JP7378668B2 - 静電チャックおよび基板処理装置 - Google Patents
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Description
図1は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理システム100の構成の一例を示すシステム構成図である。一実施形態において、プラズマ処理システム100は、プラズマ処理装置1及び制御部2を含む。プラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10、基板支持部11及びプラズマ生成部12を含む。プラズマ処理チャンバ10は、プラズマ処理空間を有する。また、プラズマ処理チャンバ10は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間に供給するための少なくとも1つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも1つのガス排出口とを有する。ガス供給口は、後述するガス供給部20に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム40に接続される。基板支持部11は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。
以下に、プラズマ処理装置1の一例としての容量結合型のプラズマ処理装置の構成例について説明する。図2は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理装置1の一例を示す概略断面図である。容量結合型のプラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10、ガス供給部20、電源30及び排気システム40を含む。また、プラズマ処理装置1は、基板支持部11及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に導入するように構成されている。ガス導入部は、シャワーヘッド13を含む。基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10内に配置されている。シャワーヘッド13は、基板支持部11の上方に配置されている。一実施形態において、シャワーヘッド13は、プラズマ処理チャンバ10の天部(Ceiling)の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ10は、シャワーヘッド13、プラズマ処理チャンバ10の側壁10a及び基板支持部11により規定されたプラズマ処理空間10sを有する。側壁10aは接地されている。シャワーヘッド13及び基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10の筐体とは電気的に絶縁されている。
図3は、基板支持部11の構造の一例を示す拡大断面図である。図4は、基板支持部11の構造の一例を示す平面図である。図5は、静電チャック1110内の電極の配置の一例を示す図である。図3には、基板Wが載せられた状態の基板支持部11が図示されている。図4のA-A断面が図3に対応する。
図6は、リングアセンブリ112付近の静電チャック1110の構造の一例を示す拡大断面図である。基板Wは、基板Wのエッジ端が本体部50の上面の最外周からΔL0離れた位置となるように、静電チャック1110に載せられる。本実施形態において、ΔL0は、例えば1~2mmである。第1の突条50aは、第1の突条50aの最外周が、本体部50の上面の最外周から本体部50の上面の中心側へΔL1離れた位置となるように本体部50の上面に形成されている。実施形態において、ΔL1は、例えば5mm以内である。なお、ΔL1は、好ましくは4mm以内である。また、ΔL1は、より好ましくは3mm以内である。
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。
本体部と、
前記本体部の上面に環状に設けられた第1の突条と、
前記本体部の上面に、前記第1の突条を囲むように環状に設けられた第2の突条と、
前記本体部の上面側から見た場合に、前記第1の突条の内周面から外側に設けられ、前記第1の突条および前記第2の突条に基板を吸着させるための静電気力を発生させる外側電極と、
前記本体部の上面の中で前記第1の突条で囲まれた第1の領域にガスを供給する第1の配管と、
前記本体部の上面の中で前記第1の突条と前記第2の突条とで囲まれた第2の領域にガスを供給する第2の配管と
を備える静電チャック。
前記本体部の上面側から見た場合に、前記外側電極の一部が、前記第1の突条および前記第2の突条のうち少なくともいずれか一方と重なっている付記1に記載の静電チャック。
前記第1の突条で囲まれた前記本体部の内部に設けられた内側電極を備え、
前記外側電極に印加される電圧は、前記内側電極に印加される電圧よりも大きい付記1または2に記載の静電チャック。
前記第1の突条および前記第2の突条の頂部には、基板が載せられ、
前記基板は、プラズマによって処理され、
前記外側電極および前記内側電極の少なくともいずれか一方には、前記基板に供給されるバイアス電力が供給される付記3に記載の静電チャック。
前記第2の領域に供給されるガスの圧力は、前記第1の領域に供給されるガスの圧力よりも高い付記1から4のいずれか一項に記載の静電チャック。
前記第2の領域に供給されるガスと、前記第1の領域に供給されるガスとは、異なる種類のガスである付記1から5のいずれか一項に記載の静電チャック。
前記本体部の上面側から見た場合に、前記外側電極の一部は、前記第2の突条の領域に配置される付記1から6のいずれか一項に記載の静電チャック。
前記第1の突条の最外周は、前記本体部の上面の最外周から5mm以内に配置されている付記1から7のいずれか一項に記載の静電チャック。
前記第1の突条の少なくとも一部には、前記本体部を構成する部材よりも熱伝導率が低い部材が設けられている付記1から8のいずれか一項に記載の静電チャック。
前記第1の突条および前記第2の突条の頂部には、基板が載せられ、
前記基板は、プラズマによって処理され、
前記本体部内には、前記基板に供給されるバイアス電力が供給される電極が設けられる付記1から9のいずれか一項に記載の静電チャック。
チャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、基板が載せられる静電チャックと、
電源と
を備え、
前記静電チャックは、
本体部と、
前記本体部の上面に環状に設けられた第1の突条と、
前記本体部の上面に、前記第1の突条を囲むように環状に設けられた第2の突条と、
前記本体部の上面側から見た場合に、前記本体部の内部かつ前記第1の突条の内周面から外側に設けられ、前記第1の突条および前記第2の突条に基板を吸着させるための静電気力を発生させる外側電極と、
前記本体部の上面の中で前記第1の突条で囲まれた第1の領域にガスを供給する第1の配管と、
前記本体部の上面の中で前記第1の突条と前記第2の突条とで囲まれた第2の領域にガスを供給する第2の配管と
を有し、
前記電源は、前記外側電極に電圧を印加する基板処理装置。
チャンバと、
前記チャンバ内に配置される基板支持部であり、前記基板支持部は、基台と前記基台上に配置される静電チャックとを含み、前記静電チャックは、第1の熱媒が流通する第1の熱媒流路及び第2の熱媒が流通する第2の熱媒流路を有し、前記静電チャックは、内側環状突条及び外側環状突条を有する上面を有し、前記上面は、前記内側環状突条により囲まれた中央表面領域、及び、前記内側環状突条と前記外側環状突条との間のエッジ表面領域を有し、前記中央表面領域に形成された第1の凹部は、前記第1の熱媒流路と流体連通しており、前記エッジ表面領域に形成された第2の凹部は、前記第2の熱媒流路と流体連通しており、前記中央表面領域は、複数の凸部を有する、基板支持部と、
前記静電チャック内に配置される内側静電電極及び外側静電電極であり、前記内側静電電極は、平面視で前記中央表面領域に渡って延在し、前記外側静電電極は、平面視で前記エッジ表面領域に渡って延在する、内側静電電極及び外側静電電極と、
前記内側静電電極に第1の電圧を印加し、前記外側静電電極に第2の電圧を印加するように構成される少なくとも1つの電源と、
前記第1の熱媒流路を介して前記第1の凹部に供給される第1の熱媒の流量又は圧力を制御し、前記第2の熱媒流路を介して前記第2の凹部に供給される第2の熱媒の流量又は圧力を制御するように構成される少なくとも1つの制御バルブと、
を備える、基板処理装置。
前記外側静電電極は、平面視で前記内側環状突条及び前記外側環状突条のうち少なくともいずれか一方と重なっている、付記12に記載の基板処理装置。
前記第2の電圧は、前記第1の電圧よりも大きい、付記12又は13に記載の基板処理装置。
前記内側静電電極及び前記外側静電電極のうち少なくともいずれか一方にバイアス電力を供給するように構成されるバイアス電源を更に備える、付記12~14のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記内側静電電極及び前記外側静電電極のうち少なくともいずれか一方にRF電力を供給するように構成される少なくとも1つのRF電源を更に備える、付記12~14のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記静電チャック内に配置されるバイアス電極と、
前記バイアス電極にバイアス電力を供給するように構成される少なくとも1つのバイアス電源とを更に備える、付記12~14のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記第1の熱媒は第1の伝熱ガスであり、前記第2の熱媒は第2の伝熱ガスであり、
前記第2の伝熱ガスは、前記第1の伝熱ガスの圧力よりも高い圧力を有する、付記12~17のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記第2の熱媒は、前記第1の熱媒とは異なる、付記12~18のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記外側静電電極は、前記外側環状突条の下に配置されている、付記12~19のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記内側環状突条の外周面から前記静電チャックの上面の外周までの距離は15mm以内である、付記12~20のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記内側環状突条の外周面から前記静電チャックの上面の外周までの距離は5mm以内である、付記12~20のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記内側環状突条の外周面から前記静電チャックの上面の外周までの距離は3mm以内である、付記12~20のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記静電チャックは、第1の熱伝導率を有する第1の材料を含み、
前記内側環状突条は、前記第1の熱伝導率よりも低い第2の熱伝導率を有する第2の材料を含む、付記12~23のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記第2の凹部表面の最も低い部分を基準としたとき、前記内側環状突条の高さは、前記外側環状突条の高さよりも低い、付記12~24のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
第1の熱媒流路及び第2の熱媒流路を有する本体部であり、前記本体部は、内側環状突条及び外側環状突条を有する上面を有し、前記上面は、前記内側環状突条により囲まれた中央表面領域、及び、前記内側環状突条と前記外側環状突条との間のエッジ表面領域を有し、前記中央表面領域に形成された第1の凹部は、前記第1の熱媒流路と流体連通しており、前記エッジ表面領域に形成された第2の凹部は、前記第2の熱媒流路と流体連通しており、前記中央表面領域は、複数の凸部を有する、本体部と、
前記本体部内に配置される内側静電電極及び外側静電電極であり、前記内側静電電極は、平面視で前記中央表面領域に渡って延在し、前記外側静電電極は、平面視で前記エッジ表面領域に渡って延在する、内側静電電極及び外側静電電極と、
を備える、静電チャック。
前記本体部内に配置されるバイアス電極を更に備える、付記26に記載の静電チャック。
前記内側静電電極は前記バイアス電極としても機能する、付記27に記載の静電チャック。
本体部と、
前記本体部の上面に環状に設けられた第1の突条と、
前記本体部の上面に、前記第1の突条を囲むように環状に設けられた第2の突条と、
平面視で、前記第1の突条の内周面から外側に設けられ、前記第1の突条および前記第2の突条に基板を吸着させるための静電気力を発生させる外側電極と、
前記本体部の上面の中で前記第1の突条で囲まれた第1の領域に熱媒を供給する第1の熱媒流路と、
前記本体部の上面の中で前記第1の突条と前記第2の突条とで囲まれた第2の領域に熱媒を供給する第2の熱媒流路と
を備える静電チャック。
平面視で、前記外側電極の一部が、前記第1の突条および前記第2の突条のうち少なくともいずれか一方と重なっている付記29に記載の静電チャック。
前記第1の突条で囲まれた前記本体部の内部に設けられた内側電極を備え、
前記外側電極に印加される電圧は、前記内側電極に印加される電圧よりも大きい付記29または30に記載の静電チャック。
100 プラズマ処理システム
1 プラズマ処理装置
2 制御部
2a コンピュータ
2a1 処理部
2a2 記憶部
2a3 通信インターフェース
10 プラズマ処理チャンバ
10a 側壁
10e ガス排出口
10s プラズマ処理空間
11 基板支持部
111 本体部
111a 基板支持面
111b リング支持面
1110 静電チャック
1110a 第1の静電チャック
1110b 第2の静電チャック
1111 基台
1111a 第1の基台
1111b 第2の基台
1111c 溝
1112 流路
112 リングアセンブリ
12 プラズマ生成部
13 シャワーヘッド
13a ガス供給口
13b ガス拡散室
13c ガス導入口
15 カバー部材
16 カバー部材
17 支持部
18 配管
20 ガス供給部
21 ガスソース
22 流量制御器
30 電源
31 RF電源
31a 第1のRF生成部
31b 第2のRF生成部
32 DC電源
32a 第1のDC生成部
32b 第2のDC生成部
40 排気システム
50 本体部
50a 第1の突条
50b 第2の突条
51a 第1の空間
51b 第2の空間
51c 凹部
52 凸部
53a 配管
53b 配管
53c 配管
54a 開口部
54b 開口部
54c 開口部
55a 第1の電極
55b 第2の電極
55c 第3の電極
55d 第4の電極
55e 第5の電極
56 ヒータ
57 電源
570 フィルタ
571 スイッチ
572 可変直流電源
58 ヒータ電源
500 部材
60 電極
70 コンデンサ
71 コンデンサ
72 可変インピーダンス回路
73 コンデンサ
74 コンデンサ
75 共通の電気的パス
76 第1の電気的パス
77 第2の電気的パス
Claims (31)
- チャンバと、
前記チャンバ内に配置される基板支持部であり、前記基板支持部は、基台と前記基台上に配置される静電チャックとを含み、前記静電チャックは、内側環状突条及び外側環状突条を有する上面を有し、前記上面は、前記内側環状突条により囲まれた中央表面領域、及び、前記内側環状突条と前記外側環状突条との間のエッジ表面領域を有する、基板支持部と、
前記静電チャック内に配置され、平面視で前記中央表面領域に渡って延在する内側静電電極と、
前記内側静電電極と離間して前記静電チャック内に配置され、平面視で前記エッジ表面領域に渡って延在する外側静電電極と、
前記内側静電電極に第1の電圧を印加するように構成される第1の電源と、
前記外側静電電極に第2の電圧を印加するように構成される第2の電源と、
を備える、基板処理装置。 - 前記静電チャックは、
前記中央表面領域と流体連通し、第1の熱媒が流通する第1の熱媒流路と、
前記エッジ表面領域と流体連通し、第2の熱媒が流通する第2の熱媒流路と、
前記第1の熱媒流路を介して前記中央表面領域に供給される第1の熱媒の流量又は圧力を制御し、前記第2の熱媒流路を介して前記エッジ表面領域に供給される第2の熱媒の流量又は圧力を制御するように構成される少なくとも1つの制御バルブと、
を更に有する、請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記第1の熱媒は第1の伝熱ガスであり、前記第2の熱媒は第2の伝熱ガスであり、
前記第2の伝熱ガスは、前記第1の伝熱ガスの圧力よりも高い圧力を有する、請求項2に記載の基板処理装置。 - 前記第2の熱媒は、前記第1の熱媒とは異なる、請求項2または3に記載の基板処理装置。
- 前記第2の電圧は、前記第1の電圧よりも大きい、請求項1~4のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記内側静電電極及び前記外側静電電極のうち少なくともいずれか一方にバイアス電力を供給するように構成されるバイアス電源を更に備える、請求項1~5のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記内側静電電極及び前記外側静電電極のうち少なくともいずれか一方にRF電力を供給するように構成される少なくとも1つのRF電源を更に備える、請求項1~5のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記静電チャック内に配置されるバイアス電極と、
前記バイアス電極にバイアス電力を供給するように構成される少なくとも1つのバイアス電源とを更に備える、請求項1~5のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記外側静電電極は、平面視で前記内側環状突条及び前記外側環状突条のうち少なくともいずれか一方と重なっている、請求項1~8のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記内側環状突条の外周面から前記静電チャックの上面の外周までの距離は15mm以内である、請求項1~9のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記内側環状突条の外周面から前記静電チャックの上面の外周までの距離は5mm以内である、請求項1~9のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記内側環状突条の外周面から前記静電チャックの上面の外周までの距離は3mm以内である、請求項1~9のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記静電チャックは、第1の熱伝導率を有する第1の材料を含み、
前記内側環状突条は、前記第1の熱伝導率よりも低い第2の熱伝導率を有する第2の材料を含む、請求項1~12のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記エッジ表面領域の最も低い部分を基準としたとき、前記内側環状突条の高さは、前記外側環状突条の高さよりも低い、請求項1~13のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 本体部と、
前記本体部の上面に環状に設けられた第1の突条と、
前記本体部の上面に、前記第1の突条を囲むように環状に設けられた第2の突条と、
平面視で、前記第1の突条の内周面より内側に設けられた内側電極と、
平面視で、前記内側電極と離間して、前記第1の突条の内周面より外側に設けられた外側電極と、
を備える静電チャック。 - 平面視で、前記外側電極の一部が、前記第1の突条および前記第2の突条のうち少なくともいずれか一方と重なっている請求項15に記載の静電チャック。
- 平面視で、前記外側電極の内周が、前記第1の突条と重なっており、前記外側電極の外周が、前記第2の突条と重なっている請求項16に記載の静電チャック。
- 平面視で、前記外側電極の内周が、前記第1の突条と重なっており、前記外側電極の外周が、前記第2の突条と重なっていない請求項16に記載の静電チャック。
- 平面視で、前記外側電極の内周が、前記第1の突条と重なっておらず、前記外側電極の外周が、前記第2の突条と重なっている請求項16に記載の静電チャック。
- 平面視で、前記外側電極が、前記第1の突条および前記第2の突条のいずれにも重なっていない請求項15~19のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
- 前記外側電極の内周と前記内側電極の外周との間の距離が、0.2mm以下である請求項15~20のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
- 平面視で、前記外側電極の外周と前記第2の突条の内周との距離が0mm以上0.1mm以下である、請求項15~21のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
- 平面視で、前記外側電極の内周と前記第1の突条の内周との距離が0mm以上0.1mm以下である、請求項15~22のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
- 平面視で、前記外側電極の内周と前記第1の突条の外周との距離が0mm以上0.1mm以下である、請求項15~22のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
- 前記本体部の上面側から見た場合に、前記内側電極の外周と前記第1の突条の内周との距離が0mm以上0.1mm以下である、請求項15~22のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
- 前記第1の突条の外周から前記本体部の上面の外周までの距離は15mm以内である、請求項15~25のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
- 前記第1の突条の外周から前記本体部の上面の外周までの距離は5mm以内である、請求項15~26のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
- 前記第1の突条の外周から前記本体部の上面の外周までの距離は3mm以内である、請求項15~26のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
- 前記本体部は、第1の熱伝導率を有する第1の材料を含み、
前記第1の突条は、前記第1の熱伝導率よりも低い第2の熱伝導率を有する第2の材料を含む、請求項15~28のうちいずれか一項に記載の静電チャック。 - 前記第1の突条と前記第2の突条との間の領域において最も低い部分を基準としたとき、前記第1の突条の高さは、前記第2の突条の高さよりも低い、請求項15~29のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
- 前記外側電極に印加される電圧は、前記内側電極に印加される電圧よりも大きい請求項15~30のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
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