JP2021153122A - エッジリング、基板支持台、プラズマ処理システム及びエッジリングの交換方法 - Google Patents
エッジリング、基板支持台、プラズマ処理システム及びエッジリングの交換方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
この技術では、エッジリングの交換の際に、伝熱シートが基板支持台に残ることがないが、基板支持台とエッジリングとの間の空間に供給する伝熱ガスの流量が大きいと、エッジリングが外れてしまう。そのため、上記伝熱ガスの流量には制限があるので、エッジリングと基板支持台との間の熱伝達性に改善の余地がある。例えば、近年、プラズマ処理の処理結果の向上のためにプラズマの大エネルギー化が進められているところ、上述の伝熱ガスを用いる技術では、プラズマのエネルギーが大きく、エッジリングへのプラズマからの入熱が大きいと、エッジリングを所望の温度に制御することが難しい。
図1のプラズマ処理システム1では、基板としてのウェハWに対して、プラズマを用いて例えばエッチング、成膜、拡散などのプラズマ処理を行う。
本実施形態において、電極108が設けられる静電チャック104の中央部と、電極109が設けられる周縁部とは一体となっているが、これら中央部と周縁部とは別体であってもよい。
静電チャック104のウェハ載置面104aには、上述のように、伝熱ガス供給穴が形成されているが、リング載置面104bには、伝熱ガス供給穴は形成されていない。
また、エッジリングEの材料には例えば石英が用いられる。エッジリングEの材料には、シリコン(Si)やシリコンカーバイド(SiC)を用いてもよい。
なお、昇降ピン107の太さは、例えば1〜3mmである。
また、伝熱シートTは、高い熱伝導率(例えば0.2〜5W/m・K)及び高い伸縮性を有するように形成されている。例えば、伝熱シートTは、耐熱性の有機材料が基材として用いられ、多数の伝熱性フィラーが混入され、分散している。耐熱性の有機材料は、例えば、シリコン成分を含む耐熱性の粘着剤やゴムである。また、伝熱性フィラーは、例えばアルミナの粒状態である。
また、導電膜Taは、その厚さが例えば10μm以下と薄く、好ましくは、形成可能な範囲で最も薄く形成される。このように、導電膜Taは、薄いため、エッジリングEを吸着したとき等に塑性変形するので、導電膜Taとリング載置面104bとの間に隙間が生じることがない。なお、導電膜Taは、伝熱シートTの熱伝導率以上の熱伝導率であることが好ましいが、上述のように薄ければ、伝熱シートTの熱伝導率より高くてもよい。
直流電源121aは、スイッチ122aを介して電極109aに接続され、当該電極109aに、エッジリングEを吸着するための正の電圧又は負の電圧を選択的に印加する。
直流電源121bは、スイッチ122bを介して電極109bに接続され、当該電極109bに、エッジリングEを吸着するための正の電圧又は負の電圧を選択的に印加する。
直流電源121cは、スイッチ122cを介して電極108に接続され、当該電極108に、ウェハWを吸着するための電圧を印加する。
また、本実施形態において、静電チャック104に電極109を設けてエッジリングEを静電力により吸着保持するようにしていたが、例えば、下部電極103に直流電圧も印加するようにし、それにより生じる静電力によりエッジリングEを吸着保持するようにしてもよい。
これで、一連のエッジリングEの取り付け処理が完了する。
なお、交換用エッジリングEの取り外しの際は、交換用エッジリングEのクリーニング処理を行ってから、エッジリングEをプラズマ処理チャンバ100から搬出するようにしてもよい。
このように、本実施形態によれば、伝熱シートTが介在したエッジリングEとウェハ支持台101との間の熱伝達性を維持しながら、ウェハ支持台101からの伝熱シートTの剥離性を向上させることができる。
伝熱ガスとしては例えばヘリウムガスが用いられるが、ヘリウムガスは高価である。本実施形態では、このような高価なヘリウムガスを用いていないため、低コスト化を図ることができる。
図4のエッジリングE1は、リング載置面104bと対向する面に、リング載置面104bから離間する方向に凹む凹部E1aを有する。そして、この凹部E1aに、伝熱シートTが貼り着けられている。
この構成によれば、プラズマ処理空間100sに露出する伝熱シートTの側面積が低減する。したがって、伝熱シートTがプラズマによりダメージを受けるのを抑制することができる。
図5及び図6の昇降ピン200、210は、側面視において、上下方向に延びる円柱状または角柱状の柱状部200a、210aを下方に有しており、また、エッジリングEとの当接面すなわち上端面の面積が柱状部200a、210aの水平断面の断面積より大きい。つまり、昇降ピン200、210は、図2等に示した昇降ピン107に比べて、エッジリングEと当接する上端面(具体的にはエッジリングEと一体化された伝熱シートTと当接する上端面)が大きく形成されている。
このように昇降ピン200、210の上端面を大きく形成することで、昇降ピン200、210を上昇させたときに、伝熱シートTが損傷するのを防ぐことができる。
図7のエッジリングE2は、リング載置面104bと対向する面における、昇降ピン107が当接する部分に、伝熱シートT及び導電膜Taが形成されていない。
この構成によれば、昇降ピン107により伝熱シートT及び導電膜Taが損傷するのを防ぐことができる。
70 搬送装置
71 搬送アーム
100 プラズマ処理チャンバ
100s プラズマ処理空間
101 ウェハ支持台
104a ウェハ載置面
104b リング載置面
107 昇降ピン
109 電極
109a 電極
109b 電極
200 昇降ピン
210 昇降ピン
E エッジリング
E1 エッジリング
E2 エッジリング
T 伝熱シート
Ta 導電膜
W ウェハ
Claims (13)
- 基板が載置される基板載置面と、
前記基板載置面に載置された基板を囲むように配置されるエッジリングが載置されるリング載置面と、
前記エッジリングを前記リング載置面に静電力により吸着保持するための電極と、を有し、
前記エッジリングは、前記リング載置面と対向する面に、伝熱シートが貼り着けられ、当該伝熱シートを介して、前記リング載置面に載置され、
前記伝熱シートには、前記リング載置面と対向する面に、導電膜が形成され、
前記エッジリングは、当該エッジリングに貼り着けられた前記伝熱シートの前記導電膜が、前記電極により形成される静電力によって吸着されることで、前記リング載置面に保持される、基板支持台。 - 伝熱ガスを供給するガス供給穴が、前記リング載置面に形成されていない、請求項1に記載の基板支持台。
- 前記エッジリングは、前記リング載置面と対向する面に凹部を有し、
前記伝熱シートは、前記凹部に貼り着けられている、請求項1または2に記載の基板支持台。 - 前記エッジリングは、石英から形成される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の基板支持台。
- 前記エッジリングは、SiまたはSiCから形成される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の基板支持台。
- 前記導電膜は、Alから形成される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の基板支持台。
- 前記導電膜の厚さは、10μm以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の基板支持台。
- 前記エッジリングを昇降させる昇降部材を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の基板支持台。
- 前記昇降部材は、上下方向に延びる柱状部を下方に有すると共に、前記エッジリングとの当接面の面積が前記柱状部の断面積より大きい、請求項8に記載の基板支持台。
- 前記エッジリングは、前記リング載置面と対向する面における、前記昇降部材が当接する部分に、前記伝熱シート及び前記導電膜が形成されていない、請求項8に記載の基板支持台。
- 請求項8〜10のいずれか1項に記載の基板支持台と、前記基板支持台が内部に設けられ、減圧可能に構成された処理容器と、前記電極に電圧を印加する電圧印加部と、前記昇降部材を昇降させる昇降機構と、を有し、前記基板支持台上の基板に対しプラズマ処理を行うプラズマ処理装置と、
前記エッジリングを支持する支持部を有し、前記処理容器へ前記支持部を挿抜させて前記処理容器に対して前記エッジリングを搬入出させる搬送装置と、
前記電圧印加部、前記昇降機構及び前記搬送装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記支持部に支持された前記エッジリングを、前記基板支持台上に搬送する工程と、
前記昇降部材を上昇させ、前記支持部から前記昇降部材へ前記エッジリングを受け渡す工程と、
前記支持部の退避後、前記昇降部材を下降させ、前記エッジリングに貼り着けられた前記伝熱シートを介して、前記エッジリングを、前記リング載置面に載置する工程と、
前記電極に電圧を印加し、これにより生じる静電力によって、前記エッジリングに貼り着けられた前記伝熱シートの前記導電膜を吸着し、前記リング載置面に前記エッジリングを保持する工程と、が実行されるように、前記電圧印加部、前記昇降機構及び前記搬送装置を制御する、プラズマ処理システム。 - プラズマ処理装置内のエッジリングの交換方法であって、
前記プラズマ処理装置は、
減圧可能に構成された処理容器と、
前記処理容器の内部に設けられた基板支持台と、を有し、
前記基板支持台は、
基板が載置される基板載置面と、
前記基板載置面に載置された基板を囲むように前記エッジリングが載置されるリング載置面と、
前記エッジリングを前記リング載置面に静電力により吸着保持するための電極と、
前記エッジリングを昇降させる昇降部材と、を有し、
前記エッジリングは、前記リング載置面と対向する面に、粘着性を有する伝熱シートが貼り着けられ、
前記伝熱シートは、前記リング載置面と対向する面に、導電膜が形成され、
当該交換方法は、
搬送装置の支持部に支持された前記エッジリングを、前記基板支持台の上方に搬送する工程と、
前記昇降部材を上昇させ、前記支持部から前記昇降部材へ前記エッジリングを受け渡す工程と、
前記支持部の退避後、前記昇降部材を下降させ、前記エッジリングを、当該エッジリングに貼り着けられた前記伝熱シートを介して、前記リング載置面に載置する工程と、
前記電極に電圧を印加し、これにより生じる静電力によって、前記エッジリングに貼り着けられた前記伝熱シートの前記導電膜を吸着し、前記リング載置面に前記エッジリングを保持する工程と、を含む、エッジリングの交換方法。 - 基板に対しプラズマ処理を行うプラズマ処理装置に設けられた、基板支持台上の基板を囲み得るように、前記基板支持台上に載置されるエッジリングであって、
平面視環状に形成されたリング本体と、
平面視環状に形成され、且つ、前記エッジリングを前記基板支持台上に載置したときに、前記リング本体と前記基板支持台との間に介在する伝熱シートと、を備え、
前記リング本体は、前記基板支持台と対向する面に、前記伝熱シートが予め貼り着けられ一体化され、
前記伝熱シートは、
前記基板支持台と対向する面に、導電膜が形成されている、エッジリング。
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