TW201130395A - Circular ring-shaped member for plasma process and plasma processing apparatus - Google Patents

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201130395 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種於電讓處理室内將被施予電聚 處理之被處理基板的周緣圍繞之電毁處理用圓環狀組 件及具有該電漿處理用圓環狀組件之電漿處理楚^ 【先前技術】 電漿處理裝置被廣泛地利用於作為半導體元件戈 FPD(Flat Panel Display)之製造過程中的蝕刻、沉積、: 化、濺鍍等的裝置。為電漿處理裴置的其中之一之電= 蝕刻裝置係於處理容器或反應室内平行地設置有^ ^ 電極與下部電極，並將被處理基板（半導體晶圓、= 基板等）載置於下部電極上，而大部分係透過匹配 St生用高頻電壓施加至上部電極或下部電極:ί -般來說，上部電極係設置有多個氣體嘴出孔 H乳體f出孔將經電㈣之㈣氣體噴 趙’來同時對被處理基板整面進行餘刻。、土板整 通常，平行平板型電漿蝕刻裝置的 :極係平行地設置，並透過匹配器來將電漿產生用、：部 二壓施加至上部電極或下部電極。 U ，頻 ~而被加速的電子、從電極放出的 ^局頻電 電子會與處理氣體的分子發生電^加熱後的 艘的•藉嶋中的自由基 =來 201130395 于所欲的微細加工 此處，隨著半導體積體電路的微 便被要求低壓下的高密度電漿。例如，對：錢理 處理裝置中被要求有更高效率、高型電襞 處理。又’伴隨著半導體晶片尺寸面::壓:：漿 3的大口徑化，而被要求有更大口徑的；漿，且;； 室（處理容器）愈來愈大型化。 κ且反應

mj ㈣著被處理基板的大口徑化之大昨雷將 中，電極(上部電極或下部電極)中心部：電； 強度有較邊緣部的電場強度要高之傾向。： ^電製密度便有在電極中，侧與電極邊緣㈣^ 率題。因此，在電漿密度高的部分之電漿的電： 欠低’而在對向電極處’電流亦會集中至該部分， 而有電激密度的不肖勻性更加提高之問題。 再者’伴隨著被處理基板的大口徑所造成之反應室 的^型化’在㈣之實際製程中，因溫度分佈等而引起 =處理氣體流動所造成的影響，亦有電漿密度在被處理 &才反的中心部與周緣部會不同之問題。 電漿密度的不均勻性會使得被處理基板的蝕刻率 產生差異，特別是會成為從被處理基板的周緣部所取得 之7°件的良率惡化之原因。 針搿上述問題，至今已嘗試對電極構造進行各種改 良例如，為解決該問題，已知有利用高電阻組件來構 5 201130395 成高頻電極的主面中心部者（專利文獻U。該技術係以 高電阻組件來構成連接於高頻電源一側之電極主面（電 毁接觸面）的中央部’以使電極主面的電場強度在電極 中心部處較電極外周部要相對地低，以補正電場分佈的 不均勻性。 又，專利文獻2所揭示之電漿處理裝置係將介電體 埋入與處理空間呈對向之電極的主面，並使相對於從電 和面被放射至處理空間之高頻阻抗（impedance)在電 極中〜部處要相對地大，而在電極邊緣部處要相對地 小’以k南電場分佈的均勻性。 另方面，為提高被處理基板邊緣部之電漿密度分 佈的均句性，

201130395 自由基密度便會變得不均勻，且晶圓外緣部的電漿密度 亦會變得不均勻。其結果為晶圓中央部處與外緣部處在 電鹱處理的效果上便會產生差異，而難以對晶圓施予均 句的電漿處理。 因此，專利文獻3中，藉由在外側聚焦環形成有環 狀溝槽並使其熱容量減小，可使因來自電漿的熱而造成 外侧聚焦環的溫度急速地上升且易於維持在高溫，藉以 〇 確保晶圓周端部之電漿密度的均勻性，並可去除生產批 次的極初期階段中，附著在聚焦環的沉積物。 專利文獻1 :日本特開2000-323456號公報 專利文獻2:日本特開2004-363552號公報 專利文獻3 :曰本特開2007-67353號公報 然而’如上述專利文獻1、2之高頻放電式的電漿 處理虞置中’利用局電阻組件來構成南頻電極的主面中 〇 心部會有因焦耳熱而造成高頻電功率的消耗(能量耗損） 變多之問題。 又，如專利文獻1、2般，將介電體埋入電極主面 的技術會有電極主面上的阻抗分佈特性因介電體的材 質及形狀輪廓而被固定，以及針對各式各樣製程或製程 條件的改變而無法彈性地對應之問題。 、、又L專利文獻3係藉由在外側聚焦環設置有溝槽來 減小熱容量。藉此，藉由短時間内的溫度上升與溫^穩 201130395 疋4來確保晶圓周緣部之電漿密度分佈的均勻性。 θ:，晶圓周端部之電漿密度分佈的均勻性，不僅 =必f確保溫度的穩定性，亦須將晶圓周緣部的電場分 布调正成所欲電場分佈、電場強度。 +埶ϊ =文獻3係藉由在外側聚焦環設置有溝槽並減 、&,、’、'谷星來確保溫度的穩定性。然而，上述溫度穩定所 之電漿密度分布的均勻性係在溫度穩定為止的期 曰二保電㈣度分怖的均勻性，並非將電場分佈調整成 =欲電場分佈、電場強度。因此專利文獻3無法解決所 明的調整所欲電場分佈之課題。 、、再者，專利文獻3係藉由在外侧聚焦環設置有溝槽 小其熱容量來確保電漿密度分布的均勻性。然而曰， 右奴使晶®端部的侧率或沈積率為所欲值，則必 部之周邊上面的電場分佈調整成所欲值，然而、專 W文獻3並無法解決上述問題。 【發明内容】 本發明係4監於上述習知技術的問題點所發明直 目的在於提供一種藉由將晶圓周端部的電場分二 ，所欲分佈，從而可實現電漿處理之均句性與 = 鬲之電漿處理用環狀組件及電漿處理裝置。 ▽捉 為解決上述問題之申請專利範圍第j項 =重電漿處則圓環狀組件，係以將被施予f漿處= 处理基板的周緣圍繞之型態所配置，其特、. 啦> 於.將 201130395 產生有電漿之電襞產生空間的電場分佈調 場分佈之至少1個環狀溝槽，細成於該輕砍電 側之相反_面。因為藉由將環狀溝槽形成於圍= 予電漿處理之被處理基板周緣的圓環狀組件，則 被處理基板周緣部的電場分佈。 、σ改變 申請專利範圍第2項之發明為中請專利範圍第 之«處理用圓環狀組件，其中該溝槽係形成於内= 0 緣部。因城由將溝槽形成於與被處理基板相接之圓产 狀組件的内側’則可更良好地調整被處理基板周緣部= 電場分佈。 申凊專利範圍苐3項之發明為申請專利範圍第1戋 2項之電漿處理用圓環狀組件，其中係藉由該溝槽的^ 狀來將阻抗調整成所欲值。因為藉由溝槽的形狀來使其 阻抗改變，則藉此可調整電場分佈。 申請專利範圍第4項之發明為申請專利範圍第j戋 2項之電漿處理用圓環狀組件，其中該溝槽係從徑向内 〇 側端部而以特定寬度形成為至少其寬度的30%以内。因 為若將溝槽形成在自起於與被處理基板相接之内側端 部起相距超過圓環狀組件寬度的3〇%之部位處，則難以 調整被處理基板周緣部的電場分佈。 申請專利範圍第5項之發明為申請專利範圍第1或 2項之電漿處理用圓環狀組件，其中該溝槽係從徑向内 側端部而以特定寬度形成為其寬度的8〇%以内。因為若 將溝槽形成在自起於與被處理基板相接之内侧端部起 9 201130395 相距超過圓環狀組件寬度的80%之部位處，則對被處理 基板周緣部的電場分佈所造成的影響較少。 申請專利範圍第6項之發明為申請專利範圍第i或 2項之電漿處理用圓環狀組件，其中該溝槽的深度至少 ^圓環狀組件厚度的70%以内。因為當將溝槽形成於圓 環狀組件内部時，若其深度（將圓環狀組件水平地設置 後之垂直方向的長度)超過圓環狀組件厚度的7〇%時， 則會因圓環狀組件之電漿衝擊所造成的摩耗而使其壽 命縮短。 〇 申請專利範圍第7項之發明為申請專利範圍第1或 2項之電漿處理用圓環狀組件，其係由石英、碳、矽、 砍兔化物及陶免材料的至少其中一者所形成。 —申請專利範圍第8之發明為一種電漿處理裝置，係 藉由產生於處理室之電漿來對被處理基板施予'^電漿處 理，其具有：處理容器，係包含有可將内部保持於真空 之該處理室；載置台，係於該處理室載置該被處理其 板’並兼作為下部電極；ϋ環狀轉，係於 ^ , 以將該被處理基板的周緣圍繞之型態所配薏上=電 ， 極，係對向該下部電極而配置於其上方；供電體，係對 5亥載置台供給南頻電功率；其中於該圓環狀龟 將產 生有電漿之電漿產生空間的電場分佈調签成所欲分佈 之至少1個環狀溝槽，係形成於該電漿產生窆間侧之相 反側的面。因為藉由將環狀溝槽形成於圍繞被二予電喂 處理之被處理基板周緣的圓環狀組件，則可改變被處= 10 201130395 基板周緣部的電場分佈。 申請專利範圍第9之發明為申請專利範園第8項之 電漿處理裝置，其中該溝槽係形成於内側周緣部。因為 藉由將溝槽形成於與被處理基板相接之圓環狀組件的 内側，則可更良好地調整被處理基板周緣部的電場分 佈。 申請專利範圍第10之發明為申請專利範圍第8或 Ο 9項之電漿處理裝置，其中係藉由該溝槽的形狀來將該 圓環狀組件的阻抗調整成所欲值。因為藉由溝槽的形狀 來使其阻抗改變，則藉此可調整電場分佈。

申清專利範圍第u之發明為申請專利範圍第8或9 項之電漿處理裝置，其中該溝槽係從徑向内侧端部而以 才寸疋寬度开>成為至少該圓環狀組件寬度的以内。因 為若將溝槽形成在自起於與被處理基板相接之内側端 部起相距超過圓環狀組件寬度的3〇%之部位處，則難以 调整被處理基板周緣部的電場分佈。 甲明寻利乾圍第12之發明為申請專利範圍第8或 9項^電漿處理裝置’其巾賴槽餘徑向_端部而 =特疋寬度形成為該圓環狀組件寬度的·以内。因為 將溝槽形成在自起於與被處理基板相接之内側端部 =距超過圓環狀組件寬度的嶋之部位處，則對被處 '"板周緣部的電場分佈所造成的影響較少。 申呀專利範圍第13之發明為申請專利範圍第8 J、之電漿處理裝置，其中該溝槽的深度至少為該圓環 201130395 狀組^厚度的70%以内。因為當將溝槽形成於圓環狀組 件内邻時，若其深度(將圓環狀組件水平地設置後之垂 直2向的長度)超過圓環狀組件厚度的70%時，則會因 圓裱狀組件之電漿衝擊所造成的摩耗而使其壽命縮短。 申凊專利範圍第14之發明為申請專利範圍第8或 9項之電漿處理裝置，其中該圓環狀組件係由石英、碳、 夕夕兔化物及陶竟材料的至少其中一者所形成。 本發明之電漿處理裝置藉由調節晶圓周緣部的電 場分佈，可容易且自由地調節晶圓周緣的蝕刻率或沈積 率’並提高電漿處理的均句性或良率。 【實施方式】 以下，針對將本發明電漿處理裝置使用於蝕刻裝置 的一實施形態，參照圖式來加以說明。然而，本發明並 未限定於此實施形態。 圖1係顯示本發明一實施形態之電漿處理裝置j的 整體概略結構。該電漿處理裝置係包含有圓筒形反應室 之結構’該圓筒形反應室係具有可將例如由鋁、不鑛鋼 等所構成的内部氣密地密閉之處理室。此處雖係構成為 下部雙頻施加式的電容耦合型電漿處理裝置，但本發明 並未限定於此，而亦可為上下雙頻施加式或單頻施加式 的電漿處理裝置。 處理室水平設置有用以支撐被處理基板(例如半導 體晶圓（以下稱為晶圓）15)之載置台2。載置台2係由紹 12 201130395 、·導電性材料所構成’並兼作為R 面為了以靜電吸附力來保持晶圓15，°。載置台2上 介電體所構成的靜電夾具16。靜電失氣而毁置有陶瓷等 導電體，例如銅、鎢等導電膜所構2具16内部埋入有 载置台2係被支撐於陶瓷等絕緣性筒的内部電極π。 保持部3係被支撐於處理室的筒狀I 持部3。筒狀 Ο Ο 持部3的上面係設置有環狀地圍繞，=4，而筒狀保 焦環5。聚焦環5外侧設置有圓環狀覆^的上面之聚 靜電夾具16係藉由與晶圓15 二衣25。 而作為用以調節晶圓15的溫度之熱交交:奥圓 的外側設置有魏處理關環狀組件的盆中之: =環5。本實施形態中，雖聚焦環5為單:型^亦 =分割為外侧聚焦環與内側聚焦環之2分割型者。聚 ‘、、、电5係配合晶圓15而使用例如Si、Sie、[、&〇 材料所構成者。 、、1 2等 〃處理室的侧壁與筒狀支撐部4之間形成有環狀排 乳通道6，氣通道6的人口或巾途歧有環狀隔板 7。排氣通道6的底部係透過排氣管8而連接有排氣裝 置9。排氣裝置9係具有渦輪分子幫浦等真空幫浦，可 將處理室内的電漿處理空間減壓至所欲真空度。處理室 的侧壁外裝設有用以開閉晶圓15的搬出入口 1〇之閘闕 11 〇 載置台2的背面（下面）及上部電極21係連接有自匹 配益13(13a、13b)的輸出私子延伸之圓柱形或圓筒形供 13 電锋14 ί ° 凳铢14而带门，心’、3、1213則係透過匹配器13及供 係由例如制★ 連接至载置台2及上部電極21。供電棒14 論铜或鋁等導體所構成。 2的‘ 小调田王要對使電漿產生在载置 辞。另^方有貢獻之較高頻率，例如6〇MHz的第ι古 4刮截:：，第2高頻電源既係輪出主要對將離； Μ第置二2上的晶圓15有貢獻之較低頻率，例： 向頻。整合器13a係用以在第1高頻電源 與負荷(主要為電極、電漿、反應室)側的 % 1Ί Γ寻整合性’匹配器13 b係用以在第2高頻電 靜略勺阻抗與負荷側的阻抗之間取得整合性。 電核17$失具16係將片狀或網狀導電體所構成的内部 〜體地固介電體中者，而—體地形成或 處理宝从載内部電極17係電連接於 *所°又置之直流電源及供電線(例如被覆線），藉 由直流電源所施加之直流電壓，而可以庫倫力來將晶圓曰 15吸者保持於靜電爽具16。 處理室的頂部設置有平行地對向於載置台2之上 部电極21。上部電極21係形成為内部呈中空構造之圓 板狀’，其:面側設置有多個氣體喷出孔22而形成喷淋 頭。然後H域體導人# 23來將處理氣體供給部所供 給之蝕刻氣體導入至上部電極21内的中空部分，並從 該中空部分經由氣體喷出口 22而均勻地分散並供給至 Ϊ4 201130395 處理室。又，上部電極21係由例如Si或SiC等材料所 構成。 靜電夾具16與晶圓15的内面之間係經由氣體供給 管24而供給有來自傳熱氣體供給部（未圖示）的傳熱氣 體(例如He氣），該傳熱氣體會促進靜電夾具16，亦即 載置台2與晶圓15之間的熱傳導。 該電漿處理裝置的主要特徵在於係使用形成有圓 0 環狀溝槽之聚焦環5，來獲得可形成對晶圓15的特性 ^ 或各種電漿處理製程最適合的電場強度及分佈之阻抗 特性。 圖2係顯示在過去電漿處理中所使用之習知型聚 焦環（圖2a)與本發明一實施形態之溝槽形成型聚焦環 (圖2b)的剖面形狀之圖式。圖2所示之聚焦環皆為單一 型（亦稱為一體成型）聚焦環。然而，本發明不限於單一 型，而亦可使用如分割為例如内侧聚焦環與外側聚焦環 2者之分割型聚焦環中的其中1個環或2個環。聚焦環 Ο 的材料可由例如與晶圓15相同的材料（Si)，或石英、 碳、矽碳化物、陶瓷材料（氧化釔(γ2〇3)或二氧化矽）等 中任一者所形成。聚焦環5係被載置於用以支撐晶圓 15的周緣端部之靜電夾具16上。 關於本發明一實施形態之溝槽形成型聚焦環，利用 圖2(b)來加以說明。圖2(b)所示之溝槽形成型聚焦環係 於與靜電夾具16接觸面（聚焦環的内面）側處形成有溝 槽51。該溝槽較佳係形成於聚焦環的内面侧。因為當 15 201130395 形成有溝槽的面側暴露在電漿離子中時，會因其衝擊而 使得溝槽摩耗，且溝槽形狀會產生變化。又，因為利用 切削加工等來形成溝槽時，相較於其他的面，會因電漿 離子的衝擊而有使得塵埃發生率變高之可能性。 圖2(b)所示之溝槽51形狀的深度（將聚焦環5水平 地設置後之垂直方向的長度)較佳為聚焦環厚度的70% 左右，更佳為50%以下。因為當使深度超過70%時，會 因電漿衝擊所造成之聚焦環5的摩耗而使其壽命縮 短。又，為確保聚焦環的硬度，深度較佳亦為70%以内。 又，圖2(b)所示之溝槽形成型聚焦環的溝槽51的深度 大約形成為〇.4mm。此為聚焦環5厚度（約3.6mm)的大 約 1/9。 又，溝槽51形狀的徑向寬度較佳為聚焦環徑向寬 度的80%以内。例如，圖2(b)所示之溝槽形成型聚焦環 的溝槽51的寬度大約形成為40mm。此相當於聚焦環5 寬度（100mm)的 2/5(40%)。 又，溝槽51較佳係自晶圓15設置侧的端部或聚焦 環徑向寬度的30%以内的部位來形成。在不會受到離子 衝擊的範圍内，藉由儘可能地自其端部來形成，則可更 容易進行晶圓15面上之電場分佈的調整。 以上，溝槽51的形狀為了使晶圓15面上的電場分 佈為最佳分佈，只要以所欲形狀來形成即可。圖3係例 示本發明溝槽形狀之圖式。圖3(a)係顯示自聚焦環5的 内側端部附近來形成半橢圓形形狀的溝槽51的情況之 16 201130395 溝槽形狀的圖式。又，圖3 (b)係顯示於内侧端部形成有 梯形溝槽51，或於其徑向外侧形成有四角溝槽51的情 況之溝槽形狀的圖式。再者，圖3(c)係顯示於聚焦環5 内側連續形成有3個圓形中空溝槽51的情況之圖式。 由於本發明係在聚焦環形成有溝槽來獲得所欲電場分 佈，因此只要配合所欲電場分佈來形成最適合的溝槽即 可0 ^ 【實施例】 (實施例1) 準備2個圖2(b)所示之聚焦環5來作為組裝在電漿 處理裝置1之聚焦環。將熱傳導率為1W之傳熱片幾乎 無間隙地填入至其中一個聚焦環的溝槽51。以下在本 說明書中將其稱為溝槽形成聚焦環1W型。又，將熱傳 導率為17W之傳熱片幾乎無間隙地填入至另一個聚焦 環的溝槽51。以下在本說明書中將其稱為溝槽形成聚 焦環17W型。然後，準備圖2(a)所示之習知型聚焦環 〇 來作為該等的比較例。以下在本說明書中將其稱為習知 型聚焦環。 接下來，分別準備3組直徑300mm之表面形成有 氧化膜的空白晶圓（blanket wafer)(以下稱為晶圓Ox)， 與直徑300mm之表面形有氮化物的空白晶圓（以下稱為 晶圓Ni)。然後，供給C4F6/Ar/02(18/225n〇)所構成的 處理氣體，並在該等空白晶圓（晶圓Ox，晶圓Ni)設置 習知型聚焦環、溝槽形成聚焦環1W型及溝槽形成聚焦 17 201130395 :歲理1而對曰曰圓〇X與晶圓Ni分別施予60秒的電 此時上部電極的溫度/處理室的壁面溫度/ 靜电夾具的底面溫度為6(rc/6(rc/45cCe t述電漿處理條件下’圖4為晶圓〇x的蝕刻率， 圖f :、、、顯不晶圓Ni的韻刻率之圖表。又，圖4及圖5 所：ίΪ的橫軸係以其，，點來表示晶圓的中心點，而 以4米卓位來表示從該處往徑向右側150mm，往徑向 左側150mm的距離。又，縱軸為氧化膜的餘刻率⑽/ 分）或氮化物的餘刻率(nm/分）。 如圖4所示，於晶圓〇χ設置有習知型聚焦環並施 予電漿處料之氧化朗㈣率，相躲晶圓中心部分 的姓刻率約為l87nm/分，愈往端部其银刻率愈大，而 在距離晶圓端部約30mm的部位處達到最大（約i95nm/ 分）。然後從該部位處到最端部為止，則為大致相同的 餘刻率。 相對於此，設置有溝槽形成聚焦環lw型並被施予 電漿處理之晶圓Ox雖在晶圓中心部處與習知型為大致 相同的蝕刻率（約187nm/分），但愈往端部則蝕刻率愈 大’而在距離晶圓端部約30mm的部位處達約197nm/ 分，然後從該部位處到最端部蝕刻率會急速上升，最端 部的Ί虫刻率約為218nm/分。 又，溝槽形成伞焦17 W型餘刻率的特性係斑圖4 所示之溝槽形成聚焦環1W型的特性大致相同。~ 圖5係顯示於晶圓Ni設置有習知型聚焦環，並在 18 201130395 上述條件下施予電漿處理時之氮化物的蝕刻率之圖 表。如圖5所示，晶圓中心部分的姓刻率約為-2nm/分， 此係表不晶圓中心部處沉積有CxFy。又，愈往端部則名虫 刻率愈大而成為負值(CxFy的沉積率變大），從距離晶圓 端部約50mm的部位處到最端部而沈積率（堆積）會變 大。 相對於此，設置有溝槽形成聚焦環1W型並被施予 0 電漿處理之晶圓Ni在晶圓中心部處雖較習知型為稍大 之負蝕刻率（約-4nm/分），但會有愈往端部則從負到正之 特性。亦即，沉積與I虫刻會在距離晶圓端部約25mm的 部位處相對抗，而顯示了從該部位處欲往晶圓端部則蝕 刻率會上升之特性。 雖然溝槽形成聚焦環17W型之晶圓Ni的蝕刻库特 性在蝕刻率的值上有差異，但其特性本身係與溝槽形成 聚焦環1W型大致相同。 由上述情事可明瞭以下事項。蝕刻特性不會因埋入 Ο 於溝槽51之傳熱片的熱傳導率不同而產生大的差異。 此係因為在聚焦環5形成有溝槽51 —事所造成的影響 並非起因於熱容量的變化，而是因為聚焦環5阻抗的變 化而使得其周邊電場分佈發生改變的緣故。其結果為電 漿（電荷）對晶圓15的衝擊強度會改變。因此，配合施予 電漿處理的材料，為了獲得所欲電場分佈，只要改變溝 槽51的形狀的話即可在所欲部位形成所欲電場分佈。 藉此可使對晶圓15所施予之電漿處理均勻化。 19 201130395 (實施例2) 接下來關於濺鍍率，與實施例1同樣地，準備溝槽 形成聚焦環1W型、溝槽形成聚焦環17W型2種聚焦 環來作為組裝至電漿處理裝置1之聚焦環5，並準備習 知型聚焦環來作為該等的比較例以調查濺鍍率的特性。 與實施例1同樣地準備3片直徑300mm的空白晶 圓。然後，使電漿處理室減壓至35mTorr，供給 Ar/02(1225/15)所構成的處理氣體，並在空白晶圓設置 習知型聚焦環、溝槽形成聚焦環1W型與溝槽形成聚焦 環17W型，而施予60秒的電漿處理。又，此時上部電 極的溫度/處理室的壁面溫度/靜電夾具的底面溫度為 60°C/60°C/45°C。 圖6係顯示在上述電漿處理條件下，上述3種聚焦 環的藏鑛率特性之圖表。又，圖6所示圖表的橫軸係以 其“0”點來表示晶圓的中心點，而以釐米單位來表示從 該處往徑向右側150mm，往徑向左側150mm的距離。 又，縱軸的濺鍍率單位為nm/分。 如圖6(a)所示，設置習知型聚焦環並施予電漿處理 時之空白晶圓的濺鑛率在晶圓中心部分約為15nm/分。 愈往晶圓端部則錢鍍率愈小，而在距離晶圓端部約 40mm的部位處起急速減少，最端部的濺鍍率約為 13nm/分。 相對於此，設置溝槽形成聚焦環1W型並施予電漿 處理之空白晶圓的濺鍍率在其中心部約為17nm/分。雖 20 201130395 然距離晶圓端部約4〇mm的部位處起濺鍍率係漸漸減 少，但從距離晶圓端部l〇mm的部位處起到最端部則係 轉變成增加的傾向’最端部的濺鑛率約為19nm/分，其 顯示了與習知型聚焦環完全相反的特性。 溝槽形成聚焦環17W型濺鍍率的特性係與溝槽形 成水焦每1W型大致相同。 圖6(b)係將圖6(a)所示之3種聚焦環的濺鍍率正規 Ο 化之圖表。如圖6(b)所示，因埋入於溝槽51之傳熱片 的熱傳導率差異對賤鍍率特性來說幾乎沒有差異。由以 上可說形成在聚焦環5之溝槽51與其說是會使熱容量 改變，不如說是會使聚焦環5的阻抗改變，藉此而使得 其周圍的電場分佈改變。其結果便推測為係因電漿的衝 擊強度改變而使得濺鏟率改變。 (實施例3) 接下來，關於沈積率，與實施例i、2同樣地，準 備溝_絲焦環1W $、溝卿成聚焦環 17W 型 2 種聚焦環來作為喊至㈣處縣置丨之聚焦環5，並 钱習知型聚焦環來作為該等的比較例來調查 的特性。 準備3片直住30〇m功的空白晶圓。然後，使電聚 ^里室減駐35mTOT，供給C4F6/M18/1225)所構成的 f理氣體’並在空白晶㈣置習知型聚焦環、溝槽形成 ♦焦％1W型與溝槽形成聚焦環17WS，而施予60秒 9书水處理。又’此時上部電極的溫度/處理室的壁面 201130395 溫度/靜電夾具的底面溫度為6〇〇C/6(Tc：M5t：。 圖7係顯示在上述電漿處理條件下，在空白晶圓設 置習知型、溝槽形成1W型、溝槽形成17W型之3種 忒焦％a守的沈積率特性之圖表。又，圖7所示圖表的橫 軸係以其〇點來表示晶圓的中心點，而以釐米單位來 表不攸该處往徑向右側15()職，往徑向左侧150mm的 距離又，縱軸的沈積率單位為nm/分。 日产:圖:⑷所不’設置習知型聚焦環並施予電漿處理 ^ ^ 日日圓的’尤積率在晶圓中心部分約為80nm/分。 而^則沈積率漸增’而在從距離晶圓端部約50mm 、。立处起急速增加，最端部的沈積率約為105nm/分。 相對於!If，‘ lw WJ4, / 在空白晶圓外周設置溝槽形成聚焦環 羽|靶予電槳處理時，雖然其_心部的沈積率係與 白^'大致同為約80nm/分，但從距離晶圓端部約 5|0mm=部位麵，沈積率係與 習知型相反而為漸漸減 少’其最端部的沈積率約為7〇nm/分。 一 /冓^#开乂成艰焦環17w型的沈積率特性如圖7⑻所 丁可'•兒疋與溝槽形成聚焦環1W型大致相同。 圖7(b)係將圖7(a)所示之3種聚㈣的沈積率正規 ^之圖表。由圖7(b)可知，與實施例1、實施例2同樣 ☆ Λ 口埋入於'冓槽51之傳熱片的熱傳導率差異對沈積 生來料乎沒有差異。由以上可說形成在聚焦環5 之槽51與其說是會使熱容量改變，不如說是會使聚 焦％ 5的叫改變，藉此岐得其周圍的電場分佈改 22 201130395

Jl。其結果便推測為係因電漿的衝擊強度改 積率改變。 且在聚焦壤形成溝槽， 土改，溝槽城，則可在職部㈣心欲電場分 佈。猎此可在所欲部位將仙率、沈積率_欲值㈣ 本么月不限於電㈣刻裝置，而亦

CVD、電漿氧化、電喂难 扣、电水 乳 电水虱化、濺鍍專其他的電漿處理裝 置 本⑧明之被處理基板不限於半導體晶圓，而亦 可為平面顯示㈣之各種基板絲罩、CD基板、印刷 基板等。 ~ 【圖式簡單說明】 圖1係顯示本發明—實施例之電漿處理裝置結 之縱剖面圖。

