CN107710399A - 静电吸盘及等离子处理装置 - Google Patents

静电吸盘及等离子处理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107710399A
CN107710399A CN201780002185.1A CN201780002185A CN107710399A CN 107710399 A CN107710399 A CN 107710399A CN 201780002185 A CN201780002185 A CN 201780002185A CN 107710399 A CN107710399 A CN 107710399A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
electrode
pallet
supporting portion
electrostatic chuck
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780002185.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107710399B (zh
Inventor
酒田现示
横尾秀和
相原强
北河胜
渡边章
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ulvac Inc filed Critical Ulvac Inc
Publication of CN107710399A publication Critical patent/CN107710399A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107710399B publication Critical patent/CN107710399B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N13/00—Clutches or holding devices using electrostatic attraction, e.g. using Johnson-Rahbek effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明的静电吸盘(13)具备：电介质层(41)，其具备板状的托盘支承部(41a)和基板支承部(41b)，托盘支承部(41a)具有表面(41S)，基板支承部(41b)从表面(41S)突出；基板用电极(42)，其位于基板支承部(41b)的内部，用于将基板吸附于基板支承部(41b)；以及托盘用电极(43)，其位于托盘支承部(41a)的内部，用于将供载置基板的托盘吸附于托盘支承部(41a)。

Description

静电吸盘及等离子处理装置
技术领域
本发明关于一种静电吸附基板的静电吸盘以及具备静电吸盘而对处理对象进行预定处理的等离子处理装置。
现有技术
已知有具备能够一次吸附多个基板的静电吸盘的蚀刻装置。静电吸盘具备电介质层和多个电极。电介质层具备：具有板状的托盘支承部；以及从托盘支承部的1个面突出的多个基板支承部，各基板支承部支承1张基板。电极逐一位于各基板支承部的内部。
支承于静电吸盘的多个基板在搭载于1个托盘状态下搬送至静电吸盘。托盘具有与静电吸盘能吸附的基板数量相同的数量的贯穿孔，各基板以堵塞1个贯穿孔的方式配置于托盘上。
托盘被配置于静电吸盘上时，电介质层的各基板支承部穿过1个贯穿孔。藉此，基板从托盘被送交至基板支承部，且托盘被支承于托盘支承部。
而后，在收纳静电吸盘的空间内生成等离子，对电极施加电压，从而静电吸盘吸附基板，且蚀刻基板。基板的蚀刻结束时，托盘从托盘支承部离开，从而基板从静电吸盘被送交托盘(例如，参照专利文献1)。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本特开2011-3913号公报
发明内容
(发明所欲解决的课题)
然而，因为托盘亦与多个基板一起暴露于等离子，所以托盘会因等离子而被加热。藉此，基板会藉由来自托盘的辐射热而被加热。基板上蚀刻的结果有时会因基板被辐射热加热而受到影响。因而，希望抑制托盘的加热。
此种情况不限于蚀刻装置，具备上述静电吸盘的CVD装置、及溅镀装置等等离子处理装置亦同样。
本发明的目的为提供一种能抑制托盘加热的静电吸盘、及等离子处理装置。
(解决问题的手段)
本发明的一种方式为静电吸盘。静电吸盘具备：电介质层，其具备板状的托盘支承部和基板支承部，托盘支承部具有表面，基板支承部从所述表面突出；基板用电极，其位于所述基板支承部的内部，用于将基板吸附于所述基板支承部；以及托盘用电极，其位于所述托盘支承部的内部，用于将供载置所述基板的托盘吸附于所述托盘支承部。
本发明的其他方式涉及等离子处理装置。等离子处理装置具备：静电吸盘；以及腔室，其划定出收纳所述静电吸盘的空间；且所述静电吸盘是上述静电吸盘。
采用上述构成时，静电吸盘除了吸附作为处理对象的基板之外，还吸附载置基板的托盘。因而，托盘暴露于等离子时，托盘与静电吸盘接合的物体，换言之，具有将托盘的热容量与静电吸盘的热容量相加的热容量的物体暴露于等离子。另外，在托盘未吸附于静电吸盘状态下暴露于等离子时，托盘仅具有托盘单体的热容量。因而，采用上述构成时，与不吸附托盘的构成比较，因为会是具有比托盘单体中的热容量还大与静电吸盘所具有的热容量对应的部分的热容量的物体暴露于等离子，所以能抑制该物体中所包含的托盘的加热。
