[发明专利]等离子处理装置

说明书

本发明提供等离子处理装置。使等离子处理装置具备如下要素而构成：真空容器；载置台，其具备在该真空容器的内部载置被处理样品的电极基材、覆盖该电极基材的外周部分的由绝缘性的材料形成的基座环、和绝缘环，该绝缘环被该基座环覆盖并包围电极基材的外周而配置，在上表面和与电极基材的外周对置的面的一部分形成薄膜电极；第1高频电力施加部，其对该载置台的电极基材施加第1高频电力；第2高频电力施加部，其对形成于绝缘环的薄膜电极施加第2高频电力；等离子产生单元，其在真空容器的内部使载置台的上部产生等离子；和控制部，其控制第1高频电力施加部、第2高频电力施加部和等离子产生单元。

技术领域

本发明涉及等离子处理装置，特别涉及使等离子产生来对半导体基板等进行蚀刻处理的等离子处理装置。

背景技术

伴随半导体器件的集成度的提升，电路结构微细化，制造工艺复杂化。在这样的状况下，为了抑制半导体器件的单价的上升，要求提高从1片晶片取得的半导体器件的收获率，谋求直到被处理晶片的外周缘为止都能成品率良好地制造性能良好的半导体器件。

针对这样的要求，在等离子处理装置中，谋求通过用等离子处理装置进行处理而形成于被处理晶片上的半导体器件的性能在被处理晶片的面内从中心到周边部都是均匀的。

在等离子处理装置即蚀刻装置中，伴随电路图案的微细化而要求纳米、亚纳米级的加工均匀性的精度。为了能遍及被处理晶片的整个面确保这样的纳米、亚纳米级的加工均匀性的精度，提升加工精度易于降低的被处理晶片的外周部附近的等离子处理的精度变得重要。

在蚀刻处理装置中，在被处理晶片的外周部附近，由于电磁学、热力学上的要因，关于被处理的图案的加工形状精度等蚀刻处理的特性，相对于被处理晶片的中央部分，外周部附近偏差更易于变大。这点被处理晶片的尺寸(外径)越大呈现得越显著。其结果，等离子蚀刻处理的被处理晶片的外周部附近的加工形状相对于中央部附近的加工精度超出偏差的容许范围，发生不再能将形成于被处理晶片的外周部附近的半导体器件作为产品进行出厂的情形。

作为防止这样的被处理晶片的外周部附近的加工形状相对于中央部附近的加工精度超出偏差的容许范围的手段，在专利文献1中记载了等离子处理装置，其在放置被处理晶片的基板电极的周围设置与基板电极同电位的高频环，减低高频偏置电力的变更的影响，改善被处理晶片的外周部附近的加工特性来提升处理的均匀性。

另外，在专利文献2中记载了如下结构：在放置被处理晶片的样品台的基材的周围，在与样品台的基材电绝缘的状态下设置导体环，从对样品台的基材施加的高频电力不同的电源对导体环提供高频电力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2014-17292号公报

专利文献2：JP特开2016-225376号公报

在蚀刻处理装置中，在对被处理晶片以等离子进行处理时，形成于载置被处理晶片的基板电极的外周部附近的电场的形状给等离子处理的均匀性带来影响。在专利文献1记载的方法中，由于基板电极和高频环是同电位的，因此即使在对基板电极施加的高频电力为某条件的情况下将形成于基板电极的外周部附近的电场调整到理想的状态，在改变了对基板电极施加的高频电力的条件的情况下，也难以用高频环调整形成于基板电极的外周部附近的电场，难以直到外周部附近为止都均匀地对被处理晶片实施处理。

另一方面，若晶片外周部的电场歪斜，就会在形成于晶片的表面与其上的等离子区域的边界的鞘区域的电场的等电位面出现不均匀或形状的倾斜。在鞘区域，由于离子在相对于等电位面成直角的方向上受到力，因此，若等电位面相对于晶片的面倾斜，入射到晶片的离子就会以受到与等电位面的倾斜相应的倾斜方向的力的状态入射到晶片。其结果，会在形成于晶片上的图案的形状出现分布，或出现由晶片外周部的绝缘体形成的环的消耗加速等问题。