JP2004071791A

JP2004071791A - Substrate placement member and substrate treatment apparatus using same

Info

Publication number: JP2004071791A
Application number: JP2002228417A
Authority: JP
Inventors: Kimihiro Higuchi; 樋口　公博
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2002-08-06
Filing date: 2002-08-06
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-06
Also published as: JP4129152B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate placement member wherein erosion of an adhesive layer due to corrosive gas or plasma is hardly generated, and to provide a substrate treatment apparatus using the substrate mounting member. <P>SOLUTION: In the substrate treatment apparatus wherein a substrate W is treated by corrosive gas or a plasma treatment, the substrate mounting member 3 for mounting the substrate is provided with a base member 8 which has a main metal body 8a and an insulating layer 8b for coating the periphery of the main body, an electrostatic chuck 9 for attracting the substrate which is arranged on the base member, and an adhesive layer 10 for sticking the base member 8 and the electrostatic chuck 9. The electrostatic chuck 9 is provided with a dielectric member 16 and an electrode 17 arranged in the dielectric member. The dielectric member 16 has a protrusion part 16a in the periphery which part 16a is so practically in contact with only an insulating layer 8b of the base member 8 that periphery of the adhesive layer 10 is not exposed, practically. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の基板に腐食性ガスまたはプラズマによる処理を施す基板処理装置において基板を載置する基板載置部材、およびそのような基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイス等の製造プロセスにおいては、プラズマエッチングのように高真空下での処理が多用されている。このような高真空下では、基板である半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）の保持に真空吸引を利用することができない。そのため、従来、ウエハを機械的に保持するメカニカルクランプ法が用いられていたが、半導体ウエハを保持する際に、その被処理面にクランプの先端を接触させる必要があるため、発塵やウエハ表面の汚染等を生じていた。
【０００３】
このような問題を解決するものとして、近年、静電チャックが広く利用されている。静電チャックはセラミック材料のような絶縁性の高い部材中に電極を埋設し、この電極に直流電圧を印加することにより生じるクーロン力等の静電力によりウエハを吸着するものである。
【０００４】
このような静電チャックは、一般的に、アルミニウム等からなるベース部材に接着剤により接着されており、この静電チャックと、ベース部材と、これらを接着する接着剤とにより基板であるウエハを載置する基板載置部材が構成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造の基板載置部材をプラズマエッチング装置等の腐食性の高いプロセスガスやプラズマアタックが存在する環境下で使用する場合には、これらによって比較的短時間に接着剤が浸食されてしまう。
【０００６】
接着剤が浸食されると、その部分で熱伝達が阻害され、ウエハの温度制御が困難となることから、基板載置部材を交換せざるを得ず、基板載置部材の寿命が短いという問題点がある。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、腐食性ガスまたはプラズマによって接着剤層が浸食され難い基板載置部材およびそのような基板載置部材を用いた基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、基板に腐食性ガスによる処理またはプラズマ処理を施す基板処理装置において基板を載置する基板載置部材であって、金属製のベース部材と、その上に設けられた基板吸着用の静電チャックと、前記ベース部材および前記静電チャックを接着する接着剤層とを具備し、前記静電チャックは、誘電性部材とその中に設けられた電極とを有し、前記ベース部材および前記誘電性部材は、前記接着剤層の周縁が実質的に露出しないように、これらの周縁が接触して設けられていることを特徴とする基板載置部材を提供する。
【０００９】
本発明の第２の観点では、基板に腐食性ガスによる処理またはプラズマ処理を施す基板処理装置において基板を載置する基板載置部材であって、金属製の本体とその周縁を覆う絶縁層とを有するベース部材と、その上に設けられた基板吸着用の静電チャックと、前記ベース部材および前記静電チャックを接着する接着剤層とを具備し、前記静電チャックは、誘電性部材とその中に設けられた電極とを有し、前記誘電性部材は、前記接着剤層の周縁が実質的に露出しないように、その周縁が実質的に前記ベース部材の絶縁層のみに接触する突出部を有していることを特徴とする基板載置部材を提供する。
【００１０】
本発明の第３の観点では、真空に保持可能なチャンバーと、前記チャンバー内に設けられかつ基板を載置する基板載置部材と、前記チャンバー内において、基板に対し腐食性ガスによる処理またはプラズマによる処理を施す処理手段とを具備する基板処理装置であって、前記基板載置部材は、金属製のベース部材と、
その上に設けられた基板吸着用の静電チャックと、前記ベース部材および前記静電チャックを接着する接着剤層とを有し、前記静電チャックは、誘電性部材とその中に設けられた電極とを有し、前記ベース部材および前記誘電性部材は、前記接着剤層の周縁が実質的に露出しないように、これらの周縁が接触して設けられていることを特徴とする基板処理装置を提供する。
【００１１】
本発明の第４の観点では、真空に保持可能なチャンバーと、前記チャンバー内に設けられかつ基板を載置する基板載置部材と、前記チャンバー内において、基板に対し腐食性ガスによる処理またはプラズマによる処理を施す処理手段とを具備する基板処理装置であって、前記基板載置部材は、金属製の本体とその周縁を覆う絶縁層とを有するベース部材と、その上に設けられた基板吸着用の静電チャックと、前記ベース部材および前記静電チャックを接着する接着剤層とを有し、前記静電チャックは、誘電性部材とその中に設けられた電極とを有し、前記誘電性部材は、前記接着剤層の周縁が実質的に露出しないように、その周縁が実質的に前記ベース部材の絶縁層のみに接触する突出部を有していることを特徴とする基板処理装置を提供する。
【００１２】
上記本発明の第１および第３の観点によれば、金属製のベース部材と、その上に設けられた基板吸着用の静電チャックと、前記ベース部材および前記静電チャックを接着する接着剤層とを具備する基板載置部材において、前記ベース部材および前記誘電性部材が、前記接着剤層の周縁が実質的に露出しないように、これらの周縁が接触して設けられているので、接着剤層へは腐食性ガスまたはプラズマがほとんど浸入せず、接着剤層が腐食性ガスまたはプラズマによって浸食されることを有効に防止することができる。
【００１３】
また、上記本発明の第２および第４の観点によれば、前記誘電性部材が、前記接着剤層の周縁が実質的に露出しないように、その周縁が実質的に前記ベース部材の絶縁層のみに接触する突出部を有しているので、一般的に熱伝達性が悪い誘電性部材が、一般的に熱伝達性の高いベース部材の金属部分から比較的熱伝導性の良い材料を用いている接着剤層を介しての熱伝達をほとんど低下させることがなく、基板への熱伝達性の低下を極めて少なくしつつ、接着剤層が腐食性ガスまたはプラズマによって浸食されることを有効に防止することができる。
【００１４】
上記第２および第４の観点において、前記誘電性部材の突出部が、その内側に下方に向けて幅が狭くなるようなテーパーを有し、その下端が前記ベース部材の絶縁層の最外周に接していることが好ましい。これにより誘電性部材とベース部材との接触面積が極小となり、一般的に熱伝導性が小さい誘電性部材によるベース部材の金属部分から接着剤層を介しての熱伝達の低下をほとんどともなわず、かつ、静電チャックとベース部材との接着時に余分な接着剤を容易に排出することができるので、製造性がよい。
【００１５】
また、前記突出部を、前記ベース部材の絶縁層よりも薄く形成することにより、ベース部材の金属部分に確実に接着剤層を形成した状態とすることができ、ベース部材の金属部分から接着剤層を介しての熱伝達を有効に行わせることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板載置部材を搭載したプラズマエッチング装置を示す断面図である。このプラズマエッチング装置１は、電極板が上下平行に対向し、一方にプラズマ形成用電源が接続された容量結合型平行平板エッチング装置として構成されている。
【００１７】
このプラズマエッチング装置１は、例えば表面がセラミック溶射処理されたアルミニウムからなる円筒形状のチャンバー２を有しており、このチャンバー２は保安接地されている。前記チャンバー２内の底部には、絶縁材料からなる支持部材５が設けられており、その上にシールリング６を介してＲＦプレート４が設けられ、ＲＦプレート４の上には基板としてのウエハＷを載置する基板載置部材３が設けられている。シールリング６により支持部材５とＲＦプレート４との間に形成される空間は、真空引きされることにより真空断熱層７となる。
【００１８】
前記基板載置部材３は、その***部が凸状の円板状に成形され、アルミニウム等の金属からなる本体８ａとその表面に形成された例えばセラミック溶射により形成された絶縁層８ｂとからなるベース部材８と、このベース部材８の上に設けられた静電チャック９と、ベース部材８と静電チャック９とを接着する接着剤層１０とを有している。接着剤層１０はアルミニウムを多量に含む有機物質からなっており、全体として熱伝導性が良好となっている。
【００１９】
【００２０】
静電チャック９はセラミックス等からなる誘電性部材１６の内部に電極１７が埋設されて構成されており、電極１７には給電線１８を介して直流電源１９が接続されている。そして、この直流電源１９から電極１７に直流電圧が印加されることにより、静電力、例えばクーロン力によってウエハＷを静電吸着する。
【００２１】
ＲＦプレート４はアルミニウムからなり、給電棒２４が接続されている。この給電棒２４の先端にはマッチャー２５が接続されており、マッチャー２５にはＲＦ電源２６が接続されている。このＲＦ電源２６からは所定の周波数の高周波電力がＲＦプレート４を介して基板載置部材３に印加される。基板載置部材３は下部電極として機能する。
【００２２】
支持部材５、ＲＦプレート４、基板載置部材３を貫通してそれぞれウエハＷ裏面の端部および中央部に熱伝達用ガス、例えばＨｅガスを供給するガス供給路２７ａ，２７ｂが設けられており、これらはガス供給機構２８に接続されており、このガス供給機構２８からガス供給路２７ａ，２７ｂおよび静電チャック９の上面に設けられた多数の孔を通って熱伝達用ガスがウエハＷ裏面の全面に供給されることにより、チャンバー２が排気されて真空に保持されていても、冷媒室１１内の冷媒によりウエハＷを有効に冷却可能となる。
【００２３】
基板載置部材３の上方には、これと平行に対向して上部電極として機能するシャワーヘッド３０が設けられている。このシャワーヘッド３０は、絶縁材３１を介して、チャンバー２の天壁に支持されており、基板載置部材３と対向するシャワープレート３２には多数のガス吐出孔３３を有している。
【００２４】
前記シャワーヘッド３０の上部中央にはガス導入口３４が設けられ、さらにこのガス導入口３４には、ガス供給管３５が接続されており、さらにこのガス供給管３５には、エッチングガス供給系３６が接続されている。そして、エッチングガス供給系３６から、所定のエッチングガスが供給される。エッチングガスとしては、ハロゲン元素含有ガス等、通常この分野で用いられるガスが使用される。
【００２５】
上部電極として機能するシャワーヘッド３０には、給電棒４１が接続されている。この給電棒４１の先端にはマッチャー４２が接続されており、マッチャー４２にはＲＦ電源４３が接続されている。このＲＦ電源４３からは、例えば６０ＭＨｚの周波数の高周波電力が供給される。また、シャワーヘッド３０にはローパスフィルター（ＬＰＦ）４４が接続されている。
【００２６】
ＲＦプレート４に接続された上述のＲＦ電源２６は、その周波数が例えば２ＭＨｚであり、イオン引き込み用のＲＦ電源として機能する。なお、ＲＦプレート４にはハイパスフィルター（ＨＰＦ）４５が接続されている。
【００２７】
したがって、ＲＦ電源４３からシャワーヘッド３０に印加される高周波電力により下部電極として機能する基板載置部材３とシャワーヘッド３０との間の空間に高周波電界が形成されてエッチングガスのプラズマが形成されるとともに、ＲＦ電源２６から基板載置部材３に印加される高周波電力によりイオンがウエハＷに引き込まれ、ウエハＷを効率良くプラズマエッチングすることが可能となっている。
【００２８】
前記チャンバー２の底壁には排気管３７が接続されており、この排気管３７には排気装置３８が接続されている。排気装置３８はターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、これによりチャンバー２内を所定の減圧雰囲気、例えば１Ｐａ以下の所定の圧力まで真空引き可能なように構成されている。また、チャンバー２の側壁にはウエハ搬入出口３９が設けられており、このウエハ搬入出口３９はゲートバルブ４０により開閉可能となっている。そして、このゲートバルブ４０を開にした状態でウエハ搬入出口３９を介してウエハＷが隣接するロードロック室（図示せず）との間で搬送されるようになっている。
【００２９】
次に、前記基板載置部材３の詳細な構造について図２を参照して説明する。
図２は、基板載置部材３の主要部を拡大して示す断面図である。この図に示すように、ベース部材８と静電チャック９の誘電性部材１６は、接着剤層１０の周縁が実質的に露出しないように、これらの周縁が接触している。より具体的には、静電チャック９の誘電性部材１６は、その周縁の下部に実質的にベース部材８の絶縁層８ｂのみに接触する突出部１６ａを有しており、これにより接着剤層１０の周縁が実質的に露出しないようになっている。突出部１６ａは、その内側に下方に向けて幅が狭くなるようなテーパーを有し、その下端が前記ベース部材の絶縁層８ｂの最外周に接している。
【００３０】
次に、このように構成されるプラズマエッチング装置における処理動作について説明する。
まず、ゲートバルブ４０を開にしてウエハ搬入出口３９を介して図示しないウエハ搬送機構によりウエハＷをチャンバー２内に搬入し、基板載置部材３の静電チャック９上に載置し、ゲートバルブ４０を閉じた後、排気装置３８により排気管３７を介してチャンバー２内が排気される。
【００３１】
チャンバー２内が所定の真空度になった後、チャンバー２内にエッチングガス供給系３６から所定のエッチングガスを所定の流量で導入するとともに、直流電源１９から給電線１８を介して電極１７に直流電圧を印加してウエハＷを静電チャック９によって静電吸着させる。
【００３２】
そして、この状態でＲＦ電源４３からシャワーヘッド３０に所定の周波数の高周波電力を印加し、これにより、上部電極としてのシャワーヘッド３０と下部電極としての基板載置部材３との間に高周波電界を生じさせ、エッチングガスをプラズマ化し、このプラズマによりウエハＷの所定の膜をエッチングする。このとき、ＲＦ電源２６から下部電極である基板載置部材３に所定の周波数の高周波電力を印加してプラズマ中のイオンを基板載置部材３側へ引き込むようにし、エッチング効率を高める。
【００３３】
この場合に、冷媒室１１内に冷媒を通流させるとともに、ガス供給機構２８からガス供給路２７ａ，２７ｂを通ってウエハ裏面に熱伝達用ガスをウエハＷ裏面の全面に供給する。これにより、ベース部材８、接着剤層１０、静電チャック９および熱伝達用ガスを介して冷媒の冷熱をウエハＷに有効に伝熱することができ、ウエハＷの温度を所定の低温に制御して高いエッチングレートを確保することができる。
【００３４】
以上のようなエッチングは、腐食性ガスのプラズマにより行われるため、従来のように接着剤層１０が露出していると、このようなエッチング処理を何回も繰り返すことにより、接着剤層１０が浸食されていく。有機接着剤としては、上述のように冷熱の伝達が有効になされるように、熱伝導率の高いものが選択されており、このような接着剤層が大きく浸食されると、十分な熱伝達が行われず、ウエハＷの温度制御が困難となる。
【００３５】
これに対し、本実施形態では、図２に示すように、ベース部材８および誘電性部材１６の突出部１６ａがベース部材８の周縁に接触して、接着剤層１０の周縁が実質的に露出しないようになっているので、接着剤１０層へは腐食性ガスのプラズマがほとんど浸入せず、接着剤層１０が腐食性ガスのプラズマによって浸食されることを有効に防止することができる。
【００３６】
また、静電チャック９の誘電性部材１６が突出部１６ａを有し、この突出部１６ａがベース部材８のアルミニウム等の金属からなる本体８ａには接触せずに、絶縁層８ａのみに接触するように設けられているので、一般的に熱伝達性が悪い誘電性部材１６が、一般的に熱伝達性が高いベース部材８の金属製本体８ａから比較的熱伝導性の良い材料を用いている接着剤層１０を介しての熱伝達を妨げず、ウエハＷへの熱伝達性を実質的に低下させない。
【００３７】
突出部１６ａは、具体的には、その内側に下方に向けて幅が狭くなるようなテーパーを有し、その下端が前記ベース部材の絶縁層８ｂの最外周に接しているので、誘電性部材１６とベース部材８との接触面積が極小となり、熱伝達を担保している接着剤層１０をベース部材８の周縁まで保持して熱伝達性を維持しつつ、このようなテーパーの存在により製造時に余分な接着剤を容易に外部に押し出すことができ、良好な製造性を確保することができる。
【００３８】
次に、図３を参照して、本発明の他の実施形態について説明する。
図３は、本発明の他の実施形態に係る基板載置部材の主要部を拡大して示す断面図である。この図に示すように、本実施形態に係る基板載置部材３′は、テーパーを有する突出部１６ａの代わりにストレートの突出部１６ｂを有する静電チャック９′が、上記実施形態と同様の構造を有するベース部材８上に接着剤層１０を介して設けられた構造を有する。突出部１６ｂはベース部材８の絶縁層８ｂよりも薄く形成されている。したがって、ベース部材８の金属製本体８ａには、確実に接着剤層１０を形成した状態とすることができ、この実施形態においてもベース部材８の本体８ａから接着剤層を介しての熱伝達を有効に行わせることができ、ウエハＷへの熱伝達性を実質的に低下させない。この場合に、突出部１６ｂを薄くすることにより、ベース部材８の周縁近くまで接着剤層１０を同じ厚さで保持することができるので、突出部１６ａのテーパーに従って周縁付近で誘電体層１６が厚くなる従前の実施形態よりも熱伝達性が良好となる可能性はあるが、ベース部材８の絶縁層８ｂの厚さは数百ｎｍと極めて薄いため、薄い突出部１６ｂを形成する際の加工が難しい。これに対して、従前の実施形態のようにテーパー形状の突出部１６ａを設ける場合には、加工が比較的容易である。
る。
【００３９】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく種々変更可能である。例えば、上記実施形態では、本発明を、高周波上下印加タイプの平行平板型のエッチング装置に用いられる基板載置部材に適用した例について示したが、これに限らず、腐食性ガスまたはプラズマを用いる処理であれば適用することができる。例えば、腐食性ガスをプラズマ化せずに用いる熱ＣＶＤ等、プラズマを用いない装置であっても適用可能である。また、上記実施形態では、静電チャックの誘電性部材に突出部を設けてそれをベース部材の周縁部に接触するようにしたが、ベース部材の周縁部に突出部を設けてもよく、ベース部材および誘電体部材の両方に突出部を設けてもよい。さらに、上記実施形態では半導体ウエハを処理する装置の基板載置部材に本発明を適用した場合を例示したが、これに限らず、ＬＣＤ基板等他の基板を処理する装置の基板載置部材に適用することもできる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、金属製のベース部材と、その上に設けられた基板吸着用の静電チャックと、前記ベース部材および前記静電チャックを接着する接着剤層とを具備する基板載置部材において、前記ベース部材および前記誘電性部材が、前記接着剤層の周縁が実質的に露出しないように、これらの周縁が接触して設けられているので、接着剤層へは腐食性ガスまたはプラズマがほとんど浸入せず、接着剤層が腐食性ガスまたはプラズマによって浸食されることを有効に防止することができる。
【００４１】
また、本発明によれば、前記誘電性部材が、前記接着剤層の周縁が実質的に露出しないように、その周縁が実質的に前記ベース部材の絶縁層のみに接触する突出部を有しているので、一般的に熱伝達性が悪い誘電性部材が、一般的に熱伝達性の高いベース部材の金属部分から比較的熱伝導性の良い材料を用いている接着剤層を介しての熱伝達をほとんど低下させることがなく、基板への熱伝達性の低下を極めて少なくしつつ、接着剤層が腐食性ガスまたはプラズマによって浸食されることを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板載置部材を搭載したプラズマエッチング装置を示す断面図。
【図２】図１の基板載置部材の主要部を拡大して示す断面図。
【図３】本発明の他の実施形態に係る基板載置部材の主要部を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
１；プラズマエッチング装置
２；チャンバー
３；基板載置部材
８；ベース部材
８ａ；本体
８ｂ；絶縁層
９；静電チャック
１０；接着剤層
１６；誘電性部材
１６ａ，１６ｂ；突出部
１７；電極
Ｗ；半導体ウエハ（基板）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate mounting member that mounts a substrate in a substrate processing apparatus that performs processing on a substrate such as a semiconductor wafer with a corrosive gas or plasma, and to such a substrate processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In a process of manufacturing a semiconductor device or the like, processing under a high vacuum such as plasma etching is often used. Under such a high vacuum, vacuum suction cannot be used for holding a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer) as a substrate. Conventionally, a mechanical clamp method for mechanically holding a wafer has been used. However, when a semiconductor wafer is held, it is necessary to bring the tip of the clamp into contact with the surface to be processed, so that dust generation or wafer surface Contamination.
[0003]
In recent years, electrostatic chucks have been widely used to solve such problems. The electrostatic chuck embeds electrodes in a highly insulating member such as a ceramic material, and chucks a wafer by electrostatic force such as Coulomb force generated by applying a DC voltage to the electrodes.
[0004]
Such an electrostatic chuck is generally adhered to a base member made of aluminum or the like by an adhesive, and the electrostatic chuck, the base member, and the adhesive for adhering them are used to bond a wafer as a substrate. A substrate mounting member to be mounted is configured.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a substrate mounting member having such a structure is used in an environment where a highly corrosive process gas or a plasma attack such as a plasma etching apparatus is present, the adhesive erodes in a relatively short time due to these. Would.
[0006]
When the adhesive is eroded, heat transfer is hindered at that portion, and it becomes difficult to control the temperature of the wafer. Therefore, the substrate mounting member must be replaced, and the life of the substrate mounting member is short. There are points.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a substrate mounting member in which an adhesive layer is hardly eroded by corrosive gas or plasma, and a substrate processing apparatus using such a substrate mounting member. With the goal.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, according to a first aspect of the present invention, there is provided a substrate mounting member for mounting a substrate in a substrate processing apparatus for performing a processing with a corrosive gas or a plasma processing on the substrate, the metal mounting base comprising a metal base. A member, an electrostatic chuck for adsorbing the substrate provided thereon, and an adhesive layer for bonding the base member and the electrostatic chuck, wherein the electrostatic chuck includes a dielectric member and a dielectric member therein. And an electrode provided, wherein the base member and the dielectric member are provided so that their peripheral edges are in contact with each other such that the peripheral edge of the adhesive layer is not substantially exposed. A substrate mounting member is provided.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a substrate mounting member for mounting a substrate in a substrate processing apparatus for performing a process using a corrosive gas or a plasma process on the substrate, the metal body and an insulating layer covering a peripheral edge thereof. A base member having the same, an electrostatic chuck for adsorbing a substrate provided thereon, and an adhesive layer for bonding the base member and the electrostatic chuck, wherein the electrostatic chuck includes a dielectric member and An electrode provided therein, wherein the dielectric member has a protrusion whose peripheral edge substantially contacts only the insulating layer of the base member so that the peripheral edge of the adhesive layer is not substantially exposed. A substrate mounting member having a portion is provided.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a chamber capable of holding a vacuum, a substrate mounting member provided in the chamber and mounting a substrate, and processing or plasma processing of the substrate with a corrosive gas in the chamber. A processing means for performing the processing according to the above, wherein the substrate mounting member, a metal base member,
It has an electrostatic chuck for adsorbing a substrate provided thereon, and an adhesive layer for bonding the base member and the electrostatic chuck, wherein the electrostatic chuck is provided with a dielectric member and the dielectric member. An electrode, and wherein the base member and the dielectric member are provided so that their peripheral edges are in contact with each other so that the peripheral edges of the adhesive layer are not substantially exposed. I will provide a.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a chamber capable of holding a vacuum, a substrate mounting member provided in the chamber and mounting a substrate, and processing or plasma processing of the substrate with a corrosive gas in the chamber. Wherein the substrate mounting member comprises: a base member having a metal main body and an insulating layer covering the periphery thereof; and a substrate suction member provided on the base member. And an adhesive layer for bonding the base member and the electrostatic chuck. The electrostatic chuck has a dielectric member and an electrode provided therein, The substrate processing apparatus, characterized in that the conductive member has a protrusion whose peripheral edge substantially contacts only the insulating layer of the base member so that the peripheral edge of the adhesive layer is not substantially exposed. Provide .
[0012]
According to the first and third aspects of the present invention, a metal base member, an electrostatic chuck for sucking a substrate provided thereon, and an adhesive for bonding the base member and the electrostatic chuck are provided. The base member and the dielectric member are provided so that their peripheral edges are in contact with each other so that the peripheral edge of the adhesive layer is not substantially exposed. Almost no corrosive gas or plasma enters the agent layer, and it is possible to effectively prevent the adhesive layer from being eroded by the corrosive gas or plasma.
[0013]
Further, according to the second and fourth aspects of the present invention, the dielectric member has a peripheral edge substantially equal to the insulating layer of the base member so that the peripheral edge of the adhesive layer is not substantially exposed. Since it has a protruding portion that contacts only the dielectric member, which generally has poor heat conductivity, a material having relatively high thermal conductivity is generally used from the metal portion of the base member having high heat conductivity. The heat transfer through the adhesive layer is hardly reduced, and the heat transfer to the substrate is extremely reduced, while the adhesive layer is effectively eroded by corrosive gas or plasma. Can be prevented.
[0014]
In the second and fourth aspects, the projecting portion of the dielectric member has a taper such that the width thereof is narrowed downward toward the inside thereof, and the lower end thereof is located at the outermost periphery of the insulating layer of the base member. Preferably, they are in contact. As a result, the contact area between the dielectric member and the base member is minimized. In addition, since excess adhesive can be easily discharged when the electrostatic chuck and the base member are bonded, the productivity is good.
[0015]
Further, by forming the protruding portion to be thinner than the insulating layer of the base member, it is possible to reliably form an adhesive layer on the metal portion of the base member. Heat transfer through the layer can be effectively performed.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing a plasma etching apparatus equipped with a substrate mounting member according to one embodiment of the present invention. The plasma etching apparatus 1 is configured as a capacitively-coupled parallel flat plate etching apparatus in which electrode plates are vertically opposed to each other and one side is connected to a power source for plasma formation.
[0017]
The plasma etching apparatus 1 has a cylindrical chamber 2 made of, for example, aluminum whose surface is subjected to ceramic spraying, and this chamber 2 is grounded for safety. A support member 5 made of an insulating material is provided at the bottom of the chamber 2, and an RF plate 4 is provided thereon via a seal ring 6, and a wafer W as a substrate is provided on the RF plate 4. The substrate placing member 3 on which the substrate is placed is provided. The space formed between the support member 5 and the RF plate 4 by the seal ring 6 becomes a vacuum heat insulating layer 7 by being evacuated.
[0018]
The substrate mounting member 3 is formed in a disc shape having a convex upper central portion, and includes a main body 8a made of a metal such as aluminum and an insulating layer 8b formed on the surface thereof by, for example, ceramic spraying. A base member 8, an electrostatic chuck 9 provided on the base member 8, and an adhesive layer 10 for bonding the base member 8 to the electrostatic chuck 9. The adhesive layer 10 is made of an organic substance containing a large amount of aluminum, and has good thermal conductivity as a whole.
[0019]
[0020]
The electrostatic chuck 9 is configured by embedding an electrode 17 inside a dielectric member 16 made of ceramics or the like, and a DC power supply 19 is connected to the electrode 17 via a power supply line 18. When a DC voltage is applied from the DC power supply 19 to the electrode 17, the wafer W is electrostatically attracted by electrostatic force, for example, Coulomb force.
[0021]
The RF plate 4 is made of aluminum, and has a power supply rod 24 connected thereto. A matcher 25 is connected to a tip of the power supply rod 24, and an RF power supply 26 is connected to the matcher 25. High frequency power of a predetermined frequency is applied to the substrate mounting member 3 from the RF power supply 26 via the RF plate 4. The substrate mounting member 3 functions as a lower electrode.
[0022]
Gas supply paths 27a and 27b for supplying a heat transfer gas, for example, He gas, are provided at the end and the center of the back surface of the wafer W, respectively, through the support member 5, the RF plate 4, and the substrate mounting member 3. These are connected to a gas supply mechanism 28, from which gas for heat transfer passes through the gas supply paths 27a, 27b and a number of holes provided on the upper surface of the electrostatic chuck 9 to transfer heat transfer gas to the back surface of the wafer W. , The wafer W can be effectively cooled by the refrigerant in the refrigerant chamber 11 even if the chamber 2 is evacuated and kept in a vacuum.
[0023]
Above the substrate mounting member 3, a shower head 30 that functions as an upper electrode is provided in parallel with and facing the substrate mounting member 3. The shower head 30 is supported on the top wall of the chamber 2 via an insulating material 31, and has a large number of gas discharge holes 33 in a shower plate 32 facing the substrate mounting member 3.
[0024]
A gas inlet 34 is provided at the upper center of the shower head 30, and a gas supply pipe 35 is connected to the gas inlet 34. Further, an etching gas supply system 36 is connected to the gas supply pipe 35. Is connected. Then, a predetermined etching gas is supplied from the etching gas supply system 36. As the etching gas, a gas usually used in this field, such as a halogen element-containing gas, is used.
[0025]
A power supply rod 41 is connected to the shower head 30 functioning as an upper electrode. A matcher 42 is connected to the tip of the power supply rod 41, and an RF power supply 43 is connected to the matcher 42. From the RF power supply 43, for example, high-frequency power of a frequency of 60 MHz is supplied. Further, a low-pass filter (LPF) 44 is connected to the shower head 30.
[0026]
The above-described RF power supply 26 connected to the RF plate 4 has a frequency of, for example, 2 MHz, and functions as an RF power supply for attracting ions. Note that a high-pass filter (HPF) 45 is connected to the RF plate 4.
[0027]
Therefore, a high-frequency electric field is formed in the space between the substrate mounting member 3 functioning as a lower electrode and the showerhead 30 by the high-frequency power applied from the RF power supply 43 to the showerhead 30, and an etching gas plasma is formed. At the same time, ions are drawn into the wafer W by the high frequency power applied to the substrate mounting member 3 from the RF power supply 26, and the wafer W can be efficiently plasma-etched.
[0028]
An exhaust pipe 37 is connected to the bottom wall of the chamber 2, and an exhaust device 38 is connected to the exhaust pipe 37. The evacuation device 38 is provided with a vacuum pump such as a turbo-molecular pump, so that the inside of the chamber 2 can be evacuated to a predetermined reduced-pressure atmosphere, for example, a predetermined pressure of 1 Pa or less. Further, a wafer loading / unloading port 39 is provided on a side wall of the chamber 2, and the wafer loading / unloading port 39 can be opened and closed by a gate valve 40. Then, with the gate valve 40 opened, the wafer W is transferred to and from an adjacent load lock chamber (not shown) via the wafer loading / unloading port 39.
[0029]
Next, a detailed structure of the substrate mounting member 3 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a main part of the substrate placing member 3. As shown in the figure, the base member 8 and the dielectric member 16 of the electrostatic chuck 9 are in contact with each other so that the periphery of the adhesive layer 10 is not substantially exposed. More specifically, the dielectric member 16 of the electrostatic chuck 9 has a protruding portion 16a substantially in contact with only the insulating layer 8b of the base member 8 at a lower portion of the peripheral edge thereof, whereby the adhesive layer The periphery of 10 is not substantially exposed. The protruding portion 16a has a taper on the inside such that the width is reduced downward, and the lower end thereof is in contact with the outermost periphery of the insulating layer 8b of the base member.
[0030]
Next, a processing operation in the plasma etching apparatus thus configured will be described.
First, the gate valve 40 is opened, the wafer W is loaded into the chamber 2 by a wafer transfer mechanism (not shown) through the wafer loading / unloading port 39, and is placed on the electrostatic chuck 9 of the substrate placing member 3. After closing 40, the inside of the chamber 2 is exhausted by the exhaust device 38 via the exhaust pipe 37.
[0031]
After the inside of the chamber 2 reaches a predetermined degree of vacuum, a predetermined etching gas is introduced into the chamber 2 from the etching gas supply system 36 at a predetermined flow rate, and a DC power is supplied from the DC power supply 19 to the electrode 17 via the power supply line 18. The wafer W is electrostatically attracted by the electrostatic chuck 9 by applying a voltage.
[0032]
Then, in this state, a high-frequency electric power of a predetermined frequency is applied from the RF power supply 43 to the shower head 30, whereby a high-frequency electric field is generated between the shower head 30 as the upper electrode and the substrate mounting member 3 as the lower electrode. Then, the etching gas is turned into plasma, and a predetermined film of the wafer W is etched by the plasma. At this time, high-frequency power of a predetermined frequency is applied from the RF power supply 26 to the substrate mounting member 3 as the lower electrode so that ions in the plasma are drawn into the substrate mounting member 3 side, thereby improving the etching efficiency.
[0033]
In this case, the coolant flows through the coolant chamber 11, and the gas for heat transfer is supplied from the gas supply mechanism 28 to the entire back surface of the wafer W through the gas supply paths 27 a and 27 b to the back surface of the wafer W. Thereby, the cold heat of the refrigerant can be effectively transferred to the wafer W through the base member 8, the adhesive layer 10, the electrostatic chuck 9, and the heat transfer gas, and the temperature of the wafer W is controlled to a predetermined low temperature. As a result, a high etching rate can be secured.
[0034]
Since the etching as described above is performed by the plasma of the corrosive gas, if the adhesive layer 10 is exposed as in the related art, such an etching process is repeated many times to form the adhesive layer 10. Eroded. As described above, an organic adhesive having a high thermal conductivity is selected so as to effectively transmit cold heat as described above. If such an adhesive layer is greatly eroded, sufficient heat transfer is performed. Is not performed, and it becomes difficult to control the temperature of the wafer W.
[0035]
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the protrusion 16a of the base member 8 and the dielectric member 16 comes into contact with the periphery of the base member 8, and the periphery of the adhesive layer 10 is substantially exposed. Therefore, the plasma of the corrosive gas hardly penetrates into the adhesive layer 10, and the adhesive layer 10 can be effectively prevented from being eroded by the plasma of the corrosive gas.
[0036]
The dielectric member 16 of the electrostatic chuck 9 has a protrusion 16a, and the protrusion 16a does not contact the main body 8a of the base member 8 made of metal such as aluminum, but only contacts the insulating layer 8a. Thus, the dielectric member 16 having generally poor heat conductivity is formed by using a material having relatively high heat conductivity from the metal body 8a of the base member 8 having generally high heat conductivity. It does not hinder the heat transfer through the adhesive layer 10 and does not substantially reduce the heat transfer to the wafer W.
[0037]
Specifically, the protruding portion 16a has a taper such that the width thereof is reduced inward toward the inside, and the lower end thereof is in contact with the outermost periphery of the insulating layer 8b of the base member. Since the contact area between the base member 8 and the base member 8 is minimized, the adhesive layer 10 that secures heat transfer is held up to the peripheral edge of the base member 8 to maintain the heat transfer property, and the presence of such a taper allows the production. In some cases, excess adhesive can be easily pushed out, and good manufacturability can be ensured.
[0038]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a main part of a substrate mounting member according to another embodiment of the present invention. As shown in this figure, a substrate mounting member 3 'according to the present embodiment has an electrostatic chuck 9' having a straight protruding portion 16b instead of the tapered protruding portion 16a. And a structure provided on a base member 8 having an adhesive layer 10. The protrusion 16b is formed thinner than the insulating layer 8b of the base member 8. Therefore, the adhesive layer 10 can be reliably formed on the metal main body 8a of the base member 8, and also in this embodiment, heat is transferred from the main body 8a of the base member 8 via the adhesive layer. Can be effectively performed, and the heat transfer to the wafer W is not substantially reduced. In this case, by reducing the thickness of the protrusion 16b, the adhesive layer 10 can be held at the same thickness near the periphery of the base member 8, so that the dielectric layer 16 is formed near the periphery according to the taper of the protrusion 16a. Although there is a possibility that the heat transfer property becomes better than that of the previous embodiment, the thickness of the insulating layer 8b of the base member 8 is extremely thin, being several hundred nm, so that the processing for forming the thin protrusion 16b is performed. Is difficult. On the other hand, when the tapered projection 16a is provided as in the previous embodiment, the processing is relatively easy.
You.
[0039]
The present invention can be variously modified without being limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, an example is shown in which the present invention is applied to a substrate mounting member used in a high-frequency vertical application type parallel plate type etching apparatus. However, the present invention is not limited to this, and a corrosive gas or plasma is used. Processing can be applied. For example, an apparatus that does not use plasma, such as thermal CVD that uses a corrosive gas without being converted into plasma, is applicable. Further, in the above-described embodiment, the protrusion is provided on the dielectric member of the electrostatic chuck so as to contact the periphery of the base member. However, the protrusion may be provided on the periphery of the base member. Projections may be provided on both the member and the dielectric member. Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the substrate mounting member of the apparatus for processing a semiconductor wafer is exemplified. However, the present invention is not limited to this, and the substrate mounting member of the apparatus for processing another substrate such as an LCD substrate may be used. It can also be applied.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a metal base member, a substrate chuck electrostatic chuck provided thereon, and an adhesive layer that bonds the base member and the electrostatic chuck are formed. In the substrate mounting member provided, the base member and the dielectric member are provided in contact with the peripheral edge of the adhesive layer so that the peripheral edge of the adhesive layer is not substantially exposed. Can hardly penetrate corrosive gas or plasma, and can effectively prevent the adhesive layer from being eroded by corrosive gas or plasma.
[0041]
Further, according to the present invention, the dielectric member has a protruding portion whose peripheral edge substantially contacts only the insulating layer of the base member so that the peripheral edge of the adhesive layer is not substantially exposed. In general, a dielectric member having a poor heat transfer property is formed from a metal part of a base member having a high heat transfer property via an adhesive layer using a material having a relatively good heat conductivity. It is possible to effectively prevent the adhesive layer from being eroded by corrosive gas or plasma, while hardly reducing the heat transfer and extremely reducing the heat transfer to the substrate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a plasma etching apparatus equipped with a substrate mounting member according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a main part of the substrate mounting member of FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a main part of a substrate mounting member according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, plasma etching apparatus 2, chamber 3, substrate mounting member 8, base member 8a, main body 8b, insulating layer 9, electrostatic chuck 10, adhesive layer 16, dielectric members 16a, 16b, projecting portion 17, electrode W ; Semiconductor wafer (substrate)

Claims

基板に腐食性ガスによる処理またはプラズマ処理を施す基板処理装置において基板を載置する基板載置部材であって、
金属製のベース部材と、
その上に設けられた基板吸着用の静電チャックと、
前記ベース部材および前記静電チャックを接着する接着剤層と
を具備し、
前記静電チャックは、誘電性部材とその中に設けられた電極とを有し、
前記ベース部材および前記誘電性部材は、前記接着剤層の周縁が実質的に露出しないように、これらの周縁が接触して設けられていることを特徴とする基板載置部材。A substrate mounting member for mounting the substrate in a substrate processing apparatus that performs a process using a corrosive gas or a plasma process on the substrate,
A metal base member,
An electrostatic chuck for sucking the substrate provided thereon,
An adhesive layer that adheres the base member and the electrostatic chuck,
The electrostatic chuck has a dielectric member and an electrode provided therein,
The substrate mounting member, wherein the base member and the dielectric member are provided in contact with their peripheral edges so that the peripheral edges of the adhesive layer are not substantially exposed.

基板に腐食性ガスによる処理またはプラズマ処理を施す基板処理装置において基板を載置する基板載置部材であって、
金属製の本体とその周縁を覆う絶縁層とを有するベース部材と、
その上に設けられた基板吸着用の静電チャックと、
前記ベース部材および前記静電チャックを接着する接着剤層と
を具備し、
前記静電チャックは、誘電性部材とその中に設けられた電極とを有し、
前記誘電性部材は、前記接着剤層の周縁が実質的に露出しないように、その周縁に実質的に前記ベース部材の絶縁層のみに接触する突出部を有していることを特徴とする基板載置部材。A substrate mounting member for mounting the substrate in a substrate processing apparatus that performs a process using a corrosive gas or a plasma process on the substrate,
A base member having a metal body and an insulating layer covering the periphery thereof,
An electrostatic chuck for sucking the substrate provided thereon,
An adhesive layer that adheres the base member and the electrostatic chuck,
The electrostatic chuck has a dielectric member and an electrode provided therein,
A substrate, wherein the dielectric member has a protrusion substantially in contact with only the insulating layer of the base member on the periphery so that the periphery of the adhesive layer is not substantially exposed. Mounting member.

前記誘電性部材の突出部は、その内側に下方に向けて幅が狭くなるようなテーパーを有し、その下端が前記ベース部材の絶縁層の最外周に接していることを特徴とする請求項２に記載の基板載置部材。The projecting portion of the dielectric member has a taper such that a width thereof is narrowed downward toward the inside, and a lower end thereof is in contact with an outermost periphery of an insulating layer of the base member. 3. The substrate mounting member according to 2.

前記突出部は、前記ベース部材の絶縁層よりも薄く形成されていることを特徴とする請求項２に記載の基板載置部材。The substrate mounting member according to claim 2, wherein the protruding portion is formed to be thinner than an insulating layer of the base member.

真空に保持可能なチャンバーと、
前記チャンバー内に設けられかつ基板を載置する基板載置部材と、
前記チャンバー内において、基板に対し腐食性ガスによる処理またはプラズマによる処理を施す処理手段と
を具備する基板処理装置であって、
前記基板載置部材は、
金属製のベース部材と、
その上に設けられた基板吸着用の静電チャックと、
前記ベース部材および前記静電チャックを接着する接着剤層と
を有し、
前記静電チャックは、誘電性部材とその中に設けられた電極とを有し、
前記ベース部材および前記誘電性部材は、前記接着剤層の周縁が実質的に露出しないように、これらの周縁が接触して設けられていることを特徴とする基板処理装置。A chamber that can be held in a vacuum,
A substrate mounting member provided in the chamber and mounting a substrate,
A substrate processing apparatus comprising: a processing unit configured to perform a process using a corrosive gas or a process using a plasma on the substrate in the chamber.
The substrate mounting member,
A metal base member,
An electrostatic chuck for sucking the substrate provided thereon,
Having an adhesive layer that bonds the base member and the electrostatic chuck,
The electrostatic chuck has a dielectric member and an electrode provided therein,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the base member and the dielectric member are provided so that their peripheral edges are in contact with each other so that the peripheral edge of the adhesive layer is not substantially exposed.

真空に保持可能なチャンバーと、
前記チャンバー内に設けられかつ基板を載置する基板載置部材と、
前記チャンバー内において、基板に対し腐食性ガスによる処理またはプラズマによる処理を施す処理手段と
を具備する基板処理装置であって、
前記基板載置部材は、
金属製の本体とその周縁を覆う絶縁層とを有するベース部材と、
その上に設けられた基板吸着用の静電チャックと、
前記ベース部材および前記静電チャックを接着する接着剤層と
を有し、
前記静電チャックは、誘電性部材とその中に設けられた電極とを有し、
前記誘電性部材は、前記接着剤層の周縁が実質的に露出しないように、その周縁に実質的に前記ベース部材の絶縁層のみに接触する突出部を有していることを特徴とする基板処理装置。A chamber that can be held in a vacuum,
A substrate mounting member provided in the chamber and mounting a substrate,
A substrate processing apparatus comprising: a processing unit configured to perform a process using a corrosive gas or a process using a plasma on the substrate in the chamber.
The substrate mounting member,
A base member having a metal body and an insulating layer covering the periphery thereof,
An electrostatic chuck for sucking the substrate provided thereon,
Having an adhesive layer that bonds the base member and the electrostatic chuck,
The electrostatic chuck has a dielectric member and an electrode provided therein,
A substrate, wherein the dielectric member has a protrusion substantially in contact with only the insulating layer of the base member on the periphery so that the periphery of the adhesive layer is not substantially exposed. Processing equipment.

前記誘電性部材の突出部は、その内側に下方に向けて幅が狭くなるようなテーパーを有し、その下端が前記ベース部材の絶縁層の最外周に接していることを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。The projecting portion of the dielectric member has a taper such that a width thereof is narrowed downward toward the inside, and a lower end thereof is in contact with an outermost periphery of an insulating layer of the base member. 7. The substrate processing apparatus according to 6.

前記突出部は、前記ベース部材の絶縁層よりも薄く形成されていることを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 6, wherein the protrusion is formed to be thinner than an insulating layer of the base member.