确保导电性的同时进行电极板的温度控制。
[0003]另外，在专利文献2中公开了等离子体处理装置的上部电极结构。在专利文献2的上部电极结构中，面向等离子体处理空间的第1板的温度控制，是通过在位于其上方的第2板中形成制冷剂用的流路来进行。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特表2012
‑
500471号公报。
[0007]专利文献2：日本特开2015
‑
216261号公报。

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的问题
[0009]本专利技术的技术是在向处理腔室的热输入增加的情况下，降低伴随部件的接合的热阻，有效地进行构成上部电极组件的电极板的温度调节。
[0010]用于解决问题的技术手段
[0011]本专利技术的一个技术方案是一种等离子体处理装置，其包括：等离子体处理腔室；配置在所述等离子体处理腔室内的基片支承部；配置在所述基片支承部内的下部电极；导电性部件，其配置在所述基片支承部的上方，具有至少1个制冷剂入口和至少1个制冷剂出口，且与RF电位或DC电位连接；和上部电极组件，所述上部电极组件具有：导电性板，其以可拆装的方式连接于所述导电性部件的下表面，具有与所述至少1个制冷剂入口和所述至少1个制冷剂出口连通的1个或多个制冷剂流路；配置在所述导电性板的下方的电极板；和配置在所述电极板与所述导电性板之间的导电性接合片。
[0012]专利技术效果
[0013]根据本专利技术，在向处理腔室的热输入增加的情况下，能够降低伴随部件的接合的热阻，有效地进行构成上部电极组件的电极板的温度调节。
附图说明
[0014]图1是示意性地表示等离子体处理系统的结构的说明图。
[0015]图2是放大表示上部电极组件的一部分的说明图。
[0016]图3是在导电性板上形成导电性涂层时的概略说明图。
[0017]图4是表示上部电极组件的制造方法的流程图。
[0018]图5是表示上部电极组件的再生方法的流程图。
[0019]图6是表示制冷剂流路的具体形状的一例的说明图。
[0020]图7是表示制冷剂流路的具体形状的一例的说明图。
[0021]图8是表示制冷剂流路的具体形状的一例的说明图。
[0022]图9是表示制冷剂流路的具体形状的一例的说明图。
[0023]图10是表示制冷剂流路的具体形状的一例的说明图。
[0024]图11是表示制冷剂流路的具体形状的一例的说明图。
[0025]图12是表示制冷剂流路的具体形状的一例的说明图。
[0026]附图标记说明
[0027]1等离子体处理装置
[0028]10等离子体处理腔室
[0029]10b导电性部件
[0030]10s等离子体处理空间
[0031]13上部电极组件
[0032]120电极板
[0033]130导电性板
[0034]131制冷剂流路
[0035]133制冷剂入口
[0036]134制冷剂出口
[0037]140导电性接合片
[0038]W基片
具体实施方式
[0039]在半导体器件的制造工序中，通过使供给到腔室中的处理气体激发而生成等离子体，对基片支承部所支承的半导体基片(以下，简称为“基片”)进行蚀刻处理、成膜处理、扩散处理等各种等离子体处理。这些等离子体处理例如使用具有构成腔室顶部的一部分的上部电极组件的电容耦合型(CCP：CapacitivelyCoupledPlasma)的等离子体处理装置来进行。
[0040]在此，在近年来的半导体器件的制造工艺中，伴随着形成于基片表面的图案的微细化的要求，在等离子体处理装置中，要求将RF(RadioFrequency，电磁频率)电源设为高输出，进行例如深挖的蚀刻处理。然而，在深挖的蚀刻处理中，从缩短蚀刻时间、提高离子直线前进性这样的观点出发，要求进一步增加RF输出，与此相伴的向腔室的热输入成为问题。
[0041]如果向腔室的热输入过大，则担心温度上升引起的蚀刻副产物等的附着状况的变化、腔室构造部件的由热引起的破损等。因此，从均匀地控制针对基片的等离子体处理结果，防止腔室构造部件的破损的观点出发，要求提高伴随等离子体热输入的腔室的冷却性能。
[0042]在上述的专利文献1中，在构成腔室的复合喷淋头电极组件(上部电极组件)中，经由界面凝胶安装位于等离子体暴露面的电极板，实现了紧贴性和热传导性的提高。另外，在
上述的专利文献2中，通过静电吸附方式进行上部电极结构中的第1板与第2板之间的吸附，实现了紧贴性和热传导性的提高。
[0043]然而，上述专利文献1中记载的界面凝胶例如由硅酮形成，热传导率低、热阻高，所以在等离子体输入热量过大的情况下，要求实现热传导率的进一步提高。另外，在界面凝胶由硅酮形成的情况下，硅酮的体积电阻高，存在需要另外设置与电极板的电接点这样的问题。通过在硅酮中添加填料，也能够改善热传导率，但紧贴性会恶化，因此界面热阻增加而不现实。另外，即使采用上述专利文献2中记载的静电吸附方式，在向腔室的热输入过大的情况下，热阻降低效果也不充分，存在进一步改善的余地。
