CN113808968A - 边缘环和等离子体处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供边缘环和等离子体处理装置。抑制反应产物在载置处理对象体的载置台中附着于载置面的周缘部。一种边缘环,其以包围在载置台的载置面载置的处理对象体的方式设于所述载置台,其中,该边缘环包括:第1环部,其在低于所述载置面的位置具有表面;以及第2环部,其设于所述第1环部的径向外侧,且在高于所述载置面的位置具有表面,所述第1环部的表面具有凹凸形状。
Description
技术领域
本公开涉及边缘环和等离子体处理装置。
背景技术
在专利文献1中公开有一种基板处理装置,该基板处理装置具有静电吸附基板的静电卡盘和配置于静电卡盘的外周部且以包围基板的周缘部的方式设置的聚焦环。在基板处理装置中,对晶圆进行等离子体处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-50509号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开所涉及的技术抑制反应产物在载置处理对象体的载置台中附着于载置面的周缘部。
用于解决问题的方案
本公开的一技术方案为一种边缘环,其以包围在载置台的载置面载置的处理对象体的方式设于所述载置台,其中,该边缘环包括:第1环部,其在低于所述载置面的位置具有表面;以及第2环部,其设于所述第1环部的径向外侧,且在高于所述载置面的位置具有表面,所述第1环部的表面具有凹凸形状。
发明的效果
根据本公开,能够抑制反应产物在载置处理对象体的载置台中附着于载置面的周缘部。
附图说明
图1是表示以往的等离子体处理装置中反应产物(沉积物)附着于静电卡盘和边缘环的情形的说明图。
图2是表示本实施方式的等离子体处理装置的结构的概略的纵剖视图。
图3是表示本实施方式的静电卡盘和边缘环的局部的结构的概略的纵剖视图。
图4是表示本实施方式的静电卡盘和边缘环的结构的概略的俯视图。
图5是表示以往的比较例的沉积物的流动的说明图。
图6是表示本实施方式的沉积物的流动的说明图。
图7是表示其他的实施方式的静电卡盘和边缘环的局部的结构的概略的纵剖视图。
图8是表示其他的实施方式的静电卡盘和边缘环的结构的概略的俯视图。
图9是表示其他的实施方式的静电卡盘和边缘环的局部的结构的概略的纵剖视图。
具体实施方式
在半导体器件的制造工艺中,对半导体晶圆(以下称作“晶圆”)进行等离子体处理。在等离子体处理中,通过激发处理气体从而生成等离子体,利用该等离子体对晶圆进行处理。
等离子体处理由等离子体处理装置进行。通常,等离子体处理装置包括腔室、载置台、高频(RF:Radio Frequency:射频)电源。在一个例子中,高频电源包括第1高频电源和第2高频电源。第1高频电源供给第1高频电力,以生成腔室内的气体的等离子体。第2高频电源向下部电极供给偏压用的第2高频电力,以向晶圆引入离子。腔室将其内部空间划分成生成等离子体的处理空间。载置台设于腔室内。载置台具有下部电极和静电卡盘。静电卡盘设于下部电极之上。在静电卡盘之上以包围在该静电卡盘之上载置的晶圆的方式配置有边缘环。设置边缘环用以使对晶圆进行的等离子体处理的均匀性提高。
具体而言,静电卡盘、载置于静电卡盘的晶圆、边缘环之间的位置关系例如专利文献1所公开那样。即,例如图1所示,静电卡盘500的中央部501形成为直径小于晶圆W的直径,在晶圆W载置于静电卡盘500的晶圆载置面501a时,晶圆W的周缘部自静电卡盘500的中央部501突出。边缘环510以包围在晶圆载置面501a载置的晶圆W的方式设置。在边缘环510形成有台阶部,内周侧的第1环部511的表面511a形成得低于晶圆载置面501a,外周侧的第2环部512的表面512a形成得高于晶圆载置面501a。即,第1环部511以钻入晶圆W的自静电卡盘500的中央部501突出的周缘部的下方侧的方式形成。
在等离子体处理中,如图1的(a)所示,存在反应产物D(沉积物D)蔓延到由晶圆W、静电卡盘500以及边缘环510围成的间隙G而附着在静电卡盘500、边缘环510的情况。此时,对于静电卡盘500,沉积物D在中央部501的上端附着于进行了倒角的上端周缘部501b。另外,对于边缘环510,沉积物D附着于第1环部511的表面511a。
例如,若静电卡盘500和边缘环510的温度相同,则沉积物D的附着量由距晶圆W的周缘部的水平距离决定。即,在该情况下,进入到间隙G的沉积物D首先附着于第1环部511的表面511a,而附着于上端周缘部501b的附着量较少。
然而,静电卡盘500如下所述地利用制冷剂进行冷却,该静电卡盘500的温度较低。另外,由于边缘环510暴露于等离子体,因而边缘环510的温度高于静电卡盘500的温度。于是,由于沉积物D具有容易附着于温度较低的一方的性质,因而沉积物D在上端周缘部501b附着得较多。而且,附着于上端周缘部501b的沉积物D难以被去除。
之后,等离子体处理结束,在如图1的(b)所示地使晶圆W自静电卡盘500上升并将其送出时,存在附着于上端周缘部501b的沉积物D在应力等的作用下剥离的情况。若剥离了的沉积物D附着于静电卡盘500的晶圆载置面501a,则会引起静电卡盘500对晶圆W的吸附不良。
在此,当对期望数量的晶圆W进行的等离子体处理结束时,在晶圆W未载置于载置台的状态下,对静电卡盘500、边缘环510进行干洗,去除沉积物D。例如,在该干洗中,通过激发氧气而生成等离子体,从而去除沉积物D。然而,由于边缘环510的温度较高,因而附着于该边缘环510的沉积物D能够利用干洗去除,但由于静电卡盘500的温度较低,因而存在附着于上端周缘部501b的沉积物D利用干洗也无法去除完的情况。于是,如上述那样,导致附着于上端周缘部501b的沉积物D在晶圆W的送出时剥离。
另外,近年来,与等离子体处理装置相关的清洁间隔平均时间(MTBC:Mean TimeBetween Cleaning)、即自某一次清洁到下一次清洁的平均时间的改善成为课题。在改善该MTBC时,特别是上述的附着于静电卡盘500的上端周缘部501b的沉积物D的清洁占据较大的原因。若能够缩短该清洁时间,则不仅能够提高生产能力,还能够降低等离子体处理装置的零件的消耗,其结果,进一步关系到的MTBC的延长。
本公开的技术抑制反应产物(沉积物)在载置处理对象体的载置台中附着于载置面的周缘部(静电卡盘的上端周缘部)。以下,参照附图说明本实施方式的等离子体处理装置和边缘环。此外,在本说明书和附图中,对实质上具有相同的功能结构的要素标注相同的附图标记,从而省略重复说明。
<等离子体处理装置>
首先,说明本实施方式的等离子体处理装置。图2是表示等离子体处理装置1的结构的概略的纵剖视图。等离子体处理装置1为电容耦合型的等离子体处理装置。在等离子体处理装置1中,对作为处理对象体的晶圆W进行等离子体处理。等离子体处理没有特别限定,但例如进行蚀刻处理、成膜处理、扩散处理等。
如图2所示,等离子体处理装置1具有大致圆筒形状的腔室10。腔室10在其内部划分出生成等离子体的处理空间S。腔室10例如由铝构成。腔室10连接于接地电位。在腔室10的内壁面、即划分出处理空间S的壁面形成有具有耐等离子体性的膜。该膜能够是利用阳极氧化处理形成的膜、或由氧化钇形成的膜这样的陶瓷制的膜。
在腔室10的内部收容有用于载置晶圆W的载置台11。载置台11具有下部电极12和静电卡盘13。另外,在载置台11以包围在该载置台11载置的晶圆W的方式设有边缘环14。此外,在下部电极12的下表面侧还可以设有例如由铝构成的电极板(未图示)。
下部电极12由导电性的金属、例如铝等构成,具有大致圆板形状。
在下部电极12的内部形成有制冷剂流路15a。自设于腔室10的外部的冷却单元(未图示)经由制冷剂入口配管15b向制冷剂流路15a供给制冷剂。供给到制冷剂流路15a的制冷剂经由制冷剂出口流路15c向冷却单元返回。通过使制冷剂、例如冷却水等在制冷剂流路15a中循环,能够将静电卡盘13、边缘环14以及晶圆W冷却到期望的温度。
静电卡盘13设于下部电极12之上。静电卡盘13是构成为能够利用静电力吸附保持晶圆W和边缘环14这两者的构件。静电卡盘13形成为中央部的上表面高于外周部的上表面。静电卡盘13的中央部的上表面成为载置晶圆W的晶圆载置面,静电卡盘13的外周部的上表面成为载置边缘环14的边缘环载置面。此外,对于静电卡盘13的结构的详细内容,后述进行说明。
在静电卡盘13的内部,在中央部设有用于吸附保持晶圆W的第1电极16a。在静电卡盘13的内部,在外周部设有用于吸附保持边缘环14的第2电极16b。静电卡盘13具有在由绝缘材料形成的绝缘构件之间夹着电极16a、16b的结构。
对第1电极16a施加来自直流电源(未图示)的直流电压。利用由此产生的静电力,在静电卡盘13的中央部的上表面吸附保持晶圆W。同样地,对第2电极16b施加来自直流电源(未图示)的直流电压。利用由此产生的静电力,在静电卡盘13的外周部的上表面吸附保持边缘环14。
边缘环14为以包围在静电卡盘13的中央部的晶圆载置面载置的晶圆W的方式配置的环状构件。设置边缘环14用以提高等离子体处理的均匀性。因此,边缘环14由根据等离子体处理而适当选择的材料构成,例如能够由石英、Si、SiC等构成。此外,对于该边缘环14的结构的详细内容,后述进行说明。
以上这样构成的载置台11紧固于设于腔室10的底部的大致圆筒形状的支承构件17。支承构件17例如由陶瓷、石英等绝缘体构成。
此外,虽省略图示,但载置台11还可以包含构成为将静电卡盘13、边缘环14以及晶圆W中的至少一者调节成期望的温度的调温模块。调温模块也可以包含加热器、流路或它们的组合。在流路中流动有制冷剂、传热气体那样的调温流体。
等离子体处理装置1还具有第1高频(RF:Radio Frequency:射频)电源20、第2高频电源21、第1匹配器22以及第2匹配器23。第1高频电源20经由第1匹配器22连接于下部电极12,第2高频电源21经由第2匹配器23连接于下部电极12。
第1高频电源20为产生等离子体产生用的高频电力的电源。自第1高频电源20可以向下部电极12供给27MHz~100MHz的频率的高频电力HF,在一个例子中为40MHz的高频电力HF。第1匹配器22具有用于使第1高频电源20的输出阻抗与负荷侧(下部电极12侧)的输入阻抗匹配的电路。此外,第1高频电源20也可以不电连接于下部电极12,该第1高频电源20也可以经由第1匹配器22连接于作为上部电极的喷淋头30。
第2高频电源21产生用于向晶圆W引入离子的高频电力(高频偏压电力)LF,并将该高频电力LF向下部电极12供给。高频电力LF的频率可以为400kHz~13.56MHz的范围内的频率,在一个例子中为400kHz。第2匹配器23为用于使第2高频电源21的输出阻抗与负荷侧(下部电极12侧)的输入阻抗匹配的电路。此外,也可以代替第2高频电源21,而使用DC(DirectCurrent:直流)脉冲生成部。
在载置台11的上方以与载置台11相对的方式设有喷淋头30。喷淋头30具有面向处理空间S地配置的电极板31和设于电极板31的上方的电极支承体32。电极板31作为与下部电极12成为一对的上部电极发挥功能。如下所述,在第1高频电源20电连接于下部电极12的情况下,喷淋头30与接地电位连接。此外,喷淋头30借助绝缘性遮蔽构件33支承于腔室10的上部(顶面)。
在电极板31形成有用于将自后述的气体扩散室32a送来的处理气体向处理空间S供给的多个气体喷出口31a。电极板31例如由产生的焦耳热较少的具有较低的电阻率的导电体或半导体构成。
电极支承体32将电极板31支承为装卸自如。电极支承体32具有在例如铝等导电性材料的表面形成具有耐等离子体性的膜的结构。该膜能够是利用阳极氧化处理形成的膜、或由氧化钇形成的膜这样的陶瓷制的膜。在电极支承体32的内部形成有气体扩散室32a。自气体扩散室32a形成有与气体喷出口31a连通的多个气体流通孔32b。另外,在气体扩散室32a形成有与后述的气体供给管43连接的气体导入孔32c。
另外,向气体扩散室32a供给处理气体的气体供给源组40经由流量控制设备组41、阀组42、气体供给管43、气体导入孔32c连接于电极支承体32。
气体供给源组40具有等离子体处理所需要的多种气体供给源。流量控制设备组41包含多个流量控制器,阀组42包含多个阀。流量控制设备组41的多个流量控制器分别为质量流量控制器或压力控制式的流量控制器。在等离子体处理装置1中,来自从气体供给源组40中选择出的一个以上的气体供给源的处理气体经由流量控制设备组41、阀组42、气体供给管43、气体导入孔32c向气体扩散室32a供给。然后,供给到气体扩散室32a的处理气体经由气体流通孔32b、气体喷出口31a呈喷淋状分散地向处理空间S内供给。
在等离子体处理装置1沿着腔室10的内壁装卸自如地设有沉积物屏蔽件50。沉积物屏蔽件50用于抑制沉积物在腔室10的内壁附着,例如通过在铝材料上覆盖氧化钇等陶瓷而构成。另外,同样地,在与沉积物屏蔽件50相对的面且是支承构件17的外周面装卸自如地设有沉积物屏蔽件51。
在腔室10的底部且是腔室10的内壁与支承构件17之间设有隔板52。隔板52例如通过在铝材料上覆盖氧化钇等陶瓷而构成。在隔板52形成有多个贯通孔。处理空间S经由该隔板52与排气口53连通。在排气口53连接有例如真空泵等排气装置54,构成为能够利用该排气装置54对处理空间S内进行减压。
另外,在腔室10的侧壁形成有晶圆W的送入送出口55,该送入送出口55能够利用闸阀56开闭。
在以上的等离子体处理装置1设有控制部60。控制部60例如为具备CPU、存储器等的计算机,该控制部60具有程序存储部(未图示)。在程序存储部存储有控制等离子体处理装置1的等离子体处理的程序。此外,上述程序也可以存储于计算机可读取的存储介质,并自该存储介质加载到控制部60。
<等离子体处理方法>
接着,说明使用以上这样构成的等离子体处理装置1进行的等离子体处理。
首先,向腔室10的内部送入晶圆W,将晶圆W载置在静电卡盘13之上。然后,通过对静电卡盘13的第1电极16a施加直流电压,从而利用库仑力将晶圆W静电吸附并保持于静电卡盘13。另外,在送入晶圆W后,利用排气装置54将腔室10的内部减压到期望的真空度。
接着,自气体供给源组40经由喷淋头30向处理空间S供给处理气体。另外,利用第1高频电源20向下部电极12供给等离子体生成用的高频电力HF,激发处理气体,生成等离子体。此时,也可以利用第2高频电源21供给离子引入用的高频电力LF。于是,在所生成的等离子体的作用下,对晶圆W实施等离子体处理。
在结束等离子体处理时,首先,停止来自第1高频电源20的高频电力HF的供给以及利用气体供给源组40进行的处理气体的供给。另外,在等离子体处理中供给了高频电力LF的情况下,也停止该高频电力LF的供给。接着,停止传热气体向晶圆W的背面的供给,停止静电卡盘13对晶圆W的吸附保持。
然后,自腔室10送出晶圆W,对晶圆W的一系列的等离子体处理结束。
此外,在等离子体处理中,还存在不使用来自第1高频电源20的高频电力HF而仅使用来自第2高频电源21的高频电力LF来生成等离子体的情况。
<静电卡盘和边缘环>
接着,说明上述的静电卡盘13和边缘环14的主要的结构。图3是表示静电卡盘13和边缘环14的局部的结构的概略的纵剖视图。图4是表示静电卡盘13和边缘环14的结构的概略的俯视图。
静电卡盘13由具备载置晶圆W的晶圆载置面100a的中央部100和具备载置边缘环14的边缘环载置面101a的外周部101构成为一体。中央部100以自外周部101突起的方式设置,中央部100的晶圆载置面100a高于外周部101的边缘环载置面101a。在中央部100,晶圆载置面100a的外侧被呈环状地倒角,而形成上端周缘部100b。
静电卡盘13的中央部100例如形成为直径小于晶圆W的直径,在晶圆W载置于晶圆载置面100a时,晶圆W的周缘部自静电卡盘13的中央部100突出。
此外,本实施方式的静电卡盘13由中央部100和外周部101构成为一体,但该中央部100和外周部101也可以构成为分体。
边缘环14以包围晶圆载置面100a载置的晶圆W的方式配置。边缘环14由具备环状形状的第1环部110和具备环状形状的第2环部111构成为一体。第1环部110和第2环部111分别设于同心圆上,第2环部111设于第1环部110的径向外侧。
第1环部110的表面110a低于晶圆载置面100a。第2环部111的表面111a高于晶圆载置面100a,例如为与载置于晶圆载置面100a的晶圆W的表面Wa相同的高度,或者高于晶圆W的表面Wa。第2环部111的内周端被较大程度地倒角。即,在第2环部111形成有锥形状的上端内周部111b。上端内周部111b的比例(自第2环部111的内周端到该第2环部111的外周端的长度x与自第2环部111的内周端到上端内周部111b的锥形端111c的长度y的比率)例如为大约10%。另外,第1环部110的内径大于中央部100的直径且小于晶圆W的直径。第2环部111的内径大于晶圆W的直径。而且,第1环部110以钻入到晶圆W的自静电卡盘13的中央部100突出了的周缘部的下方侧的方式配置。
第1环部110的表面110a具有凹凸形状。即,在表面110a设有槽112。槽112遍及整周地呈环状地与第1环部110设于同心圆上。槽112设于载置于晶圆载置面100a的晶圆W的下方,即设于俯视时与晶圆W重叠的位置。
设置槽112用以控制在等离子体处理中生成的反应产物D(沉积物D)的附着应对。即,利用槽112,使沉积物D附着于第1环部110的表面110a,而抑制沉积物D附着于静电卡盘13的上端周缘部100b。以下,说明该槽112的作用。图5是表示以往的比较例的沉积物D的流动的说明图。图6是表示本实施方式的沉积物D的流动的说明图。其中,在图5和图6中,箭头表示沉积物D的流动。
首先,说明使用了以往的边缘环510的情况即比较例。如图5所示,在比较例中,第1环部511的表面511a平坦,未像本实施方式那样形成有槽112。在等离子体处理中,沉积物D自晶圆W的周缘部与第2环部512之间进入由晶圆W、静电卡盘500以及边缘环510围成的间隙G。然后,一部分的沉积物D在第1环部511的表面511a附着,剩余的沉积物D到达静电卡盘500而在上端周缘部501b附着。
另外,静电卡盘500被在制冷剂流路中流动的制冷剂冷却,该静电卡盘500的温度较低。静电卡盘500的温度根据工艺条件而不同,但例如为90℃以下。另外,边缘环510也被制冷剂冷却,但由于该边缘环510暴露于等离子体,因而该边缘环510的温度高于静电卡盘500的温度。边缘环510的温度也根据工艺条件而不同,例如为170℃以上。这样一来,由于沉积物D具有容易附着于温度较低的一方的性质,因而在静电卡盘500的上端周缘部501b附着得较多。而且,附着于上端周缘部501b的沉积物D难以被去除。
相对于此,在本实施方式的边缘环14的第1环部110的表面110a设有槽112。于是,如图6所示,进入到间隙G的沉积物D还在槽112的内周面附着。于是,相比于图5所示的比较例,沉积物D更多地在表面110a附着。即,槽112自表面110a凹陷,而第1环部110的表面积增大,因此,与该表面积增大的量对应地,在沉积物D附着于静电卡盘13的上端周缘部100b之前,沉积物D较多地附着于表面110a。例如,对于比较例和本实施方式,在进入间隙G的沉积物D的总量相同的情况下,与比较例相比,本实施方式在第1环部110的表面110a附着的沉积物D的附着量较多,能够减少在静电卡盘13的上端周缘部100b附着的沉积物D的附着量。
另外,在第1环部110,设有槽112的部分的厚度小于其他部分的厚度。这样一来,因设有该槽112而使厚度减小了的第1环部110容易被制冷剂流路15a的制冷剂冷却。其结果,沉积物D容易在槽112附着,根据该观点,也能够增多在表面110a附着的沉积物D的附着量,而减少在上端周缘部100b附着的沉积物D的附着量。
如上所述,根据本实施方式,由于在第1环部110的表面110a设有槽112,因此,在等离子体处理中,能够使在表面110a附着的沉积物D的附着量增加,而使在静电卡盘13的上端周缘部100b附着的沉积物D的附着量减少。其结果,能够抑制沉积物D自上端周缘部100b剥离而在晶圆载置面100a附着,而抑制静电卡盘13对晶圆W的吸附不良。
另外,由于能够使在上端周缘部100b附着的沉积物D的附着量减少,因此能够降低静电卡盘13的清洁(清洗)的频率。这样一来,能够使晶圆处理的生产能力提高。由于槽112未暴露于等离子体,因此能够抑制边缘环14因该槽112磨损而消耗,其结果,还能够延长清洁间隔平均时间MTBC。
在此,作为这样的沉积物D向上端周缘部100b的附着对策,考虑改变静电卡盘13的形状、降低边缘环14的温度等。例如,在改变静电卡盘13的形状的情况下,考虑减小静电卡盘13的中央部100的直径,而使沉积物D难以到达上端周缘部100b。然而,若如此改变静电卡盘13的形状,则对等离子体处理(工艺)的影响较大。例如,对晶圆W的冷却造成的影响也较大,或者对高频电力的供给造成的影响也较大。另外,例如在降低边缘环14的温度的情况下,也可能影响到晶圆W的周缘部的等离子体处理。
这一点,根据本实施方式,只是在第1环部110的表面110a形成有槽112,槽112设于晶圆W的下方而未暴露于等离子体,因而能够抑制对等离子体处理(工艺)的影响。而且,能够任意地设定边缘环14的温度,仍然能够抑制对等离子体处理的影响。
为了如上所述地享有本实施方式的效果、即为了抑制在静电卡盘13的上端周缘部100b附着的沉积物D,只要增大第1环部110的表面积即可。因而,根据该观点,优选槽112设置得较深。但是,由于第1环部110的结构上的限制,例如图3所示,第1环部110的厚度T1为1.5mm,相对于此,第1环部110的设有槽112的位置处的厚度T2为0.7mm~0.8mm。
此外,如图3所示,静电卡盘13的中央部100的外侧的垂直面与第2环部111的内侧的垂直面之间的距离L1例如为2.0mm~2.5mm。晶圆W的周缘部与第2环部111的内侧的垂直面之间的间隙的距离L2例如为0.5mm。中央部100的晶圆载置面100a(晶圆W的背面Wb)与第1环部110的表面110a之间的距离L3、即间隙G的高度例如为0.1mm。
另外,为了增大第1环部110的表面积,如图7所示,槽112也可以在径向上呈多个环状地设于表面110a。此外,在图示的例子中,设有两个槽112,但槽112的数量并不限定于此,也可以是3个以上。
此外,在本实施方式中,槽112的截面形状为大致梯形状,但并不限定于此。例如,槽112的截面形状也可以为矩形状。但是,鉴于在表面110a设置槽112时的加工的容易性,优选大致梯形状。
另外,在本实施方式中,槽112整周地设于表面110a,但也可以局部地设于表面110a。
另外,在本实施方式中,槽112设于载置于晶圆载置面100a的晶圆W的下方,但槽112在表面110a的设置位置没有特别限定。在晶圆W的下方,槽112既可以设于第2环部111侧,也可以设于静电卡盘13侧。但是,鉴于在等离子体处理中生成的等离子体对晶圆W的影响,槽112优选设于第2环部111侧。
另外,槽112也可以设于载置于晶圆载置面100a的晶圆W的外侧、即以俯视时在晶圆W的周缘部与第2环部111的内侧面之间的间隙暴露的方式设置。但是,该情况下,等离子体可能进入槽112,因而鉴于对等离子体处理的影响,槽112优选如上所述地设于晶圆W的下方。
另外,在本实施方式中,通过在表面110a设置槽112,而在该表面110a形成了凹凸形状,但凹凸形状的形成方法并不限定于此。例如,也可以使表面110a粗糙化。另外,如图8所示,也可以在表面110a设置多个点120(多个突起),或者也可以在表面110a设置多个浅坑121(多个凹坑)。此外,在图8的例子中,该点120或浅坑121在俯视时具有大致圆形状,但点120或浅坑121的形状也没有限定。
另外,在本实施方式中,如图3所示,在边缘环14的第2环部111中,表面111a的内周侧被呈环状地较大程度地倒角,而形成了锥形状的上端内周部111b,但也可以省略该上端内周部111b。即,如图9所示,在第2环部111的表面111a中,内周侧也可以不被倒角。在像这样未形成锥形状的上端内周部111b的情况下,沉积物D难以自晶圆W的周缘部与第2环部111的内周部之间进入间隙G,因此能够进一步减少在静电卡盘13的上端周缘部100b附着的沉积物D的附着量。但是,在图9所示的例子中,容许加工上所需要的倒角。在此所说的加工上所需要的倒角是指,相对于第2环部111的宽度(第2环部111的自内周端到外周端的长度)设置1%~2%的程度的锥形部。即,期望以第2环部111的内周面和上表面成为直角的方式形成(不进行倒角)或使锥形状的上端内周部111b的尺寸为第2环部111的宽度的2%以下。
此外,为了享有本实施方式的效果、即沉积物D向上端周缘部100b的附着抑制的效果,边缘环14的材质没有特别限定。如上所述,边缘环14使用例如石英、Si、SiC等。
<边缘环的清洁>
如上所述,在本实施方式中,在第1环部110的表面110a形成槽112。由此,在等离子体处理中,使进入到间隙G的沉积物D附着于表面110a的附着量增加,使附着于静电卡盘13的上端周缘部100b的附着量减少。那么接下来,说明该沉积物D所附着的表面110a的清洁。
边缘环14的清洁在未对晶圆W进行等离子体处理、即晶圆W未载置于载置台11的状态下进行。具体而言,在晶圆W的等离子体处理结束了之后,首先,利用排气装置54将腔室10的内部减压到期望的真空度。
接着,自气体供给源组40经由喷淋头30向处理空间S供给清洗气体,例如氧气。另外,利用第1高频电源20向下部电极12供给等离子体生成用的高频电力HF,激发氧气,生成氧等离子体。静电卡盘13例如由陶瓷构成,因而对氧等离子体具有耐性。这样一来,利用氧等离子体仅对附着于表面110a的沉积物D进行蚀刻而将其去除。
该情况下,由于边缘环14的温度高于静电卡盘13的温度,因而表面110a的沉积物D的附着力较弱,即使是上述的利用氧等离子体进行的清洁也能够充分地去除表面110a的沉积物D。而且,由于能够像这样地在等离子体处理装置1的内部清洗边缘环14,因此,能够使晶圆处理的生产能力提高,还能够使清洁间隔平均时间MTBC延长。
此外,在本实施方式中,第1高频电源20和气体供给源组40构成本公开中的清洗部。
以上的实施方式的等离子体处理装置1为电容耦合型的等离子体处理装置,但本公开所适用的等离子体处理装置并不限定于此。例如,等离子体处理装置也可以是电感耦合型的等离子体处理装置。无论等离子体处理装置具有何种装置结构,只要使用本实施方式的边缘环14,就能够享有上述的效果。
应该认为,此次公开了的实施方式在所有的方面均为例示,并不是限制性的。上述的实施方式也可以在不脱离权利要求书及其主旨的范围内,以各种各样的形态进行省略、置换、变更。
Claims (15)
1.一种边缘环,其以包围在载置台的载置面载置的处理对象体的方式设于所述载置台,其中,
该边缘环包括:
第1环部,其在低于所述载置面的位置具有表面;以及
第2环部,其设于所述第1环部的径向外侧,且在高于所述载置面的位置具有表面,
所述第1环部的表面具有凹凸形状。
2.根据权利要求1所述的边缘环,其中,
所述凹凸形状通过在所述第1环部的表面设置槽而形成。
3.根据权利要求2所述的边缘环,其中,
所述槽呈环状地设于所述第1环部的表面。
4.根据权利要求2或3所述的边缘环,其中,
所述槽在所述第1环部的径向上设有多个。
5.根据权利要求2~4中任一项所述的边缘环,其中,
所述第1环部的设有所述槽的位置处的厚度为0.7mm以上。
6.根据权利要求5所述的边缘环,其中,
所述第1环部的设有所述槽的位置处的厚度为0.8mm以下。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的边缘环,其中,
所述凹凸形状形成于载置于所述载置台的所述处理对象体的下方位置。
8.一种等离子体处理装置,其是对处理对象体进行等离子体处理的装置,其中,
该等离子体处理装置包括:
腔室,其划分出生成等离子体的处理空间;
载置台,其设于所述腔室的内部,用于载置所述处理对象体;以及
边缘环,其以包围在所述载置台的载置面载置的所述处理对象体的方式设于该载置台,
所述边缘环包括:
第1环部,其在低于所述载置面的位置具有表面;以及
第2环部,其设于所述第1环部的径向外侧,且在高于所述载置面的位置具有表面,
所述第1环部的表面具有凹凸形状。
9.根据权利要求8所述的等离子体处理装置,其中,
所述凹凸形状通过在所述第1环部的表面设置槽而形成。
10.根据权利要求9所述的等离子体处理装置,其中,
所述槽呈环状地设于所述第1环部的表面。
11.根据权利要求9或10所述的等离子体处理装置,其中,
所述槽在所述第1环部的径向上设有多个。
12.根据权利要求9~11中任一项所述的等离子体处理装置,其中,
所述第1环部的设有所述槽的位置处的厚度为0.7mm~0.8mm。
13.根据权利要求8~12中任一项所述的等离子体处理装置,其中,
所述凹凸形状形成于载置于所述载置台的所述处理对象体的下方位置。
14.根据权利要求8~13中任一项所述的等离子体处理装置,其中,
该等离子体处理装置还包括:
清洗部,其清洗所述边缘环;以及
控制部,其控制所述清洗部,使该清洗部在所述处理对象体未载置于所述载置台的状态下对所述边缘环进行清洗。
15.根据权利要求14所述的等离子体处理装置,其中,
所述清洗部使用等离子体来对所述边缘环进行清洗。
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