WO2024143348A1 - プラズマ処理装置及び基板吸着方法 - Google Patents
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Definitions
- This disclosure relates to a plasma processing apparatus and a substrate adsorption method.
- Patent document 1 discloses an electrostatic adsorption method for electrostatically adsorbing a focus ring provided on an electrostatic chuck.
- Patent document 2 discloses a substrate processing apparatus that applies an AC voltage to the electrodes of an electrostatic chuck to electrostatically adsorb the substrate and edge ring.
- JP 2016-122740 A JP 2016-122740 A
- the present disclosure provides a plasma processing apparatus and a substrate adsorption method that are suitable for electrostatic adsorption.
- a plasma processing apparatus comprising: a plasma processing chamber; an electrostatic chuck disposed within the plasma processing chamber, the electrostatic chuck including a dielectric member having a substrate support surface and a ring support surface, and a plurality of chuck electrodes disposed within the dielectric member below the ring support surface; and an AC voltage generator configured to apply AC voltages to the plurality of chuck electrodes that are phase-shifted from each other, the plurality of chuck electrodes including one chuck electrode and another chuck electrode, the one chuck electrode having a plurality of arc portions, the other chuck electrode having a plurality of arc portions, and the arc portions of the one chuck electrode and the other chuck electrode having an alternating arrangement in the radial direction.
- FIG. 1 is an example of a diagram for explaining a configuration example of a capacitively coupled plasma processing apparatus.
- FIG. 2 is a plan view showing an example of an arrangement of electrostatic electrodes of an electrostatic chuck.
- FIG. 11 is a plan view showing another example of the arrangement of electrostatic electrodes of the electrostatic chuck.
- FIG. 11 is a plan view showing yet another example of the arrangement of electrostatic electrodes of the electrostatic chuck.
- 4 is a graph showing an example of a two-phase AC voltage. 4 is a graph showing an example of a two-phase AC voltage.
- FIG. 1 illustrates an example cross-sectional view of an electrostatic chuck and an edge ring according to an embodiment.
- 4 is a graph showing an example of an AC voltage applied to an electrostatic electrode.
- FIG. 13 is an example cross-sectional view of an electrostatic chuck and an edge ring according to another embodiment.
- FIG. 13 is an example cross-sectional view of an electrostatic chuck and an edge ring according to another embodiment.
- 1 illustrates an example cross-sectional view of an electrostatic chuck and an edge ring according to an embodiment.
- 1 illustrates an example cross-sectional view of an electrostatic chuck and an edge ring according to an embodiment.
- FIG. 2 is an example of an enlarged partial view of an annular region of an electrostatic chuck.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of an electrostatic chuck and an edge ring taken along line BB.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of an electrostatic chuck and an edge ring taken along the line CC.
- FIG. 2 is an example of an enlarged partial view of an annular region of an electrostatic chuck.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of an electrostatic chuck and an edge ring taken along the line D-D.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of an electrostatic chuck and an edge ring taken along line E-E.
- FIG. 11 is a plan view showing yet another example of the arrangement of electrostatic electrodes of the electrostatic chuck.
- FIG. 11 is a plan view showing yet another example of the arrangement of electrostatic electrodes of the electrostatic chuck.
- 10A and 10B are enlarged cross-sectional views of a portion of a substrate support part and an example of a diagram showing a relationship with potential
- FIG. 13 is a diagram showing a wafer chucking force in an example of plasma processing.
- 10A and 10B are enlarged cross-sectional views of a portion of a substrate support part and an example of a diagram showing a relationship with potential;
- 10A and 10B are enlarged cross-sectional views of a portion of a substrate support part and an example of a diagram showing a relationship with potential;
- Fig. 1 is a diagram for explaining an example of the configuration of a capacitively coupled plasma processing apparatus (substrate processing apparatus) 1.
- the substrate support 11 includes a main body 111 and a ring assembly 112.
- the main body 111 has a central region 111a for supporting the substrate W and an annular region 111b for supporting the ring assembly 112.
- a wafer is an example of a substrate W.
- the annular region 111b of the main body 111 surrounds the central region 111a of the main body 111 in a plan view.
- the substrate W is disposed on the central region 111a of the main body 111
- the ring assembly 112 is disposed on the annular region 111b of the main body 111 so as to surround the substrate W on the central region 111a of the main body 111. Therefore, the central region 111a is also called a substrate support surface for supporting the substrate W, and the annular region 111b is also called a ring support surface for supporting the ring assembly 112.
- the main body 111 includes a base 1110 and an electrostatic chuck 1111.
- the base 1110 includes a conductive member.
- the conductive member of the base 1110 can function as a lower electrode.
- the electrostatic chuck 1111 is disposed on the base 1110.
- the electrostatic chuck 1111 includes a ceramic member (dielectric member) 1111a, an electrostatic electrode 1111b disposed within the ceramic member 1111a, and an electrostatic electrode 1111c disposed within the ceramic member 1111a.
- the ceramic member 1111a has a central region 111a. In one embodiment, the ceramic member 1111a also has an annular region 111b.
- the ceramic member (dielectric member) 1111a has a substrate support surface (central region 111a) and a ring support surface (annular region 111b).
- the electrostatic electrode 1111b is disposed below the central region 111a within the ceramic member 1111a.
- the electrostatic electrode 1111b has N (N is an integer of 2 or more) chuck electrodes (chuck electrodes 1111b1 to 1111b3 shown in FIG. 2, described later).
- the plasma processing apparatus 1 is equipped with a chuck power supply (AC voltage generator) 15 configured to apply a voltage to each of the N chuck electrodes.
- the chuck power supply 15 applies N-phase AC voltages that are phase-shifted from each other to the N chuck electrodes.
- the N chuck electrodes are electrically connected to the chuck power supply 15.
- the electrostatic chuck 1111 includes first to Nth (N is an integer of 2 or more) chuck electrodes 1111b1 to 1111b3 disposed below the substrate support surface (central region 111a) within the ceramic member 1111a.
- the chuck power supply 15 is configured to apply first to Nth AC voltages to the first to Nth chuck electrodes 1111b1 to 1111b3, respectively.
- the first to Nth AC voltages are phase-shifted from each other.
- the electrostatic electrode 1111c is disposed below the annular region 111b within the ceramic member 1111a.
- the electrostatic electrode 1111c has N (N is an integer of 2 or more) chuck electrodes (chuck electrodes 1111c1 to 1111c2 shown in FIG. 2, described later).
- the plasma processing apparatus 1 is provided with a chuck power supply (AC voltage generator) 16 configured to apply a voltage to each of the N chuck electrodes.
- the chuck power supply 16 applies N-phase AC voltages that are phase-shifted from each other to the N chuck electrodes.
- the N chuck electrodes are electrically connected to the chuck power supply 16.
- the electrostatic chuck 1111 includes first to Nth (N is an integer of 2 or more) chuck electrodes 1111c1 to 1111c2 disposed below the ring support surface (annular region 111b) within the ceramic member 1111a.
- the chuck power supply 16 is configured to apply first to Nth AC voltages to the first to Nth chuck electrodes 1111c1 to 1111c2, respectively.
- the first to Nth AC voltages are phase-shifted from each other.
- the RF/DC electrode When a bias RF signal and/or a DC signal, which will be described later, is supplied to the at least one RF/DC electrode, the RF/DC electrode is also referred to as a bias electrode.
- the conductive member of the base 1110 and at least one RF/DC electrode may function as multiple lower electrodes.
- the electrostatic electrode 1111b may function as a lower electrode. Therefore, the substrate support 11 includes at least one lower electrode.
- the substrate support 11 may also include a temperature adjustment module configured to adjust at least one of the electrostatic chuck 1111, the ring assembly 112, and the substrate W to a target temperature.
- the temperature adjustment module may include a heater, a heat transfer medium, a flow passage 1110a, or a combination thereof.
- a heat transfer fluid such as brine or gas flows through the flow passage 1110a.
- the flow passage 1110a is formed in the base 1110, and one or more heaters are disposed in the ceramic member 1111a of the electrostatic chuck 1111.
- the substrate support 11 may also include a first heat transfer gas supply unit configured to supply a heat transfer gas to a gap between the back surface of the substrate W and the central region 111a.
- the first heat transfer gas supply unit supplies the heat transfer gas to the gap between the back surface of the substrate W and the central region 111a via a gas flow passage penetrating the base 1110 and a supply hole penetrating the electrostatic chuck 1111.
- the substrate support 11 may also include a second heat transfer gas supply unit configured to supply a heat transfer gas to the gap between the rear surface of the edge ring 112A (see FIG. 15 described later) of the ring assembly 112 and the annular region 111b.
- the second heat transfer gas supply unit supplies a heat transfer gas to the gap between the rear surface of the edge ring 112A of the ring assembly 112 and the annular region 111b (including the diffusion groove 113 described later in FIG. 15 etc.) via a gas flow passage penetrating the base 1110 and a supply hole penetrating the electrostatic chuck 1111.
- the gas supply 20 may include at least one gas source 21 and at least one flow controller 22.
- the gas supply 20 is configured to supply at least one process gas from a respective gas source 21 through a respective flow controller 22 to the showerhead 13.
- Each flow controller 22 may include, for example, a mass flow controller or a pressure-controlled flow controller.
- the gas supply 20 may include one or more flow modulation devices to modulate or pulse the flow rate of the at least one process gas.
- the power supply 30 includes an RF power supply 31 coupled to the plasma processing chamber 10 via at least one impedance matching circuit.
- the RF power supply 31 is configured to supply at least one RF signal (RF power) to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode. This causes a plasma to be formed from at least one processing gas supplied to the plasma processing space 10s.
- the RF power supply 31 can function as at least a part of a plasma generating unit configured to generate plasma from one or more processing gases in the plasma processing chamber 10.
- a bias RF signal to the at least one lower electrode, a bias potential is generated on the substrate W, and ion components in the formed plasma can be attracted to the substrate W.
- the RF power supply 31 includes a first RF generating unit 31a and a second RF generating unit 31b.
- the first RF generating unit 31a is coupled to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode via at least one impedance matching circuit and configured to generate a source RF signal (source RF power) for plasma generation.
- the source RF signal has a frequency in the range of 10 MHz to 150 MHz.
- the first RF generating unit 31a may be configured to generate multiple source RF signals having different frequencies. The generated one or more source RF signals are supplied to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode.
- the sequence of voltage pulses may also include one or more positive polarity voltage pulses and one or more negative polarity voltage pulses within one period.
- the first and second DC generating units 32a and 32b may be provided in addition to the RF power source 31, or the first DC generating unit 32a may be provided in place of the second RF generating unit 31b.
- the exhaust system 40 may be connected to, for example, a gas exhaust port 10e provided at the bottom of the plasma processing chamber 10.
- the exhaust system 40 may include a pressure regulating valve and a vacuum pump. The pressure in the plasma processing space 10s is adjusted by the pressure regulating valve.
- the vacuum pump may include a turbomolecular pump, a dry pump, or a combination thereof.
- the electrostatic electrode 1111c has a first chuck electrode 1111c1 and a second chuck electrode 1111c2.
- the first chuck electrode 1111c1 and the second chuck electrode 1111c2 are formed in concentric rings.
- the electrostatic electrode 1111b has a first chuck electrode 1111b1, a second chuck electrode 1111b2, and a third chuck electrode 1111b3.
- the first chuck electrode 1111b1, the second chuck electrode 1111b2, and the third chuck electrode 1111b3 are formed in a spiral shape.
- the phase adjuster 152 shifts the phase of the AC voltage supplied from the power supply 151 and supplies the phase-shifted AC voltage (second AC voltage) to the second chuck electrode 1111b2.
- a phase adjuster 153 is connected between the power supply 151 and the third chuck electrode 1111b3. The phase adjuster 153 shifts the phase of the AC voltage supplied from the power supply 151 and supplies the phase-shifted AC voltage (third AC voltage) to the third chuck electrode 1111b3.
- the chuck power supply 16 includes a first power supply 163 and a second power supply 164.
- the first power supply 163 applies an AC voltage (first AC voltage) to the first chuck electrode 1111c1.
- the power supply 163 has an AC power supply 163a and a DC power supply 163b.
- the AC power supply 163a generates an AC voltage and applies it to the first chuck electrode 1111c1.
- the DC power supply 163b generates a DC voltage and superimposes it on the AC voltage applied to the first chuck electrode 1111c1.
- the power supply 163 may be configured to include only one of the AC power supply 163a and the DC power supply 163b.
- the second power supply 164 applies an AC voltage (second AC voltage) to the second chuck electrode 1111c2.
- the second arc portion 402 includes an extension portion 402a that extends toward the first arc portion 401.
- the first connection portion 411 connects the middle of the first arc portion 401 (between one end of the first arc portion 401 and the other end of the first arc portion 401) to the middle of the third arc portion 403 (between one end of the third arc portion 403 and the other end of the third arc portion 403).
- the second connection portion 412 connects the middle of the second arc portion 402 (between one end of the second arc portion 402 and the other end of the second arc portion 402) to the middle of the fourth arc portion 404 (between one end of the fourth arc portion 404 and the other end of the fourth arc portion 404).
- the first chuck electrode 1111c1 and the second chuck electrode 1111c2 are formed in a nested structure.
- the electrostatic electrode 1111b shown in FIG. 2 has been described as being formed in a spiral shape, but this is not limited thereto.
- the electrostatic electrode 1111b may be formed in an annular shape (see electrostatic electrode 1111c in FIG. 2) or in a nested structure (see electrostatic electrode 1111c in FIG. 4).
- the first to Nth chuck electrodes 1111b1 to 1111b3 have circular or ring shapes arranged concentrically.
- the first to Nth chuck electrodes 1111b1 to 1111b3 have a spiral shape or a nested structure.
- the first to Nth chuck electrodes 1111c1 to 1111c2 have ring shapes arranged concentrically.
- the first to Nth chuck electrodes 1111c1 to 1111c2 have a spiral shape or a nested structure.
- the chuck power supply 15 shown in FIG. 2 has been described as including the power supply 151 and the phase adjusters 152 and 153, but this is not limited to this.
- the configuration may also be such that three power supplies are electrically connected to the three chuck electrodes 1111b1 to 1111b3, respectively.
- FIG. 5A an example of an AC voltage applied to the first chuck electrode 1111c1 is shown by a solid line graph, and an example of an AC voltage applied to the second chuck electrode 1111c2 is shown by a dashed line graph.
- the AC voltages applied by the chuck power supply 16 to each electrode (first chuck electrode 1111c1, second chuck electrode 1111c2) of the electrostatic electrode 1111c have the same maximum amplitude, the same frequency, and different phases.
- the phase difference between the AC voltages applied to the first chuck electrode 1111c1 and the second chuck electrode 1111c2 is set to 90°. This creates a potential difference ⁇ V between the first chuck electrode 1111c1 and the second chuck electrode 1111c2.
- the chucking force with which the electrostatic chuck 1111 chucks the edge ring 112A (see Figures 6A and 6B) of the ring assembly 112 can be made constant, even if the electrostatic electrode 1111c has two poles.
- N-phase AC voltage is expressed by the following formula (1) with amplitude A and frequency f.
- n is an individual integer corresponding to each electrode up to N.
- Figure 5B shows an example of a three-phase AC voltage.
- phase difference between an electrode and other electrodes on the inner circumference side is (1/N x 360°)
- phase difference between an electrode and other electrodes on the outer circumference side is (1/N x 360°).
- edge ring 112A This allows the edge ring 112A to be electrostatically attracted in an optimal manner. Furthermore, the edge ring 112A' continues to be electrostatically attracted until it is replaced the next time. For this reason, in a configuration in which a DC voltage is applied, there is a risk of residual adhesion becoming large. In contrast, by using an AC voltage, residual adhesion can be suppressed.
- step S201 the control unit 2 places the substrate W on the substrate support surface (central region 111a) of the electrostatic chuck 1111.
- step S304 the control unit 2 controls the chuck power supply 15 to start reducing the voltage level of the AC voltage applied to the electrostatic electrode 1111b.
- step (j) is performed after the first through Nth AC voltages applied to the first through Nth chuck electrodes 1111b1 through 1111b3, respectively, are reduced to a zero voltage level. In one embodiment, step (j) is performed before the first through Nth AC voltages applied to the first through Nth chuck electrodes 1111b1 through 1111b3, respectively, are reduced to a zero voltage level.
- the electrostatic electrode 1111c has a first arc portion 301, a second arc portion 302, a third arc portion 303, and a fourth arc portion 304, arranged in this order in the radial direction from the outer periphery toward the center.
- the first arc portion 301 and the third arc portion 303 are connected by a first connection portion 311 (see FIG. 3), and the first arc portion 301 and the third arc portion 303 constitute a first chuck electrode 1111c1.
- the second arc portion 302 and the fourth arc portion 304 are connected by a second connection portion 312 (see FIG. 3), and the second arc portion 302 and the fourth arc portion 304 constitute a second chuck electrode 1111c2.
- the electrostatic chuck 1111 shown in Figures 2, 17, and 18 has a first chuck electrode 1111c1 and a second chuck electrode 1111c2, arranged in that order in the radial direction from the outer periphery toward the center. In other words, it has a double structure.
- the chucking force F11 by the first chuck electrode 1111c1 is large, and the chucking force F12 by the second chuck electrode 1111c2 is small. This can cause an imbalance in the suction force in the radial direction of the edge ring 112A, which can cause the inner circumference of the edge ring 112A to lift up.
- the bias in the distribution of the chucking force in the radial direction of the edge ring 112A is also suppressed at a timing when the applied voltage of the first chuck electrode 1111c1 is greater than the applied voltage of the second chuck electrode 1111c2. This helps prevent the edge ring 112A from floating up.
- diffusion groove 113 has been described as having a circular shape, the shape is not limited to this.
- the radial grooves 113b are provided on the ring support surface (annular region 111b) of the electrostatic chuck 1111, are connected to the annular grooves 113a, and are grooves extending from the annular grooves 113a in the radial direction of the electrostatic chuck 1111. As shown in FIG. 21, the radial grooves 113b are formed as grooves extending radially outward and inward from the annular grooves 113a. That is, one end of the radial grooves 113b is provided radially inward from the annular grooves 113a. The other end of the radial grooves 113b is provided radially outward from the annular grooves 113a.
- the radial grooves 113b are not limited to those shown in FIG. 21, and may be formed as grooves extending from the annular grooves 113a radially outward and/or radially inward.
- the radial grooves 113b may be formed as grooves extending from the annular grooves 113a radially outward and/or radially inward.
- the radial grooves 113b may be formed as grooves extending from the annular grooves 113a radially outward and/or radially inward.
- the heat transfer gas supplied from the supply hole (not shown) is diffused in the circumferential direction of the ring support surface by the annular groove portion 113a. Furthermore, the heat transfer gas is diffused in the radial direction of the ring support surface by the radial groove portion 113b. In other words, the heat transfer gas is diffused over the entire ring support surface.
- the annular groove portion 113a is provided at a position that does not overlap with each of the arc portions 301 to 304 of the electrostatic electrode 1111c.
- the annular groove portion 113a is provided on the outer circumferential side of the third arc portion 303 and on the inner circumferential side of the second arc portion 302. That is, in the radial direction, the inner circumferential side surface of the annular groove portion 113a coincides with or is provided on the outer side of the outer circumferential end face of the third arc portion 303.
- the outer circumferential side surface of the annular groove portion 113a coincides with or is provided on the inner side of the inner circumferential end face of the second arc portion 302.
- the annular groove portion 113a and the arc portions 301 to 304 of the electrostatic electrode 1111c are described as being provided in positions where they do not overlap, but this is not limited to the above. They may be configured to overlap partially.
- the overlapping area between the annular groove portion 113a and the third arc portion 303 is 17% or less of the area of the third arc portion 303.
- the radial grooves 113b are provided at positions that overlap partially with the arc portions 301 to 304 of the electrostatic electrode 1111c.
- the radial grooves 113b are provided so as to overlap with the second arc portion 302 and the third arc portion 303.
- the adhesive force F can be expressed by the following formula (2). Note that C is the combined capacitance, V is the voltage, and d is the distance between the plates (the distance between the electrostatic electrode 1111c and the edge ring 112A).
- the annular groove portion 113a of the diffusion groove 113 is provided so as not to overlap with the electrostatic electrode 1111c. That is, the combined capacitance C in the first arc portion 301 to the fourth arc portion 304 is approximately equal. This allows the suction force in the first arc portion 301, the suction force in the second arc portion 302, the suction force in the third arc portion 303, and the suction force in the fourth arc portion 304 to be approximately equal. This improves the in-plane uniformity of the suction force by the electrostatic chuck 1111. Furthermore, the improved in-plane uniformity of the suction force allows for stable temperature control of the edge ring 112A. Furthermore, the improved in-plane uniformity of the suction force allows for suppression of micro-vibrations of the edge ring 112A.