[0044]本专利技术的技术是鉴于上述情况而完成的，提供一种即使在向腔室的热输入过大的情况下，也能够比现有技术更有效地进行构成上部电极组件的电极板的温度调节的技术。以下，参照附图对一个实施方式的等离子体处理系统和包含本实施方式的蚀刻方法的等离子体处理方法进行说明。此外，在本说明书和附图中，对实质上具有相同的功能结构的要素，通过标注相同的附图标记，省略重复说明。
[0045]＜等离子体处理系统＞
[0046]首先，对本实施方式的等离子体处理系统进行说明。图1是表示本实施方式的等离子体处理系统的结构的概略的纵截面图。
[0047]等离子体处理系统包括电容耦合型的等离子体处理装置1和控制部2。等离子体处理装置1包括等离子体处理腔室10、气体供给部20、电源30和排气系统40。另外，等离子体处理装置1包括基片支承部11和气体导入部。基片支承部11配置在等离子体处理腔室10内。气体导入部构成为将至少一种处理气体导入到等离子体处理腔室10内。气体导入部包括上部电极组件13。上部电极组件13配置于基片支承部11的上方。在一个实施方式中，上部电极组件13安装于构成等离子体处理腔室10的顶部的导电性部件10b(ceiling，顶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：等离子体处理腔室；配置在所述等离子体处理腔室内的基片支承部；配置在所述基片支承部内的下部电极；导电性部件，其配置在所述基片支承部的上方，具有至少1个制冷剂入口和至少1个制冷剂出口，且与RF电位或DC电位连接；和上部电极组件，所述上部电极组件具有：导电性板，其以可拆装的方式连接于所述导电性部件的下表面，具有与所述至少1个制冷剂入口和所述至少1个制冷剂出口连通的1个或多个制冷剂流路；配置在所述导电性板的下方的电极板；和配置在所述电极板与所述导电性板之间的导电性接合片。2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述导电性接合片由具有400℃～1000℃的熔点的第1导电性材料形成。3.如权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述第1导电性材料包括金属。4.如权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述第1导电性材料包括Al
‑
Si合金、Al
‑
Mg合金或Al
‑
Si
‑
Mg合金。5.如权利要求1～4中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述导电性板与所述电极板之间的线膨胀系数差为2ppm/℃以下。6.如权利要求1～5中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述导电性部件由第2导电性材料形成，所述导电性板由与所述第2导电性材料不同的第3导电性材料形成。7.如权利要求6所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述第3导电性材料包括Mo或金属基复合材料。8.如权利要求6或7所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述第2导电性材料包括Al。9.如权利要求1～8中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述电极板由Si或SiC形成。10.一种在等离子体处理装置中使用的上部电极组件，其特征在于，包括：导电性板，其以可拆装的方式连接于所述等离子体处理装置，具有1个或多个制冷剂流路；电极板，其具有等离子体暴露面；和配置在所述电极板与所述导电性板之间的导电性接合片。11.如权利要求10所述的上部电极组件，其特征在于：所述导电性接合片由具有400℃～1000℃的熔点的第1导电性材料形成。12.如权利要求11所述的上部电极组件，其特征在于：所述第1导电性材料包括金属。13.如权利要求11所述的上部电极组件，其特征在于：
所述第1导电性材料包括Al
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Si合金、Al
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Mg合金或Al
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Si
‑
Mg合金。14.如权利要求10～13中任一项所述的上部电极组件，其特征在于：所述导电性板与所述电极板之间的线...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤诚人，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：