JP2022061274A - 基板支持体、基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1を参照しながら基板処理装置1の全体構成の一例について説明する。図1は、本実施形態に係る基板処理装置1の概略構成を示す断面図である。なお、本実施形態では、基板処理装置1がRIE(Reactive Ion Etching)型の基板処理装置である例について説明する。ただし、基板処理装置1は、プラズマエッチング装置やプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)装置等であってもよい。
エッジリング300の吸着について説明する。図2は、本実施形態に係る基板処理装置1のエッジリング300周辺の拡大断面図である。本実施形態の基板処理装置1は、一例では、周方向に分割された複数のエッジリング片301~306を備える。また、基板処理装置1は、各エッジリング片301~306に対応してそれぞれエッジリング吸着用電極221~226を備える(図3、図5参照)。ここでは、各エッジリング片301~306と、当該エッジリング片301~306に対応するエッジリング吸着用電極221~226のうち、エッジリング片301、エッジリング吸着用電極221を用いて説明する。
図3は、本実施形態に係る基板処理装置1の基板支持体アセンブリ5の上面図である。基板支持体アセンブリ5は、静電チャック200のエッジリング載置面200b1に載置され吸着されるエッジリング300を備える。一例では、エッジリング300は複数のエッジリング片を備える。具体的には、基板支持体アセンブリ5は、6個のエッジリング片301~306を備える。
次に、静電チャック200(エッジリング吸着部200b)のエッジリング載置面200b1について説明する。図4は、本実施形態に係る基板処理装置1の静電チャック200の上面図である。
次に、静電チャック200のエッジリング吸着用電極220について説明する。図5は、本実施形態に係る基板処理装置1の静電チャック200の断面図である。具体的には、図2に示す静電チャック200のエッジリング吸着用電極220の部分で、エッジリング載置面200b1に平行な面I-Iで切断した断面図である。
次に、静電チャック200の加熱部240について説明する。図6は、本実施形態に係る基板処理装置1の静電チャック200の断面図である。具体的には、図2に示す静電チャック200の加熱部240の部分で、エッジリング載置面200b1に平行な面II-IIで切断した断面図である。
次に、基板支持体アセンブリ5の制御方法の一例について説明する。ここでは、静電チャック200への伝熱ガスの供給について説明する。図7は、本実施形態に係る基板処理装置1の静電チャック200への伝熱ガスの供給を説明する図である。
次に、基板支持体アセンブリ5の制御方法の一例について説明する。ここでは、静電チャック200への吸着電力の供給について説明する。図8は、本実施形態に係る基板処理装置1の静電チャック200への吸着電力の供給を説明する図である。
次に、基板支持体アセンブリ5の制御方法の一例について説明する。ここでは、静電チャック200へのヒータ電力の供給について説明する。図9は、本実施形態に係る基板処理装置1の加熱部240へのヒータ電力の供給および温度測定を説明する図である。
図10は、本実施形態に係る基板処理装置1のエッチングレートの分布の例を説明する図である。例えば、図10において、基板W(ウエハ)の領域RAは、エッチングレートを上げたい領域を示す。また、図10において、基板W(ウエハ)の領域RBは、エッチングレートを下げたい部分を示す。
基板処理装置1を用いた基板処理方法について説明する。図11は、本実施形態に係る基板処理装置1の基板処理方法について説明する図である。具体的には、制御部43が行う制御のフローチャートである。各処理ステップ(工程)について説明する。
最初に、制御部43は、複数のエッジリング片301、302、303、304、305および306をエッジリング吸着部200bに吸着するように制御する。
次に、制御部43は、基板W(処理基板)を静電チャック200に載置するように制御する。
次に、制御部43は、伝熱ガス溝に伝熱ガスを供給する制御を行う。
次に、制御部43は、基板W(ウエハ)の処理(基板処理)を開始する。基板処理としては、例えば、基板W(ウエハ)のエッチングを行う。なお、制御部43は、ステップS40において、基板処理を開始する前に、発熱線241~246が設定された温度になるように温度制御を行う。当該温度制御は基板処理を開始する前であればよく、例えば、ステップS30より後でステップS40より前に行ってもよいし、ステップS30より前に行ってもよい。
次に、制御部43は、領域ごと、すなわち、エッジリング片ごとに、加熱部240の温度を制御する。具体的には、制御部43は、ヒータ電源ユニット48を制御して、発熱線241~246のそれぞれへの電力の供給を制御する。制御部43は、光学式温度計50によって取得した各領域の温度に基づいて制御を行う。発熱線241~246のそれぞれへの電力の供給を制御することによって、発熱線241~246の発熱量が制御される。発熱線241~246の発熱量に応じて、エッジリング片301~306のそれぞれの温度が制御される。
次に、制御部43は、基板処理が終了したかどうかを判定する。基板処理が終了した場合(ステップS60のYes)には処理を終了する。処理が終了していない場合(ステップS60のNo)には、ステップS140に戻って処理を繰り返す。ステップS40とステップS60との間において、基板を処理する工程が並行して行われる。
エッジリングの温度の設定について、例えば、基板処理装置1で行った基板処理の枚数やロット数によって定めてもよい。例えば、図12は、本実施形態に係る基板処理装置1での処理枚数とエッチングレートの変動率について説明する図である。
<基板処理方法の変形例1>
基板処理方法の変形例について説明する。図13は、本実施形態に係る基板処理装置の基板処理方法の変形例について説明する図である。図13に示す基板処理方法では、加熱部240を用いたエッジリングの温度制御の際に、静電チャック200の伝熱ガスの圧力の制御を同時に行う。
基板処理方法の変形例について説明する。図14は、本実施形態に係る基板処理装置の基板処理方法の変形例について説明する図である。図14に示す基板処理方法では、加熱部240を用いたエッジリングの温度制御の際に、静電チャック200の吸着力の制御を同時に行う。
本実施形態の基板処理装置1では、エッジリング300は、複数のエッジリングを備えていたが、例えば、エッジリング300を一体のエッジリングとしてもよい。図15は、本実施形態に係る基板処理装置1の基板支持体アセンブリ5の変形例である基板支持体アセンブリ5Aの上面図である。基板支持体アセンブリ5Aは、一体のエッジリング310を備える。
本実施形態の基板処理装置1では、加熱部240は、6本の発熱線により構成されていたが、発熱線の本数は6本に限らない。例えば、発熱線は、3本以上9本以下の発熱線を備えていてもよい。なお、発熱線の数が多い方が、温度の制御を周方向に細かく行うことができる。図16は、本実施形態に係る基板処理装置1の静電チャック200の変形例である静電チャック1200の断面図である。具体的には、図6と同様に、エッジリング載置面に平行な面で切断した断面図(図2のII-II断面図)である。静電チャック1200は、8本の発熱線を備える。
図17から図19を用いて、エッジリング300の分割部の構造、すなわち、エッジリング片301~306の端部構造について説明する。エッジリング片301~306の端部構造は、隣接するエッジリング片の間において、プラズマにエッジリング載置面200b1が露出しない構造であることが好ましい。隣接するエッジリング片の間とは、例えば、図3を用いて説明すると、エッジリング片301の端部301bとエッジリング片302の端部302aとの合わせ目やエッジリング片301の端部301aとエッジリング片306の端部306bとの合わせ目である。
図17は、本実施形態に係る基板処理装置1のエッジリング片301Aと、このエッジリング片301Aと隣接するエッジリング片302Aおよび306Aの端部の断面図である。
図18は、本実施形態に係る基板処理装置1のエッジリング片301Bと、このエッジリング片301Bと隣接するエッジリング片302Bおよび306Bの端部の断面図である。
図19は、本実施形態に係る基板処理装置1のエッジリング片301Cと、このエッジリング片301Cと隣接するエッジリング片302Cおよび306Cの端部の断面図である。
本実施形態の基板支持体は、複数の発熱線を備える。したがって、各発熱線への伝熱ガスの供給量を独立して制御することができ、エッジリングを周方向に温度制御が可能となる。エッジリングを周方向に温度制御することによって、エッジリング近傍の基板のエッジレートを制御することができる。
2 処理容器
10 基板支持体
43 制御部
200 静電チャック
200a 基板吸着部
200b エッジリング吸着部
241~246 発熱線
241a~246a 供給部
241A~246A 分割領域
231~236 伝熱ガス溝
300 エッジリング
301~306、301A~301C、302A~302C、306A~306C エッジリング片
W 基板
Claims (10)
- 処理基板が支持される基板支持部と、
前記基板支持部に支持された前記処理基板の周囲に配置されるエッジリングが支持されるエッジリング支持部と、を備え、
前記エッジリング支持部は、前記エッジリング支持部の円周方向に並んで配置される複数の発熱体と、前記複数の発熱体のそれぞれに設けられ、外部から供給される電力を対応する前記発熱体に供給する複数のヒータ電力供給部と、を備える、
基板支持体。 - 前記複数の発熱体のそれぞれに対応する位置の前記エッジリング支持部の温度を測定する温度センサを備える、
請求項1に記載の基板支持体。 - 前記エッジリング支持部は、前記複数の発熱体のそれぞれに対応する位置に設けられる、前記エッジリングを吸着するための吸着電極を複数備える、
請求項1または請求項2に記載の基板支持体。 - 前記エッジリング支持部は、前記複数の発熱体のそれぞれに対応する位置に設けられる、伝熱ガスを供給するための伝熱ガス溝と、前記伝熱ガスを前記伝熱ガス溝に供給する伝熱ガス供給孔と、をそれぞれ複数備える、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の基板支持体。 - 前記エッジリング支持部は、3本以上9本以下の前記発熱体を備える、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の基板支持体。 - チャンバと、
前記チャンバ内に配置される、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の基板支持体と、
前記エッジリング支持部に支持されるエッジリングと、
制御部と、を含む、
基板処理装置。 - 前記エッジリングは、周方向に分割された複数のエッジリング片から構成され、
前記複数のエッジリング片のそれぞれは、前記複数の発熱体のいずれかに対応する位置に配置される、
請求項6に記載の基板処理装置。 - チャンバと、
前記チャンバ内に配置される基板支持体と、
エッジリングと、
制御部と、を含み、
前記基板支持体は、
処理基板が支持される基板支持部と、
前記基板支持部に支持された前記処理基板の周囲に配置されるエッジリングが支持されるエッジリング支持部と、を備え、
前記エッジリング支持部は、前記エッジリング支持部の円周方向に並んで配置される複数の発熱体と、前記複数の発熱体のそれぞれに設けられ、外部から供給される電流を対応する前記発熱体に供給する複数の供給部と、を備える基板処理装置を用いた基板処理方法であって、
a)前記基板支持部の上に前記処理基板を載置する工程と、
b)前記発熱体ごとに、独立して電力を供給する工程と、
c)前記処理基板を処理する工程と、
を備える、基板処理方法。 - 前記エッジリング支持部は、前記複数の発熱線のそれぞれに対応する位置の前記エッジリング支持部の温度を測定するための温度センサを備え、
工程b)は、前記温度センサによって取得した温度に基づいて、前記発熱体に電力を供給する、
請求項8に記載の基板処理方法。 - 前記エッジリングは、周方向に分割された複数のエッジリング片から構成され、
前記複数のエッジリング片のそれぞれは、前記複数の発熱体のいずれかに対応する位置に配置される、
請求項8または請求項9に記載の基板処理方法。
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