JP6932070B2 - フォーカスリング及び半導体製造装置 - Google Patents
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Description
まず、本発明の一実施形態に係る半導体製造装置1の一例について、図1を参照しながら説明する。図1は、一実施形態に係る半導体製造装置1の断面の一例を示す図である。本実施形態に係る半導体製造装置1は、RIE(Reactive Ion Etching)型の半導体製造装置である。
次に、図2を参照して、フォーカスリング30の消耗によって生じるシースの変化と、エッチングレート及びチルティングの変動について説明する。図2(a)に示すように、フォーカスリング30が新品の場合、ウェハWの上面とフォーカスリング30の上面とが同じ高さになるようにフォーカスリング30の厚さが設計されている。このとき、プラズマ処理中のウェハW上のシースとフォーカスリング30上のシースとは同じ高さになる。この状態では、ウェハW上及びフォーカスリング30上へのプラズマからのイオンの照射角度は垂直になり、この結果、ウェハW上に形成されるホール等のエッチング形状は垂直になり、エッチング形状が斜めになるチルティング(tilting)は生じない。また、ウェハWの面内全体においてエッチングレートが均一に制御される。
以下に、本実施形態に係るフォーカスリング30の構成の一例について、図3及び図4を参照しながら説明する。図3は、本実施形態に係るフォーカスリング30及びその周辺の断面の一例を示す図である。図4は、本実施形態に係るフォーカスリングの上面の一例を示す図である。
静電チャック25には、直流電源28から直流電流が印加される。図3に示すように、フォーカスリング30と基台25cとはアルミリング50を介して電気的に安定して接続される。本実施形態では、アルミリング50に接触するフォーカスリング30の側面が、直流電流の入口となる接点である。ただし、接点の位置はこれに限らない。
最後に、本実施形態の変形例に係るフォーカスリング30について、図6を参照しながら説明する。図6は、本実施形態に係るフォーカスリング30の断面の一例を示す図である。
図6(a)の変形例1に係るフォーカスリング30は、直流電流の出口となる部材30aの凸部30a1が、リング状のフォーカスリング30の外周側に設けられている。絶縁部材30cは、フォーカスリング30の内周側で部材30aと部材30bを分離する。外周側では、部材30aと部材30bとが接触しないように隙間30dが設けられている。その他の構成は、図3の本実施形態に係るフォーカスリング30と同じである。
(変形例2)
図6(b)の変形例2に係るフォーカスリング30は、直流電流の出口となる部材30aの凸部30a1が、リング状のフォーカスリング30の中央に設けられている。絶縁部材30c1、30c2は、フォーカスリング30の外周側と内周側で部材30aと部材30b1、及び部材30aと部材30b2を分離する。中央では、部材30aと部材30b1及び部材30b2とが接触しないように隙間が設けられている。その他の構成は、図3の本実施形態に係るフォーカスリング30と同じである。
(変形例3)
図6(c)の変形例3に係るフォーカスリング30は、直流電流の出口となる部材30aの凸部30a1、30a2が、リング状のフォーカスリング30の外周側と中央との間及び内周側と中央との間に2つ設けられている。絶縁部材30c1、30c2、30c3は、フォーカスリング30の外周側と中央と内周側で、部材30aと部材30b1、部材30aと部材30b2、及び部材30aと部材30b3を分離する。部材30aと部材30b1、部材30aと部材30b2及び部材30aと部材30b3とが接触しないように隙間が設けられている。その他の構成は、図3の本実施形態に係るフォーカスリング30と同じである。
(変形例4)
図6(d)の変形例4に係るフォーカスリング30は、直流電流の出口となる部材30aの凸部30a1が、フォーカスリング30の内周側に設けられている。絶縁部材30cは、フォーカスリング30の上面に設けられている。この場合、絶縁部材30cは、シート状のSiO2等の部材を張り付けてもよいし、溶射によりSiO2等の溶射膜を絶縁部材30cとして成膜してもよい。ただし、この場合、絶縁部材30cがフォーカスリング30の上面にてプラズマに露出されるため、イットリア(Y2O3)によりフォーカスリング30をコーティングし、プラズマ耐性を高める必要がある。本実施形態では、フォーカスリング30を複数の部材に分割する必要がない。
10 :処理容器
11 :載置台
15 :バッフル板
18 :排気装置
21 :第1高周波電源
22 :第2高周波電源
23 :ブロッキングコンデンサ
25 :静電チャック
25a:吸着電極
25b:誘電層
25c:基台
26 :直流電源
28 :直流電源
30 :フォーカスリング
30a、30b:部材
30a1:凸部
30c:絶縁部材
30d:隙間
31 :冷媒室
35 :伝熱ガス供給部
43 :制御部
50 :アルミリング
Claims (13)
- 半導体製造装置用のフォーカスリングであって、
電気を通す上側の第1のフォーカスリング及び下側の第2のフォーカスリングと、
前記第1のフォーカスリングと前記第2のフォーカスリングとの間に配置され、前記第1のフォーカスリングと前記第2のフォーカスリングとを電気的に絶縁する絶縁部材と、を有し、
前記第2のフォーカスリングの上面の一部はプラズマ空間に露出する、
フォーカスリング。 - 前記絶縁部材は、前記フォーカスリングの一部にリング状、スリット状又は島状に設けられる、
請求項1に記載のフォーカスリング。 - 前記絶縁部材は、前記フォーカスリングからリング状、スリット状又は島状に露出する、
請求項2に記載のフォーカスリング。 - 前記フォーカスリングの前記絶縁部材以外の部分を構成する物質は、半導体である、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のフォーカスリング。 - 前記絶縁部材は、体積抵抗率が1×1012〜1×1017[Ω・cm]の範囲内の物質である、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のフォーカスリング。 - 前記絶縁部材は、シリコン酸化物、シリコーン、アクリル又はエポキシのいずれかである、
請求項5に記載のフォーカスリング。 - 前記フォーカスリングは、直流電流の入口となる接点から前記絶縁部材の配置により画定する前記フォーカスリングの経路に直流電流を通す、
請求項1〜6のいずれか一項に記載のフォーカスリング。 - 前記フォーカスリングの経路を通る直流電流の出口となる前記フォーカスリングのリング状の表面の幅は、0.5mm以上である、
請求項7に記載のフォーカスリング。 - 前記絶縁部材の厚さは、2μm〜750μmの範囲である、
請求項1〜8のいずれか一項に記載のフォーカスリング。 - 前記絶縁部材は、前記フォーカスリングの内周側、外周側又はその間において、所定の高さに1つ又は複数配置される、
請求項1〜9のいずれか一項に記載のフォーカスリング。 - 前記絶縁部材は、前記フォーカスリングを分割した2以上の部材を電気的に接続しないように接着する接着剤である、
請求項1〜10のいずれか一項に記載のフォーカスリング。 - 前記絶縁部材は、溶射により前記フォーカスリングの表面に形成される溶射膜である、
請求項1〜11のいずれか一項に記載のフォーカスリング。 - 処理室内の載置台と、
前記載置台の上に設けられた静電チャックと、
前記静電チャックの上に載置され、被処理体の周縁部に置かれたフォーカスリングと、を有し、
前記フォーカスリングは、
電気を通す上側の第1のフォーカスリング及び下側の第2のフォーカスリングと、
前記第1のフォーカスリングと前記第2のフォーカスリングとの間に配置され、前記第1のフォーカスリングと前記第2のフォーカスリングとを電気的に絶縁する絶縁部材と、を有し、
前記第2のフォーカスリングの上面の一部はプラズマ空間に露出する、
半導体製造装置。
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