- the electrostatic chuck 1111 according to this embodiment having the diffusion grooves 113 reduces the position dependency of the chucking force, improving the in-plane uniformity of the chucking force. Furthermore, the improved in-plane uniformity of the chucking force also improves the uniformity of cooling of the edge ring 112A.
- the width of the annular groove portion 113a is preferably narrower than the distance between the third arc portion 303 and the second arc portion 302. In other words, it is preferable that the width is within the range from the outer diameter of the third arc portion 303 to the inner diameter of the second arc portion 302.
- the length (longitudinal width) of the radial groove portion 113b is preferably a length that fits between the outer diameter of the fourth arc portion 304 and the inner diameter of the first arc portion 301. Furthermore, the amount of overlap between each arc portion 302, 303 and the diffusion groove 113 is determined based on the width of the annular groove portion 113a, the length (longitudinal width) of the radial groove portion 113b, the number of the radial groove portions 113b, and the width (shortitudinal width) of the radial groove portions 113b.
- the number of radial grooves 113b and the width (short-side width) of the radial grooves 113b are preferably such that, when the length (longitudinal width) of the radial grooves 113b and the width of the annular grooves 113a are determined, the overlap amount between the third arc portion 303 and the diffusion groove 113 is 24.5% or less with respect to the electrode area of the third arc portion 303, and the overlap amount between the second arc portion 302 and the diffusion groove 113 is 45% or less with respect to the electrode area of the second arc portion 302.
- FIG. 24 is an example of a partial enlarged view of the annular region 111b of the electrostatic chuck 1111. Note that the partial enlarged view shown in FIG. 24 is a view of the electrostatic chuck 1111 viewed from above.
- FIG. 25 is an example of a cross-sectional view of the electrostatic chuck 1111 and edge ring 112A taken along line D-D.
- FIG. 26 is an example of a cross-sectional view of the electrostatic chuck 1111 and edge ring 112A taken along line E-E.
- the ring support surface (annular region 111b) of the electrostatic chuck 1111 that supports the edge ring 112A is provided with a diffusion groove 114.
- the diffusion groove 114 is a groove for diffusing the heat transfer gas (also called backside gas) supplied from a supply hole (not shown) in the circumferential and radial directions of the ring support surface.
- the diffusion groove 114 has an annular groove portion 114a1, an annular groove portion 114a2, and a number of radial groove portions 114b.
- the annular grooves 114a1 and 114a2 are provided on the ring support surface (annular region 111b) of the electrostatic chuck 1111, and are annular grooves concentric with the center of the electrostatic chuck 1111. Although not shown in the figure, a supply hole (not shown) communicates with either the annular grooves 114a1 and 114a2.
- the radial grooves 114b are provided on the ring support surface (annular region 111b) of the electrostatic chuck 1111, and are grooves that communicate with the annular grooves 114a1 and 114a2 and extend from the annular grooves 114a1 and 114a2 in the radial direction of the electrostatic chuck 1111. That is, the radial grooves 114b communicate the annular grooves 114a1 and 114a2. Also, as shown in FIG. 24, the radial grooves 114b are formed as grooves that extend radially outward and radially inward from the annular grooves 114a1 and 114a2.
- one end of the radial grooves 114b is provided radially inward from the innermost annular groove 114a1 of the multiple annular grooves 114a1 and 114a2. Additionally, the other end of the radial groove 114b is located radially outward from the outermost annular groove 114a2 of the multiple annular grooves 114a1, 114a2.
- the radial grooves 114b are not limited to those shown in FIG. 24, and may be formed as grooves extending from the annular grooves 114a1 and 114a2 to at least one of the radially outward and/or radially inward directions.
- the radial grooves 114b may be formed as grooves extending from the annular grooves 114a1 and 114a2 to at least one of the outer circumferential side and/or inner circumferential side of the electrostatic chuck 1111.
- the radial grooves 114b have been described as being linearly arranged with a groove extending radially inward from the annular groove 114a1, a groove connecting the annular groove 114a1 to the annular groove 114a2, and a groove extending radially outward from the annular groove 114a2, but are not limited to this, and may be provided in separate portions.
- the heat transfer gas supplied from the supply hole (not shown) is diffused in the circumferential direction of the ring support surface by the annular grooves 114a1 and 114a2. Furthermore, the heat transfer gas is diffused in the radial direction of the ring support surface by the radial grooves 114b. In other words, the heat transfer gas is diffused over the entire ring support surface.
- the annular grooves 114a1 and 114a2 are provided at positions that do not overlap with the arc portions 301 to 304 of the electrostatic electrode 1111c.
- the annular groove 114a1 is provided on the outer circumferential side of the fourth arc portion 304 and on the inner circumferential side of the third arc portion 303. That is, in the radial direction, the inner circumferential side surface of the annular groove 114a1 coincides with or is provided on the outer side of the outer circumferential end surface of the fourth arc portion 304.
- the outer circumferential side surface of the annular groove 114a1 coincides with or is provided on the inner side of the inner circumferential end surface of the third arc portion 303.
- the annular groove portion 114a2 is provided on the outer circumferential side of the second arc portion 302 and on the inner circumferential side of the first arc portion 301. That is, in the radial direction, the inner circumferential side surface of the annular groove portion 114a2 coincides with or is provided on the outer side of the outer circumferential end face of the second arc portion 302. In the radial direction, the outer circumferential side surface of the annular groove portion 114a2 coincides with or is provided on the inner side of the inner circumferential end face of the first arc portion 301.
- the radial grooves 114b are provided at positions that overlap partially with the arc portions 301 to 304 of the electrostatic electrode 1111c. In the example shown in FIG. 26, the radial grooves 114b are provided so as to overlap with the arc portions 301 to 304.
- the diffusion grooves 113, 114 provided in the ring support surface (annular region 111b) that supports the edge ring 112A have been described as an example, the present invention is not limited to this. The same may also be applied to the diffusion grooves in the substrate support surface (annular region 111b) that supports the substrate W. That is, the diffusion grooves provided in the substrate support surface (annular region 111b) may have one or more annular groove portions that are arranged so as not to overlap the electrostatic electrode 1111b in a planar view, and multiple radial groove portions that communicate with the annular groove portions.
- the first chuck electrode 1111c1 includes a first arc portion 501, a first connection portion 511, and a fourth arc portion 504.
- the second chuck electrode 1111c2 includes a second arc portion 502, a second connection portion 512, and a fifth arc portion 505.
- the third chuck electrode 1111c3 includes a third arc portion 503, a third connection portion 513, and a sixth arc portion 506.
- the electrostatic electrode 1111c has a first arc portion 601, a second arc portion 602, a third arc portion 603, a fourth arc portion 604, a fifth arc portion 605, a sixth arc portion 606, a seventh arc portion 607, and an eighth arc portion 608, which are arranged in this order in the radial direction from the outer periphery toward the center.
- the electrostatic electrode 1111c also has a first connection portion 611 that connects the first arc portion 601 and the fifth arc portion 605, a second connection portion 612 that connects the second arc portion 602 and the sixth arc portion 606, a third connection portion 613 that connects the third arc portion 603 and the seventh arc portion 607, and a fourth connection portion 614 that connects the fourth arc portion 604 and the eighth arc portion 608.
- the first chuck electrode 1111c1 includes a first arc portion 601, a first connection portion 611, and a fifth arc portion 605.
- the second chuck electrode 1111c2 includes a second arc portion 602, a second connection portion 612, and a sixth arc portion 606.
- the third chuck electrode 1111c3 includes a third arc portion 603, a third connection portion 613, and a seventh arc portion 607.
- the fourth chuck electrode 1111c4 includes a fourth arc portion 604, a fourth connection portion 614, and an eighth arc portion 608.
- the DC power supply 163b generates a DC voltage and superimposes it on the AC voltage applied to the first chuck electrode 1111c1.
- the power supply 163 may be configured to include only one of the AC power supply 163a and the DC power supply 163b.
- the power supply 164 includes an AC power supply 164a and a DC power supply 164b.
- the power supply 165 includes an AC power supply 165a and a DC power supply 165b.
- the power supply 166 includes an AC power supply 166a and a DC power supply 166b.
- the AC voltage of the first power supply 163, the AC voltage of the second power supply 164, the AC voltage of the third power supply 165, and the AC voltage of the fourth power supply 166 are phase-shifted from each other.
- FIG. 29 is a graph showing the relationship between the voltage and the flow of the heat transfer gas.
- “Amplitude” indicates the amplitude of the AC voltage applied to the electrostatic electrode 1111c.
- “Offset” indicates the offset voltage of the AC voltage applied to the electrostatic electrode 1111c.
- the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the voltage applied to the electrostatic electrode 1111c (chuck electrodes 1111c1 and 1111c2).
- the AC voltage applied to the chuck electrode 1111c1 is indicated by a solid line, and the AC voltage applied to the chuck electrode 1111c2 is indicated by a dashed line.
- the self-bias voltage Vdc (-1400V in the example of FIG. 29) is indicated by a dotted line.
- ⁇ V min is the minimum voltage difference between the voltage applied to the electrostatic electrode 1111c and the self-bias voltage Vdc.
- the offset voltage (average voltage of one period. Center of the amplitude of the AC voltage.) is typically indicated by a thick solid line.
- He flow the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the flow rate of He gas (heat transfer gas) supplied to the diffusion groove 113 .
- the power supply 161 includes an AC power supply 161a and a DC power supply 161b.
- the AC power supply 161a generates an AC voltage and applies it to the first chuck electrode 1111c1.
- the DC power supply 161b generates an offset voltage and superimposes it on the AC voltage applied to the first chuck electrode 1111c1.
- (b) shows the case where the voltage applied to the electrostatic electrode 1111c has an amplitude of 5000 V and an offset voltage of 0 V.
- the minimum voltage difference ⁇ V min is 2135 V. That is, by increasing the amplitude of the applied voltage, the minimum voltage difference ⁇ V min is increased compared to (a). In this case, the fluctuation in the flow rate of He gas is suppressed.
- the variation width ⁇ of the flow rate of He gas was 0.1 sccm. That is, by increasing the amplitude of the applied voltage, the fluctuation in the chucking force is suppressed, and the edge ring 112A is prevented from floating up.
- the offset amount of the voltage applied to the electrostatic electrode 1111c is not limited to the self-bias voltage Vdc. It is preferable that the offset amount of the voltage applied to the electrostatic electrode 1111c is within the range of 50% to 150% of the self-bias voltage Vdc.
- control unit 2 controls the chuck power supply 16 to control the DC voltage (offset amount) superimposed on the AC voltage applied to the electrostatic electrode 1111c (chuck electrodes 1111c1, 1111c2). This makes it possible to improve the stability of chucking while suppressing the amplitude.
- the potential difference between the back surface of the substrate W and the electrostatic electrode 1111b is (V_HV-Vdc).
- the electrostatic adsorption force of the substrate W is proportional to (V_HV-Vdc) /2 .
- control unit 2 controls the voltage V_HV (solid line) applied to the electrostatic electrode 1111b from the chuck power supply 15 so that (V_HV-Vdc) is constant.
- control unit 2 changes the voltage V_HV (solid line) applied to the electrostatic electrode 1111b from the chuck power supply 15 according to the self-bias voltage Vdc (dashed line). This makes it possible to keep the wafer chucking force constant.
- FIG 35 is a diagram showing the wafer chucking force in an example of plasma processing.
- HF indicates the output of the source RF signal.
- LF indicates the output of the bias RF signal.
- the potential indicates the direct current (DC) component of the voltage V_HV applied from the chuck power supply 15 (i.e., the voltage component of the DC power supply 158) and the self-bias voltage Vdc.
- the wafer chucking force indicates the electrostatic chucking force of the substrate W.
- the horizontal axis indicates time.
- the substrate W is subjected to plasma processing using HF and LF shown in Figure 35.
- a self-bias voltage Vdc is generated, as indicated by the dashed line.
- the self-bias voltage Vdc changes depending on the plasma processing conditions (HF, LF).
- Figure 37 is an example of a partially enlarged cross-sectional view of the substrate support portion 11 and a diagram showing the relationship with the electric potential.
- the plasma processing apparatus includes: (a) placing a substrate on the substrate support surface; (b) generating a first plasma in the plasma processing chamber; (c) applying first through Nth AC voltages to the first through Nth chuck electrodes, respectively, the first through Nth AC voltages having a first voltage level and a first frequency and being phase shifted from one another; (d) ceasing generation of the first plasma; (e) changing the first to Nth AC voltage
- the first to Nth chuck electrodes include a first chuck electrode and a second chuck electrode
- the AC voltage generator includes: an AC power supply configured to apply the first AC voltage to the first chuck electrode; a phase adjuster electrically connected between the AC power supply and the second chuck electrode and configured to apply a second AC voltage to the second chuck electrode, the second AC voltage being phase-shifted from the first AC voltage.
- the plasma processing apparatus according to claim 8. (Appendix 11) The phase difference between the first to Nth AC voltages is 1/N ⁇ 360°.
- the first to Nth chuck electrodes have a circular or ring shape. 12.
- the plasma processing apparatus is configured to perform a substrate dechucking sequence;
- the substrate dechucking sequence includes: (g) changing the first to Nth AC voltages to a third frequency higher than the second frequency while maintaining the first voltage level; (h) generating a third plasma in the plasma processing chamber; (i) initiating a decrease in the voltage levels of the first to Nth AC voltages; (j) ceasing generation of the third plasma; 15.
- the plasma processing apparatus according to claim 8, (Appendix 16) The step (j) after the first to Nth AC voltages have decreased to a zero voltage level; 16.
- the plasma processing apparatus of claim 15. (Appendix 17) The step (j) before the first to Nth AC voltages are reduced to a zero voltage level. 16.
- the first to Nth chuck electrodes include a first chuck electrode and a second chuck electrode
- the AC voltage generator includes: a first power supply configured to apply the first AC voltage to the first chuck electrode; a second power supply configured to apply the second AC voltage to the second chuck electrode, the second AC voltage being phase shifted from the first AC voltage.
- the plasma processing apparatus according to claim 4. (Appendix 7) The phase difference between the first to Nth AC voltages is 1/N ⁇ 360°. 7.
- the first to Nth AC voltages have a frequency within a range of 0.01 Hz to 100 Hz. 8.
- the first to Nth chuck electrodes have a ring shape.
- the plasma processing apparatus of claim 9. (Appendix 12) a plasma processing chamber; a plasma generating unit configured to generate a plasma in the plasma processing chamber; an electrostatic chuck disposed within the plasma processing chamber, the electrostatic chuck including a dielectric member having a substrate support surface and a ring support surface, and first through Nth chucking electrodes (N being an integer equal to or greater than 2) disposed within the dielectric member below the substrate support surface; an AC voltage generator electrically connected to the first to Nth chuck electrodes; a controller configured to perform a substrate chucking sequence;
- the substrate chucking sequence includes: (a) placing a substrate on the substrate support surface; (b) generating a first plasma in the plasma processing chamber; (c) applying first through Nth AC voltages to the first through Nth chuck electrodes, respectively, the first through Nth AC voltages having a first voltage level and a first frequency and being phase shifted from one another; (d)
- the plasma generating unit includes: a source RF power generator configured to generate a source RF power for generating the plasma;
- the source RF power is having a first power level in step (b); having a zero power level in step (d); having a second power level greater than the first power level in step (f); 13.
- the first to Nth chuck electrodes include a first chuck electrode and a second chuck electrode
- the AC voltage generator includes: a power supply configured to apply the first AC voltage to the first chuck electrode; a phase adjuster electrically connected between the power supply and the second chuck electrode and configured to apply a second AC voltage to the second chuck electrode that is phase shifted from the first AC voltage. 13.
- the plasma processing apparatus of claim 12. (Appendix 15) The phase difference between the first to Nth AC voltages is 1/N ⁇ 360°. 15.
- the plasma processing apparatus according to claim 12, (Appendix 16) The first to Nth chuck electrodes have a circular or ring shape. 16.
- the plasma processing apparatus according to claim 12, (Appendix 17) The first to Nth chuck electrodes have a spiral shape or a nested structure. 18.
- the plasma processing apparatus according to claim 12, (Appendix 18) The first to Nth AC voltages have frequencies within a range of 0.01 Hz to 100 Hz. 19.
- the plasma processing apparatus is configured to perform a substrate dechucking sequence;
- the substrate dechucking sequence includes: (g) changing the first to Nth AC voltages to a third frequency higher than the second frequency while maintaining the first voltage level; (h) generating a third plasma in the plasma processing chamber; (i) initiating a decrease in the voltage levels of the first to Nth AC voltages; (j) ceasing generation of the third plasma; 16.
- the plasma processing apparatus according to claim 12, (Appendix 20) The step (j) performed after the first to Nth AC voltages are reduced to a zero voltage level; 20.
- the plasma processing apparatus of claim 19. (Appendix 21) The step (j) before the first to Nth AC voltages are reduced to a zero voltage level.
- the plasma processing apparatus of claim 19. (Appendix 22) a plasma processing chamber; a plasma generating unit that generates plasma in the plasma processing chamber; and an electrostatic chuck that is disposed in the plasma processing chamber, the electrostatic chuck comprising a dielectric member having a substrate support surface and a ring support surface, two or more chuck electrodes that are disposed within the dielectric member below the substrate support surface, an AC voltage generator that applies an AC voltage to the chuck electrodes, and a control unit that is configured to be capable of performing a process of electrostatically attracting a substrate attracted to the substrate support surface, the control unit comprising: placing a substrate on the substrate support surface; controlling the plasma generating unit to generate a first plasma in the plasma processing chamber; controlling the AC voltage generator to apply an AC voltage having a first voltage level and a first frequency to the chuck electrode; controlling the plasma generating unit to stop generation of the first plasma; controlling the AC voltage generator to change the AC voltage applied to the chuck electrode to a second frequency greater than the first frequency while maintaining the first
- Plasma processing apparatus 10 Plasma processing chamber 11: Substrate support 111: Main body 111a: Central region 111b: Annular region 112: Ring assembly 112A: Edge ring 1110: Base 1111: Electrostatic chuck 1111a: Ceramic member (dielectric member) 1111b, 1111c Electrostatic electrode 1111b1 First chuck electrode 1111b2 Second chuck electrode 1111b3 Third chuck electrode 1111c1 First chuck electrode 1111c2 Second chuck electrode 15, 16 Chuck power supply 161 Power supply 162 Phase adjuster 163 First power supply 164 Second power supply 165 Third power supply 166 Fourth power supply 301 First arcuate portion 302 Second arcuate portion 303 Third arcuate portion 304 Fourth arcuate portion 311 First connection portion 312 Second connection portion
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Abstract
好適に静電吸着可能なプラズマ処理装置及び基板吸着方法を提供する。 プラズマ処理チャンバと、前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記リング支持面の下方に配置される複数のチャック電極とを含む、静電チャックと、複数の前記チャック電極に互いに位相シフトされている交流電圧をそれぞれ印加するように構成される交流電圧生成器と、を備え、複数の前記チャック電極は、一のチャック電極及び他のチャック電極を有し、一の前記チャック電極は、複数の円弧部を有し、他の前記チャック電極は、複数の円弧部を有し、一の前記チャック電極の円弧部と、他の前記チャック電極の円弧部とは、径方向において交互に配置される、プラズマ処理装置。
Description
本開示は、プラズマ処理装置及び基板吸着方法に関する。
特許文献1には、静電チャック上に設けられたフォーカスリングを静電吸着する静電吸着方法が開示されている。
特許文献2には、静電チャックの電極に交流電圧を印加して、基板及びエッジリングを静電吸着する基板処理装置が開示されている。
一の側面では、本開示は、好適に静電吸着可能なプラズマ処理装置及び基板吸着方法を提供する。
上記課題を解決するために、一の態様によれば、プラズマ処理チャンバと、前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記リング支持面の下方に配置される複数のチャック電極とを含む、静電チャックと、複数の前記チャック電極に互いに位相シフトされている交流電圧をそれぞれ印加するように構成される交流電圧生成器と、を備え、複数の前記チャック電極は、一のチャック電極及び他のチャック電極を有し、一の前記チャック電極は、複数の円弧部を有し、他の前記チャック電極は、複数の円弧部を有し、一の前記チャック電極の円弧部と、他の前記チャック電極の円弧部とは、径方向において交互に配置される、プラズマ処理装置が提供される。
一の側面によれば、好適に静電吸着可能なプラズマ処理装置及び基板吸着方法を提供することができる。
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
[プラズマ処理システム]
以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図1は、容量結合型のプラズマ処理装置(基板処理装置)1の構成例を説明するための図の一例である。
以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図1は、容量結合型のプラズマ処理装置(基板処理装置)1の構成例を説明するための図の一例である。
プラズマ処理システムは、容量結合型のプラズマ処理装置1及び制御部2を含む。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内に配置される。シャワーヘッド13は、基板支持部11の上方に配置される。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。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10s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10s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。プラズマ処理チャンバ10は接地される。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る。
基板支持部11は、本体部111及びリングアセンブリ112を含む。本体部111は、基板Wを支持するための中央領域111aと、リングアセンブリ112を支持するための環状領域111bとを有する。ウェハは基板Wの一例である。本体部111の環状領域111bは、平面視で本体部111の中央領域111aを囲んでいる。基板Wは、本体部111の中央領域111a上に配置され、リングアセンブリ112は、本体部111の中央領域111a上の基板Wを囲むように本体部111の環状領域111b上に配置される。従って、中央領域111aは、基板Wを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域111bは、リングアセンブリ112を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。
一実施形態において、本体部111は、基台1110及び静電チャック1111を含む。基台1110は、導電性部材を含む。基台1110の導電性部材は下部電極として機能し得る。静電チャック1111は、基台1110の上に配置される。静電チャック1111は、セラミック部材(誘電体部材)1111aと、セラミック部材1111a内に配置される静電電極1111bと、セラミック部材1111a内に配置される静電電極1111cと、を含む。セラミック部材1111aは、中央領域111aを有する。一実施形態において、セラミック部材1111aは、環状領域111bも有する。
セラミック部材(誘電体部材)1111aは、基板支持面(中央領域111a)及びリング支持面(環状領域111b)を有する。
静電電極1111bは、セラミック部材1111a内において、中央領域111aの下方に配置される。静電電極1111bは、N個(Nは2以上の整数)のチャック電極(後述する図2に示すチャック電極1111b1~1111b3)を有する。プラズマ処理装置1は、N個のチャック電極のそれぞれに電圧を印加するように構成されるチャック電源(交流電圧生成器)15を備えている。チャック電源15は、N個のチャック電極に対して互いに位相シフトされたN相の交流電圧をそれぞれ印加する。N個のチャック電極は、チャック電源15と電気的に接続される。従って、静電チャック1111は、セラミック部材1111a内において基板支持面(中央領域111a)の下方に配置される第1~第N(Nは2以上の整数)のチャック電極1111b1~1111b3を含む。そして、チャック電源15は、第1~第Nのチャック電極1111b1~1111b3に第1~第Nの交流電圧をそれぞれ印加するように構成される。第1~第Nの交流電圧は、互いに位相シフトされている。
静電電極1111cは、セラミック部材1111a内において、環状領域111bの下方に配置される。静電電極1111cは、N個(Nは2以上の整数)のチャック電極(後述する図2に示すチャック電極1111c1~1111c2)を有する。プラズマ処理装置1は、N個のチャック電極のそれぞれに電圧を印加するように構成されるチャック電源(交流電圧生成器)16を備えている。チャック電源16は、N個のチャック電極に対して互いに位相シフトされたN相の交流電圧をそれぞれ印加する。N個のチャック電極は、チャック電源16と電気的に接続される。従って、静電チャック1111は、セラミック部材1111a内においてリング支持面(環状領域111b)の下方に配置される第1~第N(Nは2以上の整数)のチャック電極1111c1~1111c2を含む。そして、チャック電源16は、第1~第Nのチャック電極1111c1~1111c2に第1~第Nの交流電圧をそれぞれ印加するように構成される。第1~第Nの交流電圧は、互いに位相シフトされている。
なお、以下の説明においては、静電電極1111b及び静電電極1111cは、それぞれ複数の電極を有するものとして説明するが静電チャック1111の構成は、これに限られるものではない。静電電極1111b及び静電電極1111cの一方が、単極の構成であってもよい。また、静電電極1111b及び静電電極1111cの一方が、直流電圧を印加する構成であってもよい。
なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック1111を囲む他の部材が環状領域111bを有してもよい。この場合、リングアセンブリ112は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック1111と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、後述するRF(Radio Frequency)電源31及び/又はDC(Direct Current)電源32に結合される少なくとも1つのRF/DC電極がセラミック部材1111a内に配置されてもよい。この場合、少なくとも1つのRF/DC電極が下部電極として機能する。後述するバイアスRF信号及び/又はDC信号が少なくとも1つのRF/DC電極に供給される場合、RF/DC電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台1110の導電性部材と少なくとも1つのRF/DC電極とが複数の下部電極として機能してもよい。また、静電電極1111bが下部電極として機能してもよい。従って、基板支持部11は、少なくとも1つの下部電極を含む。
リングアセンブリ112は、1又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、1又は複数の環状部材は、1又は複数のエッジリング112A(図6A及び図6B参照)と少なくとも1つのカバーリングとを含む。エッジリング112Aは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。
また、基板支持部11は、静電チャック1111、リングアセンブリ112及び基板Wのうち少なくとも1つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路1110a、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路1110aには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路1110aが基台1110内に形成され、1又は複数のヒータが静電チャック1111のセラミック部材1111a内に配置される。また、基板支持部11は、基板Wの裏面と中央領域111aとの間の間隙に伝熱ガスを供給するように構成された第1の伝熱ガス供給部を含んでもよい。第1の伝熱ガス供給部は、基台1110を貫通するガス流路及び静電チャック1111を貫通する供給孔を介して、基板Wの裏面と中央領域111aとの間の間隙に伝熱ガスを供給する。
また、基板支持部11は、リングアセンブリ112のエッジリング112A(後述する図15参照)の裏面と環状領域111bとの間の間隙に伝熱ガスを供給するように構成された第2の伝熱ガス供給部を含んでもよい。第2の伝熱ガス供給部は、基台1110を貫通するガス流路及び静電チャック1111を貫通する供給孔を介して、リングアセンブリ112のエッジリング112Aの裏面と環状領域111bとの間の間隙(図15等で後述する拡散溝113を含む)に伝熱ガスを供給する。
シャワーヘッド13は、ガス供給部20からの少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10s内に導入するように構成される。シャワーヘッド13は、少なくとも1つのガス供給口13a、少なくとも1つのガス拡散室13b、及び複数のガス導入口13cを有する。ガス供給口13aに供給された処理ガスは、ガス拡散室13bを通過して複数のガス導入口13cからプラズマ処理空間10s内に導入される。また、シャワーヘッド13は、少なくとも1つの上部電極を含む。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド13に加えて、側壁10aに形成された1又は複数の開口部に取り付けられる1又は複数のサイドガス注入部(SGI:Side Gas Injector)を含んでもよい。
ガス供給部20は、少なくとも1つのガスソース21及び少なくとも1つの流量制御器22を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース21からそれぞれに対応の流量制御器22を介してシャワーヘッド13に供給するように構成される。各流量制御器22は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する1又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。
電源30は、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ10に結合されるRF電源31を含む。RF電源31は、少なくとも1つのRF信号(RF電力)を少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間10sに供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、RF電源31は、プラズマ処理チャンバ10において1又はそれ以上の処理ガスからプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスRF信号を少なくとも1つの下部電極に供給することにより、基板Wにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Wに引き込むことができる。
一実施形態において、RF電源31は、第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bを含む。第1のRF生成部31aは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に結合され、プラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を生成するように構成される。一実施形態において、ソースRF信号は、10MHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第1のRF生成部31aは、異なる周波数を有する複数のソースRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のソースRF信号は、少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給される。
第2のRF生成部31bは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも1つの下部電極に結合され、バイアスRF信号(バイアスRF電力)を生成するように構成される。バイアスRF信号の周波数は、ソースRF信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスRF信号は、ソースRF信号の周波数よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスRF信号は、100kHz~60MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第2のRF生成部31bは、異なる周波数を有する複数のバイアスRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のバイアスRF信号は、少なくとも1つの下部電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。
また、電源30は、プラズマ処理チャンバ10に結合されるDC電源32を含んでもよい。DC電源32は、第1のDC生成部32a及び第2のDC生成部32bを含む。一実施形態において、第1のDC生成部32aは、少なくとも1つの下部電極に接続され、第1のDC信号を生成するように構成される。生成された第1のバイアスDC信号は、少なくとも1つの下部電極に印加される。一実施形態において、第2のDC生成部32bは、少なくとも1つの上部電極に接続され、第2のDC信号を生成するように構成される。生成された第2のDC信号は、少なくとも1つの上部電極に印加される。
種々の実施形態において、第1及び第2のDC信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、DC信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部が第1のDC生成部32aと少なくとも1つの下部電極との間に接続される。従って、第1のDC生成部32a及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。第2のDC生成部32b及び波形生成部が電圧パルス生成部を構成する場合、電圧パルス生成部は、少なくとも1つの上部電極に接続される。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、1周期内に1又は複数の正極性電圧パルスと1又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、第1及び第2のDC生成部32a,32bは、RF電源31に加えて設けられてもよく、第1のDC生成部32aが第2のRF生成部31bに代えて設けられてもよい。
排気システム40は、例えばプラズマ処理チャンバ10の底部に設けられたガス排出口10eに接続され得る。排気システム40は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間10s内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
制御部2は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置1に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部2は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置1の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部2の一部又は全てがプラズマ処理装置1に含まれてもよい。制御部2は、処理部2a1、記憶部2a2及び通信インターフェース2a3を含んでもよい。制御部2は、例えばコンピュータ2aにより実現される。処理部2a1は、記憶部2a2からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部2a2に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部2a2に格納され、処理部2a1によって記憶部2a2から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ2aに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース2a3に接続されている通信回線であってもよい。処理部2a1は、CPU(Central Processing Unit)であってもよい。記憶部2a2は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース2a3は、LAN(Local Area Network)等の通信回線を介してプラズマ処理装置1との間で通信してもよい。
次に、静電チャック1111の一例について、図2から図4を用いて説明する。図2は、静電チャック1111の静電電極1111b,1111cの配置の一例を示す平面図である。図3は、静電チャック1111の静電電極1111cの配置の他の一例を示す平面図である。図4は、静電チャック1111の静電電極1111cの配置の更に他の一例を示す平面図である。なお、図2において、静電電極1111bは、3極(N=3)の場合を例に説明する。また、図3から図4において、中央領域111aの下方に配置される静電電極1111bは図示を省略している。また、図2から図4において、静電電極1111cは、2極(N=2)の場合を例に説明する。また、図2から図4において、静電電極1111cには、ハッチングを付して明示している。
図2に示す静電チャック1111の一例において、静電電極1111cは、第1のチャック電極1111c1及び第2のチャック電極1111c2を有する。第1のチャック電極1111c1及び第2のチャック電極1111c2は、同心の環状に形成される。
チャック電源16は、電源161と、位相調整器162と、を含む。電源161は、第1のチャック電極1111c1に交流電圧(第1の交流電圧)を印加する。ここで、電源161は、交流電源161aと、直流電源161bと、を有する。交流電源161aは、交流電圧を生成して、第1のチャック電極1111c1に印加する。直流電源161bは、直流電圧を生成して、第1のチャック電極1111c1に印加する交流電圧に重畳する。なお、電源161は、交流電源161a及び直流電源161bのいずれか一方のみを備える構成であってもよい。また、電源161と第2のチャック電極1111c2との間には、位相調整器162が電気的に接続される。位相調整器162は、電源161から供給された交流電圧を位相シフトして、位相シフトされた交流電圧(第2の交流電圧)を第2のチャック電極1111c2に供給する。
また、図2に示す静電チャック1111の一例において、静電電極1111bは、第1のチャック電極1111b1、第2のチャック電極1111b2及び第3のチャック電極1111b3を有する。第1のチャック電極1111b1、第2のチャック電極1111b2及び第3のチャック電極1111b3は、渦巻き状に形成される。
チャック電源15は、電源151と、位相調整器152,153と、を含む。電源151は、第1のチャック電極1111b1に交流電圧(第1の交流電圧)を印加する。ここで、電源151は、交流電源151aと、直流電源151bと、を有する。交流電源151aは、交流電圧を生成して、第1のチャック電極1111b1に印加する。直流電源151bは、直流電圧を生成して、第1のチャック電極1111b1に印加する交流電圧に重畳する。なお、電源151は、交流電源151a及び直流電源151bのいずれか一方のみを備える構成であってもよい。また、電源151と第2のチャック電極1111b2との間には、位相調整器152が接続される。位相調整器152は、電源151から供給された交流電圧を位相シフトして、位相シフトされた交流電圧(第2の交流電圧)を第2のチャック電極1111b2に供給する。また、電源151と第3のチャック電極1111b3との間には、位相調整器153が接続される。位相調整器153は、電源151から供給された交流電圧を位相シフトして、位相シフトされた交流電圧(第3の交流電圧)を第3のチャック電極1111b3に供給する。
図3に示す静電チャック1111の他の一例において、静電電極1111cは、第1のチャック電極1111c1及び第2のチャック電極1111c2を有する。第1のチャック電極1111c1及び第2のチャック電極1111c2は、渦巻き状に形成される。静電電極1111cは、外周側から中心側に向かって径方向において順番に第1の円弧部301、第2の円弧部302、第3の円弧部303、第4の円弧部304を有する。また、静電電極1111cは、第1の円弧部301と第3の円弧部303とを接続する第1の接続部311と、第2の円弧部302と第4の円弧部304とを接続する第2の接続部312と、を有する。
第1のチャック電極1111c1は、第1の円弧部301と、第1の接続部311と、第3の円弧部303と、を含む。第2のチャック電極1111c2は、第2の円弧部302と、第2の接続部312と、第4の円弧部304と、を含む。
また、第2のチャック電極1111c2において、第2の円弧部302は、第1の円弧部301の側に延出する延出部302aを含む。これにより、第1の接続部311は、外周側に第1のチャック電極1111c1の延出部302a及び/又は第2の円弧部302が配置され、内周側に第1のチャック電極1111c1の第2の接続部312及び/又は第4の円弧部304が配置される。
また、第1のチャック電極1111c1において、第3の円弧部303は、第4の円弧部304の側に延出する延出部303aを含む。これにより、第2の接続部312は、外周側に第2のチャック電極1111c2の第1の円弧部301及び/又は第1の接続部311が配置され、内周側に第2のチャック電極1111c2の第1の接続部311及び/又は延出部303aが配置される。
ここで、第1のチャック電極1111c1において、第1の接続部311は、第1の円弧部301の一端と第3の円弧部303の一端とを接続する。また、第2のチャック電極1111c2において、第2の接続部312は、第2の円弧部302の一端と第4の円弧部304の一端とを接続する。これにより、第1のチャック電極1111c1及び第2のチャック電極1111c2は、渦巻き状に形成される。
チャック電源16は、第1の電源163と、第2の電源164と、を含む。第1の電源163は、第1のチャック電極1111c1に交流電圧(第1の交流電圧)を印加する。ここで、電源163は、交流電源163aと、直流電源163bと、を有する。交流電源163aは、交流電圧を生成して、第1のチャック電極1111c1に印加する。直流電源163bは、直流電圧を生成して、第1のチャック電極1111c1に印加する交流電圧に重畳する。なお、電源163は、交流電源163a及び直流電源163bのいずれか一方のみを備える構成であってもよい。また、第2の電源164は、第2のチャック電極1111c2に交流電圧(第2の交流電圧)を印加する。ここで、電源164は、交流電源164aと、直流電源164bと、を有する。交流電源164aは、交流電圧を生成して、第2のチャック電極1111c2に印加する。直流電源164bは、直流電圧を生成して、第2のチャック電極1111c2に印加する交流電圧に重畳する。なお、電源164は、交流電源164a及び直流電源164bのいずれか一方のみを備える構成であってもよい。更に、第1の電源163(交流電源163a)の交流電圧に対し、第2の電源164(交流電源164a)の交流電圧は、位相がシフトされている。
図4に示す静電チャック1111の更に他の一例において、静電電極1111cは、第1のチャック電極1111c1及び第2のチャック電極1111c2を有する。第1のチャック電極1111c1及び第2のチャック電極1111c2は、入れ子構造に形成される。静電電極1111cは、外周側から中心側に向かって径方向において順番に第1の円弧部401、第2の円弧部402、第3の円弧部403、第4の円弧部404を有する。また、静電電極1111cは、第1の円弧部401と第3の円弧部403とを接続する第1の接続部411と、第2の円弧部402と第4の円弧部404とを接続する第2の接続部412と、を有する。
第1のチャック電極1111c1は、第1の円弧部401と、第1の接続部411と、第3の円弧部403と、を含む。第2のチャック電極1111c2は、第2の円弧部402と、第2の接続部412と、第4の円弧部404と、を含む。なお、第4の円弧部404は、図4に示すように円環形状に形成されていてもよい。
また、第2のチャック電極1111c2において、第2の円弧部402は、第1の円弧部401の側に延出する延出部402aを含む。
ここで、第1のチャック電極1111c1において、第1の接続部411は、第1の円弧部401の途中(第1の円弧部401の一端と第1の円弧部401の他端の間)と第3の円弧部403の途中(第3の円弧部403の一端と第3の円弧部403の他端の間)とを接続する。また、第2のチャック電極1111c2において、第2の接続部412は、第2の円弧部402の途中(第2の円弧部402の一端と第2の円弧部402の他端の間)と第4の円弧部404の途中(第4の円弧部404の一端と第4の円弧部404の他端の間)とを接続する。これにより、第1のチャック電極1111c1及び第2のチャック電極1111c2は、入れ子構造に形成される。
図2に示す静電電極1111cにおいて、図3に示すように第1の電源163及び第2の電源164から交流電圧が印加される構成であってもよい。また、図3に示す静電電極1111cにおいて、図2に示すように電源161及び位相調整器162から交流電圧が印加される構成であってもよい。また、図4に示す静電電極1111cにおいて、図2に示すように電源161及び位相調整器162から交流電圧が印加される構成であってもよく、図3に示すように第1の電源163及び第2の電源164から交流電圧が印加される構成であってもよい。
図2に示す静電電極1111bにおいて、渦巻き状に形成されるものとして説明したが、これに限られるものではない。静電電極1111bは、環状(図2の静電電極1111c参照)に形成されていてもよく、入れ子構造(図4の静電電極1111c参照)に形成されていてもよい。一実施形態において、第1~第Nのチャック電極1111b1~1111b3は、同心円状に配置される円形状またはリング形状を有する。一実施形態において、第1~第Nのチャック電極1111b1~1111b3は、渦巻き形状または入れ子構造を有する。一実施形態において、第1~第Nのチャック電極1111c1~1111c2は、同心円状に配置されるリング形状を有する。一実施形態において、第1~第Nのチャック電極1111c1~1111c2は、渦巻き形状または入れ子構造を有する。
また、図2に示すチャック電源15において、電源151と、位相調整器152,153と、を含むものとして説明したが、これに限られるものではない。3つのチャック電極1111b1~1111b3に対して3つの電源がそれぞれ電気的に接続される構成であってもよい。
図5A及び図5Bは、交流電圧の一例を示すグラフである。図5Aは、2相交流電圧の一例を示すグラフである。図5Bは、3相交流電圧の一例を示すグラフである。縦軸は印加電圧を示し、横軸は時間を示す。
図5Aにおいて、第1のチャック電極1111c1に印加される交流電圧の一例を実線のグラフで示し、第2のチャック電極1111c2に印加される交流電圧の一例を破線のグラフで示す。
チャック電源16によって静電電極1111cの各電極(第1のチャック電極1111c1、第2のチャック電極1111c2)にそれぞれ印加される交流電圧は、同じ最大振幅を有し、同じ周波数を有し、互いに異なる位相を有している。例えば、第1のチャック電極1111c1、第2のチャック電極1111c2に印加される交流電圧の位相差は90°に設定される。これにより、第1のチャック電極1111c1と第2のチャック電極1111c2との間に、電位差ΔVが形成される。このように電圧を印加することにより、静電電極1111cの極数が2極であっても、静電チャック1111がリングアセンブリ112のエッジリング112A(図6A及び図6B参照)を吸着する吸着力を一定とすることができる。
また、静電電極1111cの極数がN個である場合、N相の交流電圧は、振幅Aとし、周波数fとして、以下の式(1)で表される。なお、nはN以下の各電極に対応する個別の整数である。図5Bは、3相の交流電圧の一例を示す。
Asin(2πft+n/N×360°)・・・(1)
また、ある電極において、内周側の他の電極との位相差は(1/N×360°)であり、外周側の他の電極との位相差は(1/N×360°)である。このため、隣接する電極間の電位差を小さくすることができる。これにより、電極間のショートを抑制することができる。
換言すれば、電極間の間隔を狭めることができ、電極の面積(径方向幅)を広くすることができる。これにより、リング支持面(環状領域111b)における静電電極1111cが占める割合を増やすことができる。ここで、吸着力は電極の形成された位置で発生し、電極間の絶縁領域においては吸着力が発生しない。静電チャック1111によれば、電極の面積を広くすることで、エッジリング112Aの吸着力を向上させることができる。また、吸着力の面内均一性を向上させることができる。なお、エッジリング112Aを吸着する静電電極1111cを例に説明したが、基板Wを吸着する静電電極1111bについても同様である。
次に、エッジリング112Aの静電吸着について図6A及び図6Bを用いて説明する。図6A及び図6Bは、エッジリング112Aの残留吸着を示す模式断面図の一例である。
図6Aは、直流電源16Aから静電電極1111cに直流電圧を印加する場合を示す。ここで、エッジリング112Aの洗浄や、エッジリング112Aを大気雰囲気で保管する等によって、エッジリング112Aの裏面(リング支持面との当接面)において、水分子600が付着している場合がある。図6Aの構成に示すように、静電電極1111cに直流電圧を印加した場合、静電電極1111cとエッジリング112Aとの間に形成される電界とは逆向きの電界を形成にように水分子600が整列して分極する。これにより、実効的にエッジリング112Aと静電チャック1111との吸着力を弱める働きをする。
また、直流電源16Aから静電電極1111cへの直流電圧の印加を停止した後において、水分子600の双極子モーメントによって吸着(残留吸着)が発生する。これにより、残留吸着が低減するまでエッジリング112Aを静電チャック1111から取り外すことができないおそれがある。
図6Bは、チャック電源16から静電電極1111cに交流電圧を印加する場合を示す。チャック電源16は、水分子600の分極速度よりも速い周波数、具体的には0.01Hzから100Hzの範囲内の周波数を有する交流電圧を静電電極1111cに印加する。このため、時間平均としての電界はゼロとなり、水分子600の分極を抑制することができる。これにより、水分子600の分極によるエッジリング112Aと静電チャック1111との吸着力の低下を抑制することができる。また、水分子600の分極による残留吸着を抑制することができる。
ここで、エッジリング112Aの吸着力に関する模擬的な試験結果について、図7から図8を用いて説明する。
図7は、静電電極1111cに直流電圧を印加した場合の試験結果を示す。ここでは、静電チャック1111のリング支持面にエッジリング112Aを載置して、直流電源16Aから静電電極1111cに直流電圧を印加した。その後、吸着力を測定した。最初に測定した吸着力(Try1)を網掛けした棒グラフで示す。吸着力が基準値(図7において一点鎖線で示す)未満の場合、水分子600の分極を解消するために直流電源16Aから静電電極1111cに印加する直流電圧の正負を3回逆転させた後、再度の吸着力を測定した。再度測定した吸着力(Try2)を白抜きした棒グラフで示す。
次に、静電電極1111cに印加する直流電圧を停止し、エッジリング112Aが静電チャック1111から持ち上がるか否かを測定した。持ち上がらない場合、5分ごとに持ち上げを行った。持ち上がるまでの時間(換言すれば、残留吸着が十分に低下するまでの時間)を併記する。
以上の試験を4回行った。
図7に示すように、直流電圧による吸着の場合、最初に測定した吸着力(Try1)は、基準値(図7において一点鎖線で示す)未満のものが多く含まれた。また、直流電圧の正負を3回逆転させた後に再度測定した吸着力(Try2)では、基準値を超え、好適に吸着されたことを示す。
図8は、静電電極1111cに交流電圧を印加した場合の試験結果を示す。ここでは、静電チャック1111のリング支持面にエッジリング112Aを載置して、チャック電源16から静電電極1111cに交流電圧を印加した。その後、吸着力を測定した。
次に、静電電極1111cに印加する交流電圧を停止し、エッジリング112Aが静電チャック1111から持ち上がるか否かを測定した。持ち上がらない場合、5分ごとに持ち上げを行った。持ち上がるまでの時間(換言すれば、残留吸着が十分に低下するまでの時間)を併記する。
以上の試験を5回行った。
図8に示すように、交流電圧による吸着の場合、最初に測定した吸着力から基準値(図8において一点鎖線で示す)を超えることが確認できた。
また、交流電圧による吸着の場合、待機時間を経過することなく(0min)、エッジリング112Aを持ち上げることができた。即ち、残留吸着が十分に低減されていることを確認できた。
<エッジリング112Aの交換処理>
次に、エッジリング112Aを交換する処理(エッジリング交換シーケンス)について、図9を用いて説明する。図9は、エッジリング112Aの交換処理の一例を示すフローチャートである。ここでは、静電チャック1111のリング支持面に載置された使用済みエッジリング(第1のエッジリング)112Aを未使用エッジリング(第2のエッジリング)112A'に交換する場合について説明する。
次に、エッジリング112Aを交換する処理(エッジリング交換シーケンス)について、図9を用いて説明する。図9は、エッジリング112Aの交換処理の一例を示すフローチャートである。ここでは、静電チャック1111のリング支持面に載置された使用済みエッジリング(第1のエッジリング)112Aを未使用エッジリング(第2のエッジリング)112A'に交換する場合について説明する。
なお、交換処理の開始時において、静電チャック1111のリング支持面に使用済みエッジリング(第1のエッジリング)112Aが載置され、静電電極1111cに交流電圧が印加され、使用済みエッジリング112Aが静電チャック1111に吸着されているものとする。
ステップS101において、制御部2は、チャック電源16を制御して、静電電極1111cに印加する交流電圧を停止する。
ステップS102において、制御部2は、静電チャック1111のリング支持面から使用済みエッジリング112Aを取り外す。例えば、制御部2は、搬送装置(図示せず)を制御して、使用済みエッジリング112Aを静電チャック1111のリング支持面から取り外し、使用済みエッジリング112Aをプラズマ処理チャンバ10外に搬出する。ここで、図8に示すように、静電電極1111cに印加する電圧として交流電圧を用いることにより、残留吸着を抑制することができる。よって、残留吸着力が低減するまでの待ち時間を削減または不要とすることができ、使用済みエッジリング112Aを取り外すことができる。
ステップS103において、制御部2は、静電チャック1111のリング支持面に未使用エッジリング(第2のエッジリング)112A'を載置する。例えば、制御部2は、搬送装置(図示せず)を制御して、未使用エッジリング112A'をプラズマ処理チャンバ10内に搬入し、未使用エッジリング112A'を静電チャック1111のリング支持面に載置する。
ステップS104において、制御部2は、チャック電源16を制御して、静電電極1111cに交流電圧を印加する。ここで、図8に示すように、1回の吸着処理で好適に未使用エッジリング112A'を吸着することができる。
従って、上述したエッジリング交換シーケンスは、下記の工程(a)~(d)を含む。
(a)第1~第Nのチャック電極1111c1~1111c2にそれぞれ印加される第1~第Nの交流電圧をオン状態からオフ状態に変更する工程、
(b)リング支持面(環状領域111b)上の第1のエッジリング112Aを取り外す工程、
(c)リング支持面(環状領域111b)上に第2のエッジリング112A'を載置する工程、
(d)第1~第Nのチャック電極1111c1~1111c2にそれぞれ印加される第1~第Nの交流電圧をオフ状態からオン状態に変更する工程。
(a)第1~第Nのチャック電極1111c1~1111c2にそれぞれ印加される第1~第Nの交流電圧をオン状態からオフ状態に変更する工程、
(b)リング支持面(環状領域111b)上の第1のエッジリング112Aを取り外す工程、
(c)リング支持面(環状領域111b)上に第2のエッジリング112A'を載置する工程、
(d)第1~第Nのチャック電極1111c1~1111c2にそれぞれ印加される第1~第Nの交流電圧をオフ状態からオン状態に変更する工程。
これによれば、好適にエッジリング112Aを静電吸着することができる。また、エッジリング112A'は、次に交換がなされるまで静電吸着され続ける。このため、直流電圧を印加する構成では、残留吸着が大きくなるおそれがある。これに対し、交流電圧を用いることにより、残留吸着を抑制することができる。
なお、ステップS102及びステップS103における使用済みエッジリング112Aの取り外し及び未使用エッジリング112A'の載置は、プラズマ処理チャンバ10を開き大気開放した状態で、オペレータが作業してもよい。
<基板Wの吸着処理>
次に、基板Wの吸着処理(基板チャックシーケンス)について、図10及び図11を用いて説明する。図10は、基板Wの吸着処理の一例を示すフローチャートである。図11は、基板Wの吸着処理の一例を示すタイムチャートである。図11において、HFは、プラズマ生成用の高周波電力を示す。即ち、第1のRF生成部31aが少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給するプラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を示す。ACVoltageは、静電電極1111bに印加される高周波電圧の電圧レベル(式(1)における振幅Aに相当)を示す。ACFrequencyは、静電電極1111bに印加される高周波電圧の周波数(式(1)における周波数fに相当)を示す。なお、静電電極1111bは例えば3極のチャック電極1111b1,1111b2,1111b3(図2参照)であって、3極のチャック電極1111b1,1111b2,1111b3のそれぞれに式(1)に示すように位相差120°の高周波電圧が印加される。ACFR-aは、第1のチャック電極1111c1に印加される高周波電圧の電圧レベル(式(1)における振幅Aに相当)を示す。ACFR-bは、第2のチャック電極1111c2に印加される高周波電圧の電圧レベル(式(1)における振幅Aに相当)を示す。なお、図10及び図11に示す処理において、エッジリング112Aは静電チャック1111に吸着された状態を維持している。
次に、基板Wの吸着処理(基板チャックシーケンス)について、図10及び図11を用いて説明する。図10は、基板Wの吸着処理の一例を示すフローチャートである。図11は、基板Wの吸着処理の一例を示すタイムチャートである。図11において、HFは、プラズマ生成用の高周波電力を示す。即ち、第1のRF生成部31aが少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給するプラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を示す。ACVoltageは、静電電極1111bに印加される高周波電圧の電圧レベル(式(1)における振幅Aに相当)を示す。ACFrequencyは、静電電極1111bに印加される高周波電圧の周波数(式(1)における周波数fに相当)を示す。なお、静電電極1111bは例えば3極のチャック電極1111b1,1111b2,1111b3(図2参照)であって、3極のチャック電極1111b1,1111b2,1111b3のそれぞれに式(1)に示すように位相差120°の高周波電圧が印加される。ACFR-aは、第1のチャック電極1111c1に印加される高周波電圧の電圧レベル(式(1)における振幅Aに相当)を示す。ACFR-bは、第2のチャック電極1111c2に印加される高周波電圧の電圧レベル(式(1)における振幅Aに相当)を示す。なお、図10及び図11に示す処理において、エッジリング112Aは静電チャック1111に吸着された状態を維持している。
なお、基板Wの吸着処理の開始時において、静電チャック1111のリング支持面にエッジリング112Aが載置され、第1のチャック電極1111c1及び第2のチャック電極1111c2に交流電圧が印加され、エッジリング112Aが静電チャック1111に吸着されているものとする。
ステップS201において、制御部2は、基板Wを静電チャック1111の基板支持面(中央領域111a)に載置する。
ステップS202において、制御部2は、プラズマ生成部を制御して、プラズマ処理チャンバ10内に除電用のプラズマ(第1のプラズマ)を生成する。ここでは、第1のRF生成部31aは、少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極にプラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を供給する。これにより、プラズマ処理チャンバ10内に除電用のプラズマを生成する。このプラズマに基板Wの表面が曝されることにより、基板Wの表面に帯電した電荷を逃がすことができる。
ステップS203において、制御部2は、チャック電源15を制御して、静電電極1111bに交流電圧を印加する。ここでは、第1の電圧レベル(式(1)における振幅Aに相当)及び第1の周波数(式(1)における周波数fに相当)の交流電圧を印加する。ここで、第1の周波数は、水分子600の分極速度よりも速い周波数、具体的には、0.01Hzから100Hzの範囲内の周波数である。
ステップS204において、制御部2は、プラズマ生成部を制御して、プラズマ処理チャンバ10内の除電用プラズマ生成を停止する。
ステップS205において、制御部2は、チャック電源15を制御して、静電電極1111bに印加する交流電圧の周波数を変更する。ここでは、第1の電圧レベルを維持しつつ、周波数を第1の周波数から第1の周波数よりも小さな周波数である第2の周波数に変更する。
ステップS206において、制御部2は、プラズマ生成部を制御して、プラズマ処理チャンバ10内に基板処理用のプラズマ(第2のプラズマ)を生成する。ここでは、第1のRF生成部31aは、少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極にプラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を供給する。
従って、上述した基板チャックシーケンスは、以下の工程(a)~(f)を含む。
(a)基板支持面(中央領域111a)に基板Wを載置する工程、
(b)プラズマ処理チャンバ10内に第1のプラズマを生成する工程、
(c)第1~第Nのチャック電極1111b1~1111b3に第1~第Nの交流電圧をそれぞれ印加する工程(第1~第Nの交流電圧は、第1の電圧レベル及び第1の周波数を有し、互いに位相シフトされている)、
(d)第1のプラズマの生成を停止する工程、
(e)第1~第Nのチャック電極1111b1~1111b3にそれぞれ印加される第1~第Nの交流電圧を、第1の電圧レベルに維持しつつ、第1の周波数よりも大きい第2の周波数に変更する工程、
(f)プラズマ処理チャンバ内に第2のプラズマを生成する工程。
(a)基板支持面(中央領域111a)に基板Wを載置する工程、
(b)プラズマ処理チャンバ10内に第1のプラズマを生成する工程、
(c)第1~第Nのチャック電極1111b1~1111b3に第1~第Nの交流電圧をそれぞれ印加する工程(第1~第Nの交流電圧は、第1の電圧レベル及び第1の周波数を有し、互いに位相シフトされている)、
(d)第1のプラズマの生成を停止する工程、
(e)第1~第Nのチャック電極1111b1~1111b3にそれぞれ印加される第1~第Nの交流電圧を、第1の電圧レベルに維持しつつ、第1の周波数よりも大きい第2の周波数に変更する工程、
(f)プラズマ処理チャンバ内に第2のプラズマを生成する工程。
これにより、プラズマ処理チャンバ10内に基板処理用のプラズマを生成する。また、ソースRF電力は、工程(b)において第1の電力レベルを有し、工程(d)においてゼロ電力レベルを有し、工程(f)において第1の電力レベルよりも大きい第2の電力レベルを有する。
図10及び図11に示す処理によれば、ステップS203おいて、基板処理(S206)における静電電極1111bに印加する交流電圧の周波数(第2の周波数)よりも高い周波数である第1の周波数で基板Wを静電吸着する。これにより、基板Wの表面に吸着した水分子600の分極速度よりも速い周波数(例えば、0.01Hzから100Hzの範囲内の周波数)の交流電圧を静電電極1111cに印加することにより、時間平均としての電界はゼロとなり、水分子600の分極を抑制することができる。これにより、水分子600の分極によるエッジリング112Aと静電チャック1111との吸着力の低下を抑制することができる。
また、ステップS205おいて、静電電極1111bに印加する交流電圧の周波数を第2の周波数(第1の周波数>第2の周波数)に変更する。これにより、ステップS206の基板処理において、静電電極1111bに印加する交流電圧が基板処理に与える影響を抑制することができる。
<基板Wの吸着解除処理>
次に、基板Wの吸着解除処理(基板デチャックシーケンス)について、図12から図14を用いて説明する。図12は、基板Wの吸着解除処理の一例を示すフローチャートである。図13は、基板Wの吸着解除処理の一例を示すタイムチャートである。図14は、基板Wの吸着解除処理の他の一例を示すタイムチャートである。図13及び図14において、HFは、プラズマ生成用の高周波電力を示す。即ち、第1のRF生成部31aが少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給するプラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を示す。ACVoltageは、静電電極1111bに印加される高周波電圧の電圧レベル(式(1)における振幅Aに相当)を示す。ACFrequencyは、静電電極1111bに印加される高周波電圧の周波数(式(1)における周波数fに相当)を示す。なお、静電電極1111bは例えば3極のチャック電極1111b1,1111b2,1111b3(図2参照)であって、3極のチャック電極1111b1,1111b2,1111b3のそれぞれに式(1)に示すように位相差120°の高周波電圧が印加される。ACFR-aは、第1のチャック電極1111c1に印加される高周波電圧の電圧レベル(式(1)における振幅Aに相当)を示す。ACFR-bは、第2のチャック電極1111c2に印加される高周波電圧の電圧レベル(式(1)における振幅Aに相当)を示す。なお、図10及び図11に示す処理において、エッジリング112Aは静電チャック1111に吸着された状態を維持している。
次に、基板Wの吸着解除処理(基板デチャックシーケンス)について、図12から図14を用いて説明する。図12は、基板Wの吸着解除処理の一例を示すフローチャートである。図13は、基板Wの吸着解除処理の一例を示すタイムチャートである。図14は、基板Wの吸着解除処理の他の一例を示すタイムチャートである。図13及び図14において、HFは、プラズマ生成用の高周波電力を示す。即ち、第1のRF生成部31aが少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給するプラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を示す。ACVoltageは、静電電極1111bに印加される高周波電圧の電圧レベル(式(1)における振幅Aに相当)を示す。ACFrequencyは、静電電極1111bに印加される高周波電圧の周波数(式(1)における周波数fに相当)を示す。なお、静電電極1111bは例えば3極のチャック電極1111b1,1111b2,1111b3(図2参照)であって、3極のチャック電極1111b1,1111b2,1111b3のそれぞれに式(1)に示すように位相差120°の高周波電圧が印加される。ACFR-aは、第1のチャック電極1111c1に印加される高周波電圧の電圧レベル(式(1)における振幅Aに相当)を示す。ACFR-bは、第2のチャック電極1111c2に印加される高周波電圧の電圧レベル(式(1)における振幅Aに相当)を示す。なお、図10及び図11に示す処理において、エッジリング112Aは静電チャック1111に吸着された状態を維持している。
なお、基板Wの吸着解除処理の開始時において、静電チャック1111のリング支持面にエッジリング112Aが載置され、第1のチャック電極1111c1及び第2のチャック電極1111c2に交流電圧が印加され、エッジリング112Aが静電チャック1111に吸着されているものとする。また、静電チャック1111の基板支持面に基板Wが載置され、第1のチャック電極1111b1~第3のチャック電極1111c3に交流電圧が印加され、基板Wが静電チャック1111に吸着されているものとする。なお、第1のチャック電極1111b1~第3のチャック電極1111c3に交流電圧は、第1の電圧レベルと、第2の周波数を有する。
ステップS301において、制御部2は、プラズマ生成部を制御して、プラズマ処理チャンバ10内に基板処理用のプラズマ(第2のプラズマ)を生成する。これにより、基板Wにプラズマ処理を施す。ここでは、第1のRF生成部31aは、少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極にプラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を供給する。これにより、プラズマ処理チャンバ10内に基板処理用のプラズマを生成する。
ステップS302において、制御部2は、チャック電源15を制御して、静電電極1111bに印加する交流電圧の周波数を変更する。ここでは、第1の電圧レベルを維持しつつ、周波数を第2の周波数から第2の周波数よりも大きな周波数である第3の周波数に変更する。ここで、第3の周波数は、水分子600の分極速度よりも速い周波数、具体的には、0.01Hzから100Hzの範囲内の周波数である。
ステップS303において、制御部2は、プラズマ生成部を制御して、プラズマ処理チャンバ10内に除電用のプラズマ(第3のプラズマ)を生成する。ここでは、第1のRF生成部31aは、少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極にプラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を供給する。これにより、プラズマ処理チャンバ10内に除電用のプラズマを生成する。このプラズマに基板Wの表面が曝されることにより、基板Wの表面に帯電した電荷を逃がすことができる。
ステップS304において、制御部2は、チャック電源15を制御して、静電電極1111bに印加する交流電圧の電圧レベルの減少を開始する。
ステップS305において、制御部2は、プラズマ生成部を制御して、プラズマ処理チャンバ10内の除電用プラズマ生成を停止する。
なお、図13に示すように、ステップS305に示すプラズマの生成を停止する時点において、静電電極1111bに印加する交流電圧の電圧レベルを十分に小さくし、ステップS305に示すプラズマの生成を停止した後に、静電電極1111bに印加する交流電圧の電圧レベルをゼロとしてもよい。
また、図13では、静電電極1111bに印加する交流電圧の電圧レベルを連続的に減少させるものとして図示しているが、これに限られるものではない。例えば、静電電極1111bに印加する交流電圧の電圧レベルを多段階でステップ状に減少させるものとしてもよい。
また、図14に示すように、ステップS305に示すプラズマの生成を停止する前に静電電極1111bに印加する交流電圧の電圧レベルをゼロとしてもよい。
図12から図14に示す処理によれば、ステップS203おいて、基板処理(S301)における静電電極1111bに印加する交流電圧の周波数(第2の周波数)よりも高い周波数である第3の周波数を印加する。これにより、水分子600の分極によるエッジリング112Aと静電チャック1111との残留吸着を抑制することができる。
従って、上述した基板デチャックシーケンスは、以下の工程(g)~(j)を含む。
(g)第1~第Nのチャック電極1111b1~1111b3にそれぞれ印加される第1~第Nの交流電圧を、第1の電圧レベルに維持しつつ、第2の周波数よりも大きい第3の周波数に変更する工程、
(h)プラズマ処理チャンバ内に第3のプラズマを生成する工程、
(i)第1~第Nのチャック電極1111b1~1111b3にそれぞれ印加される第1~第Nの交流電圧の電圧レベルの減少を開始する工程、
(j)第3のプラズマの生成を停止する工程。
(g)第1~第Nのチャック電極1111b1~1111b3にそれぞれ印加される第1~第Nの交流電圧を、第1の電圧レベルに維持しつつ、第2の周波数よりも大きい第3の周波数に変更する工程、
(h)プラズマ処理チャンバ内に第3のプラズマを生成する工程、
(i)第1~第Nのチャック電極1111b1~1111b3にそれぞれ印加される第1~第Nの交流電圧の電圧レベルの減少を開始する工程、
(j)第3のプラズマの生成を停止する工程。
一実施形態において、工程(j)は、第1~第Nのチャック電極1111b1~1111b3にそれぞれ印加される第1~第Nの交流電圧がゼロ電圧レベルまで減少した後に行われる。一実施形態において、工程(j)は、第1~第Nのチャック電極1111b1~1111b3にそれぞれ印加される第1~第Nの交流電圧がゼロ電圧レベルまで減少する前に行われる。
次に、図3に示す静電チャック1111の静電電極1111cによるエッジリング112Aの静電吸着の一例について、図15から図20を用いて説明する。
図15は、一実施形態に係る静電チャック1111及びエッジリング112Aの断面図の一例である。ここでは、図3に示す静電電極1111cを有する静電チャック1111を例に説明する。図15は、A-A(図3参照)で切断した静電チャック1111及びエッジリング112Aの断面図の一例である。また、図15(及び後述する図17から図26)において、左側が静電チャック1111の中心側に相当し、右側が静電チャック1111の外周側に相当する。
エッジリング112Aを支持する静電チャック1111のリング支持面(環状領域111b)には、拡散溝113が設けられている。拡散溝113は、エッジリング112Aとリング支持面との間の空隙に伝熱ガスを拡散させる。また、拡散溝113は、伝熱ガス供給部から供給孔を介して供給された伝熱ガス(裏面ガスともいう。)をリング支持面の周方向及び径方向に拡散させるための溝である。拡散溝113は、静電チャック1111の中心と同心の円環形状の溝である。なお、図示は省略するが、供給孔は拡散溝113と連通する。
静電電極1111cは、外周側から中心側に向かって径方向において順番に第1の円弧部301、第2の円弧部302、第3の円弧部303、第4の円弧部304を有する。第1の円弧部301と第3の円弧部303とは、第1の接続部311(図3参照)で接続されており、第1の円弧部301及び第3の円弧部303は、第1のチャック電極1111c1を構成する。第2の円弧部302と第4の円弧部304とは、第2の接続部312(図3参照)で接続されており、第2の円弧部302及び第4の円弧部304は、第2のチャック電極1111c2を構成する。
また、環状領域111bには、外周側から第1の円弧部301が配置される第1の円環領域と、第2の円弧部302が配置される第2の円環領域と、第3の円弧部303が配置される第3の円環領域と、第4の円弧部304が配置される第4の円環領域と、を有する。第1の接続部311は、第1の円環領域の第1の円弧部301から第2の円環領域を通り、第3の円環領域の第3の円弧部303へと接続する。第2の円環領域の第2の円弧部302は、切り欠き部を有しており、その切り欠き部に第1の接続部311が配置される。第2の接続部312は、第2の円環領域の第2の円弧部302から第3の円環領域を通り、第4の円環領域の第4の円弧部304へと接続する。第3の円環領域の第3の円弧部303は、切り欠き部を有しており、その切り欠き部に第2の接続部312が配置される。
図16は、静電電極1111cに印加される交流電圧の一例を示すグラフである。図16において、第1のチャック電極1111c1に印加される交流電圧の一例を実線のグラフで示し、第2のチャック電極1111c2に印加される交流電圧の一例を破線のグラフで示す。ここでは、第1のチャック電極1111c1には、振幅WACの交流電圧が印加される。また、第2のチャック電極1111c2には、振幅WACであって、第1のチャック電極1111c1に印加される交流電圧とは位相が異なる交流電圧が印加される。また、図16において、タイミングT1は、第1のチャック電極1111c1の印加電圧と第2のチャック電極1111c2の印加電圧とが異なるタイミングである。また、タイミングT2は、第1のチャック電極1111c1の印加電圧と第2のチャック電極1111c2の印加電圧とが等しいタイミングである。
図17及び図18は、他の実施形態に係る静電チャック1111及びエッジリング112Aの断面図の一例である。ここでは、図2に示す静電電極1111cを有する静電チャック1111の例を示す。また、図17では、タイミングT1(図16参照)における吸着力の大きさを白抜き矢印の長さで示す。図18では、タイミングT2(図16参照)における吸着力の大きさを白抜き矢印の長さで示す。
図2及び図17,18に示す静電チャック1111は、外周側から中心側に向かって径方向において順番に第1のチャック電極1111c1、第2のチャック電極1111c2を有する。即ち、2重の構造となっている。
図16に示すタイミングT1において、第2のチャック電極1111c2の印加電圧の方が第1のチャック電極1111c1の印加電圧よりも大きい。このため、図17に示すように、第1のチャック電極1111c1による吸着力F11は小さく、第2のチャック電極1111c2による吸着力F12は大きくなる。このため、エッジリング112Aの径方向において吸着力に偏りが生じて、エッジリング112Aの外周側が浮き上がるおそれがある。なお、図示は省略するが、第1のチャック電極1111c1の印加電圧の方が第2のチャック電極1111c2の印加電圧の方よりも大きいタイミングにおいては、第1のチャック電極1111c1による吸着力F11は大きく、第2のチャック電極1111c2による吸着力F12は小さくなる。このため、エッジリング112Aの径方向において吸着力に偏りが生じて、エッジリング112Aの内周側が浮き上がるおそれがある。
図16に示すタイミングT2において、第1のチャック電極1111c1の印加電圧と第2のチャック電極1111c2の印加電圧とは同等となっている。このため、図18に示すように、第1のチャック電極1111c1による吸着力F13と、第2のチャック電極1111c2による吸着力F14とは、等しくなる。
このように、図2及び図17,18に示す静電チャック1111においては、エッジリング112Aの吸着安定性が低下するおそれがある。エッジリング112Aの吸着安定性が低下することにより、拡散溝113からプラズマ処理空間10sにリークする伝熱ガスが増えるおそれがある。また、エッジリング112Aと本体部111との接触が低下することで、エッジリング112Aから本体部111への伝熱性が低下するおそれがある。
図19及び図20は、一実施形態に係る静電チャック1111及びエッジリング112Aの断面図の一例である。ここでは、図15と同様に、図3に示す静電電極1111cを有する静電チャック1111の例を示す。また、図19では、タイミングT1(図16参照)における吸着力の大きさを白抜き矢印の長さで示す。図20では、タイミングT2(図16参照)における吸着力の大きさを白抜き矢印の長さで示す。
図3及び図19,20に示す静電チャック1111は、外周側から中心側に向かって径方向において順番に第1の円弧部301(第1のチャック電極1111c1)、第2の円弧部302(第2のチャック電極1111c2)、第3の円弧部303(第1のチャック電極1111c1)、第4の円弧部304(第2のチャック電極1111c2)、を有する。即ち、4重の構造となっている。
図16に示すタイミングT1において、第2のチャック電極1111c2の印加電圧の方が第1のチャック電極1111c1の印加電圧よりも大きい。このため、図19に示すように、第1のチャック電極1111c1による吸着力F21,F23は小さく、第2のチャック電極1111c2による吸着力F22,F24は大きくなる。しかしながら、第1のチャック電極1111c1と第2のチャック電極1111c2とが径方向にみて交互に配置されることにより、エッジリング112Aの径方向において吸着力の分布の偏りを抑制する。これにより、エッジリング112Aの浮き上がりを抑制することができる。なお、図示は省略するが、第1のチャック電極1111c1の印加電圧の方が第2のチャック電極1111c2の印加電圧の方よりも大きいタイミングにおいても同様に、エッジリング112Aの径方向において吸着力の分布の偏りを抑制する。これにより、エッジリング112Aの浮き上がりを抑制することができる。
図16に示すタイミングT2において、第1のチャック電極1111c1の印加電圧と第2のチャック電極1111c2の印加電圧とは同等となっている。このため、図20に示すように、第1のチャック電極1111c1による吸着力F13と、第2のチャック電極1111c2による吸着力F14とは、等しくなる。
このように、図3及び図15、図19,20に示す静電チャック1111においては、チャック電極1111c1,1111c2は、多重環構造を有する。即ち、チャック電極1111c1は、径の異なる第1の円弧部301及び第3の円弧部303を有する。また、チャック電極1111c2は、径の異なる第2の円弧部302及び第4の円弧部304を有する。そして、チャック電極1111c1の円弧部とチャック電極1111c2の円弧部とは、径方向に交互に配置される。即ち、一のチャック電極は複数の円弧部を有し、他のチャック電極は複数の円弧部を有し、一のチャック電極の円弧部と他のチャック電極の円弧部とは、径方向において交互に配置される。これにより、エッジリング112Aの径方向において吸着力の分布の偏りを抑制する。これにより、エッジリング112Aの浮き上がりを抑制することができる。
また、チャック電極1111c1は、第1の円弧部301と第3の円弧部303とを接続する第1の接続部311を有する。また、チャック電極1111c2は、第2の円弧部302と第4の円弧部304とを接続する第2の接続部312を有する。これにより、複数の円弧部に対して、1つの電源から電圧を印加することができる。よって、電源163,164からチャック電極1111c1,1111c2への給電ラインの増加を抑制することができる。
なお、拡散溝113の形状は、円環状であるものとして説明したが、これに限られるものではない。
図21は、静電チャック1111の環状領域111bにおける部分拡大図の一例である。なお、図21に示す部分拡大図は静電チャック1111を上方から見た図である。図22は、B-Bで切断した静電チャック1111及びエッジリング112Aの断面図の一例である。図23は、C-Cで切断した静電チャック1111及びエッジリング112Aの断面図の一例である。
エッジリング112Aを支持する静電チャック1111のリング支持面(環状領域111b)には、拡散溝113が設けられている。拡散溝113は、エッジリング112Aとリング支持面との間の空隙に伝熱ガスを拡散させる。また、拡散溝113は、供給孔(図示せず)から供給された伝熱ガス(裏面ガスともいう。)をリング支持面の周方向及び径方向に拡散させるための溝である。
拡散溝113は、円環状溝部113aと、複数の放射状溝部113bと、を有する。
円環状溝部113aは、静電チャック1111のリング支持面(環状領域111b)に設けられ、静電チャック1111の中心と同心の円環形状の溝である。なお、図示は省略するが、供給孔(図示せず)は円環状溝部113aと連通する。
放射状溝部113bは、静電チャック1111のリング支持面(環状領域111b)に設けられ、円環状溝部113aと連通し、円環状溝部113aから静電チャック1111の径方向に伸びる溝である。また、図21に示すように、放射状溝部113bは、円環状溝部113aから径方向外側及び径方向内側に伸びる溝として形成される。即ち、放射状溝部113bの一端は、円環状溝部113aよりも径方向内側に設けられる。また、放射状溝部113bの他端は、円環状溝部113aよりも径方向外側に設けられる。
なお、放射状溝部113bは、図21に示すものに限られず、円環状溝部113aから径方向外側及び/又は径方向内側の少なくとも一方に伸びる溝として形成されてもよい。また、放射状溝部113bは、円環状溝部113aから静電チャック1111の外周側及び/又は静電チャック1111の内周側の少なくとも一方に伸びる溝として形成されてもよい。
このように、供給孔(図示せず)から供給された伝熱ガスは、円環状溝部113aによってリング支持面の周方向に拡散される。更に、伝熱ガスは、放射状溝部113bによってリング支持面の径方向に拡散される。即ち、伝熱ガスは、リング支持面の全体にわたって拡散される。
また、リング支持面を平面視した際、円環状溝部113aは、静電電極1111cの各円弧部301~304と重ならない位置に設けられる。図22に示す例では、円環状溝部113aは、第3の円弧部303よりも外周側かつ、第2の円弧部302よりも内周側に設けられる。即ち、径方向において、円環状溝部113aの内周側側面は、第3の円弧部303の外周側端面と一致又は外側に設けられる。また、径方向において、円環状溝部113aの外周側側面は、第2の円弧部302の内周側端面と一致又は内側に設けられる。
なお、図22では、円環状溝部113aと静電電極1111cの各円弧部301~304とは、重ならない位置に設けられるものとして説明したが、これに限られるものではない。一部がオーバーラップする構成であってもよい。例えば、円環状溝部113aの内周側が第3の円弧部303とオーバーラップする場合、第3の円弧部303の面積に対する円環状溝部113aと第3の円弧部303とがオーバーラップする面積が17%以下であることが好ましい。同様に、円環状溝部113aの外周側が第2の円弧部302とオーバーラップする場合、第2の円弧部302の面積に対する円環状溝部113aと第2の円弧部302とがオーバーラップする面積が36%以下であることが好ましい。
また、リング支持面を平面視した際、放射状溝部113bは、静電電極1111cの各円弧部301~304と一部が重なる位置に設けられる。図23に示す例では、放射状溝部113bは、第2の円弧部302及び第3の円弧部303と重なるように設けられる。
次に、エッジリング112Aを静電吸着する吸着力について説明する。
ここで、吸着力Fは、以下の式(2)で表すことができる。なお、Cは合成容量であり、Vは電圧であり、dは極板間距離(静電電極1111cとエッジリング112Aとの距離)である。
F=CV2/2d ・・・(2)
式(1)に示すように、静電電極1111cの各円弧部301~304に印加する電圧Vが等しく、極板間距離dが等しい場合であっても、合成容量Cが異なると吸着力Fが異なることとなる。
拡散溝113の円環状溝部113aは、静電電極1111cと重ならないように設けられる。即ち、第1の円弧部301~第4の円弧部304における合成容量Cは、略等しくなる。これにより、第1の円弧部301における吸着力、第2の円弧部302における吸着力、第3の円弧部303における吸着力、第4の円弧部304における吸着力を略等しくすることができる。これにより、静電チャック1111による吸着力の面内均一性が向上する。また、吸着力の面内均一性が向上することで、エッジリング112Aの温度制御を安定とすることができる。また、吸着力の面内均一性が向上することで、エッジリング112Aの微振動を抑制することができる。
このように、拡散溝113を有する本実施形態に係る静電チャック1111によれば、吸着力の位置依存が緩和され、吸着力の面内均一性が向上する。また、吸着力の面内均一性が向上することで、エッジリング112Aの冷却の均一性も向上する。
なお、円環状溝部113aの幅は、第3の円弧部303と第2の円弧部302との間隔よりも狭いことが好ましい。換言すれば、第3の円弧部303の外径から第2の円弧部302の内径までの間に収まる幅であることが好ましい。
放射状溝部113bの長さ(長手方向の幅)は、第4の円弧部304の外径から第1の円弧部301の内径までの間に収まる長さであることが好ましい。また、各円弧部302,303と拡散溝113とのオーバーラップ量は、円環状溝部113aの幅、放射状溝部113bの長さ(長手方向の幅)、放射状溝部113bの個数及び放射状溝部113bの幅(短手方向の幅)に基づいて定まる。放射状溝部113bの個数及び放射状溝部113bの幅(短手方向の幅)は、放射状溝部113bの長さ(長手方向の幅)及び円環状溝部113aの幅が定められたとき、第3の円弧部303の電極面積に対して第3の円弧部303と拡散溝113とのオーバーラップ量が24.5%以下となり、かつ、第2の円弧部302の電極面積に対して第2の円弧部302と拡散溝113とのオーバーラップ量が45%以下となるような寸法が好ましい。
図24は、静電チャック1111の環状領域111bにおける部分拡大図の一例である。なお、図24に示す部分拡大図は静電チャック1111を上方から見た図である。図25は、D-Dで切断した静電チャック1111及びエッジリング112Aの断面図の一例である。図26は、E-Eで切断した静電チャック1111及びエッジリング112Aの断面図の一例である。
エッジリング112Aを支持する静電チャック1111のリング支持面(環状領域111b)には、拡散溝114が設けられている。拡散溝114は、供給孔(図示せず)から供給された伝熱ガス(裏面ガスともいう。)をリング支持面の周方向及び径方向に拡散させるための溝である。
拡散溝114は、円環状溝部114a1と、円環状溝部114a2と、複数の放射状溝部114bと、を有する。
円環状溝部114a1,114a2は、静電チャック1111のリング支持面(環状領域111b)に設けられ、静電チャック1111の中心と同心の円環形状の溝である。なお、図示は省略するが、供給孔(図示せず)は円環状溝部114a1,114a2のいずれかと連通する。
放射状溝部114bは、静電チャック1111のリング支持面(環状領域111b)に設けられ、円環状溝部114a1,114a2と連通し、円環状溝部114a1,114a2から静電チャック1111の径方向に伸びる溝である。即ち、放射状溝部114bは、円環状溝部114a1と円環状溝部114a2とを連通させる。また、図24に示すように、放射状溝部114bは、円環状溝部114a1,114a2から径方向外側及び径方向内側に伸びる溝として形成される。即ち、放射状溝部114bの一端は、複数の円環状溝部114a1,114a2のうち最内周側の円環状溝部114a1よりも径方向内側に設けられる。また、放射状溝部114bの他端は、複数の円環状溝部114a1,114a2のうち最外周側の円環状溝部114a2よりも径方向外側に設けられる。
なお、放射状溝部114bは、図24に示すものに限られず、円環状溝部114a1,114a2から径方向外側及び/又は径方向内側の少なくとも一方に伸びる溝として形成されてもよい。また、放射状溝部114bは、円環状溝部114a1,114a2から静電チャック1111の外周側及び/又は静電チャック1111の内周側の少なくとも一方に伸びる溝として形成されてもよい。また、放射状溝部114bは、円環状溝部114a1から径方向内側に伸びる溝、円環状溝部114a1から円環状溝部114a2に連通させる溝、円環状溝部114a2から径方向外側に伸びる溝が、直線状に配置されるものとして説明したが、これに限られるものではなく、これらが分割して設けられていてもよい。
このように、供給孔(図示せず)から供給された伝熱ガスは、円環状溝部114a1,114a2によってリング支持面の周方向に拡散される。更に、伝熱ガスは、放射状溝部114bによってリング支持面の径方向に拡散される。即ち、伝熱ガスは、リング支持面の全体にわたって拡散される。
また、リング支持面を平面視した際、円環状溝部114a1,114a2は、静電電極1111cの各円弧部301~304と重ならない位置に設けられる。図25に示す例では、円環状溝部114a1は、第4の円弧部304よりも外周側かつ、第3の円弧部303よりも内周側に設けられる。即ち、径方向において、円環状溝部114a1の内周側側面は、第4の円弧部304の外周側端面と一致又は外側に設けられる。また、径方向において、円環状溝部114a1の外周側側面は、第3の円弧部303の内周側端面と一致又は内側に設けられる。
また、円環状溝部114a2は、第2の円弧部302よりも外周側かつ、第1の円弧部301よりも内周側に設けられる。即ち、径方向において、円環状溝部114a2の内周側側面は、第2の円弧部302の外周側端面と一致又は外側に設けられる。また、径方向において、円環状溝部114a2の外周側側面は、第1の円弧部301の内周側端面と一致又は内側に設けられる。
また、円環状溝部114a2は、第2の円弧部302よりも外周側かつ、第1の円弧部301よりも内周側に設けられる。即ち、径方向において、円環状溝部114a2の内周側側面は、第2の円弧部302の外周側端面と一致又は外側に設けられる。また、径方向において、円環状溝部114a2の外周側側面は、第1の円弧部301の内周側端面と一致又は内側に設けられる。
なお、図25では、円環状溝部114a1,114a2と静電電極1111cの各円弧部301~304とは、重ならない位置に設けられるものとして説明したが、これに限られるものではない。一部がオーバーラップする構成であってもよい。
また、リング支持面を平面視した際、放射状溝部114bは、静電電極1111cの各円弧部301~304と一部が重なる位置に設けられる。図26に示す例では、放射状溝部114bは、円弧部301~304と重なるように設けられる。
また、拡散溝が有する円環状溝部の数は、これに限られず3つ以上であってもよい。例えば、拡散溝は、第4の円弧部304と第3の円弧部303との間に設けられる円環状溝部と、第3の円弧部303と第2の円弧部302との間に設けられる円環状溝部と、第2の円弧部302と第1の円弧部301との間に設けられる円環状溝部と、を有する構成であってもよい。また、拡散溝は、第4の円弧部304よりの内周側に円環状溝部が設けられていてもよい。また、拡散溝は、第1の円弧部301よりの外周側に円環状溝部が設けられていてもよい。放射状溝部は、これらの環状静電電極を連通するように設けられている。
また、静電電極1111cは、複数の円環状に設けられるものとして説明したが、これに限られるものではない。静電電極1111cは、2つの電極がらせん状に巻き回されて形成されていてもよい。この場合、拡散溝は、平面視した際、2つの電極の間でらせん状に設けられるらせん状溝部と、複数の放射状溝部と、を有していてもよい。
また、エッジリング112Aを支持するリング支持面(環状領域111b)に設けられる拡散溝113,114を例に説明したが、これに限られるものではない。基板Wを支持する基板支持面(環状領域111b)における拡散溝においても同様に適用してもよい。即ち、基板支持面(環状領域111b)に設けられる拡散溝は、平面視して静電電極1111bとオーバーラップしないように設けられた1又は複数の円環状溝部と、円環状溝部と連通する複数の放射状溝部と、を有していてもよい。
以上、図3に示す静電チャック1111を例に説明したが、図4に示す静電チャック1111においても同様に、エッジリング112Aの径方向において吸着力の分布の偏りを抑制することができる。また、エッジリング112Aの浮き上がりを抑制することができる。また、電源163,164からチャック電極1111c1,1111c2への給電ラインの増加を抑制することができる。
また、2極の静電電極1111cを例に説明したが、これに限られるものではなく、3極の静電電極1111cにおいて適用してもよい。
図27は、静電チャック1111の静電電極1111cの配置の更に他の一例を示す平面図である。図27に示すように、3極の静電電極1111cであってもよい。
静電電極1111cは、外周側から中心側に向かって径方向において順番に第1の円弧部501、第2の円弧部502、第3の円弧部503、第4の円弧部504、第5の円弧部505、第6の円弧部506、を有する。また、静電電極1111cは、第1の円弧部501と第4の円弧部504とを接続する第1の接続部511と、第2の円弧部502と第5の円弧部505とを接続する第2の接続部512と、第3の円弧部503と第6の円弧部506とを接続する第3の接続部513と、を有する。
第1のチャック電極1111c1は、第1の円弧部501と、第1の接続部511と、第4の円弧部504と、を含む。第2のチャック電極1111c2は、第2の円弧部502と、第2の接続部512と、第5の円弧部505と、を含む。第3のチャック電極1111c3は、第3の円弧部503と、第3の接続部513と、第6の円弧部506と、を含む。
チャック電源16は、第1の電源163と、第2の電源164と、第3の電源165と、を含む。第1の電源163は、第1のチャック電極1111c1に交流電圧(第1の交流電圧)を印加する。第2の電源164は、第2のチャック電極1111c2に交流電圧(第2の交流電圧)を印加する。第3の電源165は、第3のチャック電極1111c3に交流電圧(第3の交流電圧)を印加する。ここで、電源163は、交流電源163aと、直流電源163bと、を有する。交流電源163aは、交流電圧を生成して、第1のチャック電極1111c1に印加する。直流電源163bは、直流電圧を生成して、第1のチャック電極1111c1に印加する交流電圧に重畳する。なお、電源163は、交流電源163a及び直流電源163bのいずれか一方のみを備える構成であってもよい。同様に、電源164は、交流電源164aと、直流電源164bと、を有する。また、電源165は、交流電源165aと、直流電源165bと、を有する。更に、第1の電源163の交流電圧、第2の電源164の交流電圧、第3の電源165の交流電圧は、互いに位相がシフトされている。
図28は、静電チャック1111の静電電極1111cの配置の更に他の一例を示す平面図である。図28に示すように、4極の静電電極1111cであってもよい。
静電電極1111cは、外周側から中心側に向かって径方向において順番に第1の円弧部601、第2の円弧部602、第3の円弧部603、第4の円弧部604、第5の円弧部605、第6の円弧部606、第7の円弧部607、第8の円弧部608、を有する。また、静電電極1111cは、第1の円弧部601と第5の円弧部605とを接続する第1の接続部611と、第2の円弧部602と第6の円弧部606とを接続する第2の接続部612と、第3の円弧部603と第7の円弧部607とを接続する第3の接続部613と、第4の円弧部604と第8の円弧部608とを接続する第4の接続部614と、を有する。
第1のチャック電極1111c1は、第1の円弧部601と、第1の接続部611と、第5の円弧部605と、を含む。第2のチャック電極1111c2は、第2の円弧部602と、第2の接続部612と、第6の円弧部606と、を含む。第3のチャック電極1111c3は、第3の円弧部603と、第3の接続部613と、第7の円弧部607と、を含む。第4のチャック電極1111c4は、第4の円弧部604と、第4の接続部614と、第8の円弧部608と、を含む。
チャック電源16は、第1の電源163と、第2の電源164と、第3の電源165と、第4の電源166と、を含む。第1の電源163は、第1のチャック電極1111c1に交流電圧(第1の交流電圧)を印加する。第2の電源164は、第2のチャック電極1111c2に交流電圧(第2の交流電圧)を印加する。第3の電源165は、第3のチャック電極1111c3に交流電圧(第3の交流電圧)を印加する。第4の電源166は、第4のチャック電極1111c4に交流電圧(第4の交流電圧)を印加する。ここで、電源163は、交流電源163aと、直流電源163bと、を有する。交流電源163aは、交流電圧を生成して、第1のチャック電極1111c1に印加する。直流電源163bは、直流電圧を生成して、第1のチャック電極1111c1に印加する交流電圧に重畳する。なお、電源163は、交流電源163a及び直流電源163bのいずれか一方のみを備える構成であってもよい。同様に、電源164は、交流電源164aと、直流電源164bと、を有する。また、電源165は、交流電源165aと、直流電源165bと、を有する。また、電源166は、交流電源166aと、直流電源166bと、を有する。更に、第1の電源163の交流電圧、第2の電源164の交流電圧、第3の電源165の交流電圧、第4の電源166の交流電圧は、互いに位相がシフトされている。
次に、静電電極1111c(チャック電極1111c1,1111c2)に印加される電圧と吸着力との関係について、図29を用いてさらに説明する。図29は、電圧と伝熱ガスのフローとの関係を示すグラフである。
図29において、「振幅」は、静電電極1111cに印加する交流電圧の振幅を示す。「Offset」は、静電電極1111cに印加する交流電圧のオフセット電圧を示す。「電流波形イメージ」は、横軸は時間を示し、縦軸は静電電極1111c(チャック電極1111c1,1111c2)に印加される電圧を示す。また、チャック電極1111c1に印加される交流電圧を実線で示し、チャック電極1111c2に印加される交流電圧を破線で示す。また、セルフバイアス電圧Vdc(図29の例では-1400V)を点線で示す。ΔVminは、静電電極1111cに印加される電圧とセルフバイアス電圧Vdcとの最小電圧差である。(c)(d)において、オフセット電圧(1周期の平均電圧。交流電圧の振幅の中心。)を太い実線で模式的に示す。「He flow」は、横軸は時間を示し、縦軸は拡散溝113に供給されるHeガス(伝熱ガス)の流量を示す。
例えば、電源161は、交流電源161aと、直流電源161bと、を有する。交流電源161aは、交流電圧を生成して、第1のチャック電極1111c1に印加する。直流電源161bは、オフセット電圧を生成して、第1のチャック電極1111c1に印加する交流電圧に重畳する。
(a)は、静電電極1111cへの印加電圧を振幅4000V、オフセット電圧0Vとした場合である。最小電圧差ΔVminは、1428Vである。この場合、Heガスの流量が変動している。Heガスの流量の変量幅Δは、0.6sccmであった。即ち、吸着力に変動が生じていることを示す。
(b)は、静電電極1111cへの印加電圧を振幅5000V、オフセット電圧0Vとした場合である。最小電圧差ΔVminは、2135Vである。即ち、印加電圧を振幅を大きくすることで、(a)と比較して最小電圧差ΔVminを大きくしている。この場合、Heガスの流量の変動が抑制されている。Heガスの流量の変量幅Δは、0.1sccmであった。即ち、印加電圧を振幅を大きくすることで、吸着力の変動を抑制し、エッジリング112Aの浮き上がりを防止する。
(c)は、静電電極1111cへの印加電圧を振幅5000V、セルフバイアス電圧Vdcとは逆向きに直流電圧を重畳(オフセット)した場合である。ここでは、+1000Vでオフセットした。最小電圧差ΔVminは、1135Vである。即ち、セルフバイアス電圧Vdcとは逆向きに電圧をオフセットしたことで、(a)(b)と比較して最小電圧差ΔVminが小さくなる。この場合、Heガスの流量が変動している。Heガスの流量の変量幅Δは、0.6sccmであった。即ち、吸着力に変動が生じていることを示す。
(d)は、静電電極1111cへの印加電圧を振幅3600V、セルフバイアス電圧Vdcと同じ向きの直流電圧を重畳(オフセット)した場合である。ここでは、-1400Vでオフセットした。最小電圧差ΔVminは、2545Vである。即ち、セルフバイアス電圧Vdcと同じ向きに直流電圧をオフセットしたことで、(a)~(c)と比較して最小電圧差ΔVminが大きくなる。この場合、Heガスの流量の変動が抑制されている。Heガスの流量の変量幅Δは、0.1sccmであった。即ち、静電電極1111cへの印加電圧は、セルフバイアス電圧Vdcと同じ向きの直流電圧をオフセットすることで、最小電圧差ΔVminを大きくすることができ、吸着力の変動を抑制し、エッジリング112Aの浮き上がりを防止する。
このように、静電電極1111cへ印加する電圧をセルフバイアス電圧Vdcと同じ向きの電圧でオフセットすることにより、振幅を抑えつつ、吸着の安定性を向上させることができる。
また、静電電極1111cへ印加する電圧の振幅を抑えることで、省電力化を図ることができる。
また、静電電極1111cへ印加する電圧のオフセット量は、セルフバイアス電圧Vdc(図29の例では-1400V)と同じ向きの直流電圧(負の直流電圧)である。また、静電電極1111cへ印加する電圧のオフセット量は、セルフバイアス電圧Vdc(図29(d)参照)とすることが好ましい。これにより、最小電圧差ΔVminを大きくすることができる。
なお、静電電極1111cへ印加する電圧のオフセット量は、セルフバイアス電圧Vdcに限られるものではない。静電電極1111cへ印加する電圧のオフセット量は、セルフバイアス電圧Vdcの50%~150%の範囲内が好ましい。
即ち、制御部2は、チャック電源16を制御して、静電電極1111c(チャック電極1111c1,1111c2)に印加される交流電圧に重畳する直流電圧(オフセット量)を制御する。これにより、振幅を抑えつつ、吸着の安定性を向上させることができる。
また、エッジリング112Aを静電吸着する静電電極1111cへ印加する電圧について説明したが、これに限られるものではない。基板Wを静電吸着する静電電極1111bへ印加する交流電圧について、セルフバイアス電圧Vdcと同じ向きの直流電圧(負の直流電圧)でオフセットしてもよい。
次に、静電電極1111c(チャック電極1111c1,1111c2)に印加される電圧とエッジリング112Aの温度との関係について、図30Aから図30Cを用いてさらに説明する。図30Aから図30Cは、エッジリング112Aの温度変化の一例を示すグラフである。横軸は時間を示し、縦軸は、エッジリング112Aの温度変化を示す。また、図30Aは、静電電極1111cへ印加する交流電圧の周波数を0.1Hzとした場合を示す。図30Bは、静電電極1111cへ印加する交流電圧の周波数を2Hzとした場合を示す。図30Cは、静電電極1111cへ直流電圧を印加する場合を示す。
図30B及び図30Cにおいて、エッジリング112Aの温度を略一定とすることができる。
これに対し、図30Aにおいて、交流電圧の周波数(0.1Hz)と対応する周期T(10sec)でエッジリング112Aの温度を変動させることができる。このように、静電電極1111cに印加する交流電圧の周波数を制御することで、エッジリング112Aの吸着を保持しつつ、エッジリング112Aの温度を制御することができる。
即ち、制御部2は、チャック電源16を制御して、静電電極1111c(チャック電極1111c1,1111c2)に印加される交流電圧における周波数を制御する。これにより、エッジリング112Aの温度を制御することができる。
また、エッジリング112Aを静電吸着する静電電極1111cへ印加する電圧について説明したが、これに限られるものではない。基板Wを静電吸着する静電電極1111bへ印加する交流電圧について、周波数を制御することで、基板Wの温度を制御してもよい。
次に、基板Wの吸着力について説明する。なお、以下の説明では、基板Wの吸着の例を説明するがこれに限られるものではなく、リングアセンブリ112のエッジリング112Aの吸着についても同様であり、重複する説明を省略する。
図31は、基板支持部11の部分拡大断面図と、電位との関係を示す図の一例である。
下部電極として機能する基台1110の導電性部材には、第1のRF生成部31aからソースRF信号(以下、HFとも称する。)が供給され、第2のRF生成部31bからバイアスRF信号(以下、LFとも称する。)が供給される。また、図31から図33の例では、チャック電源15から静電電極1111bに直流電圧V_HVが印加されるものとする。
図31のグラフに示すように、基台1110の電位は、セルフバイアス電圧Vdcとなる。基台1110の上面(静電チャック1111の下面)から静電電極1111bに向かって電位が上昇し、静電電極1111bの電位は、チャック電源15から印加された電圧V_HVとなる。静電電極1111bから基板Wの裏面(静電チャック1111の基板支持面)に向かって電位が下降し、基板Wの裏面(静電チャック1111の基板支持面)の電位は、セルフバイアス電圧Vdcとなる。基板Wの表面からプラズマPのシースに向かって電位が上昇し、プラズマPの電位は、電圧Vpとなる。
このように、基板Wの裏面と静電電極1111bとの電位差は(V_HV-Vdc)となる。また、基板Wの静電吸着力(ウエハ吸着力)は(V_HV-Vdc)2に比例する。
図32は、プラズマ処理の一例におけるウエハ吸着力を示す図である。ここで、HFは、ソースRF信号の出力を示す。LFは、バイアスRF信号の出力を示す。電位では、チャック電源15から印加された電圧V_HV及びセルフバイアス電圧Vdcを示す。ウエハ吸着力は、基板Wの静電吸着力を示す。横軸は時間を示す。ここでは、図32に示すHF、LFを用いて、基板Wにプラズマ処理を施す。この際、破線で示すセルフバイアス電圧Vdcが発生する。プラズマ処理において、セルフバイアス電圧Vdcは、プラズマ処理条件(HF,LF)に応じて変化する。
ここで、制御部2は、チャック電源15から静電電極1111bに印加される電圧V_HV(実線)を一定で制御する。この場合、セルフバイアス電圧Vdcが変化することで、ウエハ吸着力も変化する。
図33は、プラズマ処理の一例におけるウエハ吸着力を示す図である。ここで、HFは、ソースRF信号の出力を示す。LFは、バイアスRF信号の出力を示す。電位では、チャック電源15から印加された電圧V_HV及びセルフバイアス電圧Vdcを示す。ウエハ吸着力は、基板Wの静電吸着力を示す。横軸は時間を示す。ここでは、図33に示すHF、LFを用いて、基板Wにプラズマ処理を施す。この際、破線で示すセルフバイアス電圧Vdcが発生する。プラズマ処理において、セルフバイアス電圧Vdcは、プラズマ処理条件(HF,LF)に応じて変化する。
ここで、制御部2は、(V_HV-Vdc)が一定となるように、チャック電源15から静電電極1111bに印加される電圧V_HV(実線)を制御する。即ち、制御部2は、チャック電源15から静電電極1111bに印加される電圧V_HV(実線)をセルフバイアス電圧Vdc(破線)に応じて変更する。これにより、ウエハ吸着力を一定とすることができる。
次に、チャック電源15から静電電極1111bに交流電圧V_HVが印加される場合について、図34から図37を用いて説明する。
図34は、基板支持部11の部分拡大断面図と、電位との関係を示す図の一例である。
下部電極として機能する基台1110の導電性部材には、第1のRF生成部31aからソースRF信号(以下、HFとも称する。)が供給され、第2のRF生成部31bからバイアスRF信号(以下、LFとも称する。)が供給される。また、図34(及び後述する図36,37)の例では、静電電極1111bが2極(第1のチャック電極1111b1、第2のチャック電極1111b2)である場合を例に説明する。チャック電源15は、第1の交流電源156と、第2の交流電源157と、直流電源158と、を含む。
第1の交流電源156は、第1のチャック電極1111b1に交流電圧を印加する。第2の交流電源157は、第2のチャック電極1111b2に交流電圧を印加する。直流電源158は、第1の交流電源156及び第2の交流電源157に対して直列に配置される。
図35は、プラズマ処理の一例におけるウエハ吸着力を示す図である。ここで、HFは、ソースRF信号の出力を示す。LFは、バイアスRF信号の出力を示す。電位では、チャック電源15から印加された電圧V_HVの直流(DC)成分(即ち、直流電源158の電圧成分)及びセルフバイアス電圧Vdcを示す。ウエハ吸着力は、基板Wの静電吸着力を示す。横軸は時間を示す。ここでは、図35に示すHF、LFを用いて、基板Wにプラズマ処理を施す。この際、破線で示すセルフバイアス電圧Vdcが発生する。プラズマ処理において、セルフバイアス電圧Vdcは、プラズマ処理条件(HF,LF)に応じて変化する。
ここで、制御部2は、チャック電源15から印加された電圧V_HVのDC成分がセルフバイアス電圧Vdcと一致するように直流電源158を制御する。即ち、制御部2は、セルフバイアス電圧Vdcに応じて直流電源158を制御する。これにより、チャック電源15は、セルフバイアス電圧Vdcでオフセットされた交流電圧を第1のチャック電極1111b1、第2のチャック電極1111b2に印加する。これにより、ウエハ吸着力を一定とすることができる。
図36は、基板支持部11の部分拡大断面図と、電位との関係を示す図の一例である。
ここでは、チャック電源15は、第1の交流電源156と、第2の交流電源157と、RFフィルター159と、を含む。第1の交流電源156及び第2の交流電源157は、RFフィルター159を介して基台1110の導電性部材に電気的に接続される。RFフィルター159は、高周波成分(ソースRF信号、バイアスRF信号)を除去して、直流成分を透過する。ここで、基台1110の導電性部材の電位は、セルフバイアス電圧Vdcとなっている。これにより、チャック電源15は、セルフバイアス電圧Vdcでオフセットされた交流電圧を第1のチャック電極1111b1、第2のチャック電極1111b2に印加する。これにより、ウエハ吸着力を一定とすることができる。
また、電位的に浮いた第1の交流電源156及び第2の交流電源157へのパワー供給としては、バッテリや絶縁トランス等を用いることができる。
図37は、基板支持部11の部分拡大断面図と、電位との関係を示す図の一例である。
ここでは、基台1110の電位、即ちセルフバイアス電圧Vdcを検出する電圧センサ17を備える。制御部2は、電圧センサ17で検出したセルフバイアス電圧Vdcに基づいて、直流電源158を制御する。これにより、チャック電源15は、セルフバイアス電圧Vdcでオフセットされた交流電圧を第1のチャック電極1111b1、第2のチャック電極1111b2に印加する。これにより、ウエハ吸着力を一定とすることができる。
以上に開示された実施形態は、例えば、以下の態様を含む。
(付記1)
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記リング支持面の下方に配置される第1~第N(Nは2以上の整数)のチャック電極とを含む、静電チャックと、
前記第1~第Nのチャック電極に第1~第Nの交流電圧をそれぞれ印加するように構成される交流電圧生成器であって、前記第1~第Nの交流電圧は、互いに位相シフトされている、交流電圧生成器と、
エッジリング交換シーケンスを実行するように構成される制御部と、を備え、
前記エッジリング交換シーケンスは、
(a)前記第1~第Nの交流電圧をオン状態からオフ状態に変更する工程と、
(b)前記リング支持面上の第1のエッジリングを取り外す工程と、
(c)前記リング支持面上に第2のエッジリングを載置する工程と、
(d)前記第1~第Nの交流電圧をオフ状態からオン状態に変更する工程と、を含む、
プラズマ処理装置。
(付記2)
前記第1~第Nのチャック電極は、第1のチャック電極と、第2のチャック電極とを含み、
前記交流電圧生成器は、
前記第1の交流電圧を前記第1のチャック電極に印加するように構成される交流電源と、
前記交流電源と前記第2のチャック電極との間に電気的に接続され、前記第1の交流電圧から位相シフトされた前記第2の交流電圧を前記第2のチャック電極に印加するように構成される位相調整器とを含む、
付記1に記載のプラズマ処理装置。
(付記3)
前記第1~第Nのチャック電極は、第1のチャック電極と、第2のチャック電極とを含み、
前記交流電圧生成器は、
前記第1の交流電圧を前記第1のチャック電極に印加するように構成される第1の交流電源と、
前記第1の交流電圧から位相シフトされた前記第2の交流電圧を前記第2のチャック電極に印加するように構成される第2の交流電源と、を含む、
付記1に記載のプラズマ処理装置。
(付記4)
前記第1~第Nの交流電圧の位相差は、1/N×360°である、
付記1乃至付記3のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記5)
前記第1~第Nのチャック電極は、リング形状を有する、
付記1乃至付記4のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記6)
前記第1~第Nのチャック電極は、渦巻き形状または入れ子構造を有する、
付記1乃至付記4のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記7)
前記第1~第Nの交流電圧は、0.01Hzから100Hzの範囲内の周波数を有する、
付記1乃至付記6のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記8)
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部と、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記基板支持面の下方に配置される第1~第N(Nは2以上の整数)のチャック電極とを含む、静電チャックと、
前記第1~第Nのチャック電極に電気的に接続される交流電圧生成器と、
基板チャックシーケンスを実行するように構成される制御部と、を備え、
前記基板チャックシーケンスは、
(a)前記基板支持面に基板を載置する工程と、
(b)前記プラズマ処理チャンバ内に第1のプラズマを生成する工程と、
(c)前記第1~第Nのチャック電極に第1~第Nの交流電圧をそれぞれ印加する工程であって、前記第1~第Nの交流電圧は、第1の電圧レベル及び第1の周波数を有し、互いに位相シフトされている、工程と、
(d)前記第1のプラズマの生成を停止する工程と、
(e)前記第1~第Nの交流電圧を、前記第1の電圧レベルに維持しつつ、前記第1の周波数よりも大きい第2の周波数に変更する工程と、
(f)前記プラズマ処理チャンバ内に第2のプラズマを生成する工程と、を含む、
プラズマ処理装置。
(付記9)
前記プラズマ生成部は、
プラズマ生成用のソースRF電力を生成するように構成されるソースRF電力生成器を含み、
前記ソースRF電力は、
前記工程(b)において第1の電力レベルを有し、
前記工程(d)においてゼロ電力レベルを有し、
前記工程(f)において前記第1の電力レベルよりも大きい第2の電力レベルを有する、
付記8に記載のプラズマ処理装置。
(付記10)
前記第1~第Nのチャック電極は、第1のチャック電極と、第2のチャック電極とを含み、
前記交流電圧生成器は、
前記第1の交流電圧を前記第1のチャック電極に印加するように構成される交流電源と、
前記交流電源と前記第2のチャック電極との間に電気的に接続され、前記第1の交流電圧から位相シフトされた第2の交流電圧を前記第2のチャック電極に印加するように構成される位相調整器とを含む、
付記8に記載のプラズマ処理装置。
(付記11)
前記第1~第Nの交流電圧の位相差は、1/N×360°である、
付記8乃至付記10のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記12)
前記第1~第Nのチャック電極は、円形状またはリング形状を有する、
付記8乃至付記11のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記13)
前記第1~第Nのチャック電極は、渦巻き形状または入れ子構造を有する、
付記8乃至付記11のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記14)
前記第1~第Nの交流電圧は、0.01Hzから100Hzの範囲内の周波数を有する、
付記8乃至付記13のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記15)
前記制御部は、基板デチャックシーケンスを実行するように構成され、
前記基板デチャックシーケンスは、
(g)前記第1~第Nの交流電圧を、前記第1の電圧レベルに維持しつつ、前記第2の周波数よりも大きい第3の周波数に変更する工程と、
(h)前記プラズマ処理チャンバ内に第3のプラズマを生成する工程と、
(i)前記第1~第Nの交流電圧の電圧レベルの減少を開始する工程と、
(j)前記第3のプラズマの生成を停止する工程と、を含む、
付記8乃至付記14のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記16)
前記工程(j)は、
前記第1~第Nの交流電圧がゼロ電圧レベルまで減少した後に行われる、
付記15に記載のプラズマ処理装置。
(付記17)
前記工程(j)は、
前記第1~第Nの交流電圧がゼロ電圧レベルまで減少する前に行われる、
付記15に記載のプラズマ処理装置。
(付記18)
プラズマ処理チャンバと、前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記基板支持面の下方に配置される2以上の複数のチャック電極と、複数の前記チャック電極に交流電圧を印加する交流電圧生成器と、前記基板支持面に吸着された基板静電吸着する処理を実行可能に構成される制御部と、を備えるプラズマ処理装置の基板吸着方法であって、
前記基板支持面に基板を載置する工程と、
前記プラズマ生成部を制御して、前記プラズマ処理チャンバ内に第1のプラズマを生成する工程と、
前記交流電圧生成器を制御して、前記チャック電極に第1の電圧レベル及び第1の周波数を有する交流電圧を印加する工程と、
前記プラズマ生成部を制御して、前記第1のプラズマの生成を停止する工程と、
前記交流電圧生成器を制御して、前記チャック電極に印加する交流電圧を、前記第1の電圧レベルを維持しつつ、前記第1の周波数よりも大きい第2の周波数に変更する工程と、
前記プラズマ生成部を制御して、前記プラズマ処理チャンバ内に第2のプラズマを生成する工程と、を含む、
基板吸着方法。
(付記1)
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記リング支持面の下方に配置される第1~第N(Nは2以上の整数)のチャック電極とを含む、静電チャックと、
前記第1~第Nのチャック電極に第1~第Nの交流電圧をそれぞれ印加するように構成される交流電圧生成器であって、前記第1~第Nの交流電圧は、互いに位相シフトされている、交流電圧生成器と、
エッジリング交換シーケンスを実行するように構成される制御部と、を備え、
前記エッジリング交換シーケンスは、
(a)前記第1~第Nの交流電圧をオン状態からオフ状態に変更する工程と、
(b)前記リング支持面上の第1のエッジリングを取り外す工程と、
(c)前記リング支持面上に第2のエッジリングを載置する工程と、
(d)前記第1~第Nの交流電圧をオフ状態からオン状態に変更する工程と、を含む、
プラズマ処理装置。
(付記2)
前記第1~第Nのチャック電極は、第1のチャック電極と、第2のチャック電極とを含み、
前記交流電圧生成器は、
前記第1の交流電圧を前記第1のチャック電極に印加するように構成される交流電源と、
前記交流電源と前記第2のチャック電極との間に電気的に接続され、前記第1の交流電圧から位相シフトされた前記第2の交流電圧を前記第2のチャック電極に印加するように構成される位相調整器とを含む、
付記1に記載のプラズマ処理装置。
(付記3)
前記第1~第Nのチャック電極は、第1のチャック電極と、第2のチャック電極とを含み、
前記交流電圧生成器は、
前記第1の交流電圧を前記第1のチャック電極に印加するように構成される第1の交流電源と、
前記第1の交流電圧から位相シフトされた前記第2の交流電圧を前記第2のチャック電極に印加するように構成される第2の交流電源と、を含む、
付記1に記載のプラズマ処理装置。
(付記4)
前記第1~第Nの交流電圧の位相差は、1/N×360°である、
付記1乃至付記3のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記5)
前記第1~第Nのチャック電極は、リング形状を有する、
付記1乃至付記4のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記6)
前記第1~第Nのチャック電極は、渦巻き形状または入れ子構造を有する、
付記1乃至付記4のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記7)
前記第1~第Nの交流電圧は、0.01Hzから100Hzの範囲内の周波数を有する、
付記1乃至付記6のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記8)
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部と、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記基板支持面の下方に配置される第1~第N(Nは2以上の整数)のチャック電極とを含む、静電チャックと、
前記第1~第Nのチャック電極に電気的に接続される交流電圧生成器と、
基板チャックシーケンスを実行するように構成される制御部と、を備え、
前記基板チャックシーケンスは、
(a)前記基板支持面に基板を載置する工程と、
(b)前記プラズマ処理チャンバ内に第1のプラズマを生成する工程と、
(c)前記第1~第Nのチャック電極に第1~第Nの交流電圧をそれぞれ印加する工程であって、前記第1~第Nの交流電圧は、第1の電圧レベル及び第1の周波数を有し、互いに位相シフトされている、工程と、
(d)前記第1のプラズマの生成を停止する工程と、
(e)前記第1~第Nの交流電圧を、前記第1の電圧レベルに維持しつつ、前記第1の周波数よりも大きい第2の周波数に変更する工程と、
(f)前記プラズマ処理チャンバ内に第2のプラズマを生成する工程と、を含む、
プラズマ処理装置。
(付記9)
前記プラズマ生成部は、
プラズマ生成用のソースRF電力を生成するように構成されるソースRF電力生成器を含み、
前記ソースRF電力は、
前記工程(b)において第1の電力レベルを有し、
前記工程(d)においてゼロ電力レベルを有し、
前記工程(f)において前記第1の電力レベルよりも大きい第2の電力レベルを有する、
付記8に記載のプラズマ処理装置。
(付記10)
前記第1~第Nのチャック電極は、第1のチャック電極と、第2のチャック電極とを含み、
前記交流電圧生成器は、
前記第1の交流電圧を前記第1のチャック電極に印加するように構成される交流電源と、
前記交流電源と前記第2のチャック電極との間に電気的に接続され、前記第1の交流電圧から位相シフトされた第2の交流電圧を前記第2のチャック電極に印加するように構成される位相調整器とを含む、
付記8に記載のプラズマ処理装置。
(付記11)
前記第1~第Nの交流電圧の位相差は、1/N×360°である、
付記8乃至付記10のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記12)
前記第1~第Nのチャック電極は、円形状またはリング形状を有する、
付記8乃至付記11のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記13)
前記第1~第Nのチャック電極は、渦巻き形状または入れ子構造を有する、
付記8乃至付記11のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記14)
前記第1~第Nの交流電圧は、0.01Hzから100Hzの範囲内の周波数を有する、
付記8乃至付記13のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記15)
前記制御部は、基板デチャックシーケンスを実行するように構成され、
前記基板デチャックシーケンスは、
(g)前記第1~第Nの交流電圧を、前記第1の電圧レベルに維持しつつ、前記第2の周波数よりも大きい第3の周波数に変更する工程と、
(h)前記プラズマ処理チャンバ内に第3のプラズマを生成する工程と、
(i)前記第1~第Nの交流電圧の電圧レベルの減少を開始する工程と、
(j)前記第3のプラズマの生成を停止する工程と、を含む、
付記8乃至付記14のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記16)
前記工程(j)は、
前記第1~第Nの交流電圧がゼロ電圧レベルまで減少した後に行われる、
付記15に記載のプラズマ処理装置。
(付記17)
前記工程(j)は、
前記第1~第Nの交流電圧がゼロ電圧レベルまで減少する前に行われる、
付記15に記載のプラズマ処理装置。
(付記18)
プラズマ処理チャンバと、前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記基板支持面の下方に配置される2以上の複数のチャック電極と、複数の前記チャック電極に交流電圧を印加する交流電圧生成器と、前記基板支持面に吸着された基板静電吸着する処理を実行可能に構成される制御部と、を備えるプラズマ処理装置の基板吸着方法であって、
前記基板支持面に基板を載置する工程と、
前記プラズマ生成部を制御して、前記プラズマ処理チャンバ内に第1のプラズマを生成する工程と、
前記交流電圧生成器を制御して、前記チャック電極に第1の電圧レベル及び第1の周波数を有する交流電圧を印加する工程と、
前記プラズマ生成部を制御して、前記第1のプラズマの生成を停止する工程と、
前記交流電圧生成器を制御して、前記チャック電極に印加する交流電圧を、前記第1の電圧レベルを維持しつつ、前記第1の周波数よりも大きい第2の周波数に変更する工程と、
前記プラズマ生成部を制御して、前記プラズマ処理チャンバ内に第2のプラズマを生成する工程と、を含む、
基板吸着方法。
また、以上に開示された実施形態は、例えば、以下の態様を含む。
(付記1)
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記リング支持面の下方に配置される複数のチャック電極とを含む、静電チャックと、
複数の前記チャック電極に互いに位相シフトされている交流電圧をそれぞれ印加するように構成される交流電圧生成器と、を備え、
複数の前記チャック電極は、一のチャック電極及び他のチャック電極を有し、
一の前記チャック電極は、複数の円弧部を有し、
他の前記チャック電極は、複数の円弧部を有し、
一の前記チャック電極の円弧部と、他の前記チャック電極の円弧部とは、径方向において交互に配置される、
プラズマ処理装置。
(付記2)
一の前記チャック電極は、第1の円弧部と、第3の円弧部と、前記第1の円弧部と前記第3の円弧部とを接続する第1の接続部と、を有し、
他の前記チャック電極は、第2の円弧部と、第4の円弧部と、前記第2の円弧部と前記第4の円弧部とを接続する第2の接続部と、を有し、
外周側から中心側に向かって径方向に順番に、前記第1の円弧部、前記第2の円弧部、前記第3の円弧部、前記第4の円弧部を有する、
付記1に記載のプラズマ処理装置。
(付記3)
複数の前記チャック電極は、渦巻き形状または入れ子構造を有する、
付記1または付記2に記載のプラズマ処理装置。
(付記4)
エッジリング交換シーケンスを実行するように構成される制御部と、を更に備え、
複数の前記チャック電極は、前記誘電体部材内において前記リング支持面の下方に配置される第1~第N(Nは2以上の整数)のチャック電極とを含み、
前記交流電圧生成器は、前記第1~第Nのチャック電極に第1~第Nの交流電圧をそれぞれ印加するように構成され、前記第1~第Nの交流電圧は、互いに位相シフトされ、
前記エッジリング交換シーケンスは、
(a)前記第1~第Nの交流電圧をオン状態からオフ状態に変更する工程と、
(b)前記リング支持面上の第1のエッジリングを取り外す工程と、
(c)前記リング支持面上に第2のエッジリングを載置する工程と、
(d)前記第1~第Nの交流電圧をオフ状態からオン状態に変更する工程と、を含む、
付記1乃至付記3のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
(付記5)
前記第1~第Nのチャック電極は、第1のチャック電極と、第2のチャック電極とを含み、
前記交流電圧生成器は、
前記第1の交流電圧を前記第1のチャック電極に印加するように構成される電源と、
前記電源と前記第2のチャック電極との間に電気的に接続され、前記第1の交流電圧から位相シフトされた前記第2の交流電圧を前記第2のチャック電極に印加するように構成される位相調整器とを含む、
付記4に記載のプラズマ処理装置。
(付記6)
前記第1~第Nのチャック電極は、第1のチャック電極と、第2のチャック電極とを含み、
前記交流電圧生成器は、
前記第1の交流電圧を前記第1のチャック電極に印加するように構成される第1の電源と、
前記第1の交流電圧から位相シフトされた前記第2の交流電圧を前記第2のチャック電極に印加するように構成される第2の電源と、を含む、
付記4に記載のプラズマ処理装置。
(付記7)
前記第1~第Nの交流電圧の位相差は、1/N×360°である、
付記4乃至付記6のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
(付記8)
前記第1~第Nの交流電圧は、0.01Hzから100Hzの範囲内の周波数を有する、
付記4乃至付記7のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
(付記9)
前記第1~第Nの交流電圧は、セルフバイアス電圧でオフセットされる、
付記4乃至付記8のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
(付記10)
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記リング支持面の下方に配置される第1~第N(Nは2以上の整数)のチャック電極とを含む、静電チャックと、
前記第1~第Nのチャック電極に第1~第Nの交流電圧をそれぞれ印加するように構成される交流電圧生成器であって、前記第1~第Nの交流電圧は、互いに位相シフトされている、交流電圧生成器と、
エッジリング交換シーケンスを実行するように構成される制御部と、を備え、
前記エッジリング交換シーケンスは、
(a)前記第1~第Nの交流電圧をオン状態からオフ状態に変更する工程と、
(b)前記リング支持面上の第1のエッジリングを取り外す工程と、
(c)前記リング支持面上に第2のエッジリングを載置する工程と、
(d)前記第1~第Nの交流電圧をオフ状態からオン状態に変更する工程と、を含む、
プラズマ処理装置。
(付記11)
前記第1~第Nのチャック電極は、リング形状を有する、
付記9に記載のプラズマ処理装置。
(付記12)
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部と、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記基板支持面の下方に配置される第1~第N(Nは2以上の整数)のチャック電極とを含む、静電チャックと、
前記第1~第Nのチャック電極に電気的に接続される交流電圧生成器と、
基板チャックシーケンスを実行するように構成される制御部と、を備え、
前記基板チャックシーケンスは、
(a)前記基板支持面に基板を載置する工程と、
(b)前記プラズマ処理チャンバ内に第1のプラズマを生成する工程と、
(c)前記第1~第Nのチャック電極に第1~第Nの交流電圧をそれぞれ印加する工程であって、前記第1~第Nの交流電圧は、第1の電圧レベル及び第1の周波数を有し、互いに位相シフトされている、工程と、
(d)前記第1のプラズマの生成を停止する工程と、
(e)前記第1~第Nの交流電圧を、前記第1の電圧レベルに維持しつつ、前記第1の周波数よりも大きい第2の周波数に変更する工程と、
(f)前記プラズマ処理チャンバ内に第2のプラズマを生成する工程と、を含む、
プラズマ処理装置。
(付記13)
前記プラズマ生成部は、
プラズマ生成用のソースRF電力を生成するように構成されるソースRF電力生成器を含み、
前記ソースRF電力は、
前記工程(b)において第1の電力レベルを有し、
前記工程(d)においてゼロ電力レベルを有し、
前記工程(f)において前記第1の電力レベルよりも大きい第2の電力レベルを有する、
付記12に記載のプラズマ処理装置。
(付記14)
前記第1~第Nのチャック電極は、第1のチャック電極と、第2のチャック電極とを含み、
前記交流電圧生成器は、
前記第1の交流電圧を前記第1のチャック電極に印加するように構成される電源と、
前記電源と前記第2のチャック電極との間に電気的に接続され、前記第1の交流電圧から位相シフトされた第2の交流電圧を前記第2のチャック電極に印加するように構成される位相調整器とを含む、
付記12に記載のプラズマ処理装置。
(付記15)
前記第1~第Nの交流電圧の位相差は、1/N×360°である、
付記12乃至付記14のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
(付記16)
前記第1~第Nのチャック電極は、円形状またはリング形状を有する、
付記12乃至付記15のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記17)
前記第1~第Nのチャック電極は、渦巻き形状または入れ子構造を有する、
付記12乃至付記17のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記18)
前記第1~第Nの交流電圧は、0.01Hzから100Hzの範囲内の周波数を有する、
付記12乃至付記18のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記19)
前記制御部は、基板デチャックシーケンスを実行するように構成され、
前記基板デチャックシーケンスは、
(g)前記第1~第Nの交流電圧を、前記第1の電圧レベルに維持しつつ、前記第2の周波数よりも大きい第3の周波数に変更する工程と、
(h)前記プラズマ処理チャンバ内に第3のプラズマを生成する工程と、
(i)前記第1~第Nの交流電圧の電圧レベルの減少を開始する工程と、
(j)前記第3のプラズマの生成を停止する工程と、を含む、
付記12乃至付記15のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記20)
前記工程(j)は、
前記第1~第Nの交流電圧がゼロ電圧レベルまで減少した後に行われる、
付記19に記載のプラズマ処理装置。
(付記21)
前記工程(j)は、
前記第1~第Nの交流電圧がゼロ電圧レベルまで減少する前に行われる、
付記19に記載のプラズマ処理装置。
(付記22)
プラズマ処理チャンバと、前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記基板支持面の下方に配置される2以上の複数のチャック電極と、複数の前記チャック電極に交流電圧を印加する交流電圧生成器と、前記基板支持面に吸着された基板静電吸着する処理を実行可能に構成される制御部と、を備えるプラズマ処理装置の基板吸着方法であって、
前記基板支持面に基板を載置する工程と、
前記プラズマ生成部を制御して、前記プラズマ処理チャンバ内に第1のプラズマを生成する工程と、
前記交流電圧生成器を制御して、前記チャック電極に第1の電圧レベル及び第1の周波数を有する交流電圧を印加する工程と、
前記プラズマ生成部を制御して、前記第1のプラズマの生成を停止する工程と、
前記交流電圧生成器を制御して、前記チャック電極に印加する交流電圧を、前記第1の電圧レベルを維持しつつ、前記第1の周波数よりも大きい第2の周波数に変更する工程と、
前記プラズマ生成部を制御して、前記プラズマ処理チャンバ内に第2のプラズマを生成する工程と、を含む、
基板吸着方法。
(付記1)
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記リング支持面の下方に配置される複数のチャック電極とを含む、静電チャックと、
複数の前記チャック電極に互いに位相シフトされている交流電圧をそれぞれ印加するように構成される交流電圧生成器と、を備え、
複数の前記チャック電極は、一のチャック電極及び他のチャック電極を有し、
一の前記チャック電極は、複数の円弧部を有し、
他の前記チャック電極は、複数の円弧部を有し、
一の前記チャック電極の円弧部と、他の前記チャック電極の円弧部とは、径方向において交互に配置される、
プラズマ処理装置。
(付記2)
一の前記チャック電極は、第1の円弧部と、第3の円弧部と、前記第1の円弧部と前記第3の円弧部とを接続する第1の接続部と、を有し、
他の前記チャック電極は、第2の円弧部と、第4の円弧部と、前記第2の円弧部と前記第4の円弧部とを接続する第2の接続部と、を有し、
外周側から中心側に向かって径方向に順番に、前記第1の円弧部、前記第2の円弧部、前記第3の円弧部、前記第4の円弧部を有する、
付記1に記載のプラズマ処理装置。
(付記3)
複数の前記チャック電極は、渦巻き形状または入れ子構造を有する、
付記1または付記2に記載のプラズマ処理装置。
(付記4)
エッジリング交換シーケンスを実行するように構成される制御部と、を更に備え、
複数の前記チャック電極は、前記誘電体部材内において前記リング支持面の下方に配置される第1~第N(Nは2以上の整数)のチャック電極とを含み、
前記交流電圧生成器は、前記第1~第Nのチャック電極に第1~第Nの交流電圧をそれぞれ印加するように構成され、前記第1~第Nの交流電圧は、互いに位相シフトされ、
前記エッジリング交換シーケンスは、
(a)前記第1~第Nの交流電圧をオン状態からオフ状態に変更する工程と、
(b)前記リング支持面上の第1のエッジリングを取り外す工程と、
(c)前記リング支持面上に第2のエッジリングを載置する工程と、
(d)前記第1~第Nの交流電圧をオフ状態からオン状態に変更する工程と、を含む、
付記1乃至付記3のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
(付記5)
前記第1~第Nのチャック電極は、第1のチャック電極と、第2のチャック電極とを含み、
前記交流電圧生成器は、
前記第1の交流電圧を前記第1のチャック電極に印加するように構成される電源と、
前記電源と前記第2のチャック電極との間に電気的に接続され、前記第1の交流電圧から位相シフトされた前記第2の交流電圧を前記第2のチャック電極に印加するように構成される位相調整器とを含む、
付記4に記載のプラズマ処理装置。
(付記6)
前記第1~第Nのチャック電極は、第1のチャック電極と、第2のチャック電極とを含み、
前記交流電圧生成器は、
前記第1の交流電圧を前記第1のチャック電極に印加するように構成される第1の電源と、
前記第1の交流電圧から位相シフトされた前記第2の交流電圧を前記第2のチャック電極に印加するように構成される第2の電源と、を含む、
付記4に記載のプラズマ処理装置。
(付記7)
前記第1~第Nの交流電圧の位相差は、1/N×360°である、
付記4乃至付記6のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
(付記8)
前記第1~第Nの交流電圧は、0.01Hzから100Hzの範囲内の周波数を有する、
付記4乃至付記7のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
(付記9)
前記第1~第Nの交流電圧は、セルフバイアス電圧でオフセットされる、
付記4乃至付記8のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
(付記10)
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記リング支持面の下方に配置される第1~第N(Nは2以上の整数)のチャック電極とを含む、静電チャックと、
前記第1~第Nのチャック電極に第1~第Nの交流電圧をそれぞれ印加するように構成される交流電圧生成器であって、前記第1~第Nの交流電圧は、互いに位相シフトされている、交流電圧生成器と、
エッジリング交換シーケンスを実行するように構成される制御部と、を備え、
前記エッジリング交換シーケンスは、
(a)前記第1~第Nの交流電圧をオン状態からオフ状態に変更する工程と、
(b)前記リング支持面上の第1のエッジリングを取り外す工程と、
(c)前記リング支持面上に第2のエッジリングを載置する工程と、
(d)前記第1~第Nの交流電圧をオフ状態からオン状態に変更する工程と、を含む、
プラズマ処理装置。
(付記11)
前記第1~第Nのチャック電極は、リング形状を有する、
付記9に記載のプラズマ処理装置。
(付記12)
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部と、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記基板支持面の下方に配置される第1~第N(Nは2以上の整数)のチャック電極とを含む、静電チャックと、
前記第1~第Nのチャック電極に電気的に接続される交流電圧生成器と、
基板チャックシーケンスを実行するように構成される制御部と、を備え、
前記基板チャックシーケンスは、
(a)前記基板支持面に基板を載置する工程と、
(b)前記プラズマ処理チャンバ内に第1のプラズマを生成する工程と、
(c)前記第1~第Nのチャック電極に第1~第Nの交流電圧をそれぞれ印加する工程であって、前記第1~第Nの交流電圧は、第1の電圧レベル及び第1の周波数を有し、互いに位相シフトされている、工程と、
(d)前記第1のプラズマの生成を停止する工程と、
(e)前記第1~第Nの交流電圧を、前記第1の電圧レベルに維持しつつ、前記第1の周波数よりも大きい第2の周波数に変更する工程と、
(f)前記プラズマ処理チャンバ内に第2のプラズマを生成する工程と、を含む、
プラズマ処理装置。
(付記13)
前記プラズマ生成部は、
プラズマ生成用のソースRF電力を生成するように構成されるソースRF電力生成器を含み、
前記ソースRF電力は、
前記工程(b)において第1の電力レベルを有し、
前記工程(d)においてゼロ電力レベルを有し、
前記工程(f)において前記第1の電力レベルよりも大きい第2の電力レベルを有する、
付記12に記載のプラズマ処理装置。
(付記14)
前記第1~第Nのチャック電極は、第1のチャック電極と、第2のチャック電極とを含み、
前記交流電圧生成器は、
前記第1の交流電圧を前記第1のチャック電極に印加するように構成される電源と、
前記電源と前記第2のチャック電極との間に電気的に接続され、前記第1の交流電圧から位相シフトされた第2の交流電圧を前記第2のチャック電極に印加するように構成される位相調整器とを含む、
付記12に記載のプラズマ処理装置。
(付記15)
前記第1~第Nの交流電圧の位相差は、1/N×360°である、
付記12乃至付記14のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
(付記16)
前記第1~第Nのチャック電極は、円形状またはリング形状を有する、
付記12乃至付記15のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記17)
前記第1~第Nのチャック電極は、渦巻き形状または入れ子構造を有する、
付記12乃至付記17のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記18)
前記第1~第Nの交流電圧は、0.01Hzから100Hzの範囲内の周波数を有する、
付記12乃至付記18のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記19)
前記制御部は、基板デチャックシーケンスを実行するように構成され、
前記基板デチャックシーケンスは、
(g)前記第1~第Nの交流電圧を、前記第1の電圧レベルに維持しつつ、前記第2の周波数よりも大きい第3の周波数に変更する工程と、
(h)前記プラズマ処理チャンバ内に第3のプラズマを生成する工程と、
(i)前記第1~第Nの交流電圧の電圧レベルの減少を開始する工程と、
(j)前記第3のプラズマの生成を停止する工程と、を含む、
付記12乃至付記15のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
(付記20)
前記工程(j)は、
前記第1~第Nの交流電圧がゼロ電圧レベルまで減少した後に行われる、
付記19に記載のプラズマ処理装置。
(付記21)
前記工程(j)は、
前記第1~第Nの交流電圧がゼロ電圧レベルまで減少する前に行われる、
付記19に記載のプラズマ処理装置。
(付記22)
プラズマ処理チャンバと、前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記基板支持面の下方に配置される2以上の複数のチャック電極と、複数の前記チャック電極に交流電圧を印加する交流電圧生成器と、前記基板支持面に吸着された基板静電吸着する処理を実行可能に構成される制御部と、を備えるプラズマ処理装置の基板吸着方法であって、
前記基板支持面に基板を載置する工程と、
前記プラズマ生成部を制御して、前記プラズマ処理チャンバ内に第1のプラズマを生成する工程と、
前記交流電圧生成器を制御して、前記チャック電極に第1の電圧レベル及び第1の周波数を有する交流電圧を印加する工程と、
前記プラズマ生成部を制御して、前記第1のプラズマの生成を停止する工程と、
前記交流電圧生成器を制御して、前記チャック電極に印加する交流電圧を、前記第1の電圧レベルを維持しつつ、前記第1の周波数よりも大きい第2の周波数に変更する工程と、
前記プラズマ生成部を制御して、前記プラズマ処理チャンバ内に第2のプラズマを生成する工程と、を含む、
基板吸着方法。
なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせ等、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
尚、本願は、2022年12月28日に出願した日本国特許出願2022-212263号に基づく優先権、及び、2023年9月15日に出願した日本国特許出願2023-150207号に基づく優先権を主張するものであり、これらの日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
W 基板
1 プラズマ処理装置
10 プラズマ処理チャンバ
11 基板支持部
111 本体部
111a 中央領域
111b 環状領域
112 リングアセンブリ
112A エッジリング
1110 基台
1111 静電チャック
1111a セラミック部材(誘電体部材)
1111b,1111c 静電電極
1111b1 第1のチャック電極
1111b2 第2のチャック電極
1111b3 第3のチャック電極
1111c1 第1のチャック電極
1111c2 第2のチャック電極
15,16 チャック電源
161 電源
162 位相調整器
163 第1の電源
164 第2の電源
165 第3の電源
166 第4の電源
301 第1の円弧部
302 第2の円弧部
303 第3の円弧部
304 第4の円弧部
311 第1の接続部
312 第2の接続部
1 プラズマ処理装置
10 プラズマ処理チャンバ
11 基板支持部
111 本体部
111a 中央領域
111b 環状領域
112 リングアセンブリ
112A エッジリング
1110 基台
1111 静電チャック
1111a セラミック部材(誘電体部材)
1111b,1111c 静電電極
1111b1 第1のチャック電極
1111b2 第2のチャック電極
1111b3 第3のチャック電極
1111c1 第1のチャック電極
1111c2 第2のチャック電極
15,16 チャック電源
161 電源
162 位相調整器
163 第1の電源
164 第2の電源
165 第3の電源
166 第4の電源
301 第1の円弧部
302 第2の円弧部
303 第3の円弧部
304 第4の円弧部
311 第1の接続部
312 第2の接続部
Claims (22)
- プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記リング支持面の下方に配置される複数のチャック電極とを含む、静電チャックと、
複数の前記チャック電極に互いに位相シフトされている交流電圧をそれぞれ印加するように構成される交流電圧生成器と、を備え、
複数の前記チャック電極は、一のチャック電極及び他のチャック電極を有し、
一の前記チャック電極は、複数の円弧部を有し、
他の前記チャック電極は、複数の円弧部を有し、
一の前記チャック電極の円弧部と、他の前記チャック電極の円弧部とは、径方向において交互に配置される、
プラズマ処理装置。 - 一の前記チャック電極は、第1の円弧部と、第3の円弧部と、前記第1の円弧部と前記第3の円弧部とを接続する第1の接続部と、を有し、
他の前記チャック電極は、第2の円弧部と、第4の円弧部と、前記第2の円弧部と前記第4の円弧部とを接続する第2の接続部と、を有し、
外周側から中心側に向かって径方向に順番に、前記第1の円弧部、前記第2の円弧部、前記第3の円弧部、前記第4の円弧部を有する、
請求項1に記載のプラズマ処理装置。 - 複数の前記チャック電極は、渦巻き形状または入れ子構造を有する、
請求項1に記載のプラズマ処理装置。 - エッジリング交換シーケンスを実行するように構成される制御部と、を更に備え、
複数の前記チャック電極は、前記誘電体部材内において前記リング支持面の下方に配置される第1~第N(Nは2以上の整数)のチャック電極とを含み、
前記交流電圧生成器は、前記第1~第Nのチャック電極に第1~第Nの交流電圧をそれぞれ印加するように構成され、前記第1~第Nの交流電圧は、互いに位相シフトされ、
前記エッジリング交換シーケンスは、
(a)前記第1~第Nの交流電圧をオン状態からオフ状態に変更する工程と、
(b)前記リング支持面上の第1のエッジリングを取り外す工程と、
(c)前記リング支持面上に第2のエッジリングを載置する工程と、
(d)前記第1~第Nの交流電圧をオフ状態からオン状態に変更する工程と、を含む、
請求項1に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1~第Nのチャック電極は、第1のチャック電極と、第2のチャック電極とを含み、
前記交流電圧生成器は、
前記第1の交流電圧を前記第1のチャック電極に印加するように構成される電源と、
前記電源と前記第2のチャック電極との間に電気的に接続され、前記第1の交流電圧から位相シフトされた前記第2の交流電圧を前記第2のチャック電極に印加するように構成される位相調整器とを含む、
請求項4に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1~第Nのチャック電極は、第1のチャック電極と、第2のチャック電極とを含み、
前記交流電圧生成器は、
前記第1の交流電圧を前記第1のチャック電極に印加するように構成される第1の電源と、
前記第1の交流電圧から位相シフトされた前記第2の交流電圧を前記第2のチャック電極に印加するように構成される第2の電源と、を含む、
請求項4に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1~第Nの交流電圧の位相差は、1/N×360°である、
請求項4に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1~第Nの交流電圧は、0.01Hzから100Hzの範囲内の周波数を有する、
請求項4に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1~第Nの交流電圧は、セルフバイアス電圧でオフセットされる、
請求項4に記載のプラズマ処理装置。 - プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記リング支持面の下方に配置される第1~第N(Nは2以上の整数)のチャック電極とを含む、静電チャックと、
前記第1~第Nのチャック電極に第1~第Nの交流電圧をそれぞれ印加するように構成される交流電圧生成器であって、前記第1~第Nの交流電圧は、互いに位相シフトされている、交流電圧生成器と、
エッジリング交換シーケンスを実行するように構成される制御部と、を備え、
前記エッジリング交換シーケンスは、
(a)前記第1~第Nの交流電圧をオン状態からオフ状態に変更する工程と、
(b)前記リング支持面上の第1のエッジリングを取り外す工程と、
(c)前記リング支持面上に第2のエッジリングを載置する工程と、
(d)前記第1~第Nの交流電圧をオフ状態からオン状態に変更する工程と、を含む、
プラズマ処理装置。 - 前記第1~第Nのチャック電極は、リング形状を有する、
請求項9に記載のプラズマ処理装置。 - プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部と、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記基板支持面の下方に配置される第1~第N(Nは2以上の整数)のチャック電極とを含む、静電チャックと、
前記第1~第Nのチャック電極に電気的に接続される交流電圧生成器と、
基板チャックシーケンスを実行するように構成される制御部と、を備え、
前記基板チャックシーケンスは、
(a)前記基板支持面に基板を載置する工程と、
(b)前記プラズマ処理チャンバ内に第1のプラズマを生成する工程と、
(c)前記第1~第Nのチャック電極に第1~第Nの交流電圧をそれぞれ印加する工程であって、前記第1~第Nの交流電圧は、第1の電圧レベル及び第1の周波数を有し、互いに位相シフトされている、工程と、
(d)前記第1のプラズマの生成を停止する工程と、
(e)前記第1~第Nの交流電圧を、前記第1の電圧レベルに維持しつつ、前記第1の周波数よりも大きい第2の周波数に変更する工程と、
(f)前記プラズマ処理チャンバ内に第2のプラズマを生成する工程と、を含む、
プラズマ処理装置。 - 前記プラズマ生成部は、
プラズマ生成用のソースRF電力を生成するように構成されるソースRF電力生成器を含み、
前記ソースRF電力は、
前記工程(b)において第1の電力レベルを有し、
前記工程(d)においてゼロ電力レベルを有し、
前記工程(f)において前記第1の電力レベルよりも大きい第2の電力レベルを有する、
請求項12に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1~第Nのチャック電極は、第1のチャック電極と、第2のチャック電極とを含み、
前記交流電圧生成器は、
前記第1の交流電圧を前記第1のチャック電極に印加するように構成される電源と、
前記電源と前記第2のチャック電極との間に電気的に接続され、前記第1の交流電圧から位相シフトされた第2の交流電圧を前記第2のチャック電極に印加するように構成される位相調整器とを含む、
請求項12に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1~第Nの交流電圧の位相差は、1/N×360°である、
請求項12に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1~第Nのチャック電極は、円形状またはリング形状を有する、
請求項12乃至請求項15のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1~第Nのチャック電極は、渦巻き形状または入れ子構造を有する、
請求項12乃至請求項15のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1~第Nの交流電圧は、0.01Hzから100Hzの範囲内の周波数を有する、
請求項12乃至請求項15のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。 - 前記制御部は、基板デチャックシーケンスを実行するように構成され、
前記基板デチャックシーケンスは、
(g)前記第1~第Nの交流電圧を、前記第1の電圧レベルに維持しつつ、前記第2の周波数よりも大きい第3の周波数に変更する工程と、
(h)前記プラズマ処理チャンバ内に第3のプラズマを生成する工程と、
(i)前記第1~第Nの交流電圧の電圧レベルの減少を開始する工程と、
(j)前記第3のプラズマの生成を停止する工程と、を含む、
請求項12乃至請求項15のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。 - 前記工程(j)は、
前記第1~第Nの交流電圧がゼロ電圧レベルまで減少した後に行われる、
請求項19に記載のプラズマ処理装置。 - 前記工程(j)は、
前記第1~第Nの交流電圧がゼロ電圧レベルまで減少する前に行われる、
請求項19に記載のプラズマ処理装置。 - プラズマ処理チャンバと、前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックであって、前記静電チャックは基板支持面及びリング支持面を有する誘電体部材と、前記誘電体部材内において前記基板支持面の下方に配置される2以上の複数のチャック電極と、複数の前記チャック電極に交流電圧を印加する交流電圧生成器と、前記基板支持面に吸着された基板静電吸着する処理を実行可能に構成される制御部と、を備えるプラズマ処理装置の基板吸着方法であって、
前記基板支持面に基板を載置する工程と、
前記プラズマ生成部を制御して、前記プラズマ処理チャンバ内に第1のプラズマを生成する工程と、
前記交流電圧生成器を制御して、前記チャック電極に第1の電圧レベル及び第1の周波数を有する交流電圧を印加する工程と、
前記プラズマ生成部を制御して、前記第1のプラズマの生成を停止する工程と、
前記交流電圧生成器を制御して、前記チャック電極に印加する交流電圧を、前記第1の電圧レベルを維持しつつ、前記第1の周波数よりも大きい第2の周波数に変更する工程と、
前記プラズマ生成部を制御して、前記プラズマ処理チャンバ内に第2のプラズマを生成する工程と、を含む、
基板吸着方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022212263 | 2022-12-28 | ||
JP2022-212263 | 2022-12-28 | ||
JP2023-150207 | 2023-09-15 | ||
JP2023150207 | 2023-09-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2024143348A1 true WO2024143348A1 (ja) | 2024-07-04 |
Family
ID=91718035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11330218A (ja) * | 1998-05-12 | 1999-11-30 | Ulvac Corp | 加熱冷却装置及びこれを用いた真空処理装置 |
JP2003179128A (ja) * | 2001-12-11 | 2003-06-27 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 静電チャック |
JP2003332412A (ja) * | 2002-03-04 | 2003-11-21 | Hitachi High-Technologies Corp | 静電チャック装置及びその装置を用いた基板の処理方法 |
JP2010177686A (ja) * | 2010-03-24 | 2010-08-12 | Ebara Corp | ウェハのチャッキング装置およびチャッキング方法 |
JP2015099839A (ja) * | 2013-11-19 | 2015-05-28 | 東京エレクトロン株式会社 | 載置台に被吸着物を吸着する方法及び処理装置 |
JP2021068880A (ja) * | 2019-10-28 | 2021-04-30 | 東京エレクトロン株式会社 | 吸着方法、載置台及びプラズマ処理装置 |
JP2022048089A (ja) * | 2020-09-14 | 2022-03-25 | 東京エレクトロン株式会社 | 載置台、基板処理装置及び吸着方法 |
WO2022132570A1 (en) * | 2020-12-15 | 2022-06-23 | Entegris, Inc. | Spiraling polyphase electrodes for electrostatic chuck |
JP2022140585A (ja) * | 2018-09-06 | 2022-09-26 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
-
2023
- 2023-12-26 WO PCT/JP2023/046616 patent/WO2024143348A1/ja unknown
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11330218A (ja) * | 1998-05-12 | 1999-11-30 | Ulvac Corp | 加熱冷却装置及びこれを用いた真空処理装置 |
JP2003179128A (ja) * | 2001-12-11 | 2003-06-27 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 静電チャック |
JP2003332412A (ja) * | 2002-03-04 | 2003-11-21 | Hitachi High-Technologies Corp | 静電チャック装置及びその装置を用いた基板の処理方法 |
JP2010177686A (ja) * | 2010-03-24 | 2010-08-12 | Ebara Corp | ウェハのチャッキング装置およびチャッキング方法 |
JP2015099839A (ja) * | 2013-11-19 | 2015-05-28 | 東京エレクトロン株式会社 | 載置台に被吸着物を吸着する方法及び処理装置 |
JP2022140585A (ja) * | 2018-09-06 | 2022-09-26 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
JP2021068880A (ja) * | 2019-10-28 | 2021-04-30 | 東京エレクトロン株式会社 | 吸着方法、載置台及びプラズマ処理装置 |
JP2022048089A (ja) * | 2020-09-14 | 2022-03-25 | 東京エレクトロン株式会社 | 載置台、基板処理装置及び吸着方法 |
WO2022132570A1 (en) * | 2020-12-15 | 2022-06-23 | Entegris, Inc. | Spiraling polyphase electrodes for electrostatic chuck |
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