CN116721961A - 载置台及基板处理装置 - Google Patents

载置台及基板处理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116721961A
CN116721961A CN202310233176.0A CN202310233176A CN116721961A CN 116721961 A CN116721961 A CN 116721961A CN 202310233176 A CN202310233176 A CN 202310233176A CN 116721961 A CN116721961 A CN 116721961A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
electrodes
electrostatic chuck
voltage
power supply
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.)
Pending
Application number
CN202310233176.0A
Other languages
English (en)
Inventor
谷川雄洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of CN116721961A publication Critical patent/CN116721961A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/683Apparatus 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
    • H01L21/6831Apparatus 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/683Apparatus 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
    • H01L21/6831Apparatus 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
    • H01L21/6833Details of electrostatic chucks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532Electrodes
    • H01J37/32568Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/15Devices for holding work using magnetic or electric force acting directly on the work
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32091Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715Workpiece holder
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N13/00Clutches or holding devices using electrostatic attraction, e.g. using Johnson-Rahbek effect
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/20Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/2007Holding mechanisms
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334Etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

提供一种能够对吸附力的不均进行抑制,并降低成本的载置台及基板处理装置。该载置台包括:基台;静电吸盘,设置在所述基台上,并且在内部具有2极以上的N极的电极;以及电源,向所述N极的电极施加相位彼此不同的2相以上的N相的电压,该电压的正负周期性地交替,其中,设置在相邻的所述电极之间的电极间隙的中心线由x=rCos(θ+2π(n‑1)/N)、y=rSin(θ+2π(n‑1)/N)表示。

Description

载置台及基板处理装置
技术领域
本公开涉及一种载置台及基板处理装置。
背景技术
已知一种载置台,其在对基板进行蚀刻处理等所期望的处理的处理装置中,对基板进行吸附。
