JP2020072213A - 基板載置台、基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
処理容器内で基板を処理するに際し、前記基板を載置して温調する基板載置台であって、
隙間を介して複数の温調エリアにエリア分割された金属製の第1プレートと、
前記第1プレートに接して、前記第1プレートよりも低い熱伝導率を有する金属製の第2プレートと、を有し、
それぞれの前記温調エリアは、固有の温調を行う温調部を内蔵しており、
前記基板を載置する上面を有する前記第1プレートが、前記第2プレートの上面に載置されている。
<基板載置台、基板処理装置及び基板処理方法>
はじめに、本開示の実施形態に係る基板処理装置と基板処理方法、及び基板処理装置を構成する基板載置台の一例について、図1及び図2を参照して説明する。ここで、図1は、実施形態に係る基板載置台と基板処理装置の一例を示す断面図である。また、図2は、図1のII−II矢視図であって、第1プレートの横断面図である。
次に、複数の温調エリアを有する第1プレートの変形例について、図3を参照して説明する。図3A乃至図3Eは、第1プレートの変形例を模擬した平面図である。
次に、図4と表1を参照して、温度解析の結果を説明する。本温度解析では、温調媒体流路を有する温度調整板と、温度調整板に接続される伝熱調整板との金属種を変化させ、さらに、温度調整板と伝熱調整板の上下位置を反転させて4種の解析モデルを作成し、各解析モデルに対して温度解析を実行した。本温度解析により温度調整板の複数箇所における温度を特定し、最高温度及び最低温度の温度差を検証した。ここで、図4Aと図4Bはいずれも、温度解析にて用いた基板載置台モデルの一例の側面図であり、図4Cは、図4A及び図4BのC−C矢視図であって、温度調整板モデルの横断面図であり、解析温度特定箇所を示す図である。
本発明者等は、コンピュータ内において、以下、4種の解析モデルを作成した。以下の解析モデル1乃至3はそれぞれ比較例1乃至比較例3であり、解析モデル4は実施例である。尚、便宜上、上下いずれに配置されるかにかかわらず、温調媒体流路を有する方を温度調整板モデル、有さない方を伝熱調整板モデルとして表記する。
解析モデル1は、図4Aに示す解析モデルM1であり、下方に温度調整板モデルMbを有し、上方に伝熱調整板モデルMaを有する。温度調整板モデルMbはA5052を素材として厚み45mmとし、伝熱調整板モデルMaはSUS304を素材として厚み25mmとした。温度調整板モデルMbは、図4Cに示すように、矩形枠状の隙間Gを介して内側温調エリアMb1と外側温調エリアMb2を有する。内側温調エリアMb1は温調媒体流路モデルMb11を有し、外側温調エリアMb2は温調媒体流路モデルMb21を有する。
解析モデル1と基本構成は同様であるが、温度調整板モデルMb、伝熱調整板モデルMaともにA5052を素材とした。
解析モデル3は、図4Bに示す解析モデルM2であり、上方に温度調整板モデルMcを有し、下方に伝熱調整板モデルMdを有する。温度調整板モデルMcはA5052を素材として厚み25mmとし、伝熱調整板モデルMdはA5052を素材として厚み25mmとした。温度調整板モデルMcは、図4Cに示すように、矩形枠状の隙間Gを介して内側温調エリアMc1と外側温調エリアMc2を有する。内側温調エリアMc1は温調媒体流路モデルMc11を有し、外側温調エリアMc2は温調媒体流路モデルMc21を有する。
解析モデル3と基本構成は同様であるが、温度調整板モデルMcはA5052を素材とし、伝熱調整板モデルMdはSUS304を素材とした。
図4Cにおける複数の解析温度特定箇所を点O乃至点Cで示す。ここで、点Oは解析モデルM1,M2の中心点であり、点Aは短辺の中央位置であり、点Cは隅角部位置であり、点Bは点Oと点Cを結ぶ直線上の隙間Gに対応する位置である。各解析モデルともに、点Oが最高温度を示し、点Cが最低温度を示しており、それらの差分値を求めた。その結果を以下の表1に示す。
図5を参照して、熱応答性に関する一考察について説明する。ここで、図5Aは、上記温度解析における実施例と比較例1の放電回数と電極温度の相関グラフを示す図であり、図5Bは、図5AのB部を拡大した図である。
次に、複数の絶縁膜のエッチングレート及び選択比の温度依存性に関する実験について、図6乃至図10を参照して説明する。ここで、図6は、実験にて適用した基板載置台の平面図を模擬した図である。
本実験においては、載置台の温度を変えて、それぞれの領域におけるプロセス性能について評価した。実験では、内側温調エリアに対応する中央の平面視矩形エリアを中心点Oを含むセンターエリアCAとし、外側温調エリアに対応する外側の平面視矩形枠状のエリアをエッジEを含むエッジエリアEAとする。さらに、センターエリアCAとエッジエリアEAの中間ラインをミドルエリアMAとする。
図7は、SiN膜のエッチングレートの温度依存性に関する実験結果を示すグラフである。また、図8は、SiO膜のエッチングレートの温度依存性に関する実験結果を示すグラフである。また、図9は、Si膜のエッチングレートの温度依存性に関する実験結果を示すグラフである。さらに、図10は、SiO/Si選択比の温度依存性に関する実験結果を示すグラフである。