在上述静电吸盘中，所述托盘用电极亦可在所述电介质层的厚度方向不与所述基板用电极重叠。
静电吸盘可用于作为等离子处理装置的一例的等离子蚀刻装置所搭载的静电吸盘。将静电吸盘搭载于蚀刻装置时，可使用静电吸盘具备的基板用电极作为用于对基板施加偏压电位的电极。
采用上述构成时，对基板用电极供给用于施加偏压电位的高频电力时，可抑制基板用电极与托盘用电极耦合，亦即抑制从基板用电极供给高频电力至托盘用电极。
在上述静电吸盘中，所述托盘支承部亦可具有冷却气体流路，其供用于冷却所述托盘的冷却气体流动，且在所述表面中具有位于未被所述基板支承部覆盖的部分的多个开口。所述静电吸盘在所述表面中亦可进一步具备密封层，其构成为通过覆盖未被所述基板支承部覆盖的部分而堵塞所述多个开口，且通过被所述冷却气体冷却来冷却所述托盘。
采用上述构成时，能够通过藉由密封层抑制冷却气体从静电吸盘与托盘之间泄漏，并经由密封层冷却托盘。
在上述处理装置中，所述基板支承部是多个基板支承部中的1个，所述基板用电极是多个基板用电极中的1个，多个所述基板用电极彼此并联连接构成并联电路。进一步具备高频电源，其对各个所述基板用电极分别供给高频电力，且将400kHz以上且4MHz以下的高频电力供给至各个所述基板用电极。
本案发明人就供给至多个基板用电极的高频电力积极研究中发现以下事项。亦即，本案发明人发现对多个基板用电极分别供给的高频电力的频率为400kHz以上且4MHz以下时，与将具有超过该范围的频率的高频电力供给至各基板用电极相比，暴露于等离子的多个基板间不易产生温度分布。
就这一点，采用上述构成时，因为等离子处理装置具备将400kHz以上且4MHz以下的高频电力供给至各基板用电极的高频电源，所以抑制在多个基板间产生温度分布。
在上述等离子处理装置中，所述托盘用电极与对所述托盘用电极施加直流电压且抑制对所述托盘用电极传播高频电力的抑制部串联连接而构成串联托盘电路，所述串联托盘电路亦可与多个所述基板用电极并联连接而构成并联电路。所述等离子处理装置进一步具备直流电源，其对所述串联托盘电路及多个所述基板用电极分别施加直流电压，所述高频电源亦可对所述串联托盘电路及多个所述基板用电极分别供给高频电力。
采用上述构成时，可对构成并联电路的多个基板用电极及托盘用电极分别施加直流电压，且抑制对托盘用电极传播高频电力。
附图说明
图1是示出将本发明的等离子处理装置作为等离子蚀刻装置而具体化的一种实施方式中的等离子蚀刻装置的构成的方块图。
图2是示出将本发明的静电吸盘具体化的一种实施方式中的剖面构造的剖面图。
图3是示出静电吸盘具备的电介质层的平面构造俯视图。
图4是示意性地示出用于对静电吸盘供给电力的电气构成的方块图。
图5是与载置于托盘的基板的剖面构造一起示出托盘的剖面构造的剖面图。
图6是用于说明静电吸盘的作用的作用图。
图7是用于说明试验例中的电力供给点的俯视图。
图8是示出静电吸盘的变形例中的剖面构造的剖面图。
具体实施方式
参照图1至图7说明将静电吸盘及等离子处理装置具体化的一种实施方式。以下，说明将等离子处理装置作为等离子蚀刻装置而具体化的例。此外，以下依序说明等离子蚀刻装置的构成、静电吸盘的构成、静电吸盘的作用、及试验例。
[等离子蚀刻装置的构成]
参照图1说明等离子蚀刻装置的构成。
如图1所示，等离子蚀刻装置10具备腔室主体11，腔室主体11具有有底筒体形状，腔室主体11的上侧开口被石英板12密封。腔室主体11和石英板12构成腔室的一例，在由腔室主体11和石英板12划定的空间、即腔室空间11S中收纳有静电吸盘13以及支承静电吸盘13的载台14，静电吸盘13吸附作为蚀刻对象的多个基板S以及载置多个基板S的托盘T。
内置于静电吸盘13的电极连接于吸附用电源15(直流电源)及偏压用电源16(高频电源)。吸附用电源15将直流电压施加于电极，偏压用电源16将400kHz以上且4MHz以下的高频电力供给至电极。
在静电吸盘13连接有对静电吸盘13具有的冷却气体流路供给冷却气体的冷却气体供给部17。冷却气体供给部17例如为质量流控制器，其供给作为冷却气体的氦气。在静电吸盘13连接有对静电吸盘13具有的冷媒流路供给冷媒的冷媒供给部18。冷媒供给部18例如为泵，其在冷媒流路中使作为冷媒的冷却水等循环。
ICP天线21相对于石英板12位于腔室空间11S相反侧。ICP天线21例如由具有在基板S的周向卷绕两圈半的螺旋形状的2段线圈构成。ICP天线21具有：在螺旋形状中作为中心侧的端部的输入端子21I；以及在螺旋形状中作为外侧的端部的输出端子21O。ICP天线21的输入端子21I上例如连接有天线用电源22，其输出频率为13.56MHz的高频电力。
在形成于腔室主体11的排气口11P1连接有将腔室空间11S的流体排气的排气部31。排气部31例如由调整腔室空间11S的压力的压力调整阀或各种泵构成。
在形成于腔室主体11的气体供给口11P2连接有将蚀刻气体供给至腔室空间11S中的蚀刻气体供给部32。蚀刻气体供给部32例如为质量流控制器，其将各种气体供给至腔室空间11S内。
在这种等离子蚀刻装置10中，蚀刻基板S时，首先将基板S载置于静电吸盘13，而后排气部31将腔室空间11S的压力减压至预定压力。接着，冷却气体供给部17对静电吸盘13供给冷却气体，冷媒供给部18对静电吸盘13供给冷媒。
