本发明专利技术提供等离子处理用圆环状零件及等离子处理装置。其通过控制电场分布特性而能实现提高等离子处理的均匀性、成品率。该等离子处理装置包括：处理容器，包括内部能保持为真空的处理室；载置台，用于在该处理室内载置被处理基板并且兼作为下部电极；圆环状零件，配置为在该载置台上围绕上述被处理基板的周缘；上部电极，与上述下部电极相对地配置在上述下部电极的上方；供电体，用于向上述载置台供给高频电力；利用在上述处理室内产生的等离子体对上述被处理基板实施等离子处理，在上述圆环状零件的、与生成等离子体的等离子体生成空间侧相反一侧的面上形成至少一个用于将上述等离子体生成空间的电场分布调整为期望的电场分布的环状的槽。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及在等离子处理室内围绕被实施等离子处理的被处理基板的周缘的等 离子处理用圆环状零件、及具有该等离子处理圆环状零件的等离子处理装置。
技术介绍
作为半导体器件、FPD(Flat Panel Display，平面显示器)的制造工艺中的蚀刻、 堆积、氧化、溅射等的装置，广泛应用等离子处理装置。作为等离子处理装置之一的等离子 蚀刻装置，在处理容器或反应室内平行地配置有上部电极和下部电极，将被处理基板(半 导体晶圆、玻璃基板等)载置在下部电极上，基本上是通过匹配器对上部电极或对下部电 极或对上部电极和下部电极两者施加等离子体生成用的高频电压。通常，在上部电极上设有多个气体喷出孔，从这些气体喷出孔对整个基板喷射被 等离子体化了的蚀刻气体，同时对被处理基板整面进行蚀刻。通常，将平行平板型的等离子蚀刻装置的上部电极和下部电极平行配置，通过匹 配器对上部电极或对下部电极施加等离子体生成用的高频电压。在两电极之间，被高频电 场加速了的电子、从电极放出的二次电子或被加热了的电子与处理气体的分子发生电离碰 撞，产生处理气体的等离子体。利用等离子体中的自由基、离子对基板表面实施期望的精细 加工例如蚀刻加工。在此，随着半导体集成电路的精细化，在等离子处理中越来越追求低压下的高密 度等离子体。例如，在电容耦合型的等离子处理装置中，追求更高效率、更高密度、更低偏压 的等离子处理。另外，随着半导体芯片尺寸的大面积化、被处理基板的大尺寸化，追求更大 尺寸的等离子体，腔室(处理容器)越来越大型化。但是，在伴随被处理基板的大尺寸化而形成大尺寸的等离子处理装置中，有电极 (上部电极或下部电极)的中心部的电场强度比边缘部的电场强度高的倾向。结果，存在所 生成的等离子体的密度在电极中心部侧和电极边缘部侧不同这样的问题。因此，存在这样 的问题在等离子体密度较高的部分等离子体的电阻率变低、在相对的电极上也会有电流 集中在该等离子体密度较高的部分上，从而等离子体密度的不均勻性更严重。另外，随着由被处理基板的大尺寸化引起的腔室的大型化，在蚀刻的实际工艺中， 在因温度分布等原因引起的处理气体的流动产生的影响下，也存在等离子体密度在被处理 基板的中心部和周缘部不同这样的问题。等离子体密度的不均勻性导致使被处理基板的蚀刻速度产生差异、特别是由于被 处理基板的周缘部不良而导致获得的器件的成品率变差。针对上述问题，迄今为止对电极结构尝试了各种各样的设计。例如，为了解决该 问题，公知有由高电阻构件构成高频电极的主面中心部的技术方案(专利文献1)。该项技 术是由高电阻构件构成电极的与高频电源相连接一侧的主面(等离子体接触面)的中央 部，使电极主面上的、电极中心部的电场强度比电极外周部的电场强度相对降低，从而校正 电场分布的不均勻性。另外，在专利文献2所公开的等离子处理装置中，在与处理空间相对的电极的主 面内埋入电介质，使相对于自电极主面放射到处理空间的高频电力的阻抗在电极中心部相 对变大、在电极边缘部相对变小，从而提高电场分布的均勻性。另一方面，为了提高被处理基板的边缘部的等离子体密度分布的均勻性，等离子 处理装置在其处理室内设置圆环状的零件例如聚流环，该圆环状的零件配设为围绕被载置 在载置台上的晶圆的外周。聚流环根据其种类不同具有由配置在内侧的环状的内聚流环构 件、和配置为围绕该内聚流环构件的外周的环状的外聚流环构件构成的双重圆结构。通常， 内聚流环构件由硅等导电性材料构成，外聚流环构件由石英等绝缘性材料构成。内聚流环构件起到使等离子体集中在晶圆上的作用，外聚流环构件起到将等离子 体封在晶圆上的绝缘体的作用。在等离子处理中，由于来自等离子体的热量输入而使外聚流环构件的温度上升， 但当温度不稳定时，外聚流环构件附近的自由基密度变得不均勻，晶圆的外缘部的等离子 体密度也变得不均勻。结果，在晶圆的中央部和外缘部产生等离子处理效果的差异，难以对 晶圆实施均勻的等离子处理。因此，在专利文献3中，在外聚流环上形成有环状的槽，通过减小其热容量，能利 用来自等离子体的热量输入来使外聚流环的温度急速上升且能容易维持高温，由此能确保 晶圆周缘部的等离子体密度的均勻性，能在批量生产的最初期阶段去除附着在聚流环上的 堆积物。专利文献1 日本特开2000-323456号公报专利文献2 日本特开2004-363552号公报专利文献3 日本特开2007-67353号公报但是，在上述专利文献1、2那样的高频放电方式的等离子处理装置中，由高电阻 构件构成高频电极的主面中心部存在因焦耳热导致的高频电力的耗费(能量损失)变多这 样的问题。另外，在如专利文献1、2那样在电极的主面埋入电介质的技术中，电极主面上的 阻抗分布特性被电介质的材质及形状曲线固定，存在针对多种多样的工艺或工艺条件的改 变不能灵活地对应这样的问题。另外，在专利文献3中，通过在外聚流环上设置槽来减小热容量。由此，通过在短 时间内使温度上升和温度的稳定化来确保晶圆周缘部的等离子体密度分布的均勻性。但是，晶圆周缘部的等离子体密度分布的均勻性不仅需要确保温度的稳定性，还 需要将晶圆周缘部的电场分布调整为期望的电场分布、电场强度。在专利文献3中，通过在外聚流环上设置槽来减小热容量从而确保温度的稳定 性。但是，由该温度的稳定带来的等离子体密度分布的均勻性是确保温度稳定之前的期间 的等离子体密度分布的均勻性，不是将电场分布调整为所期望的电场分布、电场强度。因 此，在专利文献3中，不能解决将电场分布调整为所期望的电场分布这样的问题。另外，在专利文献3中，通过在外聚流环上设置槽来减小其热容量，从而确保等离 子体密度分布的均勻性。但是，为了使晶圆端部的蚀刻速度、沉积速度形成为所期望的值， 需要将晶圆端部的周边上表面的电场分布调整为所期望的值，但专利文献3不能解决该问 题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述以往技术的问题点而做成的，其目的在于提供一种等离子处理 用圆环状零件及等离子处理装置，其通过将晶圆周缘部的电场分布调节为所期望的分布而 能够实现提高等离子处理的均勻性和成品率。用于解决上述问题的技术方案1所述的专利技术是一种等离子处理用圆环状零件，其 配置为围绕被实施等离子处理的被处理基板的周缘，其特征在于，在与生成等离子体的等 离子体生成空间侧相反一侧的面上形成至少一个环状的槽，该环状的槽用于将上述等离子 体生成空间的电场分布调整为期望的电场分布。这是由于通过在围绕被实施等离子处 理的被处理基板的周缘的圆环状零件上形成环状的槽，能改变被处理基板周缘部的电场分 布。技术方案2所述的专利技术以技术方案1所述的等离子处理用圆环状零件为基础，其 特征在于，上述槽形成在内侧周缘部。这是由于通过将槽形成在圆环状零件的与被处理基 板接触的内侧，能更良好地调整被处理基板周缘部的电场分布。技术方案3所述的专利技术以技术方案1或2所述的等离子处理用圆环状零件为基 础，其特征在于，利用上述槽的形状将阻抗调整为期望的值。这是由于利用槽的形状改变 其阻抗，由此能调整电场分布。技术方案4所述的专利技术以技术方案1 3中任一项所述的等离子处理用圆环状 零件为基础，其特征在于，从该等离子处理用圆环状零件的、距离径向内侧端部为该等离子 处理用圆环状零件宽度的30%以内的位置开始朝向径本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种等离子处理用圆环状零件，其配置为围绕被实施等离子处理的被处理基板的周缘，其特征在于，该等离子处理用圆环状零件在与生成等离子体的等离子体生成空间侧相反一侧的面上形成至少一个环状的槽，该环状的槽用于将上述等离子体生成空间的电场分布调整为期望的电场分布。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：八田浩一，水野秀树，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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