专利文献1中公开了一种施加交流电压的静电吸盘装置,所述交流电压为n相的交流电压,其中n为2以上,该静电吸盘装置的特征在于,具有:施加该n相交流电压的电极;由使所述各电极之间绝缘的绝缘体制成的试样台;以及施加所述n相交流电压的电路。
<现有技术文献>
<专利文献>
专利文献1:日本特开2003-332412号公报
发明内容
<本发明要解决的问题>
在一个方面,本公开提供一种能够对吸附力的不均进行抑制,并降低成本的载置台及基板处理装置。
<用于解决问题的手段>
为了解决上述问题,根据一个实施方式,提供一种载置台,包括:基台;静电吸盘,设置在所述基台上,并且在内部具有2极以上的N极的电极;以及电源,向所述N极的电极施加相位彼此不同的2相以上的N相的电压,该电压的正负周期性地交替,其中,设置在相邻的所述电极之间的电极间隙的中心线由x=rCos(θ+2π(n-1)/N)、y=rSin(θ+2π(n-1)/N)表示。
<发明的效果>
根据一个方面,能够提供一种能够对吸附力的不均进行抑制,并降低成本的载置台及基板处理装置。
附图说明
图1是示出根据一个实施方式的等离子体处理装置的一个示例的剖面示意图。
图2是示出静电吸盘的电极的布置的一个示例的平面图。
图3是示出静电吸盘的晶圆载置面处的第一电极的布置的一个示例的平面图。
图4是示出静电吸盘的电极的布置的一个示例的剖面图。
图5是示出静电吸盘的晶圆载置面处的第一电极的布置的另一个示例的平面图。
图6(a)是示出向电极施加的3相交流电压的一个示例的曲线图,图6(b)是示出施加3相交流电压时的吸附力的总和的一个示例的曲线图。
图7(a)是示出向电极施加的2相交流电压的一个示例的曲线图,图7(b)是示出施加2相交流电压时的吸附力的总和的一个示例的曲线图。
图8是用于对电源的施加电压波形的示例进行说明的曲线图。
图9是示出根据参考例的静电吸盘的电极的布置的一个示例的平面图。
图10是示出根据另一个参考例的静电吸盘的电极的布置的一个示例的平面图。
具体实施方式
以下,参照附图对本公开的实施方式进行说明。在各附图中,针对相同的构成部分赋予相同的符号,并且有时会省略重复的说明。
[等离子体处理装置]
参照图1对根据一个实施方式的等离子体处理装置1进行说明。图1是示出根据一个实施方式的等离子体处理装置的一个示例的剖面示意图。根据一个实施方式的等离子体处理装置1是电容耦合型的平行平板基板处理装置,并且具有腔室10。腔室10例如是由表面被进行阳极氧化处理的铝制成的圆筒状的容器,并且接地。
在腔室10的底部,经由利用陶瓷等制成的绝缘板12布置有圆柱状的支撑台14,在该支撑台14上例如设置有载置台16。载置台16具有静电吸盘20和基台16a,并且在静电吸盘20的上表面上放置晶圆W。在晶圆W周围,布置有例如由硅制成的环状的边缘环24。边缘环24也称为聚焦环。边缘环24是布置在载置台16周围的外周部件的一个示例。在基台16a及支撑台14周围,设置有例如由石英制成的环状的绝缘体环26。在静电吸盘20的中央侧的内部,由导电膜制成的第一电极20a被绝缘层20b夹持。第一电极20a与电源22连接。通过从电源22向第一电极20a施加的电压,从而在静电吸盘20的正面(表面)与作为被吸附物的晶圆W之间产生电位差,将作为被吸附物的晶圆W吸附在静电吸盘20的晶圆载置面上。另外,在静电吸盘20的外周侧的内部,由导电膜制成的第二电极20c被绝缘层20b夹持。第二电极20c与电源23连接。通过从电源23向第二电极20c施加的电压,从而在静电吸盘20的正面与作为被吸附物的边缘环24之间产生电位差,将作为被吸附物的边缘环24吸附在静电吸盘20的边缘环载置面上。需要说明的是,静电吸盘20可以具有加热器,从而对温度进行控制。
在支撑台14的内部,例如形成有环状或旋涡状的制冷剂室28。从冷却器单元(未图示)供给的预定温度的制冷剂,例如冷却水通过配管30a、制冷剂室28、配管30b,并返回冷却器单元。通过使制冷剂在该路径中循环,从而能够利用制冷剂的温度对晶圆W的温度进行控制。此外,将从传热气体供给机构(未图示)供给的传热气体,例如He气体经由气体供给管线32供给至静电吸盘20的正面与晶圆W的背面之间的间隙。通过该传热气体,使静电吸盘20的正面与晶圆W的背面之间的热传递系数升高,从而更有效地利用制冷剂的温度对晶圆W的温度进行控制。另外,在静电吸盘20具有加热器的情况下,通过利用加热器进行的加热和利用制冷剂进行的冷却,从而能够以高响应性且高精度来对晶圆W的温度进行控制。另外,可以构成为将从传热气体供给机构(未图示)供给的传热气体,例如He气体经由气体供给管线(未图示)也供给至静电吸盘20的正面与边缘环24的背面之间的间隙。另外,可以通过对向静电吸盘20的正面与被吸附物(晶圆W、边缘环24)的背面之间的间隙供给的He气体的压力进行控制,从而对静电吸盘20与被吸附物(晶圆W、边缘环24)之间的传热特性进行控制,并对被吸附物(晶圆W、边缘环24)的温度进行控制。