另外，蚀刻气体供给部32对腔室空间11S供给蚀刻气体，然后，天线用电源22对ICP天线21供给高频电力，从而从蚀刻气体生成等离子P。接着，吸附用电源15对静电吸盘13施加直流电压，偏压用电源16对静电吸盘13供给高频电力。藉此，基板S在吸附于静电吸盘13的状态下进行蚀刻。
[静电吸盘的构成]
参照图2至图4说明静电吸盘的构成。在图2中，为了便于图示静电吸盘所具有的电极及冷却气体流路，在静电吸盘的一部分省略阴影线。此外，在图2中，以实线示意性地示出冷却气体流路。
如图2所示，静电吸盘13具备电介质层41、基板用电极42、及托盘用电极43。电介质层41具备托盘支承部41a和多个基板支承部41b，托盘支承部41a形成为具有表面41S的板状，各基板支承部41b从表面41S突出。
多个基板用电极42为逐一位于各基板支承部41b的内部且用于将基板S吸附于基板支承部41b的电极。换言之，各基板用电极42位于与其他全部基板用电极42所在的基板支承部41b不同的基板支承部41b的内部。
托盘用电极43为位于托盘支承部41a的内部且用于将载置多个基板S的托盘T吸附于托盘支承部41a的电极。
托盘支承部41a中，在表面41S中未被基板支承部41b覆盖的部分为间接载置托盘T的托盘载置面41aS。托盘载置面41aS在与表面41S相对的俯视观看时，具有能载置托盘T的大小。
各基板支承部41b中，从托盘支承部41a突出的端部为前端，且构成前端的面为基板载置面41bS。基板载置面41bS在与表面41S相对的俯视观看时，具有能载置一张基板S的大小。
在电介质层41的厚度方向，托盘载置面41aS与基板载置面41bS间的距离比托盘T的厚度大。换言之，在电介质层41的厚度方向，基板支承部41b从托盘支承部41a的突出量比托盘T的厚度大。
电介质层41例如由陶瓷等电介质而形成。电介质层41是例如由多个电介质制的薄片层积而成的层积体。
基板用电极42是例如由钨等金属形成的金属板。在与表面41S相对的俯视观看时，基板用电极42的大小优选为与基板载置面41bS的大小大致相等。基板用电极42的大小与基板载置面41bS的大小之比越大，越能够增大将基板S吸附于基板支承部41b的力。
在电介质层41的厚度方向，基板用电极42位于基板支承部41b的靠前端的位置。藉此，与在电介质层41的厚度方向，基板用电极42位于靠表面41S的构成比较，能缩短基板用电极42与基板载置面41bS之间的距离。此外，在基板用电极42与基板S之间容易进行电荷交接，其结果，基板支承部41b容易进行基板S的吸附与解除吸附。
基板用电极42与基板载置面41bS之间的距离，优选为例如0.3mm至1.9mm左右。
托盘用电极43为例如由钨等金属形成的金属板。在与表面41S相对的俯视观看时，托盘用电极43的大小优选为与表面41S的大小大致相等。托盘用电极43大小与表面41S大小之比越大，越能增大将基板S吸附于托盘支承部41a的力。
在电介质层41的厚度方向，托盘用电极43位于托盘支承部41a中的表面41S附近。藉此，与在电介质层41的厚度方向，托盘用电极43位于表面41S相反侧的面附近的构成比较，能缩短托盘用电极43与托盘载置面41aS之间的距离。此外，在托盘用电极43与托盘T之间容易进行电荷交接，其结果，托盘支承部41a容易进行托盘T的吸附与解除吸附。
托盘用电极43与托盘载置面41aS之间的距离优选为例如0.3mm至1.9mm左右。
在电介质层41的厚度方向，托盘用电极43与各基板用电极42之间的距离，比托盘用电极43与托盘载置面41aS之间的距离、及基板用电极42与基板载置面41bS之间的距离大。藉此，比起托盘用电极43与基板用电极42之间的电气相互作用，在托盘用电极43与托盘T之间、及基板用电极42与基板S之间更容易产生电气相互作用。
托盘支承部41a具有供用于冷却托盘T的冷却气体流动的冷却气体流路45。冷却气体流路45在表面41S中具有多个位于未被基板支承部41b覆盖的部分的托盘用开口45a。换言之，冷却气体流路45具有多个位于托盘载置面41aS的托盘用开口45a。
冷却气体流路45在各基板载置面41bS具有多个基板用开口45b。冷却气体流路45在电介质层41的外周面中，具有位于表面41S以外部分的连接用开口45c，连接用开口45c连接有上述的冷却气体供给部17。从冷却气体供给部17对冷却气体流路45供给冷却气体。
静电吸盘13进一步具备密封层46。密封层46构成为在表面41S中将未被基板支承部41b覆盖的部分覆盖，从而将冷却气体流路45具有的多个托盘用开口45a堵塞，并被冷却气体冷却，由此冷却托盘T。
换言之，密封层46覆盖整个托盘载置面41aS。在与表面41S相对的俯视观看时，密封层46在与基板支承部41b重叠的部分具有贯穿孔。或是，密封层46亦可由多个元件构成，并藉由多个元件覆盖表面41S中并非基板支承部41b所位于的部分。
因为电介质层41具备密封层46，所以能够藉由密封层46抑制冷却气体从静电吸盘13与托盘T之间泄漏，而且能够经由密封层46冷却托盘T。
密封层46的弹性比电介质层41高，密封层46的形成材料为例如硅胶等树脂。此外，密封层46的形成材料是藉由冷却气体被冷却的材料，且密封层46具有在密封层46中藉由冷却气体冷却至与位于接触托盘支承部41a的面相反侧的面的厚度程度。
冷却气体从多个托盘用开口45a向密封层46释放来冷却密封层46，所以能经由密封层46间接冷却托盘T。此外，冷却气体因为从多个基板用开口45b向基板S释放，所以基板S被冷却气体冷却。
