等离子体处理装置和半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种等离子体处理装置和半导体装置的制造方法，其能够防止在半导体晶片等基板与下部电极的基材或其它周边构造物之间发生放电，能够使成品率提高，达到生产性的提高。该等离子体处理装置包括：处理腔室；设置在处理腔室内，具有被施加高频电力的由导电性金属构成的基材，兼用作载置被处理基板的载置台的下部电极；设置在处理腔室内，以与下部电极相对的方式配置的上部电极；和在下部电极上，以包围被处理基板的周围的方式配置的聚焦环，该等离子体处理装置中配置有电连接机构，该电连接机构经由电流控制元件对下部电极的基材与聚焦环之间进行电连接，并根据电位差产生直流电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
一直以来，在半导体装置的制造工序中使用等离子体处理装置，该等离子体处理装置进行对配置在处理腔室内的基板(例如半导体晶片)作用等离子体的各种处理，例如蚀刻和成膜。作为上述等离子体处理装置，例如已知对下部电极与上部电极之间施加高频电力，而使等离子体产生的电容耦合型的等离子体处理装置，其中，下部电极兼用作载置半导体晶片的载置台(基座)，上部电极以与该下部电极相对的方式配置。此外，在这样的等离子体处理装置中，已知在下部电极设置静电吸附半导体晶片的静电吸盘，而且为了提高处理的均勻性，以包围半导体晶片的周围的方式，设置有环状形成的聚焦环(例如参照专利文献1)。专利文献1 日本特开2008-306212号公报
技术实现思路
在上述等离子体处理装置中，在曝露于等离子体的半导体晶片和聚焦环，产生最大2000V左右的负的偏置电压。另一方面，对静电吸盘的电极施加2000 2500V左右的正的电压，因此，在静电吸盘的电极与构成下部电极的导电性金属构成的基材之间产生极化电荷。此时的极化电荷被与下部电极的基材连接的高频施加电路分压，因此，由高频施加电路常数和腔室电路常数决定，但它是最大为2000V左右的正的电位。因此，在半导体晶片与下部电极的基材之间，产生最大4000V左右的电位差，在半导体晶片与下部电极的基材或其周边的构造物之间发生放电(击穿)，在半导体晶片上形成的半导体芯片可能受到损伤。而且，如果像这样在半导体晶片上形成的半导体芯片受到损伤，则存在产品的成品率下降，生产性下降的问题。如果使半导体晶片与下部电极的基材等之间的耐压(withstandvoltage)提高， 例如成为5000V左右，则能够防止上述的放电。但是，在下部电极设置有，例如用于抬起半导体晶片的升降销所配置的孔、用于对半导体晶片的背面与静电吸盘的表面之间供给用于进行热传导的氦气等的气体供给孔等，提高其耐压并不容易。本专利技术为了应对上述现有问题而提出，提供一种，能够防止在半导体晶片等基板与下部电极的基材或其周边的构造物之间发生放电，使成品率提高，达到生产性的提高。本专利技术的等离子体处理装置的一个方式是，一种等离子体处理装置，其包括处理腔室；下部电极，该下部电极被设置在上述处理腔室内，具有被施加高频电力的由导电性金属构成的基材，并且兼用作载置被处理基板的载置台；上部电极，该上部电极被设置在上述处理腔室内，以与上述下部电极相对的方式配置；和聚焦环，该聚焦环以包围上述被处理基板的周围的方式配置在上述下部电极上，该等离子体处理装置的特征在于配置有电连接机构，该电连接机构经由电流控制元件对上述下部电极的上述基材与上述聚焦环之间进行电连接，并根据电位差产生直流电流。本专利技术的半导体装置的制造方法的一个方式是，一种使用等离子体处理装置对被处理基板进行等离子体处理而制造半导体装置的半导体装置的制造方法，该等离子体处理装置包括处理腔室；下部电极，该下部电极被设置在上述处理腔室内，具有被施加高频电力的由导电性金属构成的基材，并且兼用作载置上述被处理基板的载置台；上部电极，该上部电极被设置在上述处理腔室内，以与上述下部电极相对的方式配置；和聚焦环，该聚焦环以包围上述被处理基板的周围的方式配置在上述下部电极上，该半导体装置的制造方法的特征在于配置有电连接机构，其经由电流控制元件对上述下部电极的上述基材与上述聚焦环之间进行电连接，并根据电位差产生直流电流，在直流电流通过该电连接机构能够在上述下部电极的上述基材与上述聚焦环之间流动的状态下，进行等离子体处理。根据本专利技术，能够提供一种，其能够防止在半导体晶片等基板与下部电极的基材或其周边的构造物之间发生放电，使成品率提高，达到生产性的提高。附图说明图1是示意性表示本专利技术的实施方式的等离子体蚀刻装置的概要结构的图。图2是示意性表示图1的等离子体蚀刻装置的主要部分的结构的图。图3是示意性地表示图2的等离子体蚀刻装置的电连接机构的例子的图。图4是表示研究电连接机构对等离子体蚀刻处理的影响而得的结果的图表。图5是示意性地表示图1的等离子体蚀刻装置的主要部分的结构的另一例子的图。图6是示意性地表示图1的等离子体蚀刻装置的主要部分的结构的另一例子的图。图7是示意性地表示等离子体蚀刻装置的主要部分结构的参考例的图。附图标记W……半导体晶片；2……载置台；5……聚焦环；6a……电极；6b……绝缘体； 104……电阻元件；100……电连接机构具体实施例方式以下参照附图说明本专利技术的实施方式。图1是表示作为本实施方式的等离子体处理装置的等离子体蚀刻装置的结构的图。等离子体蚀刻装置具有构成为气密、且成为电接地电位的处理腔室1。该处理腔室 1为圆筒状，例如由铝等构成。在处理腔室1内，设置有水平支承作为被处理基板的半导体晶片W的载置台2。载置台2的基材加由导电性金属例如铝等构成，载置台2具有作为下部电极的功能。该载置台2经由绝缘板3支承于导体的支承台4。此外，在载置台2的上方的外周，设置有例如由单晶硅形成的聚焦环5。而且，以包围载置台2和支承台4的周围的方式，设置有例如由石英等构成的圆筒状的内壁部件3a。第一 RF电源IOa经由第一匹配器Ila与载置台2的基材2a连接，此外，第二 RF 电源IOb经由第二匹配器lib与载置台2的基材2a连接。第一 RF电源IOa用于产生等离子体，规定频率(27MHz以上，例如40MHz)的高频电力从该第一 RF电源IOa向载置台2的基材2a供给。此外，第二 RF电源IOb用于引入离子(用于偏压)，比第一 RF电源IOa低的规定频率(13. 56MHz以下，例如3. 2MHz)的高频电力从该第二 RF电源IOb向载置台2的基材2a供给。另一方面，在载置台2的上方，以与载置台2平行相对的方式，设置有具有作为上部电极的功能的喷淋头16，喷淋头16和载置台2作为一对电极(上部电极和下部电极) 起作用。在载置台2的上表面，设置有用于静电吸附半导体晶片W的静电吸盘6。该静电吸盘6构成为在绝缘体6b之间插入存在电极6a，直流电源12与电极6a连接。于是构成为， 通过从直流电源12向电极6a施加直流电压，利用库仑力吸附半导体晶片W。在支承台4的内部形成有致冷剂流路4a，在致冷剂流路4a上连接有致冷剂入口配管4b、致冷剂出口配管4c。而且，通过使适宜的致冷剂例如冷却水等在致冷剂流路4a中循环，能够将支承台4和载置台2控制为规定的温度。此外，以贯通载置台2等的方式，设置有用于向半导体晶片W的背面侧供给氦气等用于冷热传导的气体(背侧气体)的背侧气体供给配管30，该背侧气体供给配管30与未图示的背侧气体供给源连接。利用这些结构，能够将由静电吸盘6吸附保持在载置台2的上表面的半导体晶片W控制为规定的温度。上述喷淋头16设置在处理腔室1的顶壁部分。喷淋头16具有本体部16a和成为电极板的上部顶板16b，经由绝缘性部件45支承在处理腔室1的上部。本体部16a由导电性材料例如表面进行了阳极氧化处理的铝构成，能够自由装卸地在其下部支承上部顶板 16b。在本体部16a的内部设置有气体扩散室16c，以位于该气体扩散室16c的下部的方式，在本体部16a的底部形成有多个气体通流孔16d。此外，在上部顶板16b，以沿厚度方向贯通该上部顶板16b的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种等离子体处理装置，其包括：处理腔室；下部电极，该下部电极被设置在所述处理腔室内，具有被施加高频电力的由导电性金属构成的基材，并且兼用作载置被处理基板的载置台；上部电极，该上部电极被设置在所述处理腔室内，以与所述下部电极相对的方式配置；和聚焦环，该聚焦环以包围所述被处理基板的周围的方式被配置在所述下部电极上，该等离子体处理装置的特征在于：配置有电连接机构，该电连接机构经由电流控制元件对所述下部电极的所述基材与所述聚焦环之间进行电连接，并根据电位差产生直流电流。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本高志，水上俊介，大谷龙二，樋口公博，
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