上部电极34与载置台16相对地设置在腔室10的顶板部上。上部电极34与载置台16之间构成等离子体处理空间。上部电极34经由绝缘性的屏蔽部件42将腔室10的顶板部的开口封闭。上部电极34具有电极板36和电极支撑体38。电极板36具有在与载置台16相对的相对面上形成的多个气体排出孔37,并且由硅或SiC等含硅物形成。电极支撑体38以拆装自如的方式对电极板36进行支撑,并由导电材料,例如表面被进行阳极氧化处理的铝形成。在电极支撑体38的内部,多个气体流通孔41a、41b从气体扩散室40a、40b向下方延伸,并与气体排出孔37连通。
气体导入口62经由气体供给管64与处理气体供给源66连接。在气体供给管64上,从布置有处理气体供给源66的上游侧依次设置有质量流量控制器(MFC)68及开闭阀70。处理气体从处理气体供给源66被供给,其流量及开闭由质量流量控制器68及开闭阀70控制,并且经由气体供给管64通过气体扩散室40a、40b、气体流通孔41a、41b并从气体排出孔37呈喷淋状被排出。
等离子体处理装置1具有第一高频电源90及第二高频电源48。第一高频电源90是产生第一高频电力(以下也称为“HF功率”)的电源。第一高频电力具有适合于生成等离子体的频率。第一高频电力的频率例如是27MHz~100MHz范围内的频率。第一高频电源90经由匹配器88及供电线路89连接到基台16a。匹配器88具有用于使第一高频电源90的输出阻抗与负载侧(基台16a侧)的阻抗匹配的电路。需要说明的是,第一高频电源90可以经由匹配器88连接到上部电极34。
第二高频电源48是产生第二高频电力(以下也称为“LF功率”)的电源。第二高频电力具有比第一高频电力的频率低的频率。在将第二高频电力与第一高频电力一起使用的情况下,第二高频电力用作用于将离子吸引至晶圆W的偏置(bias)用的高频电力。第二高频电力的频率例如是400kHz~13.56MHz范围内的频率。第二高频电源48经由匹配器46及供电线路47连接到基台16a。匹配器46具有用于使第二高频电源48的输出阻抗与负载侧(基台16a侧)的阻抗匹配的电路。需要说明的是,作为用于将离子吸引至晶圆W的偏置用的电力,可以使用DC脉冲。在此情况下,等离子体处理装置1具有DC脉冲电源(未图示)来代替第二高频电源48。DC脉冲电源经由供电线路47连接到基台16a。另外,作为用于将离子吸引至晶圆W的偏置用的电力,可以使用通过将DC脉冲(矩形波)或三角波等将多个输入电压合成而获得的合成波。在此情况下,等离子体处理装置1具有用于输出合成波的电源(未图示)来代替第二高频电源48。用于输出合成波的电源经由供电线路47连接到基台16a。
需要说明的是,可以使用第二高频电力而不使用第一高频电力,即,仅使用单一的高频电力来生成等离子体。在此情况下,第二高频电力的频率可以是大于13.56MHz的频率,例如40MHz。等离子体处理装置1也可以不包括第一高频电源90及匹配器88。通过该结构,使载置台16还起到下部电极的功能。另外,上部电极34还起到用于供给气体的喷头的功能。
第二可变电源50与上部电极34连接,并向上部电极34施加直流电压。第一可变电源55与边缘环24连接,并向边缘环24施加直流电压。通过从第一可变电源向边缘环24施加与边缘环24的消耗量相应的预定的直流电压,从而对边缘环24上的护套的厚度进行控制。由此,消除了边缘环24上的护套与晶圆W上的护套之间的段差,防止了离子的照射角度在晶圆W的边缘部处变为倾斜,并避免了在晶圆W上形成的凹部的形状变为倾斜的倾斜(tilting)的发生。
排气装置84与排气管82连接。排气装置84具有涡轮分子泵等真空泵,并且通过排气管82从形成在腔室10的底部的排气口80进行排气,从而将腔室10内减压至所需的真空度。另外,排气装置84使用未图示的用于对腔室10内的压力进行测量的压力计的值,将腔室10内的压力控制为恒定。搬入搬出口85设置在腔室10的侧壁上。通过闸阀86的开闭从而将晶圆W从搬入搬出口85搬入或搬出。
挡板83呈环状地设置在绝缘体环26与腔室10的侧壁之间。挡板83具有多个通孔,由铝形成,并且其表面被Y2O3等陶瓷覆盖。
当在该结构的等离子体处理装置1中进行等离子体蚀刻处理等预定的等离子体处理时,打开闸阀86,将晶圆W经由搬入搬出口85搬入到腔室10内,将其放置在静电吸盘20的晶圆载置面上,并关闭闸阀86。另外,将边缘环24放置在静电吸盘20的边缘环载置面上。向腔室10的内部供给处理气体,并利用排气装置84对腔室10内进行排气。
向载置台16施加第一高频电力及第二高频电力。并且,利用电源22向静电吸盘20的第一电极20a施加电压,从而将晶圆W吸附至静电吸盘20的晶圆载置面。另外,利用电源23向静电吸盘20的第二电极20c施加电压,从而将边缘环24吸附至静电吸盘20的边缘环载置面。需要说明的是,可以从第二可变电源50向上部电极34施加直流电压。
通过在等离子体处理空间中生成的等离子体中的自由基和离子,对晶圆W的被处理面进行蚀刻等等离子体处理。
在等离子体处理装置1中设置有用于对整个装置的动作进行控制的控制部200。设置在控制部200中的CPU根据存储在ROM及RAM等存储器中的配方,来执行蚀刻等所需的等离子体处理。在该配方中,可以对作为针对工艺条件的装置的控制信息的处理时间、压力(气体的排气)、第一高频电力及第二高频电力或电压、以及各种气体流量进行设定。另外,在配方中,可以对腔室内的温度(上部电极温度、腔室的侧壁温度、晶圆W温度、静电吸盘温度等)、从冷却器输出的制冷剂的温度等进行设定。需要说明的是,该些表示程序或处理条件的配方可以存储在硬盘或半导体存储器中。另外,配方也可以以被保存在CD-ROM、DVD等便携式的计算机可读存储介质中的状态被设置在预定位置,并被读出。
接着,利用图2至图4对载置台16处的静电吸盘20的电极20a、20c的布置进一步进行说明。图2是示出静电吸盘20的电极20a、20c的布置的一个示例的平面图。图3是示出静电吸盘20的晶圆载置面20d1处的第一电极20a的布置的一个示例的平面图。图4是示出静电吸盘20的电极20a、20c的布置的一个示例的剖面图。静电吸盘20具有用于放置晶圆W的晶圆载置面20d1和用于放置边缘环24的边缘环载置面20d2。
如图2至图4所示,晶圆载置面20d1处的第一电极20a具有2极以上的N极电极。在图2至图4所示的静电吸盘20的示例中,第一电极20a是2极的电极,并且具有电极20a1、20a2。
电极20a1以静电吸盘20的中心轴线为中心,呈旋涡状(螺旋状)布置。换言之,电极20a1以从晶圆载置面20d1的中心侧到外周侧遍布的方式形成,并且以使旋转半径随着旋转角度增加而增加的方式形成为旋涡状。也即,电极20a1以遍布以静电吸盘20的中心轴线为中心的周向上的整周的方式布置,并且以从晶圆载置面20d1的中心部到周缘部(外周部)遍布的方式布置。电极20a2也同样地呈旋涡状布置。
电极20a1、20a2的面积比为1。也即,电极20a1、20a2以面积相等的方式形成。
另外,电极20a1、20a2相对于静电吸盘20的中心轴线同轴地布置,并且以在旋转方向上具有对称性的方式排列。也即,由2极的电极构成的第一电极20a具有180°的旋转对称性。如果使电极20a1以静电吸盘20的中心轴线为旋转轴旋转180°,则其与电极20a2一致。
另外,如图4所示,在电极20a1的径向内侧相邻地布置有电极20a2,在电极20a1的径向外侧相邻地布置有电极20a2。在电极20a2的径向内侧相邻地布置有电极20a1,在电极20a2的径向外侧相邻地布置有电极20a1。
电极20a1、20a2分别与电源22连接。电源22向2极以上的N极的第一电极20a施加相位彼此不同的2相以上的N相的交流电压。在图2所示的静电吸盘20的示例中,电源22向2极的电极20a1、20a2施加相位彼此不同的2相的交流电压。
在此,在相邻的电极20a1、20a2之间,形成有电极间隙20e(20e1、20e2)作为绝缘层20b的一部分。在俯视观察时,电极间隙20e的中心线由以下的公式(1)和公式(2)规定,电极间隙20e形成为自电极间隙20e的中心线向两方具有预定宽度的绝缘体。
x=rCos(θ+2π(n-1)/N) (1)
y=rSin(θ+2π(n-1)/N) (2)
需要说明的是,N表示极数,n表示从1到N的参数(在图3的示例中,n=1,2)。x、y表示以静电吸盘20的中心为原点的直角坐标系。θ表示以静电吸盘20的中心为原点的极坐标系的旋转角度。r表示以静电吸盘20的中心为原点的极坐标系的半径。其中,r与θ的关系由以下的公式(3)规定。需要说明的是,A为常数。
r=Aθ (3)
需要说明的是,在图3中,电极间隙20e具有从静电吸盘20的中心呈螺旋状延伸的电极间隙20e1和电极间隙20e2。电极间隙20e1的中心线由n=1的情况下的上述公式(1)和公式(2)表示。电极间隙20e2的中心线由n=2的情况下的上述公式(1)和公式(2)表示。
另外,电极间隙20e1、20e2相对于静电吸盘20的中心轴线同轴地布置,并且以在旋转方向上具有对称性的方式排列。也即,电极间隙20e具有180°的旋转对称性。如果使电极间隙20e1以静电吸盘20的中心轴线为旋转轴旋转180°,则其与电极间隙20e2一致。
换言之,电极间隙20e1的中心线由阿基米德螺旋线(r=Aθ,A为常数)规定。电极间隙20e2的中心线通过将由阿基米德螺旋线规定的电极间隙20e1的中心线相对于静电吸盘20的中心轴线旋转180°来规定。
由此,能够使相邻的电极20a的中心线彼此的距离、即间距20f等间隔。另外,无论以何角度划出半径,均能够使任意的电极所占的长度为恒定。另外,任意角度的吸附力的合计值始终为恒定,能够可靠地确保周向上的吸附力的旋转对称性。
另外,如图2所示,边缘环载置面20d2处的第二电极20c具有2极以上的N极电极。在图2所示的静电吸盘20的示例中,第二电极20c是2极的电极,并且具有电极20c1、20c2。
电极20c1以静电吸盘20的中心轴线为中心,呈旋涡状(螺旋状)布置。换言之,电极20c1以从边缘环载置面20d2的内周部到外周部遍布的方式形成,并且以使旋转半径随着旋转角度增加而增加的方式形成为旋涡状。也即,电极20c1以遍布以静电吸盘20的中心轴线为中心的周向上的整周的方式布置,并且以从边缘环载置面20d2的内周部到外周部遍布的方式布置。电极20c2也同样地呈旋涡状布置。