静电吸盘13具备支承电介质层41的支承层47。支承层47在与表面41S相对的俯视观看时，具有比电介质层41大的板形状，并在电介质层41的整个周向从电介质层41的外缘冒出。支持层47在内部具有供冷媒流动的冷媒流路47a，在冷媒流路47a连接有上述的冷媒供给部18。支承层47的形成材料为例如铝等金属。
如图3所示，在与托盘支承部41a的表面41S相对的俯视观看时，托盘支承部41a具有圆板状。电介质层41具备6个基板支承部41b，各基板支承部41b具有圆柱状。6个基板支承部41b在从表面41S中心起的距离彼此大致相等的位置从表面41S突出。
静电吸盘13具备6个基板用电极42。在与托盘支承部41a的表面41S相对的俯视观看时，各基板用电极42具有圆板状，6个基板用电极42配置于从表面41S中心起的距离彼此大致相等的位置。各基板用电极42位于与其他全部基板用电极42所在的基板支承部41b不同的基板支承部41b内部。
各基板用电极42例如连接于穿过静电吸盘13内部而露出于静电吸盘13外部的配线，此外，托盘用电极43与基板用电极42相同，例如连接于穿过静电吸盘13内部而露出于静电吸盘13外部的配线。而后，6个基板用电极42及托盘用电极43例如藉由与各电极连接的配线在静电吸盘13外部彼此连接，从而彼此并联连接。
图4示意性地示出等离子蚀刻装置10具备的电性构成中，用于对静电吸盘供给电力的电气构成。
如图4所示，6个基板用电极42彼此并联连接而构成并联电路。等离子蚀刻装置10具备偏压用电源16，偏压用电源16将400kHz以上且4MHz以下的高频电力分别供给至6个基板用电极42。
供给至6个基板用电极42的各个的高频电力频率为400kHz以上且4MHz以下时，与对各基板用电极供给具有超过该范围的频率的高频电力时比较，在暴露于等离子P的6个基板S间不易产生温度分布。
托盘用电极43与作为控制部的一例的电感器51串联连接而构成串联托盘电路。托盘用电极43与电感器51亦可在静电吸盘13外部彼此连接，亦可在静电吸盘13内部彼此连接。电感器51具有对托盘用电极43施加直流电压，且抑制对托盘用电极43传播高频电力的功能。串联托盘电路在6个基板用电极42与静电吸盘13的外部并联连接而构成并联电路。
吸附用电源15对串联托盘电路及6个基板用电极42分别施加直流电压，偏压用电源16对串联托盘电路及多个基板用电极42分别供给高频电力。
因而，能对构成并联电路的6个基板用电极42及托盘用电极43分别施加直流电压，并抑制高频电力传播至托盘用电极43。
此外，托盘T与多个基板S一起暴露于等离子P时，抑制对托盘T施加偏压电位，其结果，能够抑制托盘T被蚀刻。
吸附用电源15经由滤波器52连接于由6个基板用电极42和托盘用电极43构成的并联电路。滤波器52是低通滤波器，且具有抑制偏压用电源16所输出的高频电力被供给至吸附用电源15的功能。吸附用电源15对6个基板用电极42及托盘用电极43施加正的直流电压，不过亦可施加负的直流电压。
[静电吸盘的作用]
参照图5及图6说明静电吸盘13的作用。以下，在说明静电吸盘13的作用之前，先说明藉由静电吸盘13吸附的托盘T的构成。
如图5所示，托盘T具有包含表面TS和背面TR的圆板状。托盘T具有贯穿表面TS与背面TR之间的多个、例如6个贯穿孔Ta，在各贯穿孔Ta中，在表面TS的开口比在背面TR的开口大。在与表面TS相对的俯视观看时，在表面TS的开口比基板S大，在背面TR的开口比基板S小。此外，在与表面TS相对的俯视观看时，在表面TS的开口及在背面TR的开口皆比基板支承部41b大。
各贯穿孔Ta由两阶的筒面Tb划定，筒面Tb具有第一阶筒面与第二阶筒面之间的台阶部Tc。托盘T在各贯穿孔Ta的台阶部Tc支承一张基板S。
如图6所示，在等离子蚀刻装置10中蚀刻基板S时，首先，载置6个基板S的托盘T被搬送至静电吸盘13，托盘T载置于托盘支承部41a。此时，各基板支承部41b穿过与其他全部基板支承部41b穿过的贯穿孔Ta不同的贯穿孔Ta，藉此，载置于托盘T的台阶部Tc的基板S载置于基板支承部41b的基板载置面41bS。
而后，在腔室空间11S内生成等离子P后，吸附用电源15对各基板用电极42及托盘用电极43分别施加直流电压。藉此，基板S吸附于各基板支承部41b，且托盘T吸附于托盘支承部41a。
因为静电吸盘13除了基板S之外亦吸附托盘T，所以托盘T暴露于等离子P时，托盘T与静电吸盘13接合的物体，换言之，具有托盘T的热容量与静电吸盘13的热容量之和的热容量的物体暴露于等离子P。
另外，在托盘T未被吸附于静电吸盘13的状态下暴露于等离子P时，托盘T仅具有托盘单体的热容量。因而，采用上述构成时与不吸附托盘T的构成比较，因为会是具有比托盘T单体中的热容量大与静电吸盘13所具有的热容量相应的部分的热容量的物体暴露于等离子P，所以能抑制该物体所包含的托盘T的加热。
基板S的蚀刻结束时，吸附用电源15停止对各基板用电极42及托盘用电极43分别施加直流电压。藉此，解除各基板支承部41b对基板S的吸附，且解除托盘支承部41a对托盘T的吸附。
其次，从静电吸盘13搬送托盘T时，基板支承部41b从托盘T的贯穿孔Ta脱落，藉此，载置于基板支承部41b的基板载置面41bS的基板S载置于托盘T的台阶部Tc。
[试验例]
参照图7说明试验例。
[试验例1]
如图7所示，将载置第一基板S1至第六基板S6的托盘T载置于电介质层41的托盘支承部41a上，将第一基板S1至第六基板S6分别载置于彼此不同的基板支承部41b上。而后，在以下条件下测定进行第一基板S1至第六基板S6的蚀刻时各基板的温度。此时，在用于吸附第一基板S1的基板用电极42中设定供给偏压用高频电力的供给点Ps。亦即，在用于吸附第一基板S1的基板用电极42与高频电源间的传送路径为最短的状态下，对6个基板用电极42及托盘用电极43供给高频电力。
