[发明专利]等离子体处理装置

说明书

本发明的等离子体处理装置提高等离子体处理装置的合格率。具备：处理室；样品台，设置在该处理室内部，对被处理物进行载置；真空排气部，将处理室内部排气成真空；和等离子体产生部，在处理室内部产生等离子体，在处理室内部载置被处理物的样品台，具备：第1金属制基材，在内部形成有冷媒的流路；第2金属制基材，处于该第1金属制基材上部且热传导率比第1金属制基材小；和多个升降销钉，使被处理物相对于样品台上下地移动，在第1金属制基材和第2金属制基材形成穿过多个升降销钉的多个贯通孔，在多个贯通孔各自的内部构成为使升降销钉和第1金属制基材以及第2金属制基材电绝缘，且将由热传导率比第2金属制基材高的绝缘构件形成的凸台插入。

技术领域

本发明涉及使用在制造半导体设备的工序中采用的真空容器内部的处理室内形成的等离子体、对载置在配置于该处理室内的样品台上的半导体晶圆等基板状样品进行处理的等离子体处理装置，特别是有关在将载置在样品台上的样品的面内温度保持在期望的值并且进行处理的等离子体处理装置。

背景技术

伴随半导体设备微细化的趋势，为了制造半导体设备而需要的蚀刻处理所要求的精度正逐年变得严格。在使用真空容器内部的等离子体对半导体晶圆进行蚀刻处理的等离子体处理装置中，为了与这样的课题相对应，重要的是将蚀刻中的样品的表面温度控制在期望的值的范围内。

近年，出于对提高形状精度的更进一步的要求，在将一片样品保持在样品台上的状态下以多个步骤来进行蚀刻处理。需要在该处理中将样品的表面温度分布控制成最适合各个步骤条件的温度这样的技术。

等离子体处理装置所具备的样品台一般其上表面成为静电吸盘构造。即，构成为对配置在构成样品台上表面的膜状的电介质材料的内部的电极供给电力，通过静电对载置在膜上的晶圆进行吸附保持，从而进一步对晶圆的背面和膜表面之间供给He气体等热传递媒介，在真空中也可促进晶圆和样品台之间的热传递。

进一步地，为了将载置晶圆的样品台的载置面的温度控制在期望的范围内，在配置在样品台的内部的构件内，配置了使用使水、冷却剂等热传递媒介(冷媒)进行流通的冷媒流路等冷却部件、加热器等加热部件。通过使这些冷却部件作用下的排热量和加热部件作用下的加热量进行增减，从而控制样品台的载置面的温度，进而控制晶圆的温度。例如，在典型的等离子体蚀刻处理装置中，通过在样品台内的冷媒流路中流通利用冷机装置等冷媒温度调节装置将其温度调节成给定的范围内的值的冷媒，同时调节加热器的输出，从而进行将晶圆的温度调节成适于处理的范围内的值这样的处理。

通过来自等离子体的离子入射等使等离子体处理中的晶圆被加热。此外，在样品台内配置有加热器等加热部件的情况下，晶圆也从被载置的样品台上表面接受热而被加热。此时，在针对晶圆的面内方向将温度的值及其分布调节成期望的范围内的值的基础上，最好是样品台内部的热传递的大小的分布是使用者所期望的。但是，实际上，受到配置在上述样品台内部的冷媒流路的形状等内部构造的影响，热传递的大小的分布容易在面内方向上变得不均匀，这样的构造所达到的影响成为将晶圆的温度调节成适于处理的值的方面的阻碍要因。

具体来说明，在配置在圆筒形的样品台的内部的金属制的基材内部配置使冷媒流通的流路的情况下，针对样品台的具有圆形或者大致圆形的上表面的面内的方向，遍及整体地配置流路使其位置在半径或者周向上均等，这一点在物理上很困难。