电极20c1、20c2的面积比为1。也即,电极20c1、20c2以面积相等的方式形成。
另外,电极20c1、20c2相对于静电吸盘20的中心轴线同轴地布置,并且以在旋转方向上具有对称性的方式排列。也即,由2极的电极构成的第二电极20c具有180°的旋转对称性。如果使电极20c1以静电吸盘20的中心轴线为旋转轴旋转180°,则其与电极20c2一致。
另外,如图4所示,在电极20c1的径向内侧相邻地布置有电极20c2,在电极20c1的径向外侧相邻地布置有电极20c2。在电极20c2的径向内侧相邻地布置有电极20c1,在电极20c2的径向外侧相邻地布置有电极20c1。
电极20c1、20c2分别与电源23连接。电源23向2极以上的N极的第二电极20c施加相位彼此不同的2相以上的N相的交流电压。在图2所示的静电吸盘20的示例中,电源23向2极的电极20c1、20c2施加相位彼此不同的2相的交流电压。
在此,在相邻的电极20c1、20c2之间,形成有电极间隙20g(20g1、20g2)作为绝缘层20b的一部分。在俯视观察时,电极间隙20g的中心线由前述的公式(1)和公式(2)规定,电极间隙20g形成为自电极间隙20g的中心线向两方具有预定宽度的绝缘体。
另外,电极间隙20g1、20g2相对于静电吸盘20的中心轴线同轴地布置,并且以在旋转方向上具有对称性的方式排列。也即,电极间隙20g具有180°的旋转对称性。如果使电极间隙20g1以静电吸盘20的中心轴线为旋转轴旋转180°,则其与电极间隙20g2一致。
换言之,电极间隙20g1的中心线由阿基米德螺旋线(r=Aθ,A为常数)规定。电极间隙20g2的中心线通过将由阿基米德螺旋线规定的电极间隙20g1的中心线相对于静电吸盘20的中心轴线旋转180°来规定。
由此,能够使相邻的电极20c1、20c2的中心线彼此的距离、即间距等间隔。另外,无论以何角度划出半径,均能够使任意的电极所占的长度为恒定。另外,任意角度的吸附力的合计值始终为恒定,能够可靠地确保周向上的吸附力的旋转对称性。
另外,虽然在图2至图4中,以第一电极20a为2极的电极的情况为例进行了说明,但不限于此。图5是示出静电吸盘20的晶圆载置面20d1处的第一电极20a的布置的另一个示例的平面图。在图5所示的静电吸盘20的示例中,第一电极20a是3极的电极,并且具有电极20a1、20a2、20a3。
电极20a1以静电吸盘20的中心轴线为中心,呈旋涡状(螺旋状)布置。换言之,电极20a1以从晶圆载置面20d1的中心侧到外周侧遍布的方式形成,并且以使旋转半径随着旋转角度增加而增加的方式形成为旋涡状。也即,电极20a1以遍布以静电吸盘20的中心轴线为中心的周向上的整周的方式布置,并且以从晶圆载置面20d1的中心部到周缘部(外周部)遍布的方式布置。电极20a2、20a3也同样地呈旋涡状布置。
电极20a1、20a2、20a3的面积比为1。也即,电极20a1、20a2、20a3以面积相等的方式形成。
另外,电极20a1、20a2、20a3相对于静电吸盘20的中心轴线同轴地布置,并且以在旋转方向上具有对称性的方式排列。也即,由3极的电极构成的第一电极20a具有120°的旋转对称性。如果使电极20a1以静电吸盘20的中心轴线为旋转轴旋转120°,则其与电极20a2一致。如果使电极20a1旋转240°,则其与电极20a3一致。
另外,在电极20a1的径向内侧相邻地布置有电极20a3,在电极20a1的径向外侧相邻地布置有电极20a2。在电极20a2的径向内侧相邻地布置有电极20a1,在电极20a2的径向外侧相邻地布置有电极20a3。在电极20a3的径向内侧相邻地布置有电极20a2,在电极20a3的径向外侧相邻地布置有电极20a1。
电极20a1、20a2、20a3分别与电源22连接。电源22向2极以上的N极的第一电极20a施加相位彼此不同的2相以上的N相的交流电压。在图5所示的静电吸盘20的示例中,电源22向3极的电极20a1、20a2、20a3施加相位彼此不同的3相的交流电压。
在此,在相邻的电极20a1、20a2、20a3之间,形成有电极间隙20e作为绝缘层20b的一部分。在俯视观察时,电极间隙20e的中心线由上述的公式(1)和公式(2)规定,电极间隙20e形成为自电极间隙20e的中心线向两方具有预定宽度的绝缘体。
需要说明的是,在图5中,电极间隙20e具有从静电吸盘20的中心呈螺旋状延伸的电极间隙20e1、电极间隙20e2、电极间隙20e3。电极间隙20e1的中心线由n=1的情况下的上述公式表示。电极间隙20e2的中心线由n=2的情况下的上述公式表示。电极间隙20e3的中心线由n=3的情况下的上述公式表示。
另外,电极间隙20e1、20e2、20e3相对于静电吸盘20的中心轴线同轴地布置,并且以在旋转方向上具有对称性的方式排列。也即,电极间隙20e具有120°的旋转对称性。如果使电极间隙20e1以静电吸盘20的中心轴线为旋转轴旋转120°,则其与电极间隙20e2一致。如果使电极间隙20e1以静电吸盘20的中心轴线为旋转轴旋转240°,则其与电极间隙20e3一致。
换言之,电极间隙20e1的中心线由阿基米德螺旋线(r=Aθ,A为常数)规定。电极间隙20e2的中心线通过将由阿基米德螺旋线规定的电极间隙20e1的中心线相对于静电吸盘20的中心轴线旋转120°来规定。电极间隙20e3的中心线通过将由阿基米德螺旋线规定的电极间隙20e1的中心线相对于静电吸盘20的中心轴线旋转240°来规定。
由此,能够使相邻的电极20a的中心线彼此的距离、即间距20f等间隔。另外,无论以何角度划出半径,均能够使任意的电极所占的长度为恒定。另外,任意角度的吸附力的合计值始终为恒定,能够可靠地确保周向上的吸附力的旋转对称性。
接着,使用图6(a)对施加到图5所示的极数为3极的第一电极20a(电极20a1、20a2、20a3)的3相的交流电压进行说明。图6(a)是示出向电极20a1、20a2、20a3施加的3相交流电压的一个示例的曲线图。纵轴表示施加电压,横轴表示时间。用实线的曲线表示向电极20a1施加的交流电压的一个示例,用单点点划线的曲线表示向电极20a2施加的交流电压的一个示例,用虚线的曲线表示向电极20a3施加的交流电压的一个示例。需要说明的是,以施加电压的振幅作为1进行了归一化。
利用电源22向各电极20a1、20a2、20a3分别施加的交流电压具有相同的最大振幅,具有相同的频率,并且具有彼此不同的相位。例如,将向电极20a1、20a2、20a3施加的交流电压的相位差设定为120°。
使用图6(b)对当向第一电极20a(电极20a1、20a2、20a3)施加图6(a)所示的3相交流电压时的晶圆W的吸附力进行说明。图6(b)是示出当向电极20a1、20a2、20a3施加3相交流电压时的晶圆W的吸附力的总和的一个示例的曲线图。纵轴表示吸附力的总和,横轴表示时间。如图6(b)所示,能够使载置台16对晶圆W进行吸附的吸附力为恒定。
接着,使用图7(a)对施加到图2至图4所示的极数为2极的第二电极20c(电极20c1、20c2)的2相的交流电压进行说明。图7(a)是示出向电极20a1、20a2施加的2相交流电压的一个示例的曲线图。纵轴表示施加电压,横轴表示时间。用实线的曲线表示向电极20a1施加的交流电压的一个示例,用单点点划线的曲线表示向电极20a2施加的交流电压的一个示例。需要说明的是,以施加电压的振幅作为1进行了归一化。
利用电源22向第一电极20a的各电极20a1、20a2分别施加的交流电压具有相同的最大振幅,具有相同的频率,并且具有彼此不同的相位。例如,将向电极20a1、20a2施加的交流电压的相位差设定为90°。
使用图7(b)对当向第一电极20a(电极20a1、20a2)施加图7(a)所示的2相交流电压时的晶圆W的吸附力进行说明。图7(b)是示出当向电极20a1、20a2施加2相交流电压时的晶圆W的吸附力的总和的一个示例的曲线图。纵轴表示吸附力的总和,横轴表示时间。如图7(b)所示,即使第一电极20a的极数为2极,也能够使载置台16对晶圆W进行吸附的吸附力为恒定。
需要说明的是,关于向极数为2极的第二电极20c(电极20c1、20c2)施加的2相交流电压也是同样的。
另外,在图2至图4中,虽然以第一电极20a的极数为2极,第二电极20c的极数为2极为例进行了说明,但是不限于此。另外,第一电极20a的极数、第二电极20c的极数可以为2极以上。另外,第一电极20a的极数与第二电极20c的极数可以相同,也可以不同。
在此,在N极的电极中,N相的交流电压将振幅设为B,将周期设为ω,由以下的公式(4)表示。需要说明的是,n是N以下的与各电极相对应的个别的整数。
Bsin(ωt+n/N×360°)(4)
另外,某一电极(例如电极20a2)与内周侧的另一电极(例如电极20a1)之间的相位差为(1/N×360°),其与外周侧的另一电极(例如电极20a3)之间的相位差为(1/N×360°)。因此,能够减小相邻的电极之间的电位差。由此,能够对电极之间的短路进行抑制。
换言之,能够缩小电极之间的间隔,并且能够扩大电极的面积(径向宽度)。由此,能够增加晶圆载置面20d1处的第一电极20a所占的比例。在此,吸附力在形成电极的位置处产生,而在电极之间的绝缘区域处不会产生吸附力。通过利用静电吸盘20来扩大电极的面积,从而能够提高晶圆W的吸附力。另外,能够提高吸附力的面内均匀性。需要说明的是,虽然以对晶圆W进行吸附的第一电极20a为例进行了说明,但是关于对边缘环24进行吸附的第二电极20c也是同样的。
另外,优选电极的极数为6极以上,并且构成为使用6相以上的交流电压。例如,在6相的交流电压的情况下,相邻的电极之间的相位差为60°,相邻的电极之间的电位差即使在最大的情况下也为振幅A以下。由此,能够对电极之间的短路进行抑制。另外,通过缩小电极之间的间隔,并扩大电极的面积(径向宽度),从而能够提高吸附力,并且提高吸附力的面内均匀性。另外,电极的极数(交流电压的相数)越增加,则越能够提高该些效果。