[蚀刻条件]
·基板： 蓝宝石基板
·天线用高频电力： 2100W
·偏压用高频电力： 1000W
·偏压用高频电力的频率： 2MHz
·吸附用的直流电压： 2kV
·腔室空间的压力： 0.06Pa
·冷媒的温度： 30℃
·冷却气体的压力： 1kPa
·蚀刻气体： BCl3
·蚀刻气体流量： 150sccm
在试验例1中确认到了第一基板S1的温度为93℃至98℃，第二基板S2的温度为98℃至104℃，第三基板S3的温度为104℃至110℃。此外，确认到了第四基板S4的温度为93℃至98℃，第五基板S5的温度为98℃至104℃，第六基板S6的温度为98℃至104℃。
[试验例2]
在试验例2中，除了将偏压用高频电力的频率变更为12.5MHz之外，在与试验例1相同条件下进行蚀刻，测定第一基板S1至第六基板S6的温度。
在试验例2中确认到了第一基板S1的温度为126℃至132℃，第二基板S2的温度为110℃至115℃，第三基板S3的温度为121℃至126℃。此外，确认到了第四基板S4的温度为98℃至104℃，第五基板S5的温度为110℃至115℃，第六基板S6的温度为110℃至115℃。
如此，按照试验例1时，与试验例2比较，确认到了暴露于等离子的6个基板间不易产生温度分布。
如以上说明，采用静电吸盘及等离子处理装置的一种实施方式时，可获得以下列举的效果。
(1)与不吸附托盘T的构成比较，因为具有比托盘T单体中的热容量大与静电吸盘13所具有的热容量相应的程度的热容量的物体暴露于等离子P，所以能抑制该物体中包含的托盘T的加热。
(2)可藉由密封层46抑制冷却气体从静电吸盘13与托盘T之间泄漏，并能经由密封层46冷却托盘T。
(3)因为偏压用电源16对各基板用电极42供给400kHz以上且4MHz以下的高频电力，所以抑制在多个基板S间产生温度分布。
(4)能对构成并联电路的多个基板用电极42及托盘用电极43分别施加直流电压，并抑制高频电力传播至托盘用电极43。
另外，上述实施方式可如以下适当变更来实施。
·亦可割舍与吸附用电源15和并联电路连接的滤波器52。即使如此构成，只要并联电路包含的串联托盘电路包含电感器51，吸附用电源15对并联电路中的基板用电极42及串联托盘电路分别施加直流电压，且偏压用电源16对基板用电极42及串联托盘电路分别供给高频电力，仍可获得与上述(4)同等效果。
·构成串行电路的抑制部不限于上述的电感器51，亦可为电容器，亦可为电感器与电容器的组合。即使如此构成，仍可获得与上述(4)同等效果。
·等离子蚀刻装置10亦可不具电感器51。如此构成时，因为亦对托盘T施加偏压电位，所以托盘T会变得容易被蚀刻。不过，只要托盘T被静电吸盘13吸附，即可获得与上述(1)同等效果。
·亦可多个基板用电极42及串联托盘电路不构成1个并联电路。如此构成时，各基板用电极42及托盘用电极43分别连接于各个吸附用电源，且各基板用电极42分别连接于各个偏压用电源时，可对各基板用电极42及托盘用电极43分别施加直流电压，及可对各基板用电极42施加偏压电位。如此构成时，因为不对托盘用电极43供给高频电力，所以可割舍串联连接于托盘用电极43的电感器51。
·亦可多个基板用电极42构成并联电路，等离子蚀刻装置10的构成具备：对多个基板用电极42分别施加直流电压的吸附用电源；对多个基板用电极42分别供给高频电力的偏压用电源；以及对托盘用电极43施加直流电压的直流电源。即使如此构成，因为不对托盘用电极43供给高频电力，所以可割舍串联连接于托盘用电极43的电感器51。
·偏压用电源16输出的高频电力的频率亦可小于400kHz，亦可比4MHz大。即使如此构成，因为对各基板用电极42施加偏压电位，所以可向各基板用电极42引入等离子中的正离子。
·静电吸盘13亦可不具有密封层46，即使如此构成，只要具备：位于基板支承部41b内部的基板用电极42；及位于托盘支承部41a内部的托盘用电极43，仍可获得与上述(1)同等效果。
·图8示出静电吸盘13的变形例中的剖面构造，图8中为了图示方便而省略了电介质层41具有的冷却气体流路45的图示。如图8所示，托盘用电极61在电介质层41的厚度方向，换言之在俯视观看时，亦可不与多个基板用电极42重叠。亦即，托盘用电极61具有沿着电介质层41的厚度方向贯穿托盘用电极61的多个贯穿孔61a，各贯穿孔61a在与托盘支承部41a的表面41S相对的俯视观看时，只要形成于与1个基板用电极42重叠的位置即可。而后，贯穿孔61a在与表面41S相对的俯视观看时，只要具有比基板用电极42大的大小即可。
采用此种构成时，可获得以下效果。
(5)将用于对基板用电极42施加偏压电位的高频电力供给至基板用电极42时，可抑制基板用电极42与托盘用电极43耦合，亦即抑制从基板用电极42供给高频电力至托盘用电极43。
·托盘用电极43为在电介质层41的厚度方向不与多个基板用电极42重叠的构成时，亦可为托盘用电极43由多个电极元件构成，且构成各电极元件在电介质层41的厚度方向，位于不与基板用电极42重叠的位置。即使如此构成，仍可获得与上述(5)同等效果。
·静电吸盘13具备：至少1个基板支承部41b；及至少1个基板用电极42，且为与基板支承部41b同数的基板用电极42即可。静电吸盘13具备：至少1个基板支承部41b、与基板支承部41b同数的基板用电极42、托盘支承部41a、及托盘用电极43时，可获得类似上述(1)的效果。
