[发明专利]电极单元、基板处理装置及电极单元的温度控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电极单元、基板处理装置及电极单元的温度控制方法，特别是涉及对基板进行等离子体处理的基板处理装置的电极单元。

背景技术

对半导体晶片进行等离子体处理的基板处理装置，包括收容半导体晶片的腔室、配置在该腔室内且载置半导体晶片的载置台、以及配置成与该载置台相对且向腔室内供给处理气体的喷淋头。载置台与高频电力源连接并用作下部电极，喷淋头具有圆板状的电极层并用作上部电极。在基板处理装置中，在载置台以及喷淋头的电极层之间施加高频电压，腔室内的处理气体被激发而产生等离子体。

由于电极层的温度对等离子体处理结果的分布产生影响，在等离子体处理中，需要将电极层的温度保持一定。但是，由于来自等离子体的热量使上部电极单元的电极层升温，因而需要冷却。因此，在现有的基板处理装置中以包围电极层周围的方式配置制冷剂通路，通过使制冷剂在该制冷剂通路内流动而冷却电极层。此外，由于在进行等离子体处理的开始时，存在电极层的温度较低的情况，因而需要对该电极层进行加热。因此，在现有的基板处理装置中，以包围电极层周围的方式配置加热器，对电极层进行加热(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2005-150606号公报

发明内容

然而，近年来，对通过等离子体蚀刻而形成的槽的宽度或孔径的要求值越来越小，要求实现等离子体处理结果的更均匀分布。

但是，由于在上述现有的基板处理装置中以包围电极层的方式来配置制冷剂通路、加热器，尽管电极层的周边部被控制在合适的温度，但电极层的中央部未被控制在合适的温度内，其结果，存在难以实现在腔室内等离子体处理结果的更加均匀分布的问题。

此外，沉淀物易于附着在低温部件上，或者如果在半导体晶片的等离子体处理中未对电极层的中央部进行适当的温度控制，则电极层中央部的温度会维持低温状态，沉淀物会附着在电极层的中央部。该附着的沉淀物在其它半导体晶片的等离子体处理中剥离而成为微粒，会附着在其它半导体晶片的表面。

本发明的目的在于，提供能够对电极层的整个区域进行适当地温度控制的电极单元、基板处理装置以及电极单元的温度控制方法。

为了实现上述目的，第一方面的电极单元，配置在具备用等离子体对基板进行处理的处理室的基板处理装置中，其特征在于，包括：从上述处理室侧依次设置的，暴露在上述处理室内的电极层、加热层以及冷却层，上述加热层全面覆盖上述电极层，并且上述冷却层通过上述加热层全面覆盖上述电极层，在上述加热层和上述冷却层之间配置有填充有传热介质的传热层。

第二方面的电极单元，其特征在于，在第一方面的电极单元中，上述基板处理装置具有为了生成上述等离子体而向上述处理室内施加高频电压的其它电极单元，当上述其它电极单元中断施加上述高频电压时，上述传热层排出上述填充的传热介质。

第三方面的电极单元，其特征在于，在第一或第二方面的电极单元中，上述传热介质是传热气体。

第四方面的电极单元，其特征在于，在第三方面的电极单元中，作为上述传热气体使用用于生成等离子体的处理气体。

第五方面的电极单元，其特征在于，在第四方面的电极单元中，上述电极单元向上述处理室内供给上述处理气体，上述传热层以覆盖上述电极层周边部以外的方式形成，并且通过多个气孔与上述处理室内连通，上述处理气体被供给到上述传热层。

第六方面的电极单元，其特征在于，在第一或第二方面的电极单元中，上述传热介质是传热性液体。

第七方面的电极单元，其特征在于，在第一方面的电极单元中，上述传热介质是传热片。

为了实现上述目的，第八方面的基板处理装置，其特征在于，包括用等离子体对基板进行处理的处理室，和电极单元，该电极单元具有从上述处理室侧依次配置的，暴露在上述处理室内的电极层、加热层以及冷却层，上述加热层全面覆盖上述电极层，并且上述冷却层通过上述加热层全面覆盖上述电极层，在上述加热层以及上述冷却层之间配置有填充有传热介质的传热层。