另外,通过将第一电极20a和第二电极20c形成为旋涡状,从而能够对由静电吸盘20产生的针对晶圆W的吸附力的周向上的不均进行抑制。
另外,虽然以电源22、23为用于施加交流电压的电源为例进行了说明,但是不限于此。电源22、23可以是用于施加周期性地正负交替的交流电压的电源。换言之,电源22、23可以是用于施加周期性地重复振幅的最大值和振幅的最小值的交流电压的电源。进一步换言之,电源22、23可以是用于施加周期性地重复增加和减少的交流电压的电源。
使用图8对电源的施加电压波形的一个示例进行说明。图8是用于对电源的施加电压波形的示例进行说明的曲线图。需要说明的是,在图8中,横轴表示时间,纵轴表示施加电压。需要说明的是,以施加电压的振幅作为1进行了归一化。
如图8(a)所示(一并参见图6(a)和图7(a)),电源22、23可以是用于施加正弦波的电压的电源。
另外,如图8(b)所示,电源22、23可以是用于施加矩形波的电压的电源。矩形波的施加电压周期性地重复以下动作:将最大值的施加电压保持预定时间之后急剧下降,并将最小值的施加电压保持预定时间之后急剧上升。由此,矩形波的施加电压周期性地正负交替。
另外,如图8(c)所示,电源22、23可以是用于施加三角波的电压的电源。三角波的施加电压周期性地重复以下动作:施加电压从最小值上升至最大值,施加电压从最大值下降至最小值。由此,三角波的施加电压周期性地正负交替。
另外,如图8(d)所示,电源22和23可以是用于施加锯齿波的电压的电源。锯齿波的施加电压周期性地重复以下动作:施加电压从最小值逐渐上升至最大值,施加电压从最大值急剧下降至最小值。由此,锯齿波的施加电压周期性地正负交替。
另外,虽然省略了图示,但是电源22、23可以是用于施加反向的锯齿波的电压的电源。反向的锯齿波的施加电压周期性地重复以下动作:施加电压从最小值急剧上升至最大值,施加电压从最大值逐渐下降至最小值。由此,反向的锯齿波的施加电压周期性地正负交替。
另外,虽然省略了图示,但是电源22、23可以是用于施加伪正弦波的电压的电源。伪正弦波的施加电压周期性地重复以下动作:将最大值的施加电压保持预定时间之后多阶段地下降,并将最小值的施加电压保持预定时间之后多阶段地上升。由此,伪正弦波的施加电压周期性地正负交替。
另外,关于电源22、23的波形,例如如图6、图7、图8(a)~(d)所示,优选周期性地正负交替的电压中的正与负的期间和振幅相等。
在此,使用图9和图10对根据参考例的静电吸盘20进行说明。图9是示出根据参考例的静电吸盘的电极20X1的布置的一个示例的平面图。在图9所示的电极的布置示例中,在径向和周向上进行区划,并且交替地布置由A、B及C所示的3极电极。由此,其具有周向上的对称性。图10是示出根据另一个参考例的静电吸盘的电极20X2的布置的一个示例的平面图。在图10所示的电极的布置示例中,区划成六边形,并且交替地布置由A、B及C所示的3极电极。由此,其具有周向上的对称性。
然而,在图9和图10所示的电极的布置示例中,与1个极相对应的电极被分割成多个电极,各电极和电源22之间的布线被分支成多个布线,并且各电极与电源22之间的连接点也为多个。
相比之下,在图2所示的静电吸盘20中,形成为旋涡状的电极20a1、20a2与电源22之间的连接各自为1点连接。由此,能够降低静电吸盘20的制造成本。
需要说明的是,虽然以如图2所示将用于对晶圆W进行吸附的第一电极20a的电极20a1、20a2布置为旋涡状为例对静电吸盘20进行了说明,但是不限于此。第一电极20a可以构成为具有2极以上的N极的电极,N极的电极交替地布置,并且N极的电极与电源22之间的连接各自为1点连接。
虽然以上对等离子体处理装置1的实施方式等进行了说明,但是本公开不限于上述实施方式等,可以在权利要求书所记载的本公开的要旨的范围内进行各种变形、改进。
需要说明的是,在电极为2极的情况下,虽然以施加图7所示的交流电压的情况为例进行了说明,但是不限于此。也可以施加反向相位的电压。由此,能够利用约翰逊拉贝克力(Johnsen-Rahbeck force)进行吸附。

Claims (9)

1.一种载置台,包括:
基台;
静电吸盘,设置在所述基台上,并且在内部具有2极以上的N极的电极;以及
电源,向所述N极的电极施加相位彼此不同的2相以上的N相的电压,该电压的正负周期性地交替,
其中,设置在相邻的所述电极之间的电极间隙的中心线由
x=rCos(θ+2π(n-1)/N)
y=rSin(θ+2π(n-1)/N)
表示。
2.根据权利要求1所述的载置台,其中,
所述电源施加交流电压。
3.根据权利要求1所述的载置台,其中,
所述电源施加矩形波、三角波、以及锯齿波之中的任意一种以上的电压。
4.根据权利要求1所述的载置台,其中,
将所述N极的电极彼此的面积比设为1。
5.根据权利要求1所述的载置台,其中,
所述N相的交流电压的相位差被表示为1/N×360°。
6.根据权利要求1所述的载置台,其中,
所述N极的电极为6极以上。
