[发明专利]静电卡盘装置

说明书

技术领域

本发明涉及静电卡盘装置，更详细地说，涉及适用于高频放电方式的等离子体处理装置的静电卡盘装置，该等离子体处理装置对电极施加高频而生成等离子体，并通过该等离子体对半导体晶圆等板状试料进行等离子体蚀刻等的等离子体处理。

本申请基于2009年12月10日在日本申请的特愿2009-280672号而主张优先权，在此援引其内容。

背景技术

以往，在IC、LSI、VLSI等半导体器件或液晶显示器等平板显示器（Flat Panel Display：FPD）等的制造工艺中的、蚀刻、堆积、氧化、溅射等处理中，为了使处理气体在较低的温度下进行良好的反应，多利用等离子体。

例如，在使用了硅晶圆的半导体器件的蚀刻工序中，使用高频放电方式的等离子体蚀刻装置。

然而，在该等离子体蚀刻装置中，产生硅晶圆的中央部的蚀刻特性和该硅晶圆的外周部的蚀刻特性不同的现象。

因此，为了使该硅晶圆的蚀刻特性在面内均化，以包围该硅晶圆的方式在该硅晶圆的外侧配置环状的聚焦环。

但是，即使在使用了聚焦环的情况下，在对硅晶圆进行等离子体蚀刻时，也会在硅晶圆的中央部和外周部之间产生温度差，硅晶圆的中央部的蚀刻率和外周部的蚀刻率因该温度差而产生差异。

这种情况下，成为硅晶圆的面内的蚀刻结果不均匀的状态，因此会因该蚀刻引起的面内加工形状的不均匀，而存在所获得的半导体器件的特性的合格率下降的问题。

为了解决这种问题，提出了如下构成的磁控管方式的等离子体蚀刻处理装置：在聚焦环的内部的表面附近，以不露出到该表面的方式配置有温度检测器（专利文献1）。

在该等离子体蚀刻处理装置中，平时由温度检测器检测聚焦环的温度，进行聚焦环的温度控制，从而控制成将聚焦环的温度保持在与硅晶圆相同的温度。从而，抑制了硅晶圆上和聚焦环上的自由基的表面反应差，抑制了硅晶圆的面内的蚀刻率的变动，改善了蚀刻的均匀性。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2002-164323号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在上述现有的在聚焦环设有温度检测器的等离子体蚀刻处理装置中，向硅晶圆照射等离子体时，为了使该等离子体照射所引起的聚焦环表面的升温速度慢于硅晶圆的面内的升温速度，在等离子体照射的初始阶段，将聚焦环的表面温度抑制得比硅晶圆的表面温度低。此外，在等离子体照射的最终阶段，聚焦环的表面温度反而变得比硅晶圆的表面温度高，因此在聚焦环和硅晶圆之间产生温度差，结果存在硅晶圆的面内温度也不稳定的问题。

此外，在该等离子体蚀刻处理装置中，在等离子体照射时也可以使用冷却器来冷却聚焦环。但是，在该情况下，难以利用冷却器来调整聚焦环的因等离子体照射引起的温度上升，难以高精度地调整聚焦环的表面温度。

这样一来，即使在聚焦环中设有温度检测器的情况下，也成为硅晶圆的面内的蚀刻结果不均匀的状态，因此会因该蚀刻引起的面内加工形状的不均匀，而存在所获得的半导体器件的特性的合格率下降的问题。

进而，由于难以调整聚焦环的表面温度，因此在该聚焦环的表面温度低于硅晶圆的表面温度时，存在堆积物容易堆积到该聚焦环上的问题。

本发明鉴于上述情况，其目的在于提供一种静电卡盘装置，在适用于等离子体蚀刻装置等处理装置的情况下，通过调整以包围硅晶圆等板状试料的方式设置的聚焦环部的温度，能够将处理中的聚焦环部的温度保持一定，能够使板状试料的外周部的温度稳定，从而能够使板状试料的面内的蚀刻特性均化，能够防止堆积物堆积到聚焦环上。

用于解决问题的手段

本申请发明人为了解决上述问题而进行了锐意研究，发现了以下情况而完成了本发明：若使得以包围静电卡盘部的方式设置的环状的聚焦环部构成为包括聚焦环、陶瓷板、由非磁性体构成的加热器部、以及向该加热器部供电的电极部，则通过调整该聚焦环部的温度，就能够将处理中的聚焦环部的温度保持一定，能够使硅晶圆等板状试料的外周部的温度稳定，从而能够使板状试料的面内的蚀刻特性均化，进而能够防止堆积物堆积到聚焦环上。

即，本发明的静电卡盘装置包括以下方式。