變而使得沈 圖2(a)、圖2(b)係習知型聚焦環及溝槽形成型聚隹 极的剖面圖。 圖3(a)〜圖3(c)係例示溝槽形狀之圖式。 圖4係顯示氧化膜的蝕刻率之圖表。 圖5係顯示氮化物的蝕刻率之圖表。 圖6(a)、圖6(b)係顯示濺鍍率的特性之圖表。 圖6(a)、圖6(b)係顯示沈積率的特性之圖表。 【主要元件符號說明】 23 201130395 1 電漿處理裝置 2 載置台 3 筒狀保持部 4 筒狀支撐部 5 聚焦環 6 排氣通道 7 隔板 8 排氣管 9 排氣裝置 10晶圓的搬出入口 11閘閥 12a第1高頻電源 12b第2高頻電源 13a、13b匹配器 14a、14b供電棒 15晶圓(基板） 16靜電夾具 17内部電極 18熱媒體通道 20配管 21上部電極 22氣體喷出孔 23氣體導入管 24熱媒體供給管(氣體供給管) 24 201130395 25覆蓋環 51溝槽

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Claims (1)

1. 201130395 七、申請專利範圍： 1. 一種電漿處理用圓環狀組件，係以將被施予電漿處 理之被處理基板的周緣圍繞之型態所配置，其特徵 在於： 將產生有電漿之電漿產生空間的電場分佈調 整成所欲電場分佈之至少1個環狀溝槽，係形成於 該電漿產生空間側之相反側的面。 2. 如申請專利範圍第1項之電漿處理用圓環狀組 件，其中該溝槽係形成於内側周緣部。 3. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理用圓環狀組 件，其中係藉由該溝槽的形狀來將阻抗調整成所欲 值。 4. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理用圓環狀組 件，其中該溝槽係從徑向内侧端部而以特定寬度形 成為至少其寬度的30%以内。 5. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理用圓環狀組 件，其中該溝槽係從徑向内侧端部而以特定寬度形 成為其寬度的80%以内。 6. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理用圓環狀組 件，其中該溝槽的深度至少為其厚度的70%以内。 7. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理用圓環狀組 件，其係由石英、碳、石夕、石夕碳化物及陶竞材料的 至少其中一者所形成。 8. —種電漿處理裝置，係藉由產生於處理室之電漿來 26 201130395 對被處理基板施予電漿處理，其具有： 處理容器，係包含有可將内部保持於真空之該 處理室； 載置台，係於該處理室載置該被處理基板，並 兼作為下部電極； 圓環狀組件，係於該載置台而以將該被處理基 板的周緣圍繞之型態所配置； 上部電極，係對向該下部電極而配置於其上 方； 供電體，係對該載置台供給高頻電功率； 其中 於該圓環狀組件，將產生有電漿之電漿產生空 間的電場分佈調整成所欲分佈之至少1個環狀溝 槽，係形成於該電漿產生空間側之相反側的面。 9. 如申請專利範圍第8項之電漿處理裝置，其中該溝 槽係形成於内侧周緣部。 10. 如申請專利範圍第8或9項之電漿處理裝置，其中 係措由該溝槽的形狀來將該圓壞狀組件的阻抗調 整成所欲值。 11. 如申請專利範圍第8或9項之電漿處理裝置，其中 該溝槽係從徑向内侧端部而以特定寬度形成為至 少該圓環狀組件寬度的30%以内。 12. 如申請專利範圍第8或9項之電漿處理裝置，其中 該溝槽係從徑向内侧端部而以特定寬度形成為該 27 201130395 圓環狀組件寬度的80%以内。 13. 如申請專利範圍第8或9項之電漿處理裝置，其中 該溝槽的深度至少為該圓環狀組件厚度的70%以 内。 14. 如申請專利範圍第8或9項之電漿處理裝置，其中 該圓環狀組件係由石英、碳、矽、矽碳化物及陶瓷 材料的至少其中一者所形成。 28