7.根据权利要求1所述的载置台,其中,
所述静电吸盘对基板进行吸附。
8.根据权利要求1所述的载置台,其中,
所述静电吸盘对布置在基板的外周的环状部件进行吸附。
9.一种基板处理装置,包括根据权利要求1至8中任一项所述的载置台。
CN202310233176.0A 2022-03-07 2023-03-06 载置台及基板处理装置 Pending CN116721961A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-034486 2022-03-07
JP2022034486A JP2023130043A (ja) 2022-03-07 2022-03-07 載置台及び基板処理装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116721961A true CN116721961A (zh) 2023-09-08

Family

ID=87850999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310233176.0A Pending CN116721961A (zh) 2022-03-07 2023-03-06 载置台及基板处理装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230282457A1 (zh)
JP (1) JP2023130043A (zh)
KR (1) KR20230131790A (zh)
CN (1) CN116721961A (zh)
TW (1) TW202343628A (zh)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3974475B2 (ja) 2002-03-04 2007-09-12 株式会社日立ハイテクノロジーズ 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

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230131790A (ko) 2023-09-14
TW202343628A (zh) 2023-11-01
US20230282457A1 (en) 2023-09-07
JP2023130043A (ja) 2023-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6154390B2 (ja) 静電チャック
KR100883875B1 (ko) 자기 플라즈마 제어되는 용량 결합형 플라즈마 반응기
JP5554705B2 (ja) 基材処理のための方法および装置
JP5580512B2 (ja) プラズマ放射分布の磁気コントロール増強のためのプラズマ閉じ込めバッフルおよび流量平衡器
TW202335168A (zh) 用於具有多個嵌入式電極的基板支撐件的方法
TWM547181U (zh) 利用二次電漿佈植的電漿蝕刻系統
JP7382329B2 (ja) 基板支持体のためのプロセスキット
JP7450427B2 (ja) 基板支持器及びプラズマ処理装置
KR20170072809A (ko) 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치
KR20180132534A (ko) 플라즈마 처리 장치, 정전 흡착 방법 및 정전 흡착 프로그램
JP3224900U (ja) ポリマーの堆積を低減する装置
CN115483083A (zh) 等离子体处理装置
TW202312221A (zh) 混合電漿源陣列
JP2004022822A (ja) プラズマ処理方法および装置
US20210296093A1 (en) Plasma processing apparatus
CN112736008A (zh) 吸附方法、载置台及等离子体处理装置
CN114188260A (zh) 载置台、基板处理装置及吸附方法
CN116721961A (zh) 载置台及基板处理装置
WO2022259793A1 (ja) プラズマ処理装置
JP7398909B2 (ja) 静電吸着方法及びプラズマ処理装置
TWI857215B (zh) 基板支持器及電漿處理裝置
KR102719832B1 (ko) 기판 지지기 및 플라즈마 처리 장치
US20210319987A1 (en) Edge ring, stage and substrate processing apparatus
TWI851944B (zh) 用於循環與選擇性材料移除與蝕刻的處理腔室
KR20230143105A (ko) 플라즈마 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication