JP7145625B2 - 基板載置構造体およびプラズマ処理装置 - Google Patents

基板載置構造体およびプラズマ処理装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7145625B2
JP7145625B2 JP2018041125A JP2018041125A JP7145625B2 JP 7145625 B2 JP7145625 B2 JP 7145625B2 JP 2018041125 A JP2018041125 A JP 2018041125A JP 2018041125 A JP2018041125 A JP 2018041125A JP 7145625 B2 JP7145625 B2 JP 7145625B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ring member
mounting table
substrate
mounting
distance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018041125A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019160843A (ja
Inventor
雅人 南
弥 町山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP2018041125A priority Critical patent/JP7145625B2/ja
Priority to TW108105803A priority patent/TWI791773B/zh
Priority to KR1020190021038A priority patent/KR102203551B1/ko
Priority to CN201910166755.1A priority patent/CN110246741B/zh
Publication of JP2019160843A publication Critical patent/JP2019160843A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7145625B2 publication Critical patent/JP7145625B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68721—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by edge clamping, e.g. clamping ring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623—Mechanical discharge control means
    • H01J37/32642—Focus rings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N13/00—Clutches or holding devices using electrostatic attraction, e.g. using Johnson-Rahbek effect
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Description

本開示の種々の側面および実施形態は、基板載置構造体およびプラズマ処理装置に関する。
半導体ウエハや、ＦＰＤ（Flat Panel Display）用のガラス基板の製造工程においては、基板にプラズマを用いたエッチング処理や成膜処理等を施す工程がある。これらの工程を行うプラズマ処理装置では、真空チャンバ内の載置台に基板を載置し、この載置台の上方の空間にて処理ガスをプラズマ化して、基板に対してプラズマ処理が行われる。また、基板が載置される載置台の載置面の周囲には、基板のエッジ付近におけるプラズマの均一性を向上させるために、フォーカスリングと呼ばれる部材が配置される。
また、プラズマ処理中において、基板は、載置台によって冷却され、プラズマによる加熱と、載置台による冷却とのバランスによって、処理条件に規定された温度に保たれる。そのため、プラズマ処理中において、載置台の温度は、フォーカスリング等のチャンバ内の部材の温度よりも相対的に低い。そのため、プラズマによって発生した反応副生成物（以下、デポと呼ぶ）の成分が、フォーカスリングと基板との間の隙間から基板の裏面と載置台との間に進入し、載置台によって冷やされ、基板の裏面と載置台との間に付着してデポを形成する場合がある。これにより、複数の基板を処理する過程で、デポにより基板が載置台から浮き上がり、基板の裏面と載置台との間に供給されている冷却ガスが漏洩する場合がある。
これを防止するため、載置台のフランジ部分に伝熱部材を介してフォーカスリングを配置し、伝熱部材を介してフォーカスリングを冷却する技術が知られている（例えば下記の特許文献１参照）。フォーカスリングが冷却されることにより、デポの成分がフォーカスリングにも付着する。これにより、基板の裏面と載置台との間に侵入するデポの成分の量を減らすことができる。
特開２０１２－２０９３５９号公報
ところで、フランジを有する載置台であれば、フランジ部分に伝熱部材を介してフォーカスリングを配置することが可能であるが、フランジを有さない載置台では、フォーカスリングを冷却することが難しい。そのため、基板の裏面と載置台との間に侵入するデポの成分の量を減らすことが難しい。
本開示の一側面は、基板載置構造体であって、載置台と、リング部材と、支持部材とを備える。載置台は、上部の載置面に基板が載置される。リング部材は、載置面を囲み、かつ、載置面よりも低い位置に配置される。支持部材は、リング部材の下側に配置され、リング部材を支持する。また、リング部材は、上部リング部材と、下部リング部材とを有する。下部リング部材は、リング部材の下部を構成し、支持部材を覆う。上部リング部材は、リング部材の上部を構成し、載置台側の側面の少なくとも一部と載置台の側面との間の距離が、下部リング部材の載置台側の側面と載置台の側面との間の距離よりも長い。
本開示の種々の側面および実施形態によれば、基板の裏面と載置台との間に付着するデポを減らすことができる。
図１は、本開示の一実施形態によるプラズマ処理装置の一例を示す概略断面図である。 図２は、基板載置構造体の一例を示す拡大断面図である。 図３は、基板と載置台とフォーカスリングとの位置関係の一例を示す平面図である。 図４は、比較例における基板と載置台とフォーカスリングとの位置関係を示す拡大断面図である。 図５は、実験に用いられた基板載置構造体の一例を示す拡大断面図である。 図６は、載置台の側面においてデポが付着する範囲の一例を示す拡大断面図である。
以下に、開示される基板載置構造体およびプラズマ処理装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示される基板載置構造体およびプラズマ処理装置が限定されるものではない。
［プラズマ処理装置１の構成］
図１は、本開示の一実施形態によるプラズマ処理装置１の一例を示す概略断面図である。プラズマ処理装置１は、本体１０および制御装置２０を有する。プラズマ処理装置１は、処理対象の基板Ｗ上に形成された金属酸化膜等をプラズマによりエッチングする装置である。本実施形態において、基板Ｗは、例えばＦＰＤパネル用の矩形状のガラス基板であり、プラズマ処理装置１によるエッチング処理を経て、基板Ｗ上に複数のＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子が形成される。
本体１０は、例えば、内壁面が陽極酸化処理されたアルミニウム等によって形成された角筒形状の気密なチャンバ１０１を有する。チャンバ１０１は接地されている。チャンバ１０１は、誘電体壁１０２により上下に区画されており、誘電体壁１０２の上面側が、アンテナが収容されるアンテナ室１０３となっており、誘電体壁１０２の下面側が、プラズマが生成される処理室１０４となっている。誘電体壁１０２はＡｌ２Ｏ３等のセラミックスまたは石英等で構成されており、処理室１０４の天井壁を構成する。
処理室１０４の側壁１０４ａには、基板Ｗを処理室１０４へ搬入および搬出するための開口１０６が設けられており、開口１０６はゲートバルブＧによって開閉可能となっている。ゲートバルブＧが開状態に制御されることにより、開口１０６を介して基板Ｗの搬入および搬出が可能となる。
チャンバ１０１におけるアンテナ室１０３の側壁１０３ａと処理室１０４の側壁１０４ａとの間には内側に突出する支持棚１０５が設けられている。誘電体壁１０２は、支持棚１０５によって支持されている。
誘電体壁１０２の下側部分には、処理ガスを処理室１０４内に供給するためのシャワー筐体１１１が嵌め込まれている。シャワー筐体１１１は、例えば、複数のサスペンダ（図示せず）によりチャンバ１０１の天井に吊された状態となっている。
シャワー筐体１１１は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウム等の導電性材料で構成されている。シャワー筐体１１１の内部には水平方向に広がるガス拡散室が形成されており、ガス拡散室は、下方に向かって延びる複数のガス吐出孔１１２に連通している。
誘電体壁１０２の上面略中央には、シャワー筐体１１１内のガス拡散室に連通するガス供給管１２４が設けられている。ガス供給管１２４は、アンテナ室１０３の天井からチャンバ１０１の外部へ貫通し、ガス供給部１２０に接続されている。
ガス供給部１２０は、ガス供給源１２１、流量制御器１２２、およびバルブ１２３を有する。流量制御器１２２は、例えばＭＦＣ（Mass Flow Controller）である。流量制御器１２２は、例えばフッ素を含む処理ガスを供給するガス供給源１２１に接続され、ガス供給源１２１から処理室１０４内に供給される処理ガスの流量を制御する。バルブ１２３は、流量制御器１２２によって流量が制御された処理ガスのガス供給管１２４への供給および供給停止を制御する。
ガス供給部１２０から供給された処理ガスは、ガス供給管１２４を介して、シャワー筐体１１１内に供給され、シャワー筐体１１１のガス拡散室内を拡散する。そして、ガス拡散室内を拡散した処理ガスは、シャワー筐体１１１の下面のガス吐出孔１１２から処理室１０４内の空間へ吐出される。
アンテナ室１０３内には、アンテナ１１３が配設されている。アンテナ１１３は、銅やアルミニウム等の導電性の高い金属により形成されたアンテナ線１１３ａを有する。アンテナ線１１３ａは、環状や渦巻状等の任意の形状に形成される。アンテナ１１３は、絶縁部材で構成されたスペーサ１１７を介して誘電体壁１０２に支持されている。
アンテナ線１１３ａの端子１１８には、アンテナ室１０３の上方へ延びる給電部材１１６の一端が接続されている。給電部材１１６の他端には、給電線１１９の一端が接続されており、給電線１１９の他端には、整合器１１４を介して高周波電源１１５が接続されている。高周波電源１１５は、整合器１１４、給電線１１９、給電部材１１６、および端子１１８を介して、アンテナ１１３に、プラズマを生成できる周波数の高周波電力を供給する。これにより、アンテナ１１３の下方にある処理室１０４内に誘導電界が形成され、この誘導電界により、処理室１０４内に供給された処理ガスがプラズマ化され、処理室１０４内に誘導結合プラズマが生成される。シャワー筐体１１１およびアンテナ１１３は、プラズマ生成部の一例である。
処理室１０４内には、基板Ｗが載置される基板載置構造体１３０が設けられている。基板載置構造体１３０は、フォーカスリング１３１、支持部材１３２、および載置台１５０を有する。載置台１５０の上部の載置面１５２ａには、基板Ｗが載置される。フォーカスリング１３１は、載置面１５２ａを囲み、かつ、その上面が載置面１５２ａよりも低い位置となるように配置されている。フォーカスリング１３１は、石英またはセラミックス等の絶縁材料によりリング状に形成されている。なお、フォーカスリング１３１は、複数の部材を環状に配置して構成されてもよい。フォーカスリング１３１は、リング部材の一例である。支持部材１３２は、フォーカスリング１３１の下側に配置され、フォーカスリング１３１を支持する。支持部材１３２は、例えばポリテトラフルオロエチレン等により構成され、載置台１５０の側面を囲む。支持部材１３２の側面は、例えばセラミックス等から構成された保護部材１３３によって囲まれている。
載置台１５０は、基台１５１および静電チャック１５２を有する。基台１５１は、例えばアルミニウム等の導電性材料により構成され、下部電極としての機能を有する。基台１５１は、セラミック等の絶縁部材１５６を介してチャンバ１０１の底部に支持されている。また、基台１５１の内部には、温度制御のための熱媒体を循環させるための流路１５１ａが設けられている。流路１５１ａ内に所定温度に制御された熱媒体を循環させることによって、冷却または加熱により基台１５１が所定温度に制御され、基台１５１の熱が静電チャック１５２に伝達される。
また、基台１５１には、整合器１４１を介して、高周波電源１４０が接続されている。高周波電源１４０は、高周波電源１１５によって生成される高周波電力の周波数よりも低い周波数であり、セルフバイアスを形成することのできる周波数の高周波電力を、整合器１４１を介して基台１５１に供給する。高周波電源１４０から基台１５１に高周波電力が供給されることにより、載置面１５２ａに載置された基板Ｗにイオンが引き込まれる。
静電チャック１５２は、溶射により形成され、セラミック溶射層の内部に電極１５３を有する。電極１５３は、直流電源１５５に接続される。静電チャック１５２の上面は、基板Ｗが載置される載置面１５２ａである。静電チャック１５２は、直流電源１５５から電極１５３に印加された直流電圧により発生するクーロン力によって、載置面１５２ａにおいて基板Ｗを吸着保持する。
また、静電チャック１５２の下部の基台１５１の内部には、配管１５７を介してヘリウム等の伝熱ガスが供給される。基台１５１に供給された伝熱ガスは、静電チャック１５２を貫通し、載置面１５２ａに形成された複数の供給孔１５４から、載置面１５２ａと基板Ｗの下面との間に供給される。伝熱ガスの圧力を制御することにより、静電チャック１５２から基板Ｗへ伝達される熱の伝達量を制御することができる。
また、保護部材１３３の外側には、載置台１５０を取り囲むように配置されたバッフル板１０７が設けられる。バッフル板１０７は、複数の部材で構成されており、部材と部材の間に開口が形成されている。また、チャンバ１０１の底部には、排気口１６０が形成されており、排気口１６０には、真空ポンプ等の排気装置１６１が接続されている。排気装置１６１により、処理室１０４内が真空排気される。
制御装置２０は、メモリおよびプロセッサを有する。制御装置２０内のプロセッサは、制御装置２０内のメモリに格納されたプログラムやレシピを読み出して実行することにより、本体１０の各部を制御する。
［基板載置構造体１３０の詳細］
図２は、基板載置構造体１３０の一例を示す拡大断面図である。図３は、基板Ｗと載置台１５０とフォーカスリング１３１との位置関係の一例を示す平面図である。なお、図２において、基台１５１および静電チャック１５２は載置台１５０として描かれている。本実施形態において、基板Ｗの面積は、載置面１５２ａの面積よりも広い。そのため、基板Ｗの端部は、載置面１５２ａの領域の外にはみ出している。載置面１５２ａの領域から外にはみ出している基板Ｗの端部の長さｄ１は、例えば３ｍｍである。
フォーカスリング１３１は、載置面１５２ａよりも低い位置に配置されている。フォーカスリング１３１の上面と載置面１５２ａとの距離ｄ２は、例えば０．１～０．３ｍｍである。フォーカスリング１３１の厚さｄ３は、例えば１０ｍｍである。フォーカスリング１３１は、フォーカスリング１３１の上部を構成する上部リング部材１３１ａと、フォーカスリング１３１の下部を構成する下部リング部材１３１ｂとを有する。上部リング部材１３１ａの厚さｄ４は、例えば５ｍｍである。上部リング部材１３１ａおよび下部リング部材１３１ｂの載置台１５０側の部分は、例えば図２に示されるように、１つの段差を形成している。これにより、上部リング部材１３１ａの載置台１５０側の側面１３１０と載置台１５０の側面との間には、隙間３０が形成されている。下部リング部材１３１ｂは、支持部材１３２の上部を覆う。なお、上部リング部材１３１ａおよび下部リング部材１３１ｂの載置台１５０側の部分は、２段以上の段差を形成していてもよい。また、上部リング部材１３１ａおよび下部リング部材１３１ｂは、一体物として構成されてもよく、個別の部材を接合若しくは積載して構成されてもよい。
本実施形態において、上部リング部材１３１ａの側面１３１０の少なくとも一部と載置台１５０の側面との間の距離は、下部リング部材１３１ｂの側面１３１１と載置台１５０の側面との間の距離よりも長い。また、本実施形態において、上部リング部材１３１ａの側面１３１０は、載置台１５０の側面と平行に形成されている。上部リング部材１３１ａの側面１３１０と、載置台１５０の側面との間の距離ｄ５は、例えば０．７５ｍｍである。
ここで、例えば図４に示されるように、載置台１５０側の側面に段差が設けられていないフラットなフォーカスリング１３１’が用いられた比較例を考える。図４は、比較例における基板Ｗと載置台１５０とフォーカスリング１３１’との位置関係を示す拡大断面図である。プラズマ処理が実施されると、処理ガスのプラズマにより処理室１０４内にデポの成分３１が発生する。発生したデポの成分３１は、大半がバッフル板１０７および排気口１６０を介して排気されるが、一部のデポの成分３１は、処理室１０４内を漂い、基板Ｗの下面とフォーカスリング１３１’の上面との間の隙間を介して載置台１５０と基板Ｗとの隙間に到達する。
また、部材の表面の温度が高い場合には、表面にデポの成分３１が接触しても、表面にデポが形成され難い。しかし、部材の表面の温度が低い場合には、表面にデポの成分３１が接触すると、表面にデポが形成されやすい。フォーカスリング１３１’等の部材は、温度制御されていないため、プラズマからの入熱により温度が上昇する。一方、基板Ｗおよび載置台１５０は、基台１５１内を流通する熱媒体によって所定温度に制御されている。そのため、基板Ｗおよび載置台１５０は、フォーカスリング１３１’等の部材よりも相対的に低温となる。
そのため、基板Ｗの下面とフォーカスリング１３１’の上面との間の隙間に侵入したデポの成分３１は、載置台１５０の側面および基板Ｗと載置台１５０との間に付着してデポ３２を形成する。これにより、複数の基板Ｗが処理される過程で、載置台１５０と基板Ｗとの間のデポの厚さが増加し、フォーカスリング１３１’と載置台１５０との熱膨張差による擦れによってデポが剥離して載置台１５０の上面に乗る。そして、例えば図４に示されるように、基板Ｗが載置台１５０から浮き上がる場合がある。基板Ｗが載置台１５０から浮き上がると、基板Ｗの裏面と載置面１５２ａとの間の気密性が低下し、基板Ｗの裏面と載置面１５２ａとの間に供給されている伝熱ガスが漏洩することになる。伝熱ガスの漏洩が発生した場合、基板Ｗの温度を精度よく制御することが難しくなるため、プロセスを停止して、載置台１５０のクリーニングを実行することになる。これにより、プロセスのスループットが低下する。
これに対し、本実施形態の基板載置構造体１３０では、上部リング部材１３１ａの載置台１５０側の側面１３１０と載置台１５０の側面との間に隙間３０が形成されている。そのため、基板Ｗの下面と上部リング部材１３１ａの上面との間の隙間に侵入したデポの成分３１は、隙間３０内を拡散する。これにより、載置台１５０の側面および基板Ｗと載置台１５０との間にデポの成分３１が付着してデポが形成されるものの、比較例に比べて、デポの横方向への成長速度が低下する。また、隙間３０が存在することにより、載置台１５０とフォーカスリング１３１とが擦れて、付着したデポが剥がれて載置台１５０上に乗ることは無い。そのため、伝熱ガスの漏洩が発生する周期が長くなり、載置台１５０のクリーニングを実行する周期が長くなる。従って、プロセスのスループットを向上させることができる。
［隙間３０の幅］
次に、載置台１５０の側面にデポが付着する範囲について実験を行った。実験では、例えば図５に示される基板載置構造体１３０’が用いられた。図５は、実験に用いられた基板載置構造体１３０’の一例を示す拡大断面図である。図５に示された基板載置構造体１３０において、図２と同じ符号が付された部材は、以下に説明する点を除き、図２において説明された部材と同様であるため、説明を省略する。
基板載置構造体１３０’のフォーカスリング１３１は、上部リング部材１３１ｃおよび下部リング部材１３１ｂを有する。基板載置構造体１３０’において、上部リング部材１３１ｃの側面１３１２は、下部リング部材１３１ｂから離れるに従って、側面１３１２と載置台１５０の側面との間の距離が長くなるように傾斜している。また、基板載置構造体１３０’において、上部リング部材１３１ｃの側面１３１２の最上端と、載置台１５０の側面との間の距離ｄ６は、例えば１．５ｍｍである。
基板載置構造体１３０’を用いてプロセスを行ったところ、例えば図６に示されるように、載置面１５２ａから深さｄ７までの範囲にデポ３２の付着が見られた。図６は、載置台１５０の側面においてデポ３２が付着する範囲の一例を示す拡大断面図である。デポ３２が付着した範囲の下端と上部リング部材１３１ｃの側面１３１２との水平方向の距離ｄ８は、０．６ｍｍであった。載置面１５２ａから深さｄ７以上の範囲では、デポ３２の付着が見られなかった。
図６の結果から、載置台１５０の側面と上部リング部材１３１ｃの側面１３１２との水平方向の距離が０．６ｍｍ以上であれば、デポの成分３１が侵入し、拡散すると考えられる。従って、図２に示された本実施形態の基板載置構造体１３０において、上部リング部材１３１ａの側面１３１０と載置台１５０の側面との距離が０．６ｍｍ以上であれば、隙間３０内でデポの成分３１が拡散する。これにより、基板Ｗの裏面と載置台１５０との間に付着するデポの横方向への成長速度が減少すると考えられる。
また、隙間３０の容積が大きいほど、隙間３０内でデポの成分３１がより広く拡散し、基板Ｗの裏面と載置台１５０との間に付着するデポの成長速度が減少すると考えられる。しかし、載置台１５０の側面と上部リング部材１３１ａの側面１３１０と距離ｄ５を長くし過ぎると、基板Ｗの下面と上部リング部材１３１ａの上面との間の隙間の水平方向における幅が短くなる。これにより、基板Ｗの下面と上部リング部材１３１ａの上面との間の隙間のコンダクタンスが大きくなり、処理室１０４内で発生したデポの成分３１が、この隙間を通って、載置台１５０の側面に到達しやすくなる。そのため、載置台１５０の側面と上部リング部材１３１ａの側面１３１０との距離を長くし過ぎると、載置台１５０の側面に付着するデポの成長速度が増加することになる。
例えば、載置台１５０の側面と上部リング部材１３１ａの側面１３１０との距離ｄ５は、目安として、載置される基板Ｗの端部の長さｄ１の半分以下、例えば１．５ｍｍ以下であることが望ましい。従って、載置台１５０の側面と上部リング部材１３１ａの側面１３１０との距離ｄ５は、０．６ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下であることが好ましい。なお、図２において、下部リング部材１３１ｂは、下方の支持部材１３２をプラズマから保護する役割も担う。下部リング部材１３１ｂの側面１３１１と載置台１５０の側面との距離は、理想的には０ｍｍであることが望ましいが、組み付け上の許容寸法や製作上の公差を考慮する必要がある。そのため、下部リング部材１３１ｂの側面１３１１と載置台１５０の側面との距離は、少なくとも０．１ｍｍ以下の、極力小さな数値であることが好ましい。
また、図２において、上部リング部材１３１ａの載置台１５０側の側面１３１０と載置台１５０の側面との間の隙間３０の深さは、深いほど隙間３０の容積が大きくなる。しかし、隙間３０を深くし過ぎると、下部リング部材１３１ｂが薄くなり、フォーカスリング１３１の強度が低下する。従って、フォーカスリング１３１の厚さｄ３が例えば１０ｍｍである場合、隙間３０の深さ、即ち、上部リング部材１３１ａの厚さｄ４は、例えば０より大きく８ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。また、上部リング部材１３１ａの厚さｄ４は、例えば５ｍｍより大きく８ｍｍ以下の範囲であることがより好ましい。フォーカスリング１３１の厚さｄ３を基準とすると、上部リング部材１３１ａの厚さｄ４は、例えばｄ３の０倍より大きく０．８倍以下であることが好ましい。
以上、プラズマ処理装置１の実施形態について説明した。本実施形態のプラズマ処理装置１によれば、基板Ｗの裏面と載置台１５０との間に付着するデポを減らすことができる。
［その他］
なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
例えば、上記した実施形態において、上部リング部材１３１ａの側面１３１０は、載置台１５０の側面と平行に形成されているが、開示の技術はこれに限られない。例えば、図５に示された基板載置構造体１３０’のように、上部リング部材１３１ｃの側面１３１２が、下部リング部材１３１ｂから離れるに従って、側面１３１２と載置台１５０の側面との間の距離が長くなるように傾斜していてもよい。また、図５に示された基板載置構造体１３０’において、上部リング部材１３１ｃの側面１３１２の最上端と、載置台１５０の側面との間の距離ｄ６は、０．６ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下であることが好ましい。なお、図５では、上部リング部材１３１ｃの側面１３１２が断面視において直線状に傾斜しているが、上部リング部材１３１ｃの側面１３１２は、断面視において、曲線状に傾斜していてもよい。
また、上記した実施形態では、ＦＰＤパネル等の基板Ｗをプラズマにより処理する装置を例に説明したが、開示の技術はこれに限られず、シリコンウエハ等の半導体基板をプラズマにより処理する装置に対しても開示の技術を適用することが可能である。
また、上記した実施形態では、プラズマ源として誘導結合プラズマを用いてエッチングを行う装置を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。プラズマを用いてエッチングを行う装置であれば、プラズマ源は誘導結合プラズマに限られず、例えば、容量結合プラズマ、マイクロ波プラズマ、マグネトロンプラズマなど、任意のプラズマ源を用いることができる。
Ｇ ゲートバルブ
Ｗ 基板
１ プラズマ処理装置
１０ 本体
２０ 制御装置
１０１ チャンバ
１０２ 誘電体壁
１０３ アンテナ室
１０３ａ 側壁
１０４ 処理室
１０４ａ 側壁
１０５ 支持棚
１０６ 開口
１０７ バッフル板
１１１ シャワー筐体
１１２ ガス吐出孔
１１３ アンテナ
１１３ａ アンテナ線
１１４ 整合器
１１５ 高周波電源
１１６ 給電部材
１１７ スペーサ
１１８ 端子
１１９ 給電線
１２０ ガス供給部
１２１ ガス供給源
１２２ 流量制御器
１２３ バルブ
１２４ ガス供給管
１３０ 基板載置構造体
１３１ フォーカスリング
１３１ａ 上部リング部材
１３１ｂ 下部リング部材
１３１ｃ 上部リング部材
１３１０ 側面
１３１１ 側面
１３１２ 側面
１３２ 支持部材
１３３ 保護部材
１４０ 高周波電源
１４１ 整合器
１５０ 載置台
１５１ 基台
１５１ａ 流路
１５２ 静電チャック
１５２ａ 載置面
１５３ 電極
１５４ 供給孔
１５５ 直流電源
１５６ 絶縁部材
１５７ 配管
１６０ 排気口
１６１ 排気装置
３０ 隙間
３１ 成分
３２ デポ

Claims (9)

  1. 上部の載置面に、基板の端部が前記載置面の領域の外にはみ出すように載置される載置台と、
    前記載置面を囲むように配置されたリング部材であって、前記リング部材の上面が前記載置面よりも低い位置となるように配置された前記リング部材と、
    前記リング部材の下側に配置され、前記リング部材を支持する支持部材と
    を備え、
    前記リング部材は、
    前記リング部材の下部を構成し、前記支持部材を覆う下部リング部材と、
    前記リング部材の上部を構成し、前記載置台側の側面の少なくとも一部と前記載置台の側面との間の距離が、前記下部リング部材の前記載置台側の側面と前記載置台の側面との間の距離よりも長くなる隙間を形成する上部リング部材と
    を有し、
    前記基板が前記載置面に載置された際、前記基板の前記端部により前記隙間が覆われ、
    前記上部リング部材および前記下部リング部材は、絶縁性の材料で構成されていることを特徴とする基板載置構造体。
  2. 前記上部リング部材および前記下部リング部材の前記載置台側の部分は、
    少なくとも１つの段差を形成していることを特徴とする請求項１に記載の基板載置構造体。
  3. 前記上部リング部材の前記載置台側の側面は、
    前記載置台の側面と平行に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の基板載置構造体。
  4. 前記上部リング部材の前記載置台側の側面と前記載置台の側面との間の距離は、０．６ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２または３に記載の基板載置構造体。
  5. 前記上部リング部材の前記載置台側の側面は、
    前記下部リング部材から離れるに従って、前記上部リング部材の前記載置台側の側面と前記載置台の側面との間の距離が長くなるように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の基板載置構造体。
  6. 前記上部リング部材の前記載置台側の側面の最上端と前記載置台の側面との間の距離は、０．６ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の基板載置構造体。
  7. 前記上部リング部材の厚さは、０ｍｍより大きく８ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の基板載置構造体。
  8. 前記載置台は、
    前記載置台の内部に設けられ、前記載置面に載置された前記基板を静電力により吸着保持するための電極と、
    前記載置面に冷却ガスを供給するための供給孔と
    を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の基板載置構造体。
  9. チャンバと、
    前記チャンバ内に配置され、基板が載置される基板載置構造体と、
    前記チャンバ内に処理ガスを供給するガス供給部と、
    前記処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成部と
    を備え、
    前記基板載置構造体は、
    上部の載置面に、前記基板の端部が前記載置面の領域の外にはみ出すように載置される載置台と、
    前記載置面を囲むように配置されたリング部材であって、前記リング部材の上面が前記載置面よりも低い位置となるように配置された前記リング部材と、
    前記リング部材の下側に配置され、前記リング部材を支持する支持部材と
    を有し、
    前記リング部材は、
    前記リング部材の下部を構成し、前記支持部材を覆う下部リング部材と、
    前記リング部材の上部を構成し、前記載置台側の側面の少なくとも一部と前記載置台の側面との間の距離が、前記下部リング部材の前記載置台側の側面と前記載置台の側面との間の距離よりも長くなる隙間を形成する上部リング部材と
    を有し、
    前記基板が前記載置面に載置された際、前記基板の前記端部により前記隙間が覆われ、 前記上部リング部材および前記下部リング部材は、絶縁性の材料で構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
JP2018041125A 2018-03-07 2018-03-07 基板載置構造体およびプラズマ処理装置 Active JP7145625B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018041125A JP7145625B2 (ja) 2018-03-07 2018-03-07 基板載置構造体およびプラズマ処理装置
TW108105803A TWI791773B (zh) 2018-03-07 2019-02-21 基板載置構造體及電漿處理裝置
KR1020190021038A KR102203551B1 (ko) 2018-03-07 2019-02-22 기판 적재 구조체 및 플라스마 처리 장치
CN201910166755.1A CN110246741B (zh) 2018-03-07 2019-03-06 基板载置构造体和等离子体处理装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018041125A JP7145625B2 (ja) 2018-03-07 2018-03-07 基板載置構造体およびプラズマ処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019160843A JP2019160843A (ja) 2019-09-19
JP7145625B2 true JP7145625B2 (ja) 2022-10-03

Family

ID=67882991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018041125A Active JP7145625B2 (ja) 2018-03-07 2018-03-07 基板載置構造体およびプラズマ処理装置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7145625B2 (ja)
KR (1) KR102203551B1 (ja)
CN (1) CN110246741B (ja)
TW (1) TWI791773B (ja)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010028073A (ja) 2008-06-19 2010-02-04 Tokyo Electron Ltd フォーカスリング及びプラズマ処理装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0529270A (ja) * 1991-07-23 1993-02-05 Tokyo Electron Ltd マグネトロンプラズマ処理装置
JP3260168B2 (ja) * 1991-07-23 2002-02-25 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR200177296Y1 (ko) * 1997-09-27 2000-04-15 김영환 반도체 식각장비의 챔버
JP5222442B2 (ja) * 2008-02-06 2013-06-26 東京エレクトロン株式会社 基板載置台、基板処理装置及び被処理基板の温度制御方法
JP2010045200A (ja) * 2008-08-13 2010-02-25 Tokyo Electron Ltd フォーカスリング、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP5496630B2 (ja) * 2009-12-10 2014-05-21 東京エレクトロン株式会社 静電チャック装置
JP2011151263A (ja) * 2010-01-22 2011-08-04 Tokyo Electron Ltd エッチング方法、エッチング装置及びリング部材
JP5741124B2 (ja) 2011-03-29 2015-07-01 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP2016127185A (ja) * 2015-01-06 2016-07-11 東京エレクトロン株式会社 シールドリングおよび基板載置台
KR101950897B1 (ko) * 2015-09-25 2019-02-21 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤 정전 척 장치
JP6556046B2 (ja) * 2015-12-17 2019-08-07 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010028073A (ja) 2008-06-19 2010-02-04 Tokyo Electron Ltd フォーカスリング及びプラズマ処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019160843A (ja) 2019-09-19
KR20190106694A (ko) 2019-09-18
CN110246741B (zh) 2021-07-30
CN110246741A (zh) 2019-09-17
TW201939642A (zh) 2019-10-01
TWI791773B (zh) 2023-02-11
KR102203551B1 (ko) 2021-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101050641B1 (ko) 기판 처리 장치 및 샤워 헤드
US10276405B2 (en) Plasma processing apparatus
US20120037314A1 (en) Substrate processing apparatus and side wall component
KR20060100302A (ko) 양극처리된 기판 지지부
KR101760982B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
JP2004342703A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP6068849B2 (ja) 上部電極、及びプラズマ処理装置
KR102264575B1 (ko) 기판 보유 지지 기구 및 성막 장치
KR20200103556A (ko) 거치대 및 기판 처리 장치
JP7145625B2 (ja) 基板載置構造体およびプラズマ処理装置
US11705309B2 (en) Substrate processing method
JP7204564B2 (ja) プラズマ処理装置
JP2021188138A (ja) シャワープレート、基材処理装置、および基材処理方法
CN112992642A (zh) 边缘环和基片处理装置
TW202115767A (zh) 電漿處理裝置
KR102428349B1 (ko) 지지 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 지지 유닛 제조 방법
TWI835847B (zh) 載置台及基板處理裝置
TW202226739A (zh) 靜電吸盤、下電極元件及等離子體處理裝置
CN113113281A (zh) 边缘环和基板处理装置
TW202034364A (zh) 噴淋頭及氣體處理裝置
JP2012195595A (ja) 基板処理装置およびシャワーヘッド
JP2005101049A (ja) 半導体製造装置
JPH05144749A (ja) プラズマ処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201201

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220426

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220525

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220823

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220920

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7145625

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150