JP2000306885A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成が簡単かつ小型で、製造経費が安く、加
熱特性がよく、高周波電力の損失が少ない基板保持系を
備えた基板処理装置を実現する。 【解決手段】 基板処理装置は、真空容器２１と、基板
Ｗを保持するための基板保持系２２とを有する。基板保
持系２２は、基板保持体２２１と、この基板保持体２２
１の内部に配設された複数の電極２２２（１）〜２２２
（４）とを有する。電極２２２（１），２２２（３）
は、静電吸着用の電極として用いられ、電極２２２
（２），２２２（４）は、加熱兼静電用の電極として用
いられ、電極２２２（２），２２２（３）は、プラズマ
生成用の電極としても兼用されている。電極２２２
（１），２２２（３）には、高周波フィルタ２４を介し
て基板保持用電源２３が接続され、電極２２２（２），
２２２（４）には、高周波フィルタ２６，２７を介して
基板加熱用電源２５が接続され、電極２２２（２），２
２２（３）には、高周波結合コンデンサ２９，３０を介
して高周波電源２８が接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に所定の処理
を施す基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体デバイスや液晶表示デバ
イス等の固体デバイスを製造する場合は、その基板（半
導体デバイスのウェーハや液晶表示デバイスのガラス基
板等）にドライエッチング処理や成膜処理等を施す基板
処理装置が必要になる。

【０００３】この基板処理装置としては、基板を１枚ず
つ処理する枚葉式の装置がある。また、この基板処理装
置としては、プラズマを用いて処理効率を高める装置
（以下「プラズマ処理装置」という。）がある。

【０００４】枚葉式のプラズマ処理装置においては、基
板を保持する基板保持系に、基板を保持する基板保持部
の他に、基板を加熱する基板加熱部やプラズマを生成す
るためのプラズマ電極部が設けられる。

【０００５】このようなプラズマ処理装置においては、
従来、基板保持部と、基板加熱部と、電極部とをそれぞ
れ独立に構成し、これらを重ねて配置するようになって
いた。

【０００６】図３は、このような従来のプラズマ処理装
置の構成を示す図である。図示の基板処理装置は、真空
容器１１と、基板保持部１２と、プラズマ電極部１３
と、基板加熱部１４とを有する。基板保持部１２と、プ
ラズマ電極部１３と、基板加熱部１４とは、図示のごと
く、それぞれ独立に構成され、重ねるように配設されて
いる。

【０００７】基板保持部１２は、基板保持体１２１と、
静電吸着用の電極１２２とを有する。プラズマ電極部１
３は、高周波電極１３１と、高周波絶縁層１３２とを有
する。基板加熱部１４は、均熱ブロック層１４１と、発
熱体１４２とを有する。

【０００８】このプラズマ処理装置では、基板処理時、
処理すべき基板Ｗは、基板保持体１２１の上面に載置さ
れる。また、この場合、基板保持用電源１５から静電吸
着用の電極１２２に静電吸着用の電力が供給される。こ
れにより、基板Ｗは、基板保持体１２１に静電吸着され
る。また、この場合、基板加熱用電源１５から発熱体１
４２に基板加熱用の電力が供給される。これにより、基
板Ｗが加熱される。また、この場合、真空容器１１の内
部にプロセスガスが供給される。これにより、基板Ｗに
所定の処理が施される。また、この場合、高周波電源１
７から高周波電極１３１に高周波電力が供給される。こ
れにより、プラズマが発生され、基板の処理効率が高め
られる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の基板処理装置（プラズマ処理装置）において
は、次のような問題があった。

【００１０】（１）まず、従来の基板処理装置では、基
板保持部１２と、プラズマ電極部１３と、基板加熱部１
４とをそれぞれ独立に構成し、これらを重ねるようにな
っているため、基板保持系の構成が複雑でかつ大型とな
る。これにより、従来の基板処理装置には、基板保持系
の製造経費が高くなるという問題があった。また、これ
により、基板処理装置全体が大きくなるという問題があ
った。

【００１１】（２）また、上述したような構成では、構
造上、基板加熱部１４を最下層に配置しなければならな
いため、基板Ｗと基板加熱部１４との距離が大きくな
る。これにより、従来の基板処理装置では、基板Ｗの加
熱効率が悪く、かつ、温度制御応答がよくないという問
題があった。

【００１２】（３）また、上述したような構成では、高
周波絶縁層１３１と、高周波電極１３２と、基板保持体
１２１の下層部１２１（１）とを耐熱材料で構成しなけ
ればならないため、基板保持系の製造経費が高くなり、
ひいては、基板処理装置の製造経費が高くなるという問
題があった。

【００１３】（４）また、上述しような構成では、基板
保持体１２１の下層部１２１（１）の厚さを、静電吸着
の応答特性が高周波電極１３２の影響を受けないような
厚さに設定しなければならないため、高周波電力がこの
下層部１２１（１）で損失を受け、基板処理に必要なプ
ラズマを十分に発生することができないという問題があ
った。

【００１４】そこで、本発明は、構成が簡単かつ小型
で、製造経費が安く、また、加熱特性がよく、さらに、
高周波電力の損失が少ない基板保持系を備えた基板処理
装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１記載の基板処理装置は、基板に所定の処理を
施す装置において、処理すべき基板を保持する板状の基
板保持部と、この基板保持部の内部に配設された複数の
電極とを備えたことを特徴とする。

【００１６】この請求項１記載の基板処理装置では、基
板保持体の内部に複数の電極を配設するようにしたの
で、これらを適宜静電吸着用の電極、基板加熱用の電
極、プラズマ発生用の電極として用いることができる。
これにより、基板保持部と、基板加熱部と、プラズマ電
極部とを複合一体的に構成することができるので、構成
が簡単かつ小型で、製造経費が安く、また、加熱特性が
よく、さらに、高周波電力の損失が少ない基板保持系を
備えた基板処理装置を実現することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明に係る基板処理装置の実施の形態を詳細に説明する。

【００１８】図１は、本発明の第１の実施の形態の構成
を示す側断面図である。なお、図には、本発明をプラズ
マ処理装置に適用した場合を代表として示す。

【００１９】図示の基板処理装置は、基板処理用の空間
を形成するための真空容器２１と、基板Ｗを保持するた
めの基板保持系２２と、静電吸着用の電力を発生する基
板保持用電源２３と、基板保持用電源２３に接続される
高周波フィルタ２４と、基板加熱用の電力を発生するた
めの基板加熱用電源２５と、基板加熱用電源２５に接続
される高周波フィルタ２６，２７と、プラズマ発生用の
高周波電力を発生する高周波電源２８と、高周波電源２
８に接続される高周波結合コンデンサ２９，３０とを有
する。

【００２０】基板保持系２２は、基板Ｗを保持する基板
保持体２２１と、この基板保持体２２１の内部に配設さ
れた複数の電極２２２とを有する。図には、４つの電極
２２２（１）〜２２２（４）を設ける場合を代表として
示す。

【００２１】基板保持体２２１は、板状に形成されてい
る。また、この基板保持体２１は、真空容器２１の底板
２１１の一部をなすように、水平に配設されている。こ
の場合、基板保持体２２１は、真空容器２１の底板２１
１の中央部に位置決めされている。

【００２２】電極２２２（１）〜２２２（４）は、細長
い薄層状に形成されている。これらは、例えば、導電性
粉末材料を成型加工することにより、または、導電性箔
材料を加工することにより製造される。

【００２３】電極２２２（１）〜２２２（４）は、水平
に、かつ、平行に配設されている。また、これらは、垂
直方向に重なることがないように同一水平平面上に配設
されている。また、これらは、基板保持体２１１の全体
に均一に分布するように配設されている。

【００２４】なお、基板保持体２２１の内部に電極２２
２（１）〜２２２（４）を設けることは、例えば、次の
ようにして行われる。すなわち、基板保持体２２１は、
水平に分割され、上層部２２１（１）と下層部２２１
（２）とを有する。電極２２２（１）〜２２２（４）
は、これらに挟まれるようにして基板保持体２２１の内
部に配設されている。この場合、電極２２２（１）〜２
２２（４）は、下層部２２１（２）の上面に形成された
凹部に挿入されている。これにより、電極２２２（１）
〜２２２（４）の上面が下層部２２１（２）の上面と一
致するように設定されている。その結果、基板保持体２
２１の上層部２２１（１）の上面が平坦となるように設
定されている。

【００２５】電極２２２（１），２２２（３）は、静電
吸着用の電極として用いられる。また、電極２２２
（２），２２２（４）は、加熱用の電極として用いられ
る。すなわち、静電電極用の電極２２１（１），（３）
と加熱用の電極２２２（２），２２２（４）は、双極構
成となっている。また、電極２２２（２），２２２
（３）は、プラズマ生成用の電極としても兼用されてい
る。

【００２６】基板保持用電源２３は、高周波フィルタ２
４を介して静電吸着用の電極２２２（１），２２２
（３）に接続されている。また、基板加熱用電源２５
は、高周波フィルタ２６，２７を介して加熱用の電極２
２２（２），２２２（４）に接続されている。また、高
周波電源２８は、高周波結合コンデンサ２９，３０を介
して電極２２２（２），２２２（３）に接続されてい
る。

【００２７】上記構成において、基板処理動作を説明す
る。

【００２８】基板処理時、基板保持体２２１の上面に処
理すべき基板Ｗが載置される。また、この場合、基板保
持用電源２３から高周波フィルタ２４を介して静電吸着
用の電極２２１（１），２２１（３）に静電吸着用の電
力が供給される。これにより、基板Ｗが静電吸着により
基板保持体２２１に保持される。その結果、基板Ｗの基
板保持体２２１からの脱落が防止される。

【００２９】また、この場合、基板加熱用電源２５から
高周波フィルタ２６、２７を介して基板加熱用電源２２
２（２），２２２（４）に基板加熱用の電力が供給され
る。これにより、基板Ｗが電極２２２（２），２２２
（４）から発せられる熱により加熱される。この場合、
基板Ｗと基板保持体２２１との接触面の隙間にヘリウム
ガスが流し込まれる。これにより、加熱用の電極２２２
（２），２２２（４）から発せられる熱がガス伝導を利
用して基板Ｗに効率的に伝導される。その結果、加熱用
の電極を基板Ｗの下方に部分的に設けているにもかかわ
らず、基板Ｗの加熱特性（均熱性、応答性等）の低下を
極力防止することができる。

【００３０】また、この場合、真空容器２１の内部にプ
ロセスガスが供給される。これにより、基板Ｗに所定の
処理が施される。また、この場合、高周波電源２８から
高周波結合コンデンサ２９，３０を介して加熱用の電極
２２２（２）と電極２２２（３）とにプラズマ発生用の
高周波電力が供給される。これにより、電極２２２
（２），２２２（３）と図示しない対向電極との間で放
電が発生する。その結果、プロセスガスの分子が走行電
子によりイオン化されたり、励起され、プラズマが発生
する。これにより、基板Ｗの処理が促進される。

【００３１】以上詳述した本実施の形態によれば、次の
ような効果を得ることができる。

【００３２】（１）まず、本実施の形態によれば、基板
保持体２２１の内部に複数の電極２２２（１）〜２２２
（４）を設け、これらを適宜静電吸着用の電極、基板加
熱用の電極、プラズマ生成用の電極として用いるように
したので、基板保持部と、基板加熱部と、プラズマ電極
部とを複合一体化することができる。これにより、基板
保持系の構成を簡単かつ小型化することができるととも
に、製造経費も低減することができる。また、これによ
り、基板処理装置全体も小型化することができる。

【００３３】（２）また、このような構成によれば、基
板加熱部を基板Ｗに近接させることができるので、基板
Ｗを効率よく加熱することができるとともに、基板Ｗの
温度を制御するための応答性も早くすることができる。

【００３４】（３）また、このような構成によれば、耐
熱性材料で構成する必要がある部分は、基板保持部２２
１の下層部２２１（２）において、加熱用の電極２２２
（２），２２２（４）に接する部分のみであるため、基
板保持系を安く製造することができる。

【００３５】（４）また、このような構成によれば、高
周波電源２８を図１に示すように高周波結合コンデンサ
３０を介して静電吸着用の電極２２２（３）に接続する
ことにより、静電吸着の応答特性に高周波電源２８が影
響を与えないようにすることができる。これにより、印
加する高周波電力が損失を受けることがないため、基板
処理に必要なプラズマを有効に発生することができる。

【００３６】（５）また、本実施の形態によれば、電極
２２２（１）〜２２２（４）の形状を薄層状としたの
で、これらを導電性粉末材料の成型加工または導電性箔
材料の加工で容易に構成することができる。これによ
り、任意の温度分布パターンや静電吸着パターンを持っ
た基板保持系を容易に構成することができる。その結
果、従来と異なり、各種電極（静電吸着用の電極、加熱
用の電極、プラズマ生成用の電極）を基板Ｗの下方に部
分的に設けるにもかかわらず、各種特性（宣伝吸着特
性、加熱特性、プラズマ生成特性）を極力低下させない
ようにすることができる。

【００３７】図２は、本発明に係る基板処理装置の第２
の実施の形態の構成を示す側断面図である。なお、図２
において、先の図１とほぼ同一機能を果たす部分には、
同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【００３８】先の実施の形態では、本発明の基板処理装
置をプラズマを使って基板を処理する基板処理装置（プ
ラズマ処理装置）に適用する場合を説明した。これに対
し、本実施の形態は、本発明をプラズマを使用しないで
基板を処理する基板処理装置に適用するようにしたもの
である。この場合は、図２に示すように、図１の構成か
ら高周波電源２８と高周波結合コンデンサ２９，３０を
削除するだけの簡単な変更により対応することができ
る。

【００３９】以上、本発明の２つの実施の形態を詳細に
説明したが、本発明は、上述したような実施の形態に限
定されるものではない。

【００４０】（１）例えば、先の第１，第２の実施の形
態では、本発明を、基板加熱部を有する基板処理装置に
適用する場合を説明した。しかしながら、本発明は、基
板加熱部を有しない基板処理装置にも適用することがで
きる。

【００４１】（２）また、先の第１，第２の実施の形態
では、本発明を、静電吸着機能を有する基板処理装置に
適用する場合を説明した。しかしながら、本発明は、こ
の機能を有しない基板処理装置にも適用することができ
る。要は、本発明は、静電吸着用の電極と、基板加熱用
の電極と、プラズマ生成用の電極との少なくともいずれ
か１つを有する基板処理装置に適用することができる。

【００４２】（３）また、先の第１，第２の実施の形態
では、本発明を、基板保持体を水平に配設する基板処理
装置に適用する場合を説明した。しかしながら、本発明
は、基板保持体を例えば垂直に配設する基板処理装置に
も適用することができる。

【００４３】（４）この他にも、本発明は、その要旨を
逸脱しない範囲で種々様々変形実施可能なことは勿論で
ある。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１記載の基板
処理装置によれば、基板保持体の内部に複数の電極を設
け、これらを適宜静電吸着用の電極、基板加熱用の電
極、プラズマ生成用の電極として用いるようにしたの
で、基板保持部と、基板加熱部と、プラズマ電極部とを
複合一体化することができる。これにより、構成が簡単
かつ小型で、製造経費が安く、また、加熱特性がよく、
さらに、高周波電力の損失が少ない基板保持系を備えた
基板処理装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示す側断面
図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態の構成を示す側断面
図である。

【図３】従来の基板処理装置の構成を示す側断面図であ
る。

【符号の説明】

２１…真空容器、２２…基板保持系、２３…基板保持用
電源、２４，２６，２７…高周波フィルタ、２５…基板
加熱用電源、２８…高周波電源、２９，３０…高周波結
合コンデンサ、２２１…基板保持体、２２１（１）…上
層部、２２１（２）…下層部、２２２（１）〜２２２
（４）…電極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ａ Ｆターム(参考） 4K030 FA01 GA02 KA14 KA23 KA45 4K057 DA20 DM35 DM39 DN01 DN02 5F004 BB11 BB18 BB22 BB26 BC08 5F031 CA02 CA05 HA18 HA19 MA22 MA28 MA32 5F045 DP01 DP02 EK05 EK07 EM01 EM02 EM05

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に所定の処理を施す基板処理装置に
   おいて、 処理すべき基板を保持する板状の基板保持部と、 この基板保持部の内部において同一平面上に配設され、
   加熱用電極、静電吸着用電極またはプラズマ生成用電極
   のうち、少なくとも２以上の電極を含む複数の電極とを
   備えたことを特徴とする基板処理装置。