·基板用电极42亦可由极性彼此不同的一对电极构成，此种情况下，1个基板用电极只须由正电极与负电极的对构成即可。而后，1对正电极与负电极位于1个基板支承部41b内部即可。如此构成时，等离子蚀刻装置10具备：将正电压施加于正电极的直流电源；及将负电压施加于负电极的直流电源即可。
·等离子蚀刻装置10不限于使用ICP天线21而生成等离子P的感应耦合型的等离子蚀刻装置，亦可使用位于腔室主体11内部的电极而生成等离子的电容耦合型等离子蚀刻装置。
·适用静电吸盘13的等离子处理装置不限于上述的等离子蚀刻装置10，亦可为溅镀装置或CVD装置等。
附图标记说明
10等离子蚀刻装置；11腔室主体；11P1排气口；11P2气体供给口；11S腔室空间；12石英板；13静电吸盘；14载台；15吸附用电源；16偏压用电源；17冷却气体供给部；18冷媒供给部；21 ICP天线；21I输入端子；21输出端子；22天线用电源；31排气部；32蚀刻气体供给部；41电介质层；41a托盘支承部；41aS托盘载置面；41b基板支承部；41bS基板载置面；41S、TS表面；42基板用电极；43,61托盘用电极；45冷却气体流路；45a托盘用开口；45b基板用开口；45c连接用开口；46密封层；47支承层；47a冷媒流路；51电感器；52滤波器；61a、Ta贯穿孔；S、S1～S6基板；T托盘；Tb筒面；Tc台阶部；TR背面。

Claims (6)

1.一种静电吸盘，其具备：
电介质层，其具备板状的托盘支承部和基板支承部，托盘支承部具有表面，基板支承部从所述表面突出；
基板用电极，其位于所述基板支承部的内部，用于将基板吸附于所述基板支承部；以及
托盘用电极，其位于所述托盘支承部的内部，用于将供载置所述基板的托盘吸附于所述托盘支承部。
2.根据权利要求1所述的静电吸盘，其中，
所述托盘用电极在所述电介质层的厚度方向不与所述基板用电极重叠。
3.根据权利要求1或2所述的静电吸盘，其中，
所述托盘支承部具有冷却气体流路，其供用于冷却所述托盘的冷却气体流动，且在所述表面中具有位于未被所述基板支承部覆盖的部分的多个开口，
在所述表面中进一步具备密封层，其构成为通过覆盖未被所述基板支承部覆盖的部分而堵塞所述多个开口，且通过被所述冷却气体冷却来冷却所述托盘。
4.一种等离子处理装置，其具备：
静电吸盘；以及
腔室，其划定出收纳所述静电吸盘的空间，
所述静电吸盘是权利要求1至3中任一项所述的静电吸盘。
5.根据权利要求4所述的等离子处理装置，其中，
所述基板支承部是多个基板支承部中的1个，
所述基板用电极是多个基板用电极中的1个，
多个所述基板用电极彼此并联连接而构成并联电路，
所述等离子处理装置进一步具备高频电源，其对各个所述基板用电极分别供给高频电力，且将所述高频电源将400kHz以上且4MHz以下的高频电力供给至各个所述基板用电极。
6.根据权利要求5所述的等离子处理装置，其中，
所述托盘用电极与对所述托盘用电极施加直流电压且抑制对所述托盘用电极传播所述高频电力的抑制部串联连接而构成串联托盘电路，
所述串联托盘电路与多个所述基板用电极并联连接而构成并联电路，
所述等离子处理装置进一步具备直流电源，其对所述串联托盘电路及多个所述基板用电极分别施加直流电压，
所述高频电源对所述串联托盘电路及多个所述基板用电极分别供给高频电力。
CN201780002185.1A 2016-05-09 2017-04-28 静电吸盘及等离子处理装置 Active CN107710399B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-093947 2016-05-09
JP2016093947 2016-05-09
PCT/JP2017/017005 WO2017195672A1 (ja) 2016-05-09 2017-04-28 静電チャック、および、プラズマ処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107710399A true CN107710399A (zh) 2018-02-16
CN107710399B CN107710399B (zh) 2021-04-16

Family

ID=60267706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780002185.1A Active CN107710399B (zh) 2016-05-09 2017-04-28 静电吸盘及等离子处理装置

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6445191B2 (zh)
KR (1) KR102073799B1 (zh)
CN (1) CN107710399B (zh)
TW (1) TWI648784B (zh)
WO (1) WO2017195672A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110228283A (zh) * 2019-07-18 2019-09-13 清华大学 转印装置及其制造方法
CN110914971A (zh) * 2018-04-05 2020-03-24 朗姆研究公司 有冷却气体区域和相应槽及单极静电夹持电极模式的静电卡盘
JP2022500846A (ja) * 2018-09-14 2022-01-04 北京北方華創微電子装備有限公司Beijing Naura Microelectronics Equipment Co., Ltd. 静電チャック

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1779938A (zh) * 2004-10-07 2006-05-31 应用材料公司 控制衬底温度的方法和装置
CN1984523A (zh) * 2004-06-21 2007-06-20 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置和方法
CN101278385A (zh) * 2004-11-04 2008-10-01 株式会社爱发科 静电吸盘装置
JP2010232250A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Panasonic Corp プラズマ処理装置
CN102956533A (zh) * 2011-08-26 2013-03-06 新光电气工业株式会社 静电卡盘以及半导体/液晶制造装置
CN103187348A (zh) * 2011-12-31 2013-07-03 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 晶片固定装置、半导体设备和晶片固定方法
JP2014150186A (ja) * 2013-02-01 2014-08-21 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003282692A (ja) * 2002-03-27 2003-10-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 基板搬送用トレーおよびこれを用いた基板処理装置
JP4850811B2 (ja) * 2007-11-06 2012-01-11 東京エレクトロン株式会社 載置台、処理装置および処理システム
TW201118977A (en) * 2009-03-26 2011-06-01 Panasonic Corp Plasma processing apparatus and plasma processing method
KR101299102B1 (ko) 2009-07-07 2013-08-28 주식회사 만도 쇽업소버
JP2011114178A (ja) * 2009-11-27 2011-06-09 Samco Inc プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2011171329A (ja) * 2010-02-16 2011-09-01 Panasonic Corp プラズマ処理における基板保持用のトレイおよびプラズマ処理方法
JP4906012B2 (ja) * 2010-07-26 2012-03-28 株式会社アルバック 静電チャック
JP5348439B2 (ja) * 2011-09-30 2013-11-20 Ｔｏｔｏ株式会社 静電チャック
US10825708B2 (en) * 2011-12-15 2020-11-03 Applied Materials, Inc. Process kit components for use with an extended and independent RF powered cathode substrate for extreme edge tunability
JP2015115421A (ja) * 2013-12-10 2015-06-22 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びフォーカスリング
KR102222902B1 (ko) * 2014-05-12 2021-03-05 삼성전자주식회사 플라즈마 장비 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1984523A (zh) * 2004-06-21 2007-06-20 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置和方法
CN1779938A (zh) * 2004-10-07 2006-05-31 应用材料公司 控制衬底温度的方法和装置
CN101278385A (zh) * 2004-11-04 2008-10-01 株式会社爱发科 静电吸盘装置
JP2010232250A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Panasonic Corp プラズマ処理装置
CN102956533A (zh) * 2011-08-26 2013-03-06 新光电气工业株式会社 静电卡盘以及半导体/液晶制造装置
CN103187348A (zh) * 2011-12-31 2013-07-03 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 晶片固定装置、半导体设备和晶片固定方法
JP2014150186A (ja) * 2013-02-01 2014-08-21 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110914971A (zh) * 2018-04-05 2020-03-24 朗姆研究公司 有冷却气体区域和相应槽及单极静电夹持电极模式的静电卡盘
