JP2002270681A - Electrostatic attraction mechanism for processing substrate - Google Patents
Electrostatic attraction mechanism for processing substrateInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本願の発明は、半導体製造装
置のような基板処理装置において基板を静電吸着するた
めに使用される基板処理用静電吸着機構に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate processing electrostatic attraction mechanism used for electrostatically attracting a substrate in a substrate processing apparatus such as a semiconductor manufacturing apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】静電気によって対象物を吸着する静電吸
着の技術は、対象物に対して損傷を与えずに対象物の位
置を自動的に保持する技術として多用されている。特
に、ＬＳＩ等の電子デバイスを製造する際に用いられる
各種基板処理装置では、処理対象である基板を所定位置
で保持する技術として、静電吸着の技術が多用されてい
る。2. Description of the Related Art An electrostatic attraction technique for adsorbing an object by static electricity is widely used as a technique for automatically holding the position of an object without damaging the object. In particular, in various substrate processing apparatuses used when manufacturing an electronic device such as an LSI, a technique of electrostatic attraction is frequently used as a technique of holding a substrate to be processed at a predetermined position.
【０００３】図１０は、基板処理装置に備えられた従来
の静電吸着機構の構成について説明する図である。基板
処理装置は、基板９を所定の雰囲気で処理するため、不
図示の処理チャンバーと、処理チャンバー内を排気する
不図示の排気系と、処理チャンバー内に所定のプロセス
ガスを導入する不図示のプロセスガス導入系とを有して
いる。そして、基板９を処理チャンバー内の所定位置に
保持するため、静電吸着機構を備えている。FIG. 10 is a view for explaining the configuration of a conventional electrostatic attraction mechanism provided in a substrate processing apparatus. In order to process the substrate 9 in a predetermined atmosphere, the substrate processing apparatus includes a processing chamber (not shown), an exhaust system (not shown) for exhausting the inside of the processing chamber, and an unillustrated system (not shown) for introducing a predetermined process gas into the processing chamber. A process gas introduction system. Further, an electrostatic suction mechanism is provided to hold the substrate 9 at a predetermined position in the processing chamber.
【０００４】静電吸着機構は、処理チャンバー内に設け
られた静電吸着ステージ２と、静電吸着ステージ２に静
電吸着用の電圧を与える吸着電源３とから成っている。
静電吸着ステージ２は、ステージ本体２１と、ステージ
本体２１に固定した誘電体ブロック２２と、誘電体ブロ
ック２２内に設けた一対の吸着電極２３，２３とから成
る構成である。吸着電源３は、一対の吸着電極２３，２
３に互いに極性の異なる直流電圧を与えるようになって
いる。一対の吸着電極２３，２３に電圧が与えられる
と、誘電体ブロック２２が誘電分極して表面に静電気が
誘起され、基板９が静電吸着される。[0004] The electrostatic attraction mechanism comprises an electrostatic attraction stage 2 provided in a processing chamber, and an attraction power supply 3 for applying a voltage for electrostatic attraction to the electrostatic attraction stage 2.
The electrostatic suction stage 2 includes a stage main body 21, a dielectric block 22 fixed to the stage main body 21, and a pair of suction electrodes 23 provided in the dielectric block 22. The suction power source 3 includes a pair of suction electrodes 23 and 2.
3 are supplied with DC voltages having different polarities. When a voltage is applied to the pair of adsorption electrodes 23, the dielectric block 22 is dielectrically polarized, and static electricity is induced on the surface, and the substrate 9 is electrostatically adsorbed.
【０００５】このような静電吸着機構では、基板９の温
度制御等の目的から、基板９と静電吸着ステージ２との
間で熱交換する機能が備えられる場合がある。例えば、
基板処理装置では、処理中の基板９の温度を所定の範囲
に維持するため、静電吸着ステージ２内にヒータを設け
てこのヒータを負帰還制御したり、静電吸着ステージ２
内の空洞に所定の温度の冷媒を流通させて基板９を冷却
しながら温度制御したりする場合がある。[0005] Such an electrostatic suction mechanism may be provided with a function of exchanging heat between the substrate 9 and the electrostatic suction stage 2 for the purpose of controlling the temperature of the substrate 9 or the like. For example,
In the substrate processing apparatus, in order to maintain the temperature of the substrate 9 during processing within a predetermined range, a heater is provided in the electrostatic suction stage 2 to perform negative feedback control on the heater,
In some cases, the temperature may be controlled while cooling the substrate 9 by flowing a coolant having a predetermined temperature through the inner cavity.
【０００６】このような温度制御を行う場合、静電吸着
ステージ２と基板９との間の熱交換が充分でないと、温
度制御の精度が低下したり効率が悪くなったりする問題
がある。特に、基板処理装置では、処理チャンバー内が
真空雰囲気であることがあり、この場合には、基板９で
ある基板９と静電吸着ステージ２との間の隙間も真空で
ある。従って、大気圧下に比べて熱交換の効率が悪い。In performing such temperature control, if heat exchange between the electrostatic suction stage 2 and the substrate 9 is not sufficient, there is a problem that the accuracy of the temperature control is lowered or the efficiency is lowered. In particular, in the substrate processing apparatus, the inside of the processing chamber may be in a vacuum atmosphere. In this case, the gap between the substrate 9 as the substrate 9 and the electrostatic suction stage 2 is also in a vacuum. Therefore, the efficiency of heat exchange is lower than under atmospheric pressure.
【０００７】このような問題を解決するため、従来の静
電吸着機構の中には、静電吸着ステージ２と基板９との
間に熱交換用のガスを導入する構成が採られることがあ
る。図１０に示す機構は、この例を示している。即ち、
静電吸着ステージ２の吸着面には、凹部２４が形成され
ており、静電吸着ステージ２には、この凹部２４内にガ
スを導入するガス導入路２０が貫通して設けられてい
る。また、ガス導入路２０からガス導入する熱交換用ガ
ス導入系４が設けられている。熱交換用ガス導入系４
は、配管４１及びバルブ４２を通してヘリウム等の熱伝
導率の高いガスを導入するようになっている。尚、凹部
２４を設けた場合でも、静電吸着ステージ２による静電
吸着力が基板９に均一に作用するような構成が採用され
ている。即ち、特開平１１−２０４６２６号に開示され
ているように、静電吸着ステージ２の表面に突起２５を
均一に多数設け、この多数の突起２５によって凹部２４
が形成されるようにする。In order to solve such a problem, a configuration in which a gas for heat exchange is introduced between the electrostatic attraction stage 2 and the substrate 9 may be employed in a conventional electrostatic attraction mechanism. . The mechanism shown in FIG. 10 shows this example. That is,
A recess 24 is formed on the suction surface of the electrostatic suction stage 2, and a gas introduction path 20 for introducing gas into the recess 24 is provided through the electrostatic suction stage 2. Further, a heat exchange gas introduction system 4 for introducing gas from the gas introduction path 20 is provided. Gas exchange system for heat exchange 4
Is designed to introduce a gas having a high thermal conductivity such as helium through a pipe 41 and a valve 42. Note that, even when the concave portion 24 is provided, a configuration is employed in which the electrostatic attraction force of the electrostatic attraction stage 2 acts uniformly on the substrate 9. That is, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-204626, a large number of projections 25 are uniformly provided on the surface of the electrostatic suction stage 2, and
Is formed.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
の静電吸着機構では、静電吸着ステージ２の表面に形成
した凹部２４内にガスを導入して熱伝達効率を高めてい
る。この構成は、静電吸着ステージ２と基板９との間の
全体の熱伝達効率を向上させる点で効果的であるが、均
一な熱伝達が行えず、結果として基板９の温度分布が不
均一になる問題があった。この点について、図１１を使
用して説明する。図１１は、図１０に示す従来の静電吸
着機構の問題点について説明した図である。As described above, in the conventional electrostatic attraction mechanism, gas is introduced into the recess 24 formed on the surface of the electrostatic attraction stage 2 to increase the heat transfer efficiency. This configuration is effective in improving the overall heat transfer efficiency between the electrostatic chuck stage 2 and the substrate 9, but cannot perform uniform heat transfer, resulting in uneven temperature distribution of the substrate 9. There was a problem. This will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram for explaining a problem of the conventional electrostatic attraction mechanism shown in FIG.
【０００９】図１１は、静電吸着された状態の基板９の
温度分布について示したものである。上記従来の構成に
おいて、ガス導入されている凹部２４内の空間を経由し
た静電吸着ステージ２と基板９との間の熱交換効率は、
突起２５を経由した熱交換効率に比べて低い。従って、
例えば静電吸着ステージ２を冷却して基板９を冷却しな
がら処理している場合、基板９の面内の領域のうち、突
起２５に接触している部分は充分冷却されて温度が下が
るものの、凹部２４を臨む部分ではあまり温度が下がら
ない。この結果、図１１に示すような面内温度分布とな
る。FIG. 11 shows the temperature distribution of the substrate 9 in the electrostatically attracted state. In the above-described conventional configuration, the heat exchange efficiency between the electrostatic adsorption stage 2 and the substrate 9 via the space in the concave portion 24 into which gas is introduced is as follows:
It is lower than the heat exchange efficiency via the projection 25. Therefore,
For example, when processing is performed while cooling the substrate 9 by cooling the electrostatic suction stage 2, of the in-plane area of the substrate 9, the portion in contact with the protrusion 25 is sufficiently cooled to lower the temperature. The temperature does not decrease so much in the portion facing the concave portion 24. As a result, an in-plane temperature distribution as shown in FIG. 11 is obtained.
【００１０】基板９に対する処理は、多くの場合温度依
存性がある。従って、図１１に示すように温度分布が形
成されて面内温度が不均一になると、処理のされ方も不
均一になってしまう。本願の発明は、かかる課題を解決
するためになされたものであり、基板処理のために基板
を静電吸着する静電吸着機構において、基板の面内温度
を充分に均一にできる構成を提供する技術的意義があ
る。The processing on the substrate 9 often has temperature dependence. Therefore, when the temperature distribution is formed as shown in FIG. 11 and the in-plane temperature becomes non-uniform, the processing is also non-uniform. The invention of the present application has been made in order to solve such a problem, and provides a configuration in which an in-plane temperature of a substrate can be made sufficiently uniform in an electrostatic attraction mechanism that electrostatically attracts a substrate for substrate processing. It has technical significance.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の請求項１記載の発明は、内部で基板の表面に
所定の処理を施す処理チャンバー内の所定位置に基板を
静電吸着して保持する基板処理用静電吸着機構であっ
て、表面に静電気を誘起して当該表面に基板を静電吸着
するとともに基板を加熱又は冷却して温度制御する温度
制御手段を有する静電吸着ステージと、静電吸着用の電
圧を静電吸着ステージに与える吸着電源とから成り、前
記静電吸着ステージの表面には、基板が静電吸着された
際に基板の裏面に接触する突起が複数設けられていると
ともに、前記静電吸着ステージは、これら突起により形
成される凹部内に熱交換用ガスを導入するガス導入路を
有しており、さらに、各突起の基板の裏面に接触する
面、最も短くなる方向で見た幅が基板の厚さの２倍以下
となっているという構成を有する。また、上記課題を解
決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構
成において、前記各突起の離間間隔は、３ｍｍ以下であ
るという構成を有する。また、上記課題を解決するた
め、請求項３記載の発明は、前記請求項１の構成におい
て、前記静電吸着ステージの表面には、周縁に沿って周
状に延びるよう形成された周縁凸部が設けられており、
この周縁凸部は、基板が静電吸着された際、基板ととも
に前記凹部内の空間を閉空間とするものであるという構
成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項４
記載の発明は、前記請求項３の構成において、前記周縁
凸部の幅は、２ｍｍ以下又は基板の厚さの２倍以下であ
るという構成を有する。また、上記課題を解決するた
め、請求項５記載の発明は、前記請求項１の構成におい
て、前記凹部は、底の浅い底浅凹部と底の深い底深凹部
とから成るものであり、前記ガス導入路の出口開口は底
深凹部に設けられており、底深凹部は、静電吸着ステー
ジの中心軸に対して中心対称状に形成された溝であって
熱交換用ガスを均一に拡散させて底浅凹部に導入するも
のであるという構成を有する。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 of the present application electrostatically attracts a substrate to a predetermined position in a processing chamber in which a predetermined processing is performed on a surface of the substrate. An electrostatic chucking mechanism for substrate processing for inducing static electricity on a surface to electrostatically attract a substrate to the surface and heating or cooling the substrate to control the temperature by heating or cooling the substrate. And a suction power supply for applying a voltage for electrostatic chuck to the electrostatic chuck stage. A plurality of protrusions are provided on the front surface of the electrostatic chuck stage to contact the back surface of the substrate when the substrate is electrostatically chucked. And the electrostatic suction stage has a gas introduction path for introducing a heat exchange gas into a recess formed by these projections, and further, a surface of each projection that contacts the back surface of the substrate, In the shortest direction Width has a configuration that is equal to or less than twice the thickness of the substrate. According to a second aspect of the present invention, in order to solve the above problem, the distance between the projections is 3 mm or less in the configuration of the first aspect. In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 3 is the configuration according to claim 1, wherein the peripheral surface of the electrostatic suction stage has a peripheral ridge formed so as to extend circumferentially along the peripheral edge. Is provided,
When the substrate is electrostatically attracted, the peripheral rim has a configuration in which the space inside the concave portion together with the substrate is closed. Further, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention relates to claim 4.
The invention described in the third aspect has a configuration in which the width of the peripheral ridge is not more than 2 mm or not more than twice the thickness of the substrate. According to a fifth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in the configuration of the first aspect, the concave portion includes a shallow shallow concave portion and a deep deep concave portion. The outlet opening of the gas introduction passage is provided in the deep bottom recess, and the deep bottom recess is a groove formed symmetrically with respect to the central axis of the electrostatic adsorption stage to uniformly diffuse the heat exchange gas. And introduced into the shallow recess.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態（以
下、実施形態）について説明する。図１は、第一の実施
形態の静電吸着機構を備えた基板処理装置の概略構成を
示す正面図である。本実施形態の静電吸着機構は、各種
の基板処理装置に利用が可能であるが、以下の説明で
は、一例としてエッチング装置に利用する場合を採り上
げる。従って、図１に示す装置は、エッチング装置とな
っている。具体的に説明すると、図１に示す装置は、排
気系１１及びプロセスガス導入系１２を備えた処理チャ
ンバー１と、処理チャンバー１内の所定位置に基板９を
保持する静電吸着機構と、処理チャンバー１内にプラズ
マを形成して基板９の表面をエッチングするための電力
を供給する電力供給系６等から主に構成されている。Embodiments of the present invention (hereinafter, embodiments) will be described below. FIG. 1 is a front view illustrating a schematic configuration of a substrate processing apparatus including the electrostatic suction mechanism according to the first embodiment. The electrostatic attraction mechanism of the present embodiment can be used for various substrate processing apparatuses. In the following description, a case where the electrostatic suction mechanism is used for an etching apparatus will be described as an example. Therefore, the apparatus shown in FIG. 1 is an etching apparatus. More specifically, the apparatus shown in FIG. 1 includes a processing chamber 1 provided with an exhaust system 11 and a process gas introduction system 12, an electrostatic suction mechanism for holding a substrate 9 at a predetermined position in the processing chamber 1, and a processing chamber. It mainly comprises a power supply system 6 for supplying power for forming plasma in the chamber 1 and etching the surface of the substrate 9.
【００１３】処理チャンバー１は気密な真空容器であ
り、不図示のゲートバルブを介して不図示のロードロッ
クチャンバーが接続されている。排気系１１は、ターボ
分子ポンプ又は拡散ポンプ等により処理チャンバー１内
を所定の真空圧力まで排気できるようになっている。プ
ロセスガス導入系１２は、バルブ１２１や流量調整器１
２２を備え、プロセスガスとしてエッチング作用のある
四フッ化炭素等のフッ素系ガスを所定の流量で導入する
ようになっている。電力供給系６は、処理チャンバー１
内に設けられた処理用電極６１と、処理用電極６１を保
持した垂直な保持棒６２と、保持棒６２を介して処理用
電極６１に電圧を印加する処理用電源６３とから主に構
成されている。The processing chamber 1 is an airtight vacuum vessel, and is connected to a load lock chamber (not shown) via a gate valve (not shown). The exhaust system 11 can exhaust the inside of the processing chamber 1 to a predetermined vacuum pressure by a turbo molecular pump, a diffusion pump, or the like. The process gas introduction system 12 includes a valve 121 and a flow controller 1.
A fluorine-based gas such as carbon tetrafluoride having an etching action is introduced as a process gas at a predetermined flow rate. The power supply system 6 includes the processing chamber 1
It mainly comprises a processing electrode 61 provided therein, a vertical holding rod 62 holding the processing electrode 61, and a processing power supply 63 for applying a voltage to the processing electrode 61 via the holding rod 62. ing.
【００１４】処理用電極６１は、高さの低い円筒状であ
り、静電吸着ステージ２と同軸になるよう設けられてい
る。保持棒６２は、絶縁材１４を介して処理チャンバー
１を気密に貫通している。処理用電極６１は、プロセス
ガスを均一に導入する部材としても兼用されている。即
ち、処理用電極６１の下面には、ガス吹き出し孔６１１
が多数均一に形成されている。プロセスガス導入系１２
は、保持棒６２内を経由して処理用電極６１内にプロセ
スガスを導入するようになっている。プロセスガスは、
処理用電極６１内に一旦溜まった後、ガス吹き出し孔６
１１から均一に吹き出る。The processing electrode 61 has a low cylindrical shape and is provided coaxially with the electrostatic suction stage 2. The holding rod 62 passes through the processing chamber 1 in an airtight manner via the insulating material 14. The processing electrode 61 is also used as a member for uniformly introducing the process gas. That is, the gas blowing holes 611 are provided on the lower surface of the processing electrode 61.
Are formed uniformly. Process gas introduction system 12
The process gas is introduced into the processing electrode 61 via the inside of the holding rod 62. The process gas is
After the gas is once accumulated in the processing electrode 61, the gas
Blow out uniformly from 11.
【００１５】処理用電源６３としては、高周波電源が使
用されている。処理用電源６３により処理用電極６１に
高周波電圧が与えられると、プロセスガスに高周波放電
が生じ、プラズマが形成される。例えばプロセスガスが
フッ素系ガスである場合、プラズマ中ではフッ素活性種
やフッ素イオンが形成され、これら活性種やイオンが基
板９の表面に達して基板９の表面をエッチングする。As the processing power supply 63, a high-frequency power supply is used. When a high-frequency voltage is applied to the processing electrode 61 by the processing power supply 63, a high-frequency discharge is generated in the process gas, and plasma is formed. For example, when the process gas is a fluorine-based gas, fluorine active species and fluorine ions are formed in the plasma, and these active species and ions reach the surface of the substrate 9 to etch the surface of the substrate 9.
【００１６】次に、本実施形態の静電吸着機構の構成に
ついて詳説する。図１に示す静電吸着機構も、従来と同
様に、静電吸着ステージ２と、静電吸着ステージ２に静
電吸着用の電圧を与える吸着電源３とから成っている。
静電吸着ステージ２は、絶縁材１３を介して処理チャン
バー１の開口を気密に塞ぐよう設けられている。Next, the configuration of the electrostatic attraction mechanism of this embodiment will be described in detail. The electrostatic attraction mechanism shown in FIG. 1 also includes an electrostatic attraction stage 2 and an attraction power supply 3 for applying a voltage for electrostatic attraction to the electrostatic attraction stage 2 as in the prior art.
The electrostatic suction stage 2 is provided so as to hermetically close the opening of the processing chamber 1 via the insulating material 13.
【００１７】静電吸着ステージ２は、ステージ本体２１
と、ステージ本体２１に固定した誘電体ブロック２２
と、誘電体ブロック２２内に設けた一対の吸着電極２
３，２３とから成る構成である。ステージ本体２１は、
ステンレス又はアルミニウム等の金属製である。誘電体
ブロック２２は、アルミナ等の誘電体製である。ステー
ジ本体２１と誘電体ブロック２２との間には、薄いイン
ジウム層２６が挟み込まれている。インジウム層２６
は、ステージ本体２１と誘電体ブロック２２との間の微
小な隙間を埋めて、両者の間の熱交換効率を高める作用
がある。一対の吸着電極２３，２３は、吸着面の方向に
平行な姿勢で設けられた板状である。一対の吸着電極２
３，２３の形状としては、静電吸着ステージ２の中心軸
に対して軸対称な形状及び配置であることが好ましい。The electrostatic attraction stage 2 includes a stage body 21
And a dielectric block 22 fixed to the stage body 21
And a pair of suction electrodes 2 provided in the dielectric block 22.
3 and 23. The stage body 21
It is made of metal such as stainless steel or aluminum. The dielectric block 22 is made of a dielectric such as alumina. A thin indium layer 26 is interposed between the stage body 21 and the dielectric block 22. Indium layer 26
Has an effect of filling a minute gap between the stage main body 21 and the dielectric block 22 to increase the heat exchange efficiency between the two. The pair of suction electrodes 23, 23 are plate-shaped provided in a posture parallel to the direction of the suction surface. A pair of adsorption electrodes 2
It is preferable that the shapes 3 and 23 have shapes and arrangements that are axially symmetric with respect to the central axis of the electrostatic suction stage 2.
【００１８】また、本実施形態では、基板９の受け渡し
のため、静電吸着ステージ２内に昇降ピン７が設けられ
ている。昇降ピン７は、垂直な姿勢であり、静電吸着ス
テージ２と同軸の円周上に等間隔で複数（例えば四つ）
設けられている。本実施形態では、静電吸着ステージ２
の構造の複雑化を避けるため、ガス導入路２０内に昇降
ピン７が設けられている。各昇降ピン７の下端は、水平
な姿勢のベース板７１に固定されている。ベース板７１
には、直線移動機構７２が付設されている。直線移動機
構７２が動作すると、各昇降ピン７が一体に上昇又は下
降するようになっている。尚、各ガス導入路２０は、途
中に横穴が設けられており、不図示の熱交換用ガス導入
系はそこから熱交換用ガスを導入するようになってい
る。また、ガス導入路２０の下端には、昇降ピン７の上
下動を許容しつつガス封止を行うメカニカルシール等の
封止部材７３が設けられている。In this embodiment, the lifting pins 7 are provided in the electrostatic suction stage 2 for transferring the substrate 9. The elevating pins 7 have a vertical posture, and a plurality (for example, four) of the elevating pins 7 are arranged at equal intervals on a circumference coaxial with the electrostatic suction stage 2.
Is provided. In the present embodiment, the electrostatic suction stage 2
In order to avoid complication of the structure, the elevating pins 7 are provided in the gas introduction path 20. The lower end of each elevating pin 7 is fixed to a base plate 71 in a horizontal posture. Base plate 71
Is provided with a linear moving mechanism 72. When the linear movement mechanism 72 operates, the lifting pins 7 move up or down integrally. Each gas introduction path 20 is provided with a horizontal hole in the middle thereof, and a heat exchange gas introduction system (not shown) introduces a heat exchange gas therefrom. In addition, a sealing member 73 such as a mechanical seal that performs gas sealing while allowing the up-and-down pins 7 to move up and down is provided at the lower end of the gas introduction path 20.
【００１９】また、本実施形態では、エッチングを効率
良く行うため、基板９に自己バイアス電圧を与える構成
が採用されている。即ち、静電吸着ステージ２には、バ
イアス用電源８が接続されている。バイアス用電源８
は、吸着電極２３，２３に高周波電圧を印加するように
なっており、吸着用の直流電圧に重畳させて高周波電圧
を印加するようになっている。尚、吸着電極２３，２３
を無くして、ステージ本体２１にバイアス用電源８と吸
着電源３を接続して、基板９の静電吸着と自己バイアス
電圧の付与を行うようにしても良い。Further, in the present embodiment, a configuration for applying a self-bias voltage to the substrate 9 is employed in order to perform etching efficiently. That is, the bias power source 8 is connected to the electrostatic suction stage 2. Power supply for bias 8
Is adapted to apply a high-frequency voltage to the attraction electrodes 23, 23, and to apply the high-frequency voltage superimposed on the attraction DC voltage. The suction electrodes 23, 23
The bias power supply 8 and the suction power supply 3 may be connected to the stage body 21 to perform electrostatic suction of the substrate 9 and application of a self-bias voltage.
【００２０】吸着電極２３，２３を介して高周波電界が
設定されると、プラズマと高周波との相互作用により、
負の直流分の電圧である自己バイアス電圧が基板９に与
えられる。この結果、プラズマ中のイオンが引き出され
て効率良く基板９に入射する。この結果、リアクティブ
イオンエッチング等の効率の良いエッチングが行われ
る。When a high-frequency electric field is set through the adsorption electrodes 23, 23, the interaction between the plasma and the high-frequency causes
A self-bias voltage, which is a negative DC voltage, is applied to the substrate 9. As a result, ions in the plasma are extracted and efficiently enter the substrate 9. As a result, efficient etching such as reactive ion etching is performed.
【００２１】上記エッチングの際、基板９は、プラズマ
によって加熱されて温度上昇する。温度上昇が限度を越
えると、基板９が熱的損傷を受ける場合がある。例え
ば、基板９が半導体ウェーハである場合、既に形成され
ている素子や配線等が熱により変性して機能に障害が生
じたりする場合がある。このような問題を防止するた
め、静電吸着機構は、エッチング中に基板９を所定温度
に冷却しながら温度制御する温度制御手段５を備えてい
る。温度制御手段５は、静電吸着ステージ２内の空洞に
冷媒を流通させる構成である。具体的には、ステージ本
体２１内に空洞２００が形成されている。図２は、ステ
ージ本体２１内の冷却用の空洞２００の形状について説
明する平面断面図である。At the time of the etching, the substrate 9 is heated by the plasma to increase the temperature. If the temperature rise exceeds the limit, the substrate 9 may be thermally damaged. For example, when the substrate 9 is a semiconductor wafer, the elements, wirings, and the like that have already been formed may be denatured by heat to cause a problem in function. In order to prevent such a problem, the electrostatic attraction mechanism includes a temperature control unit 5 that controls the temperature while cooling the substrate 9 to a predetermined temperature during etching. The temperature control means 5 is configured to circulate the refrigerant through a cavity in the electrostatic suction stage 2. Specifically, a cavity 200 is formed in the stage main body 21. FIG. 2 is a plan sectional view illustrating the shape of the cooling cavity 200 in the stage main body 21.
【００２２】図２に示すように、空洞２００は、静電吸
着ステージ２が均一に冷却されるように蛇行させた形状
である。そして、その一端には冷媒導入口２０１が形成
され、他端には冷媒排出口２０２が形成されている。冷
媒導入口２０１には、冷媒導入管５２がつながってお
り、冷媒排出口２０２には冷媒排出管５３がつながって
いる。そして、冷媒排出管５３から排出されて冷媒を温
度制御して冷媒導入管５２に送るサーキュレータ５４が
設けられている。空洞２００に所定の低温に維持された
冷媒が流通する結果、静電吸着ステージ２全体が所定の
低温に維持され、この結果、基板９が冷却されるように
なっている。As shown in FIG. 2, the cavity 200 has a meandering shape so that the electrostatic suction stage 2 is cooled uniformly. A coolant inlet 201 is formed at one end, and a coolant outlet 202 is formed at the other end. The refrigerant inlet 201 is connected to a refrigerant inlet 52, and the refrigerant outlet 202 is connected to a refrigerant outlet 53. A circulator 54 is provided, which controls the temperature of the refrigerant discharged from the refrigerant discharge pipe 53 and sends the refrigerant to the refrigerant introduction pipe 52. As a result of the coolant maintained at a predetermined low temperature flowing through the cavity 200, the entire electrostatic suction stage 2 is maintained at a predetermined low temperature, and as a result, the substrate 9 is cooled.
【００２３】上記温度制御の際、図３に示す静電吸着ス
テージ２と基板９との熱交換効率が向上するよう、本実
施形態においても、静電吸着ステージ２の表面に凹部２
４を設け、図４に示すガス導入路２０を経由してこの凹
部２４に熱交換用ガスが導入されるようになっている。
以下、この点を説明する。At the time of the temperature control, in this embodiment, the concave portion 2 is formed on the surface of the electrostatic chuck stage 2 so that the heat exchange efficiency between the electrostatic chuck stage 2 and the substrate 9 shown in FIG.
The heat exchange gas is introduced into the recess 24 via the gas introduction path 20 shown in FIG.
Hereinafter, this point will be described.
【００２４】まず、図１では、静電吸着ステージ２の表
面は平坦面となっているが、実際には、微小な突起２５
が形成されている。各突起２５の上面は平らな面となっ
ており、これは皆同じ高さに位置する。つまり、各突起
２５の上面は面一になっている。図３は、図１に示す静
電吸着ステージ２の表面に形成された突起２５の大きさ
及び配置間隔について説明する断面部分図である。図３
に示すように、静電吸着ステージ２の表面には、突起２
５が形成されている。突起２５の平面視はほぼ円形であ
る。従って、突起２５の形状は円柱状である。First, in FIG. 1, the surface of the electrostatic suction stage 2 is a flat surface.
Are formed. The upper surface of each projection 25 is a flat surface, which is all located at the same height. That is, the upper surface of each projection 25 is flush. FIG. 3 is a partial cross-sectional view for explaining the size and arrangement interval of the protrusions 25 formed on the surface of the electrostatic suction stage 2 shown in FIG. FIG.
As shown in FIG.
5 are formed. The projection 25 is substantially circular in plan view. Therefore, the shape of the projection 25 is cylindrical.
【００２５】図４は、図３に示す突起２５の配置につい
て説明する図であり、静電吸着ステージ２の平面概略図
である。静電吸着ステージ２は、平面視がほぼ円形であ
る。但し、静電吸着ステージ２は、基板９として、オリ
エンテーションフラット（オリフラ）を有する半導体ウ
ェーハを保持することが想定されており、オリフラに合
わせた直線状の部分を有する。FIG. 4 is a diagram for explaining the arrangement of the projections 25 shown in FIG. 3, and is a schematic plan view of the electrostatic suction stage 2. The electrostatic suction stage 2 has a substantially circular shape in plan view. However, the electrostatic chuck stage 2 is assumed to hold a semiconductor wafer having an orientation flat (orientation flat) as the substrate 9 and has a linear portion corresponding to the orientation flat.
【００２６】突起２５は、静電吸着ステージ２と同心円
周（図４中に一点鎖線で示す）上の位置に等間隔で設け
られている。各円周の径方向の離間距離は、同一円周上
の突起２５の離間距離にほぼ等しい。従って、各突起２
５は、すべてほぼ等しい間隔で均一に配置されている。
尚、図４では、紙面上、左上半分の部分のみ突起２５が
描かれており、その他の部分では省略されている。The protrusions 25 are provided at equal intervals on a circumference (indicated by a dashed line in FIG. 4) concentric with the electrostatic suction stage 2. The radial distance of each circumference is substantially equal to the distance of the projection 25 on the same circumference. Therefore, each projection 2
5 are all uniformly arranged at substantially equal intervals.
In FIG. 4, the projection 25 is shown only in the upper left half on the paper surface, and is omitted in the other portions.
【００２７】また、静電吸着ステージ２の周縁には、凸
部（以下、周縁凸部）２７が設けられている。この周縁
凸部２７は、内側に位置する各突起２５と同じ高さであ
る。従って、基板９が静電吸着された際、基板９は突起
２５とともにこの周縁凸部２７に接触する。そして、基
板９が吸着されると、周縁凸部２７の内側の凹部２４が
基板９によって塞がれ、閉空間が形成されるようになっ
ている。従って、ガス導入路２０を通して熱交換用ガス
が凹部２４内に導入された際、本質的にガスの漏れがな
いので、凹部２４内の圧力が効率良く高められる。尚、
「閉空間」とは、ガス導入路２０の出口開口を除いて本
質的に開口が無い空間という意味である。On the periphery of the electrostatic attraction stage 2, there is provided a convex portion (hereinafter referred to as a peripheral convex portion) 27. The peripheral ridge 27 has the same height as the projections 25 located inside. Therefore, when the substrate 9 is electrostatically attracted, the substrate 9 comes into contact with the peripheral projection 27 together with the projection 25. When the substrate 9 is sucked, the concave portion 24 inside the peripheral convex portion 27 is closed by the substrate 9, and a closed space is formed. Therefore, when the heat exchange gas is introduced into the recess 24 through the gas introduction passage 20, there is essentially no gas leakage, and the pressure in the recess 24 is efficiently increased. still,
The “closed space” means a space having essentially no opening except the outlet opening of the gas introduction path 20.
【００２８】本実施形態の大きな特徴点の一つは、各突
起２５の直径（図３にＲで示す）が基板９の厚さ（図３
にｔで示す）の２倍以下となっている点である。具体的
には、基板９の厚さｔは、本実施形態では０．７ｍｍ程
度であり、各突起２５の直径Ｒは０．５ｍｍ程度となっ
ている。この構成は、基板９の面内温度分布を充分に均
一にするための構成として採用されている。以下、この
点について図５を使用して説明する。図５は、本実施形
態の静電吸着機構の特徴点について説明する模式図であ
る。One of the major features of this embodiment is that the diameter (shown by R in FIG. 3) of each projection 25 is the thickness of the substrate 9 (FIG. 3).
, T). Specifically, the thickness t of the substrate 9 is about 0.7 mm in the present embodiment, and the diameter R of each projection 25 is about 0.5 mm. This configuration is adopted as a configuration for sufficiently making the in-plane temperature distribution of the substrate 9 sufficiently uniform. Hereinafter, this point will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the features of the electrostatic suction mechanism according to the present embodiment.
【００２９】図５では、前述したのと同様に、基板９を
冷却しながら温度制御する場合が示されている。即ち、
基板９は、処理の際に表面（処理される面）を臨む空間
の側からプラズマにより熱量Ｑが与えられる。そして、
基板９は、静電吸着ステージ２が存在する裏面（処理さ
れる面とは反対の面）側から熱を奪われる。また、突起
２５と接触している場所での基板９と静電吸着ステージ
２との間の熱伝達率をＫ１とし、ガスが導入されている
凹部２４を経由した基板９と静電吸着ステージ２との間
の熱伝達率をＫ２とする。前述した通り、Ｋ１＞Ｋ２で
ある。FIG. 5 shows a case where the temperature is controlled while cooling the substrate 9 in the same manner as described above. That is,
The substrate 9 is supplied with heat Q by plasma from the side of the space facing the surface (the surface to be processed) at the time of processing. And
The substrate 9 receives heat from the back surface (the surface opposite to the surface to be processed) on which the electrostatic suction stage 2 exists. Also, heat transfer rate and K 1, the substrate 9 and the electrostatic adsorption stage via a recess 24 in which the gas is introduced between the substrate 9 and the electrostatic adsorption stage 2 at a place in contact with the projection 25 the heat transfer coefficient between the 2 and K 2. As described above, K 1 > K 2 .
【００３０】図５において、基板９の面内に生ずる温度
差は、前述した通り、Ｋ１＞Ｋ２に起因している。即
ち、プラズマから与えられるＱのうち、凹部２４内の空
間を通って静電吸着ステージ２に移動する熱量Ｑ１の方
が、突起２５との接触面を通って静電吸着ステージ２に
移動する熱量Ｑ２に比べて小さい。このため、基板９
は、凹部２４を臨む部分で温度が上昇し、突起２５と接
触している部分との間で温度差ができる。In FIG. 5, the temperature difference generated in the plane of the substrate 9 is caused by K 1 > K 2 as described above. That is, of Q given from the plasma, toward the heat Q 1 to move to the electrostatic adsorption stage 2 through the space in the recess 24 is moved to the electrostatic adsorption stage 2 through the contact surface between the protrusion 25 small compared to the amount of heat Q 2. Therefore, the substrate 9
The temperature rises in a portion facing the concave portion 24, and a temperature difference is generated between the portion in contact with the protrusion 25.
【００３１】ここで、基板９内の温度差は、面内のみな
らず、厚さ方向にも物理的には生ずる。基板９は、プラ
ズマを臨む表面で温度が最も高く、静電吸着ステージ２
に接する（又は臨む）裏面で最も低くなる。基板９の厚
さ方向の温度度差をΔＴ１、面内の温度差をΔＴ２とす
ると、通常は、図５（１）に示すように突起２５の直径
Ｒが基板９の厚さｔの２倍に比べてかなり大きいため、
突起２５の存在による熱伝達効率上昇の影響が大きく、
厚さ方向の温度差ΔＴ１に比べ、面内の温度差ΔＴ２が
大きくなる。つまり、面内の温度差ΔＴ２に比べると、
厚さ方向の温度差ΔＴ１は小さい（ΔＴ１＜ΔＴ２）。
尚、図５中の右端に示す温度分布は、突起２５の中心軸
上における基板９の厚さ方向で見た温度分布である。Here, the temperature difference in the substrate 9 physically occurs not only in the plane but also in the thickness direction. The substrate 9 has the highest temperature on the surface facing the plasma, and the electrostatic adsorption stage 2
It is lowest on the back surface that touches (or faces). Assuming that the temperature difference in the thickness direction of the substrate 9 is ΔT 1 and the in-plane temperature difference is ΔT 2 , the diameter R of the projection 25 is usually equal to the thickness t of the substrate 9 as shown in FIG. Because it is considerably larger than twice,
The effect of the increase in heat transfer efficiency due to the presence of the projection 25 is great,
The in-plane temperature difference ΔT 2 is larger than the temperature difference ΔT 1 in the thickness direction. That is, compared to the in-plane temperature difference ΔT 2 ,
The temperature difference ΔT 1 in the thickness direction is small (ΔT 1 <ΔT 2 ).
The temperature distribution shown at the right end in FIG. 5 is a temperature distribution on the central axis of the protrusion 25 as viewed in the thickness direction of the substrate 9.
【００３２】一方、図５（２）に示すように、突起２５
の直径Ｒが基板９の厚さｔの２倍と同程度まで小さくな
ると、基板９の面内の温度差は、基板９の厚さ方向の温
度差と殆ど同じになる（ΔＴ１≒ΔＴ２）。従って、基
板９の厚さ方向の温度差が無視できる程度に小さいもの
ならば、基板９の面内の温度差も無視できる程度に小さ
いものとなる。通常の基板処理では、基板９の厚さ方向
の温度差は問題になっておらず、従って、突起２５の直
径Ｒが基板９の厚さｔの２倍程度まで小さくなれば、問
題となる面内の温度差は生じないことになる。本実施形
態の構成は、このような技術的思想のもと、突起２５の
半径を基板９の厚さ程度まで小さくしている。また、突
起２５同士の離間間隔（図３にｄで示す）は、３ｍｍ以
下とすることが好ましい。距離ｄが３ｍｍを越えると、
凹部２４を臨む部分内での基板９の面内の温度差が大き
くなり、実用上問題を生ずる場合がある。On the other hand, as shown in FIG.
When the diameter R of the substrate 9 is reduced to about twice the thickness t of the substrate 9, the in-plane temperature difference becomes almost the same as the temperature difference in the thickness direction of the substrate 9 (ΔT 1 ≒ ΔT 2 ). Therefore, if the temperature difference in the thickness direction of the substrate 9 is negligibly small, the in-plane temperature difference of the substrate 9 is also negligibly small. In normal substrate processing, the temperature difference in the thickness direction of the substrate 9 is not a problem. Therefore, if the diameter R of the protrusion 25 is reduced to about twice the thickness t of the substrate 9, a problematic surface is obtained. No temperature difference will occur within. In the configuration of the present embodiment, the radius of the protrusion 25 is reduced to about the thickness of the substrate 9 based on such a technical idea. It is preferable that the distance between the protrusions 25 (indicated by d in FIG. 3) is 3 mm or less. When the distance d exceeds 3 mm,
The temperature difference in the plane of the substrate 9 in the portion facing the concave portion 24 becomes large, which may cause a practical problem.
【００３３】次に、上記実施形態の構成による温度均一
化の効果を確認した実験の結果について、図６を使用し
て説明する。図６は、実施形態の構成による温度均一化
の効果を確認した実験の結果について示した図である。
以下の実験は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等にお
いて電極部の構造として必要になるコンタクトホールを
形成するためのエッチング処理の実験である。コンタク
トホールを形成する場合、コンタクトホールの形状に合
わせてレジストをフォトリソグラフィによりパターニン
グし、これをマスクにしてエッチングを行う。Next, the result of an experiment for confirming the effect of temperature uniformity by the configuration of the above embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing the results of an experiment in which the effect of temperature uniformity by the configuration of the embodiment was confirmed.
The following experiment is an experiment of an etching process for forming a contact hole required as a structure of an electrode portion in an FET (field effect transistor) or the like. When forming a contact hole, a resist is patterned by photolithography in accordance with the shape of the contact hole, and etching is performed using this as a mask.
【００３４】エッチングの実験は、以下の条件により行
われた。 処理チャンバー内の圧力：３０ｍＴｏｒｒ（３．９９Ｐａ） プロセスガス：Ｃ４Ｆ８とＡｒとＯ２の混合ガス プロセスガスの流量：Ｃ４Ｆ８＝１３．５ＳＣＣＭ Ａｒ＝３００ＳＣＣＭ Ｏ２＝６ＳＣＣＭ 処理用電源の周波数及び電力：６０ＭＨｚ，１．８ｋＷ バイアス用電源の周波数及び電力：１．６ＭＨｚ，１．８ｋＷ 静電吸着ステージの凹部内のガス圧力：４ｋＰａ 熱交換用ガス：ヘリウム 静電吸着力：１ｋｇｆ／ｃｍ２（９．８Ｎ／ｃｍ２）The etching experiment was performed under the following conditions. Pressure in the processing chamber: 30 mTorr (3.99 Pa) Process gas: mixed gas of C 4 F 8 , Ar and O 2 Process gas flow rate: C 4 F 8 = 13.5 SCCM Ar = 300 SCCM O 2 = 6 SCCM Processing power supply Frequency and power: 60 MHz, 1.8 kW Frequency and power of bias power supply: 1.6 MHz, 1.8 kW Gas pressure in concave portion of electrostatic suction stage: 4 kPa Heat exchange gas: helium Electrostatic force: 1 kgf / cm 2 (9.8 N / cm 2 )
【００３５】尚、「ＳＣＣＭ」とは、０℃、１気圧で換
算した単位時間あたりの気体の流量（ｃｍ３／分）であ
る。また、静電吸着の吸着面の粗さは、０．２５μｍ以
下（０．２５μｍ以下の突起のみ）である。基板９は、
シリコンウェーハであり、厚さは０．７ｍｍ程度であ
る。エッチングする基板９の表面の材料は、酸化シリコ
ンである。また、レジストは、ＫｒＦエキシマレーザー
による露光に対応したものを採用した。The "SCCM" is a gas flow rate (cm 3 / min) per unit time converted at 0 ° C. and 1 atm. The roughness of the suction surface of the electrostatic suction is 0.25 μm or less (only protrusions of 0.25 μm or less). The substrate 9
It is a silicon wafer and the thickness is about 0.7 mm. The material of the surface of the substrate 9 to be etched is silicon oxide. As the resist, a resist corresponding to exposure with a KrF excimer laser was used.
【００３６】図６は、上記条件のエッチング処理により
得られたエッチング形状について示している。図６にお
いて、（１−１）及び（１−２）は、突起２５の直径Ｒ
が３ｍｍの場合のエッチング形状（断面形状）を概略的
に示したものである。このうち、（１−１）は、基板９
の表面のうち、裏面において凹部２４を臨む部分（以
下、凹部付近部）でのエッチング形状を、（１−２）は
裏面において突起２５と接触している箇所の部分又はそ
の付近（以下、突起付近部）におけるエッチング形状を
それぞれ示している。また、図６において、（２−１）
及び（２−２）は、突起２５の直径Ｒが０．５ｍｍの場
合のエッチング形状（断面形状）を概略的に示したもの
である。同様に、（２−１）は、突起付近部でのエッチ
ング形状を、（２−２）は凹部付近部でのエッチング形
状をそれぞれ示している。尚、図６において、突起２５
の直径Ｒ以外の条件は全て同じである。FIG. 6 shows an etched shape obtained by the etching process under the above conditions. In FIG. 6, (1-1) and (1-2) indicate the diameter R of the projection 25.
3 schematically shows an etching shape (cross-sectional shape) when the distance is 3 mm. Among them, (1-1) indicates the substrate 9
Of the front surface, the etched shape at the portion facing the concave portion 24 on the back surface (hereinafter, the portion near the concave portion), and (1-2) the portion at or near the portion in contact with the projection 25 on the rear surface (hereinafter referred to as the projection) (Nearby portions) are shown. In FIG. 6, (2-1)
And (2-2) schematically show the etched shape (cross-sectional shape) when the diameter R of the projection 25 is 0.5 mm. Similarly, (2-1) shows the etching shape near the protrusion, and (2-2) shows the etching shape near the concave portion. Incidentally, in FIG.
Are the same except for the diameter R.
【００３７】図６（１−１）及び（１−２）に示すよう
に、直径Ｒが３ｍｍの場合、突起付近部と凹部付近部と
でレジスト残膜９１の厚さに差がある。これは、凹部付
近部の方が突起付近部に比べて温度が高いために、エッ
チング中にレジストが多くエッチングされ、その結果、
レジスト残膜９１が突起付近部に比べて少なくなったこ
とを示している。また、直径Ｒが３ｍｍの場合、エッチ
ングにより形成したコンタクトホール９２の断面形状も
突起付近部と凹部付近部とで異なっている。即ち、突起
付近部のコンタクトホール９２は、凹部付近部のコンタ
クトホール９２に比べて幅が狭く、深さが若干深くなっ
ている。これは、以下のような原因であると考えられ
る。As shown in FIGS. 6A and 6B, when the diameter R is 3 mm, there is a difference in the thickness of the resist remaining film 91 between the vicinity of the protrusion and the vicinity of the recess. This is because the temperature near the concave portion is higher than that near the protrusion, so that more resist is etched during the etching, and as a result,
This indicates that the amount of the resist residual film 91 is smaller than that in the vicinity of the protrusion. When the diameter R is 3 mm, the cross-sectional shape of the contact hole 92 formed by etching is different between the vicinity of the protrusion and the vicinity of the recess. That is, the contact hole 92 near the protrusion is narrower and slightly deeper than the contact hole 92 near the recess. This is considered to be as follows.
【００３８】一般に、エッチング処理では、エッチング
の競合現象として膜堆積が進行している場合が多い。例
えば、フッ化炭素系ガスを使用したエッチングでは、エ
ッチングと競合してフッ化炭素系の膜の堆積が生じてい
る。通常は、イオンや活性種による堆積膜のエッチング
の方が膜堆積に比べて遥かに速く進行するため、膜堆積
が問題になることはない。In general, in the etching process, film deposition often progresses as a competitive phenomenon of etching. For example, in etching using a fluorocarbon-based gas, deposition of a fluorocarbon-based film occurs in competition with etching. Usually, etching of a deposited film by ions or active species proceeds much faster than film deposition, so that film deposition does not pose a problem.
【００３９】しかしながら、前述したように、温度が低
くなった際、もし温度低下による膜堆積の低減に比べて
エッチング速度の低減の割合の方が大きい場合、エッチ
ング速度が低下してしまう。膜堆積は特にコンタクトホ
ール９２の開口の縁の部分に多く生じ、この開口の縁の
部分でエッチング速度の低下が顕著になるから、開口の
面積が小さくなる。図６（１−２）に示すようなコンタ
クトホール９２の形状は、このような理由によるものと
考えられる。尚、前述したように、温度低下によって逆
にエッチング速度が上昇する場合もあり、この場合に
は、上記とは逆の結果になる。However, as described above, when the temperature is lowered, if the rate of reduction in the etching rate is greater than the reduction in film deposition due to the temperature drop, the etching rate is reduced. Film deposition is particularly large at the edge of the opening of the contact hole 92, and the etching rate is significantly reduced at the edge of the opening, so that the area of the opening is reduced. The shape of the contact hole 92 as shown in FIG. 6 (1-2) is considered to be due to such a reason. Note that, as described above, the etching rate may increase due to a decrease in temperature. In this case, the result is opposite to the above.
【００４０】コンタクトホールには、アルミ等の配線材
料を埋め込んで配線が行われるが、図６（１−１）に示
すようにコンタクトホールの直径が大きくなり過ぎる
と、隣りの配線と接触してショートしてしまう等の問題
が生じやすい。従って、コンタクトホールは直径はあま
り大きくない方が好ましい。さらに、コンタクトホール
が深く削られるということは、既に形成されているゲー
ト電極等を過剰に削ってしまう可能性もある。しかし、
図６（１−２）に示すようにコンタクトホールの直径が
あまりにも小さくなると、配線の断面積が低下して抵抗
が大きくなる問題がある。また、コンタクトホールの底
面の面積が小さいので、下地であるゲート電極又はチェ
ンネルとの接触面積が小さくなり、導通不良等が生じや
すい。The wiring is performed by embedding a wiring material such as aluminum in the contact hole. If the diameter of the contact hole becomes too large as shown in FIG. Problems such as short-circuiting are likely to occur. Therefore, it is preferable that the diameter of the contact hole is not so large. Further, when the contact hole is deeply cut, there is a possibility that an already formed gate electrode or the like is excessively cut. But,
As shown in FIG. 6 (1-2), when the diameter of the contact hole is too small, there is a problem that the cross-sectional area of the wiring decreases and the resistance increases. Further, since the area of the bottom surface of the contact hole is small, the contact area with the gate electrode or the channel, which is the base, becomes small, and poor conduction or the like is likely to occur.
【００４１】一方、突起２５の直径Ｒが０．５ｍｍ程度
である場合は、図６（２−１）及び（２−２）に示すよ
うに、凹部付近部と突起付近部とで、コンタクトホール
９２の形状は大差がなく、均一なエッチング形状が得ら
れている。これは、エッチング中の基板９の面内温度が
均一であったことによると考えられる。このように、本
実施形態の構成によれば、突起２５の直径Ｒが基板９の
厚さｔの２倍と同程度であるため、問題となる基板９の
面内温度不均一化が生じず、均一な処理が行える。On the other hand, when the diameter R of the protrusion 25 is about 0.5 mm, as shown in FIGS. 6A and 6B, a contact hole is formed between the vicinity of the recess and the vicinity of the protrusion. There is no great difference in the shape of 92, and a uniform etching shape is obtained. This is considered to be because the in-plane temperature of the substrate 9 during the etching was uniform. As described above, according to the configuration of the present embodiment, since the diameter R of the protrusion 25 is substantially equal to twice the thickness t of the substrate 9, the in-plane temperature non-uniformity of the substrate 9 which is a problem does not occur. And uniform processing can be performed.
【００４２】上記実施形態では、突起２５の平面視の形
状が円形であったため、この直径Ｒを基板９の厚さの２
倍以下とした。しかしながら、突起２５の平面視の形状
は円形以外でも良い（例えば方形）。この点を考慮して
上位概念として表現すると、「突起の表面のうちの最も
短くなる方向で見た幅」（以下、接触面の最短幅）が基
板９の厚さの２倍以下ということになる。突起２５の接
触面の形状としては、細長い形状（例えば長方形）の場
合もある。この場合、その長さ方向の長さではなく、長
さ方向に垂直な方向の長さが最短幅であり、それが基板
９の厚さの２倍以下であれば良い。尚、接触面の最短幅
は、基板９の厚さの２倍よりも小さく、１倍以下である
とさらに好ましい。In the above embodiment, since the shape of the projection 25 in a plan view is circular, the diameter R is set to 2 times the thickness of the substrate 9.
Or less. However, the shape of the projection 25 in plan view may be other than circular (for example, square). Expressing this as a general concept in consideration of this point, the “width seen in the shortest direction of the surface of the protrusion” (hereinafter, the shortest width of the contact surface) is less than twice the thickness of the substrate 9. Become. The shape of the contact surface of the projection 25 may be elongated (for example, rectangular). In this case, not the length in the length direction but the length in the direction perpendicular to the length direction is the shortest width, and it suffices that the length is not more than twice the thickness of the substrate 9. Note that the shortest width of the contact surface is smaller than twice the thickness of the substrate 9 and is more preferably equal to or smaller than one time.
【００４３】また、凹部２４の深さ（突起２５の高さに
等しく、図３にｈで示す）については、１〜２０μｍ程
度であることが好ましい。凹部２４の深さが１μｍより
小さくなると、凹部２４の空間の容積があまりにも小さ
くなってコンダクタンスが低下し、充分な圧力上昇が得
られなくなる。この結果、熱交換効率を向上させる上記
効果が不充分になってしまう。一方、凹部２４の深さが
２０μｍを越えると、熱を伝達するために熱交換用ガス
の分子が移動する必要がある距離が長くなり、熱交換効
率が低くなってしまう。The depth of the recess 24 (equal to the height of the projection 25 and indicated by h in FIG. 3) is preferably about 1 to 20 μm. If the depth of the concave portion 24 is smaller than 1 μm, the volume of the space of the concave portion 24 becomes too small, the conductance decreases, and a sufficient pressure rise cannot be obtained. As a result, the effect of improving the heat exchange efficiency becomes insufficient. On the other hand, if the depth of the recess 24 exceeds 20 μm, the distance over which the molecules of the heat exchange gas need to move in order to transfer heat increases, and the heat exchange efficiency decreases.
【００４４】さらに、周縁凸部２７の幅（図３にＷで示
す）についても、慎重な検討が必要である。周縁凸部２
７の幅Ｗが大きくなると、突起２５の場合と同様に、こ
の部分での温度差が無視できなくなり、基板９の面内温
度分布が不均一になる問題が生ずる。特に、周縁凸部２
７は、基板９の周辺部に接触している部分である。基板
９のうち周縁凸部２７の外側の部分では、中央部と異な
り、ガス冷却も接触冷却もされないため、中央部に比べ
て温度が高くなり易い。従って、周縁凸部２７の幅Ｗ
は、ガスの流れを止めるとともに冷却能力の不足を補う
だけの幅が必要である。その一方、あまり冷却されるす
ぎると、やはり温度不均一の原因となる場合がある。周
縁凸部２７の幅Ｗは、突起２５の大きさよりも小さく、
基板９の厚さ程度以下とすることが好ましい。数値でい
うと、２ｍｍ以下とすることが好ましい。Further, the width (indicated by W in FIG. 3) of the peripheral ridge 27 needs to be carefully examined. Peripheral protrusion 2
When the width W of the substrate 7 becomes large, the temperature difference in this portion cannot be ignored as in the case of the protrusion 25, and a problem arises that the in-plane temperature distribution of the substrate 9 becomes non-uniform. In particular, the peripheral convex portion 2
Reference numeral 7 denotes a portion in contact with the peripheral portion of the substrate 9. In the portion of the substrate 9 outside the peripheral ridge 27, unlike the central portion, neither gas cooling nor contact cooling is performed, so that the temperature tends to be higher than the central portion. Therefore, the width W of the peripheral convex portion 27
It is necessary to have enough width to stop the gas flow and compensate for the lack of cooling capacity. On the other hand, if the temperature is too low, the temperature may become uneven. The width W of the peripheral ridge 27 is smaller than the size of the projection 25,
It is preferable that the thickness be equal to or less than the thickness of the substrate 9. Numerically, it is preferable that the thickness be 2 mm or less.
【００４５】上記周縁凸部２７の幅の影響について、図
７を使用して説明する。図７は、周縁凸部２７の幅の影
響について説明した図である。図７中の（１）は、周縁
凸部２７の幅が４ｍｍ場合のエッチング速度の分布を、
（２）は、周縁凸部２７の幅が２ｍｍの場合のエッチン
グ速度の分布を示している。また図７（３）は、後述す
る第二の実施形態の構成において、周縁凸部２７の幅が
２ｍｍの場合であって、図９に示す底深凹部２４２が周
縁凸部２７に隣接したところ（最外周部）に無い場合の
構成におけるエッチング速度の分布を示している。図７
（１）〜（３）の横軸は、基板９の表面の位置を示して
いる。基板９の中心を０とし、＋１０が径方向の一方の
縁、−１０が他方の縁である。The effect of the width of the peripheral ridge 27 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram for explaining the influence of the width of the peripheral ridge 27. (1) in FIG. 7 shows the distribution of the etching rate when the width of the peripheral protrusion 27 is 4 mm.
(2) shows the distribution of the etching rate when the width of the peripheral ridge 27 is 2 mm. FIG. 7C shows a case where the width of the peripheral ridge 27 is 2 mm in the configuration of the second embodiment described later, and the bottom deep recess 242 shown in FIG. 9 is adjacent to the peripheral ridge 27. The distribution of the etching rate in the configuration in the case where it is not at the (outermost periphery) is shown. FIG.
The horizontal axes of (1) to (3) indicate the positions of the surface of the substrate 9. The center of the substrate 9 is set to 0, +10 is one edge in the radial direction, and -10 is the other edge.
【００４６】図７（１）に示すように、周縁凸部２７の
幅が４ｍｍと大きいと、基板９の周辺部が充分に冷却さ
れすぎ、エッチング速度が遅くなってしまう。一方、図
７（２）に示すように、周縁凸部２７の幅が２ｍｍであ
ると、基板９の周辺部でのエッチング速度の異常な上昇
もなく、エッチング速度が全体に高くなってしまうこと
もない。これは、基板９が全体に均一に効率良く冷却さ
れることを意味している。また、図７（３）に示すよう
に、周縁凸部２７に隣接して底深凹部２４２が無いと、
周縁凸部２７に接触した部分の低いエッチング速度に対
し、その内側で急激にエッチング速度が高くなる。これ
は、底負荷凹部２４２が無いために熱交換用ガスが充分
に供給されず、温度が急激に高くなったことによるもの
と考えられる。尚、周縁凸部２７が無いと、エッチング
速度が全体に高くなる。これは、熱交換用ガスが凹部２
４内に封入されないので、凹部２４内の圧力があまり上
昇せず、基板９が充分に冷却されないことによる。As shown in FIG. 7A, when the width of the peripheral ridge 27 is as large as 4 mm, the peripheral portion of the substrate 9 is cooled sufficiently, and the etching rate is reduced. On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the width of the peripheral ridge 27 is 2 mm, there is no abnormal increase in the etching rate in the peripheral portion of the substrate 9 and the etching rate is increased as a whole. Nor. This means that the entire substrate 9 is uniformly and efficiently cooled. Also, as shown in FIG. 7 (3), if there is no deep bottom concave portion 242 adjacent to the peripheral convex portion 27,
While the etching rate is low at the portion in contact with the peripheral convex portion 27, the etching speed rapidly increases inside the portion. This is considered to be because the heat exchange gas was not sufficiently supplied due to the absence of the bottom load concave portion 242, and the temperature rapidly increased. In addition, if there is no peripheral convex part 27, the etching rate will increase as a whole. This is because the heat exchange gas is
4, the pressure in the concave portion 24 does not increase so much, and the substrate 9 is not sufficiently cooled.
【００４７】尚、周縁凸部２７の幅があまりにも小さく
なると、凹部２４内のガス圧によっては基板９が周縁凸
部２７から浮いてしまい、熱交換用ガスが漏れ出てしま
う恐れがある。これは、作用させる静電吸着力にもよる
が、一般的には周縁凸部２７の幅は０．１ｍｍより小さ
くなると生じ易いので、周縁凸部２７の幅は０．１ｍｍ
以上とすることが好ましい。If the width of the peripheral ridge 27 is too small, the substrate 9 may float from the peripheral ridge 27 depending on the gas pressure in the concave portion 24, and the heat exchange gas may leak out. This generally depends on the electrostatic attraction force to be applied, but generally, when the width of the peripheral convex portion 27 is smaller than 0.1 mm, it is likely to occur. Therefore, the width of the peripheral convex portion 27 is 0.1 mm.
It is preferable to make the above.
【００４８】次に、本願発明の静電吸着機構の第二の実
施形態について説明する。この実施形態は、静電吸着ス
テージの構成が前述した第一の実施形態と異なってい
る。図８は、第二の実施形態の静電吸着ステージ２の平
面概略図、図９は図８に示す静電吸着ステージの正面断
面概略図であり、図８のＸ−Ｘでの断面図である。Next, a second embodiment of the electrostatic suction mechanism of the present invention will be described. This embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the electrostatic suction stage. FIG. 8 is a schematic plan view of the electrostatic suction stage 2 of the second embodiment, and FIG. 9 is a schematic front cross-sectional view of the electrostatic suction stage shown in FIG. is there.
【００４９】図８及び図９に示すように、第二の実施形
態の静電吸着ステージ２の表面にも、周縁に沿って形成
された周縁凸部２７と、その内側に均等に配置された多
数の突起２５とが形成されている。この第二の実施形態
では、周縁凸部２７及び突起２５により形成される凹部
２４が、深さの異なる二つのものから成っている。即
ち、深さの浅い凹部（以下、底浅凹部）２４１と、深さ
の深い凹部（底深凹部）２４２である。As shown in FIGS. 8 and 9, on the surface of the electrostatic attraction stage 2 of the second embodiment, a peripheral ridge 27 formed along the peripheral edge is also uniformly disposed inside. A large number of projections 25 are formed. In the second embodiment, the concave portion 24 formed by the peripheral convex portion 27 and the projection 25 is formed of two members having different depths. That is, a concave portion having a small depth (hereinafter, shallow concave portion) 241 and a concave portion having a large depth (deep concave portion) 242.
【００５０】底浅凹部２４１は、静電吸着ステージと基
板９との間の熱交換効率を高めるための空間であり、前
述した第一の実施形態における凹部２４と同様の作用を
持つものである。一方、底深凹部２４２は、熱交換用ガ
スを効率良く拡散させて底浅凹部２４１に熱交換用ガス
を均一に導入するためのものである。図８から解るよう
に、底深凹部２４２は、静電吸着ステージ２の中央から
放射状に延びる溝状の部分（以下、放射状部）と、中心
軸と同軸な円周状に延びる複数の部分（以下、円周状
部）から成っている。尚、円周状部のうちの最も外側の
ものは、周縁凸部２７のすぐ内側に形成されている。ま
た、図９に示すように、静電吸着ステージ２は、厚さ方
向に貫通した四つの貫通孔２８を有している。この貫通
孔２８は、第一の実施形態と同様、凹部２４内への熱交
換用ガスの導入路と昇降ピン（図８及び図９中不図示）
のための空間とに兼用されている。The shallow concave portion 241 is a space for increasing the heat exchange efficiency between the electrostatic chucking stage and the substrate 9 and has the same function as the concave portion 24 in the first embodiment. . On the other hand, the deep bottom recess 242 is for diffusing the heat exchange gas efficiently and uniformly introducing the heat exchange gas into the shallow bottom recess 241. As can be seen from FIG. 8, the deep bottom concave portion 242 includes a groove-like portion (hereinafter, radial portion) extending radially from the center of the electrostatic chuck stage 2 and a plurality of circumferentially extending portions (coaxial with the central axis). Hereinafter, a circumferential portion). The outermost one of the circumferential portions is formed just inside the peripheral ridge 27. As shown in FIG. 9, the electrostatic attraction stage 2 has four through holes 28 penetrating in the thickness direction. As in the first embodiment, this through hole 28 is provided with a heat exchange gas introduction path into the recess 24 and a lifting pin (not shown in FIGS. 8 and 9).
It is also used as a space for
【００５１】この第二の実施形態によれば、熱交換用ガ
スはガス導入路から最初に底深凹部２４２に達し、底深
凹部２４２内で拡散しながら底浅凹部２４１に導入され
る。底深凹部２４２は、底浅凹部２４１よりコンダクタ
ンスが大きいので熱交換用ガスが底浅凹部２４１に効率
良く導入され、底浅凹部２４１の圧力が効率良く高めら
れる。底浅凹部２４１のみであると、コンダクタンスが
小さいので、基板９の面方向に均一に効率よく熱交換用
ガスを導入することができない。このため、基板９の面
内温度が不均一になり易いが、本実施形態では、このよ
うな問題はない。According to the second embodiment, the heat exchange gas first reaches the deep bottom recess 242 from the gas introduction path, and is introduced into the shallow bottom recess 241 while diffusing in the deep bottom recess 242. Since the deep bottom recess 242 has a larger conductance than the shallow bottom recess 241, the heat exchange gas is efficiently introduced into the shallow bottom recess 241, and the pressure in the shallow bottom recess 241 is efficiently increased. If only the shallow bottom recess 241 is used, the conductance is small, so that the heat exchange gas cannot be uniformly and efficiently introduced in the surface direction of the substrate 9. For this reason, the in-plane temperature of the substrate 9 tends to be non-uniform, but this embodiment does not have such a problem.
【００５２】底浅凹部２４１の深さは、前記第一の実施
形態の凹部２４と同様の理由から、１〜２０μｍ程度で
あることが好ましい。また、底深凹部２４２の深さは、
５０〜１０００μｍ程度であることが好ましい。底深凹
部２４２の深さが５０μｍより小さいと、底浅凹部２４
１と比較したコンダクタンス向上の効果があまり得られ
ず、温度分布均一化の効果が充分に得られない場合があ
る。また、底深凹部２４２の深さが１０００μｍより大
きいと、底深凹部２４２の体積が増えすぎてガス充填に
時間がかかり、底浅凹部２４１の圧力が充分に上昇せ
ず、熱交換効率が充分に改善されないことがある。The depth of the shallow recess 241 is preferably about 1 to 20 μm for the same reason as the recess 24 of the first embodiment. Further, the depth of the bottom deep recess 242 is
It is preferably about 50 to 1000 μm. If the depth of the deep bottom recess 242 is smaller than 50 μm,
In some cases, the effect of improving the conductance as compared with No. 1 is not so much obtained, and the effect of making the temperature distribution uniform cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the depth of the deep concave portion 242 is larger than 1000 μm, the volume of the deep deep concave portion 242 becomes too large, and it takes time to fill the gas. May not be improved.
【００５３】また、溝状である底深凹部２４２の幅は、
０．５〜３ｍｍ程度であることが好ましい。幅が０．５
ｍｍより小さいと、コンダクタンスが不足し、温度分布
均一化の効果が充分に得られないことがある。幅が３ｍ
ｍより大きいと、相対的に底浅凹部２４１の占める面積
が低下し、また底深凹部２４２の体積が増えすぎるため
に底浅凹部２４１の圧力が充分に上昇しなくなってしま
うので、熱交換効率向上の効果が充分に得られなくなる
場合がある。The width of the groove-shaped deep recess 242 is
It is preferably about 0.5 to 3 mm. 0.5 width
When the diameter is smaller than mm, the conductance becomes insufficient, and the effect of making the temperature distribution uniform may not be sufficiently obtained. 3m wide
If it is larger than m, the area occupied by the shallow bottom recess 241 relatively decreases, and the volume of the deep bottom recess 242 becomes too large, so that the pressure in the shallow bottom recess 241 does not sufficiently rise, so that the heat exchange efficiency. In some cases, the effect of improvement cannot be sufficiently obtained.
【００５４】上記実施形態では、温度制御手段５は基板
９を冷却するものであったが、基板９を加熱して温度制
御するものであっても良い。この場合には、温媒を流通
させたり、抵抗発熱方式のヒータや輻射加熱ランプ等が
静電吸着ステージ２に設けられる。また、上記実施形態
では、双極式の静電吸着機構であったが、単極式即ち一
つの吸着電極のみを使用した構成でも良い。単極式で
も、正又は負の直流電圧を印加することで静電吸着は可
能である。また、一対の吸着電極を多数設けた多極式の
構成でも良い。さらには、基板９を臨む空間にプラズマ
が形成される場合、吸着電極に高周波電圧を印加するこ
とで、プラズマと高周波の相互作用により生ずる直流分
の電圧である自己バイアス電圧を基板９に印加し、この
自己バイアス電圧によって基板９を静電吸着することも
可能である。In the above embodiment, the temperature control means 5 cools the substrate 9, but may control the temperature by heating the substrate 9. In this case, a warming medium is circulated, and a resistance heating type heater, a radiant heating lamp, and the like are provided on the electrostatic suction stage 2. Further, in the above-described embodiment, the bipolar electrostatic chucking mechanism is used. However, a monopolar type, that is, a configuration using only one suction electrode may be used. Even in the unipolar type, electrostatic adsorption can be performed by applying a positive or negative DC voltage. Further, a multi-pole configuration in which a large number of a pair of adsorption electrodes are provided may be used. Further, when a plasma is formed in a space facing the substrate 9, a self-bias voltage, which is a DC voltage generated by the interaction between the plasma and the high frequency, is applied to the substrate 9 by applying a high-frequency voltage to the adsorption electrode. The substrate 9 can be electrostatically attracted by the self-bias voltage.
【００５５】上記実施形態の説明では、基板処理の一例
としてエッチングを採り上げたが、スパッタリングや化
学蒸着（ＣＶＤ）等の成膜処理、表面酸化や表面窒化等
の表面改質処理、さらにはアッシング処理等を行う装置
についても、同様に実施することができる。基板９の例
としては、半導体ウェーハの他、液晶ディスプレイやプ
ラズマディスプレイ等の表示デバイス用の基板、磁気ヘ
ッド等の磁気デバイス用の基板等を基板とすることがで
きる。In the description of the above embodiment, etching is taken as an example of substrate processing. However, film formation processing such as sputtering and chemical vapor deposition (CVD), surface modification processing such as surface oxidation and surface nitridation, and ashing processing The same can be applied to an apparatus for performing the above. Examples of the substrate 9 include a semiconductor wafer, a substrate for a display device such as a liquid crystal display and a plasma display, and a substrate for a magnetic device such as a magnetic head.
【００５６】[0056]
【発明の効果】以上説明した通り、本願の請求項１記載
の発明によれば、基板が静電吸着された際に基板の裏面
に接触する各突起の表面のうちの最も短くなる方向で見
た幅が基板の厚さの２倍以下となっているので、基板の
面内の温度差が無視できる程度に小さくなる。このた
め、面内均一性の高い処理が行える。また、請求項２記
載の発明によれば、上記効果に加え、各突起の離間間隔
が３ｍｍ以下であるので、この点でさらに基板の面内の
温度差が少なくなり、さらに面内均一性の高い処理が行
える。また、請求項３記載の発明によれば、上記効果に
加え、基板が静電吸着された際、基板とともに周縁凸部
によって凹部内の空間が閉空間とされるので、熱交換用
ガスの導入による圧力上昇が効率的に行える。また、請
求項４記載の発明によれば、上記効果に加え、周縁凸部
の幅が２ｍｍ以下又は基板の厚さの２倍以下であるの
で、周縁凸部の付近での基板の急激な温度変化が防止さ
れる。従って、この点でさらに温度が均一になり、面内
均一性の高い処理が行える。また、請求項５記載の発明
によれば、上記効果に加え、凹部は、底の浅い底浅凹部
と底の深い底深凹部とから成るので、底深凹部を経由し
て効率良く均一に底浅凹部に熱交換用ガスを導入でき
る。従って、この点で熱交換効率の向上や温度均一化の
効果がさらに高くなる。As described above, according to the first aspect of the present invention, when the substrate is electrostatically attracted, it is viewed in the shortest direction among the surfaces of the projections that come into contact with the back surface of the substrate. Since the width is less than twice the thickness of the substrate, the temperature difference in the plane of the substrate is reduced to a negligible level. Therefore, processing with high in-plane uniformity can be performed. According to the second aspect of the present invention, in addition to the above-described effects, the distance between the projections is 3 mm or less. In this respect, the temperature difference in the plane of the substrate is further reduced, and the uniformity in the plane is further reduced. High processing can be performed. According to the third aspect of the present invention, in addition to the above effects, when the substrate is electrostatically attracted, the space inside the concave portion is closed by the peripheral convex portion together with the substrate, so that the heat exchange gas is introduced. Pressure can be efficiently increased. According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the above effects, the width of the peripheral convex portion is 2 mm or less or twice or less the thickness of the substrate, so that the temperature of the substrate in the vicinity of the peripheral convex portion increases rapidly. Change is prevented. Therefore, at this point, the temperature becomes more uniform, and processing with high in-plane uniformity can be performed. According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the above-described effects, the concave portion is composed of a shallow concave portion having a shallow bottom and a deep concave portion having a deep bottom. A heat exchange gas can be introduced into the shallow recess. Therefore, in this respect, the effects of improving the heat exchange efficiency and making the temperature uniform are further enhanced.
【図１】第一の実施形態の静電吸着機構を備えた基板処
理装置の概略構成を示す正面図である。FIG. 1 is a front view illustrating a schematic configuration of a substrate processing apparatus including an electrostatic suction mechanism according to a first embodiment.
【図２】ステージ本体２１内の冷却用の空洞２００の形
状について説明する平面断面図である。FIG. 2 is a plan sectional view illustrating a shape of a cooling cavity 200 in a stage main body 21.
【図３】図１に示す静電吸着ステージ２の表面に形成さ
れた突起２５の大きさ及び配置間隔について説明する断
面部分図である。FIG. 3 is a partial sectional view illustrating a size and an arrangement interval of protrusions 25 formed on the surface of the electrostatic suction stage 2 shown in FIG.
【図４】図３に示す突起２５の配置について説明する図
であり、静電吸着ステージ２の平面概略図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an arrangement of protrusions 25 shown in FIG. 3, and is a schematic plan view of an electrostatic suction stage 2. FIG.
【図５】実施形態の静電吸着機構の特徴点について説明
する模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a feature of the electrostatic chucking mechanism according to the embodiment.
【図６】実施形態の構成による温度均一化の効果を確認
した実験の結果について示した図である。FIG. 6 is a diagram showing the results of an experiment in which the effect of temperature uniformity by the configuration of the embodiment was confirmed.
【図７】周縁凸部２７の幅の影響について説明した図で
ある。FIG. 7 is a diagram for explaining the influence of the width of a peripheral ridge 27;
【図８】第二の実施形態の静電吸着ステージ２の平面概
略図である。FIG. 8 is a schematic plan view of an electrostatic suction stage 2 according to a second embodiment.
【図９】図８に示す静電吸着ステージの正面断面概略図
であり、図８のＸ−Ｘでの断面図であるる。9 is a schematic front cross-sectional view of the electrostatic suction stage shown in FIG. 8, and is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
【図１０】基板処理装置に備えられた従来の静電吸着機
構の構成について説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a conventional electrostatic attraction mechanism provided in a substrate processing apparatus.
【図１１】図１０に示す従来の静電吸着機構の問題点に
ついて説明した図である。11 is a diagram illustrating a problem of the conventional electrostatic attraction mechanism shown in FIG.
１ 処理チャンバー １１ 排気系 １２ プロセスガス導入系 ２ 静電吸着ステージ ２０ ガス導入路 ２００ 空洞 ２１ ステージ本体 ２２ 誘電体ブロック ２３ 吸着電極 ２４ 凹部 ２４１ 底浅凹部 ２４２ 底深凹部 ２５ 突起 ２７ 周縁凸部 ３ 吸着電源 ４ 熱交換用ガス導入系 ５ 温度制御手段 ６ 電力供給系 ６１ 処理用電極 ６３ 処理用電源 ７ 昇降ピン ９ 基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing chamber 11 Exhaust system 12 Process gas introduction system 2 Electrostatic adsorption stage 20 Gas introduction path 200 Cavity 21 Stage main body 22 Dielectric block 23 Attraction electrode 24 Depression 241 Shallow bottom depression 242 Deep bottom depression 25 Projection 27 Peripheral edge 3 Adsorption Power supply 4 Heat exchange gas introduction system 5 Temperature control means 6 Power supply system 61 Processing electrode 63 Processing power supply 7 Lifting pin 9 Substrate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２３Ｑ 3/15 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ (72)発明者 金子 一秋 東京都府中市四谷５丁目８番１号アネルバ 株式会社内 (72)発明者 香村 由紀 東京都府中市四谷５丁目８番１号アネルバ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3C016 CE05 GA10 4K030 GA02 JA03 KA23 KA26 KA41 LA15 5F004 AA01 BA04 BB22 BB25 CA04 DA22 5F031 CA02 CA05 CA09 HA02 HA08 HA16 HA19 HA33 HA37 HA38 HA40 MA32 PA11 5F045 BB02 DP03 DQ10 EJ02 EJ03 EJ10 EK21 EM05 EM07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // B23Q 3/15 H01L 21/302 B (72) Inventor Kazuaki Kaneko 5-8 Yotsuya, Fuchu-shi, Tokyo No. 1 Anelva Inc. (72) Inventor Yuki Kamura 5-8-1, Yotsuya, Fuchu-shi, Tokyo F-term (reference) 3C016 CE05 GA10 4K030 GA02 JA03 KA23 KA26 KA41 LA15 5F004 AA01 BA04 BB22 BB25 CA04 DA22 5F031 CA02 CA05 CA09 HA02 HA08 HA16 HA19 HA33 HA37 HA38 HA40 MA32 PA11 5F045 BB02 DP03 DQ10 EJ02 EJ03 EJ10 EK21 EM05 EM07
Claims (5)
理チャンバー内の所定位置に基板を静電吸着して保持す
る基板処理用静電吸着機構であって、 表面に静電気を誘起して当該表面に基板を静電吸着する
とともに基板を加熱又は冷却して温度制御する温度制御
手段を有する静電吸着ステージと、静電吸着用の電圧を
静電吸着ステージに与える吸着電源とから成り、 前記静電吸着ステージの表面には、基板が静電吸着され
た際に基板の裏面に接触する突起が複数設けられている
とともに、前記静電吸着ステージは、これら突起により
形成される凹部内に熱交換用ガスを導入するガス導入路
を有しており、さらに、各突起の基板の裏面に接触する
面は、最も短くなる方向で見た幅が基板の厚さの２倍以
下となっていることを特徴とする基板処理用静電吸着機
構。A substrate processing electrostatic attraction mechanism for electrostatically attracting and holding a substrate at a predetermined position in a processing chamber for internally performing a predetermined processing on a surface of the substrate, wherein the electrostatic induction mechanism induces static electricity on the surface. An electrostatic chuck stage having a temperature control means for controlling the temperature by heating or cooling the substrate while electrostatically chucking the substrate on the surface, and an adsorption power supply for applying a voltage for electrostatic adsorption to the electrostatic adsorption stage, A plurality of projections are provided on the front surface of the electrostatic suction stage to come into contact with the back surface of the substrate when the substrate is electrostatically sucked, and the electrostatic suction stage is provided in a recess formed by these projections. It has a gas introduction path for introducing a heat exchange gas, and the surface of each protrusion that contacts the back surface of the substrate has a width, as viewed in the shortest direction, less than twice the thickness of the substrate. Substrate processing characterized by An electrostatic adsorption mechanism.
あることを特徴とする請求項１記載の基板処理用静電吸
着機構。2. The substrate processing electrostatic attraction mechanism according to claim 1, wherein the distance between the projections is 3 mm or less.
に沿って周状に延びるよう形成された周縁凸部が設けら
れており、この周縁凸部は、基板が静電吸着された際、
基板とともに前記凹部内の空間を閉空間とするものであ
ることを特徴とする請求項１記載の基板処理用静電吸着
機構。3. A surface of the electrostatic suction stage is provided with a peripheral protrusion formed so as to extend circumferentially along the periphery, and the peripheral protrusion is provided when the substrate is electrostatically attracted. ,
2. The electrostatic attraction mechanism for processing a substrate according to claim 1, wherein the space inside the concave portion together with the substrate is a closed space.
板の厚さの２倍以下であることを特徴とする請求項３記
載の基板処理用静電吸着機構。4. The substrate processing electrostatic attraction mechanism according to claim 3, wherein the width of the peripheral ridge is not more than 2 mm or not more than twice the thickness of the substrate.
い底深凹部とから成るものであり、前記ガス導入路の出
口開口は底深凹部に設けられており、底深凹部は、静電
吸着ステージの中心軸に対して中心対称状に形成された
溝であって熱交換用ガスを均一に拡散させて底浅凹部に
導入するものであることを特徴とする請求項１記載の基
板処理用静電吸着機構。5. The concave portion comprises a shallow concave portion having a shallow bottom and a deep concave portion having a deep bottom. An outlet opening of the gas introduction passage is provided in the deep concave portion. 2. A groove which is formed symmetrically with respect to the center axis of the electrostatic chuck stage, wherein the heat exchange gas is uniformly diffused and introduced into the shallow concave portion. Substrate processing electrostatic adsorption mechanism.
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|---|---|
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Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004259825A (en) * | 2003-02-25 | 2004-09-16 | Hitachi High-Technologies Corp | Plasma treatment device |
| JP2006219516A (en) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Manufacturing method of radiation image-converting panel |
| JP2006237023A (en) * | 2005-02-22 | 2006-09-07 | Taiheiyo Cement Corp | Electrostatic chuck |
| JP2006257495A (en) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Tokyo Electron Ltd | Substrate holding member and substrate treatment device |
| KR100666039B1 (en) | 2003-12-05 | 2007-01-10 | 동경 엘렉트론 주식회사 | Electrostatic chuck |
| JP2007207842A (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Electrostatic chuck device |
| KR100887459B1 (en) * | 2006-03-31 | 2009-03-10 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Substrate loading stage and plasma processing apparatus |
| JP2011155170A (en) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Panasonic Corp | Plasma processing apparatus |
| JP2011525304A (en) * | 2008-06-20 | 2011-09-15 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | Platen and method for reducing particle contamination on a substrate |
| JP2012231157A (en) * | 2005-11-30 | 2012-11-22 | Lam Research Corporation | Method of determining target mesa configuration of electrostatic chuck |
| JP2012234904A (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Panasonic Corp | Electrostatic chuck and dry etching device with the same |
| JP2013033940A (en) * | 2011-07-07 | 2013-02-14 | Tokyo Electron Ltd | Plasma processing apparatus |
| JP2013153171A (en) * | 2013-02-15 | 2013-08-08 | Panasonic Corp | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
| JP2016111093A (en) * | 2014-12-03 | 2016-06-20 | サムコ株式会社 | Substrate holding device |
| KR20170101142A (en) * | 2016-02-26 | 2017-09-05 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | Vacuum device |
| JP2018098497A (en) * | 2016-11-29 | 2018-06-21 | ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | Substrate support having area between mesas of different depth and corresponding temperature dependent processing method |
| WO2024038785A1 (en) * | 2022-08-16 | 2024-02-22 | 東京エレクトロン株式会社 | Electrostatic chuck and substrate processing device |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0786247A (en) * | 1993-09-16 | 1995-03-31 | Hitachi Ltd | Method and device for processing article to be processed in reduced pressure atmosphere |
| JPH07153825A (en) * | 1993-11-29 | 1995-06-16 | Toto Ltd | Electrostatic chuck and treatment method of body to be attracted which uses said chuck |
| JPH09134951A (en) * | 1995-09-06 | 1997-05-20 | Ngk Insulators Ltd | Electrostatic chuck |
| JPH09172055A (en) * | 1995-12-19 | 1997-06-30 | Fujitsu Ltd | Electrostatic chuck and method for attracting wafer |
| JP2000243822A (en) * | 1999-02-24 | 2000-09-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Plasma treating device and method |
| JP2000317761A (en) * | 1999-03-01 | 2000-11-21 | Toto Ltd | Electrostatic chuck and attracting method |
| JP2000332091A (en) * | 1999-05-25 | 2000-11-30 | Toto Ltd | Electrostatic chuck and treatment device |
-
2001
- 2001-03-07 JP JP2001063783A patent/JP2002270681A/en active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0786247A (en) * | 1993-09-16 | 1995-03-31 | Hitachi Ltd | Method and device for processing article to be processed in reduced pressure atmosphere |
| JPH07153825A (en) * | 1993-11-29 | 1995-06-16 | Toto Ltd | Electrostatic chuck and treatment method of body to be attracted which uses said chuck |
| JPH09134951A (en) * | 1995-09-06 | 1997-05-20 | Ngk Insulators Ltd | Electrostatic chuck |
| JPH09172055A (en) * | 1995-12-19 | 1997-06-30 | Fujitsu Ltd | Electrostatic chuck and method for attracting wafer |
| JP2000243822A (en) * | 1999-02-24 | 2000-09-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Plasma treating device and method |
| JP2000317761A (en) * | 1999-03-01 | 2000-11-21 | Toto Ltd | Electrostatic chuck and attracting method |
| JP2000332091A (en) * | 1999-05-25 | 2000-11-30 | Toto Ltd | Electrostatic chuck and treatment device |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004259825A (en) * | 2003-02-25 | 2004-09-16 | Hitachi High-Technologies Corp | Plasma treatment device |
| KR100666039B1 (en) | 2003-12-05 | 2007-01-10 | 동경 엘렉트론 주식회사 | Electrostatic chuck |
| JP2006219516A (en) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Manufacturing method of radiation image-converting panel |
| JP2006237023A (en) * | 2005-02-22 | 2006-09-07 | Taiheiyo Cement Corp | Electrostatic chuck |
| JP2006257495A (en) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Tokyo Electron Ltd | Substrate holding member and substrate treatment device |
| CN103531518A (en) * | 2005-11-30 | 2014-01-22 | 朗姆研究公司 | Method of determining a target mesa configuration of an electrostatic chuck |
| JP2012231157A (en) * | 2005-11-30 | 2012-11-22 | Lam Research Corporation | Method of determining target mesa configuration of electrostatic chuck |
| JP2007207842A (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Electrostatic chuck device |
| KR100887459B1 (en) * | 2006-03-31 | 2009-03-10 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Substrate loading stage and plasma processing apparatus |
| JP2011525304A (en) * | 2008-06-20 | 2011-09-15 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | Platen and method for reducing particle contamination on a substrate |
| JP2011155170A (en) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Panasonic Corp | Plasma processing apparatus |
| JP2012234904A (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Panasonic Corp | Electrostatic chuck and dry etching device with the same |
| JP2013033940A (en) * | 2011-07-07 | 2013-02-14 | Tokyo Electron Ltd | Plasma processing apparatus |
| JP2013153171A (en) * | 2013-02-15 | 2013-08-08 | Panasonic Corp | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
| JP2016111093A (en) * | 2014-12-03 | 2016-06-20 | サムコ株式会社 | Substrate holding device |
| KR20170101142A (en) * | 2016-02-26 | 2017-09-05 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | Vacuum device |
| CN107275252A (en) * | 2016-02-26 | 2017-10-20 | 株式会社村田制作所 | Vacuum plant |
| KR101897394B1 (en) * | 2016-02-26 | 2018-09-10 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | Vacuum device |
| US10861683B2 (en) | 2016-02-26 | 2020-12-08 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vacuum device |
| JP2018098497A (en) * | 2016-11-29 | 2018-06-21 | ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | Substrate support having area between mesas of different depth and corresponding temperature dependent processing method |
| JP7111460B2 (en) | 2016-11-29 | 2022-08-02 | ラム リサーチ コーポレーション | Substrate supports with different depths of regions between mesas and corresponding temperature dependent processing methods |
| WO2024038785A1 (en) * | 2022-08-16 | 2024-02-22 | 東京エレクトロン株式会社 | Electrostatic chuck and substrate processing device |
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