60 基板載置台
61 第1プレート(温度調整板)
61a 温調エリア(内側温調エリア)
61b 温調エリア(外側温調エリア)
62a,62b 温調媒体流路(温調部)
63 第2プレート(伝熱調整板)
66 隙間
80A,80B 温調源
100 基板処理装置
G 基板
Claims (15)
- 処理容器内で基板を処理するに際し、前記基板を載置して温調する基板載置台であって、
隙間を介して複数の温調エリアにエリア分割された金属製の第1プレートと、
前記第1プレートに接して、前記第1プレートよりも低い熱伝導率を有する金属製の第2プレートと、を有し、
それぞれの前記温調エリアは、固有の温調を行う温調部を内蔵しており、
前記基板を載置する上面を有する前記第1プレートが、前記第2プレートの上面に載置されている、基板載置台。 - 前記第1プレートがアルミニウムもしくはアルミニウム合金から形成されており、
前記第2プレートがステンレス鋼から形成されている、請求項1に記載の基板載置台。 - 前記第2プレートがオーステナイト系ステンレス鋼から形成されている、請求項2に記載の基板載置台。
- 前記複数の温調エリアは、前記隙間の上下において連続している、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の基板載置台。
- いずれか1つの前記温調エリアに電源が電気的に接続されている、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の基板載置台。
- 前記温調部は、ヒータと、温調媒体が流通する温調媒体流路の少なくともいずれか一方を有する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の基板載置台。
- 処理容器と、前記処理容器内において基板を載置して温調する基板載置台と、前記基板載置台の温調源と、を有する基板処理装置であって、
前記基板載置台は、
隙間を介して複数の温調エリアにエリア分割された金属製の第1プレートと、
前記第1プレートに接して、前記第1プレートよりも低い熱伝導率を有する金属製の第2プレートと、を有し、
それぞれの前記温調エリアは、固有の温調を行う温調部を内蔵しており、
前記基板を載置する上面を有する前記第1プレートが、前記第2プレートの上面に載置されている、基板処理装置。 - 前記第1プレートがアルミニウムもしくはアルミニウム合金から形成されており、
前記第2プレートがステンレス鋼から形成されている、請求項7に記載の基板処理装置。 - 前記第2プレートがオーステナイト系ステンレス鋼から形成されている、請求項8に記載の基板処理装置。
- 前記複数の温調エリアは、前記隙間の上下において連続している、請求項7乃至9のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- いずれか1つの前記温調エリアに電源が電気的に接続されている、請求項7乃至10のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記温調部は、ヒータと、温調媒体が流通する温調媒体流路の少なくともいずれか一方を有し、
前記ヒータに対応する前記温調源はヒータ電源であり、前記温調媒体流路に対応する前記温調源はチラーである、請求項7乃至11のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記基板処理装置は制御部をさらに有し、
前記制御部は、前記温調源に対して、それぞれの前記温調エリアの有する前記温調部が固有の温度で温調を行う処理を実行させる、請求項7乃至12のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記基板載置台が平面視矩形の外形を有し、
前記温調エリアが、矩形枠状の外側温調エリアと、前記外側温調エリアの内側において前記隙間を介して配設される平面視矩形の内側温調エリアと、を有し、
前記外側温調エリアと前記内側温調エリアが共に温調媒体流路を内蔵し、
前記制御部は、前記温調源に対して、前記外側温調エリアの前記温調媒体流路を流通する温調媒体よりも相対的に高温の温調媒体を前記内側温調エリアの前記温調媒体流路に流通させる制御を実行する、請求項13に記載の基板処理装置。 - 処理容器と、前記処理容器内において基板を載置して温調する基板載置台と、前記基板載置台の温調源と、を有する基板処理装置を用いた基板処理方法であって、
前記基板載置台は、
隙間を介して複数の温調エリアにエリア分割された金属製の第1プレートと、
前記第1プレートに接して、前記第1プレートよりも低い熱伝導率を有する金属製の第2プレートと、を有し、
それぞれの前記温調エリアは、固有の温調を行う温調部を内蔵し、
前記基板を載置する上面を有する前記第1プレートが、前記第2プレートの上面に載置されており、
それぞれの前記温調エリアにおいて固有の温調を行いながら基板処理を行う、基板処理方法。
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