CN110914971B (zh) * 2018-04-05 2023-04-28 朗姆研究公司 有冷却气体区域和相应槽及单极静电夹持电极模式的静电卡盘
JP2022500846A (ja) * 2018-09-14 2022-01-04 北京北方華創微電子装備有限公司Beijing Naura Microelectronics Equipment Co., Ltd. 静電チャック
JP7198915B2 (ja) 2018-09-14 2023-01-04 北京北方華創微電子装備有限公司 静電チャック
CN110228283A (zh) * 2019-07-18 2019-09-13 清华大学 转印装置及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201806025A (zh) 2018-02-16
CN107710399B (zh) 2021-04-16
WO2017195672A1 (ja) 2017-11-16
KR102073799B1 (ko) 2020-02-05
JPWO2017195672A1 (ja) 2018-07-26
KR20180015252A (ko) 2018-02-12
JP6445191B2 (ja) 2018-12-26
TWI648784B (zh) 2019-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102539151B1 (ko) 기판 처리 방법
US10593517B2 (en) Plasma processing apparatus
US8008596B2 (en) Plasma processing apparatus and electrode used therein
US10910227B2 (en) Bottom and side plasma tuning having closed loop control
CN101038859B (zh) 等离子体处理装置及其所使用的电极
CN107710399A (zh) 静电吸盘及等离子处理装置
US10032608B2 (en) Apparatus and method for tuning electrode impedance for high frequency radio frequency and terminating low frequency radio frequency to ground
TWI564958B (zh) Plasma processing device
US20210327689A1 (en) Metal contamination reduction in substrate processing systems with transformer coupled plasma
CN111081518A (zh) 滤波器单元的调整方法和等离子体处理装置
US20150311038A1 (en) Plasma-generating unit and substrate treatment apparatus including the same
TWI568318B (zh) Inductive coupling plasma antenna unit and inductively coupled plasma processing device
TW202141563A (zh) 電漿處理裝置
KR20100129370A (ko) 대면적 플라즈마를 이용한 연속 기판 처리 시스템
US20210005434A1 (en) Apparatus and method for treating substrate
CN107146754A (zh) 等离子体处理装置
US7611585B2 (en) Plasma reaction chamber with a built-in magnetic core
JP2016162794A (ja) 真空処理装置
US10319566B2 (en) Apparatus for supplying power and apparatus for treating substrate including the same
US20220181118A1 (en) Apparatus for generating plasma, apparatus for treating substrate including the same, and method for controlling the same
KR102344529B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102281888B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP2017120721A (ja) プラズマ処理装置
KR102378780B1 (ko) 기판 처리 장치
KR102201881B1 (ko) Rf 신호 생성기 및 그를 포함하는 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant