JP2023059081A - Substrate support part and plasma processing device - Google Patents

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和基 茂山
Kazuki Moyama
道茂 斎藤
Michishige Saito
将之 長山
Masayuki Nagayama
直一 古谷
Naoichi Furuya
卓也 原島
Takuya Harashima
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Abstract

To provide a substrate support part and a plasma processing device capable of improving uniformity of plasma processing.SOLUTION: A substrate support part is disposed within a plasma processing vessel, and includes an electrostatic chuck having a support surface that supports a substrate and made of a dielectric, and a base that supports the electrostatic chuck. The electrostatic chuck includes: a heat transfer gas supply hole that supplies heat transfer gas to the support surface from the base side; and a first member disposed in the heat transfer gas supply hole and made of a porous material whose porosity is controlled so as to match, on the support surface, physical properties with the dielectric.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、基板支持部及びプラズマ処理装置に関する。 The present disclosure relates to substrate supports and plasma processing apparatuses.

プラズマ処理装置では、プラズマ処理を行うプラズマ処理容器内に、処理対象の基板を支持する基板支持部を有する。基板支持部には、基板支持部に置かれた基板の裏面と基板支持部の支持面との間に伝熱ガスを供給するための供給孔が形成されている。この供給孔では、プラズマ処理の際に異常放電が発生する場合がある。これに対し、異常放電を抑制するために、供給孔にポーラス材を挿入することが提案されている。 2. Description of the Related Art A plasma processing apparatus has a substrate supporting portion for supporting a substrate to be processed in a plasma processing chamber in which plasma processing is performed. The substrate supporting portion is provided with a supply hole for supplying heat transfer gas between the back surface of the substrate placed on the substrate supporting portion and the supporting surface of the substrate supporting portion. Abnormal discharge may occur in this supply hole during plasma processing. In order to suppress the abnormal discharge, it has been proposed to insert a porous material into the supply hole.

米国特許第10896837号明細書U.S. Patent No. 10896837

本開示は、プラズマ処理の均一性を向上させることができる基板支持部及びプラズマ処理装置を提供する。 The present disclosure provides a substrate support and plasma processing apparatus capable of improving uniformity of plasma processing.

本開示の一態様による基板支持部は、プラズマ処理容器内に配置される基板支持部であって、基板を支持する支持面を備えるとともに、誘電体で形成される静電チャックと、静電チャックを支持する基台と、を有し、静電チャックは、支持面に基台側から伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給孔と、伝熱ガス供給孔内に配置され、支持面において、誘電体と物理特性を揃えるように気孔率が制御されたポーラス材で構成される第1の部材と、を備える。 A substrate support according to one aspect of the present disclosure is a substrate support that is arranged in a plasma processing container, includes a support surface that supports a substrate, and is formed of a dielectric electrostatic chuck; The electrostatic chuck has a heat transfer gas supply hole for supplying a heat transfer gas from the base side to the support surface, and is arranged in the heat transfer gas supply hole, and on the support surface, a first member composed of a porous material having porosity controlled to match physical properties with the dielectric.

本開示によれば、プラズマ処理の均一性を向上させることができる。 According to the present disclosure, the uniformity of plasma processing can be improved.

図1は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理システムの一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a plasma processing system according to one embodiment of the present disclosure. 図2は、本実施形態の支持面における伝熱ガス供給孔及びピン用貫通孔の配置の一例を示す上面図である。FIG. 2 is a top view showing an example of the arrangement of heat transfer gas supply holes and pin through holes on the support surface of the present embodiment. 図3は、図2のA-A線における断面の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a cross section taken along line AA of FIG. 図4は、リフトピン下降時におけるリフトピン及びピン用貫通孔の断面の一例を示す図である。FIG. 4 is a view showing an example of cross sections of the lift pins and pin through holes when the lift pins are lowered. 図5は、リフトピン上昇時におけるリフトピン及びピン用貫通孔の断面の一例を示す図である。FIG. 5 is a view showing an example of cross sections of the lift pins and pin through holes when the lift pins are raised.

以下に、開示する基板支持部及びプラズマ処理装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により開示技術が限定されるものではない。 Embodiments of the disclosed substrate supporting portion and plasma processing apparatus will be described in detail below with reference to the drawings. Note that the disclosed technology is not limited by the following embodiments.

プラズマ処理の際、伝熱ガスの供給孔における異常放電を抑制するために、供給孔にポーラス材を挿入する場合、支持面に材質の異なる箇所(特異点)があることになる。また、供給孔にポーラス材を挿入しない場合(空間がある場合)であっても同様に特異点となる。供給孔に挿入されたポーラス材は、周囲の支持面の材質と比誘電率や熱伝導率といった物理特性が異なるため、プラズマの均一性や基板温度の均一性等のプラズマ処理における均一性を損なう場合がある。そこで、プラズマ処理の均一性を向上させることが期待されている。 When a porous material is inserted into the supply hole to suppress abnormal discharge in the supply hole of the heat transfer gas during plasma processing, there will be a point (singular point) where the material is different on the support surface. Also, even if the porous material is not inserted into the supply hole (if there is a space), the singularity is similarly obtained. The porous material inserted into the supply hole has different physical properties such as relative permittivity and thermal conductivity from the material of the surrounding support surface, so uniformity in plasma processing such as plasma uniformity and substrate temperature uniformity is impaired. Sometimes. Therefore, it is expected to improve the uniformity of plasma processing.

[プラズマ処理システムの構成]
以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図1は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理システムの一例を示す図である。図1に示すように、プラズマ処理システムは、容量結合型のプラズマ処理装置1及び制御部2を含む。容量結合型のプラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10、ガス供給部20、電源30及び排気システム40を含む。また、プラズマ処理装置1は、基板支持部11及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド13を含む。基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10内に配置される。シャワーヘッド13は、基板支持部11の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド13は、プラズマ処理チャンバ10の天部(ceiling)の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ10は、シャワーヘッド13、プラズマ処理チャンバ10の側壁10a及び基板支持部11により規定されたプラズマ処理空間10sを有する。プラズマ処理チャンバ10は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10sに供給するための少なくとも1つのガス供給口と、プラズマ処理空間10sからガスを排出するための少なくとも1つのガス排出口とを有する。プラズマ処理チャンバ10は接地される。シャワーヘッド13及び基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10の筐体とは電気的に絶縁される。
[Configuration of plasma processing system]
A configuration example of the plasma processing system will be described below. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a plasma processing system according to one embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 1, the plasma processing system includes a capacitively coupled plasma processing apparatus 1 and a controller 2 . A capacitively coupled plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10 , a gas supply section 20 , a power supply 30 and an exhaust system 40 . Further, the plasma processing apparatus 1 includes a substrate support section 11 and a gas introduction section. The gas introduction is configured to introduce at least one process gas into the plasma processing chamber 10 . The gas introduction section includes a showerhead 13 . A substrate support 11 is positioned within the plasma processing chamber 10 . The showerhead 13 is arranged above the substrate support 11 . In one embodiment, showerhead 13 forms at least a portion of the ceiling of plasma processing chamber 10 . The plasma processing chamber 10 has a plasma processing space 10 s defined by a showerhead 13 , side walls 10 a of the plasma processing chamber 10 and a substrate support 11 . The plasma processing chamber 10 has at least one gas supply port for supplying at least one processing gas to the plasma processing space 10s and at least one gas exhaust port for exhausting gas from the plasma processing space 10s. Plasma processing chamber 10 is grounded. The showerhead 13 and substrate support 11 are electrically insulated from the housing of the plasma processing chamber 10 .

基板支持部11は、本体部111及びリングアセンブリ112を含む。本体部111は、基板Wを支持するための中央領域111aと、リングアセンブリ112を支持するための環状領域111bとを有する。ウェハは基板Wの一例である。本体部111の環状領域111bは、平面視で本体部111の中央領域111aを囲んでいる。基板Wは、本体部111の中央領域111a上に配置され、リングアセンブリ112は、本体部111の中央領域111a上の基板Wを囲むように本体部111の環状領域111b上に配置される。従って、中央領域111aは、基板Wを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域111bは、リングアセンブリ112を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。 The substrate support portion 11 includes a body portion 111 and a ring assembly 112 . The body portion 111 has a central region 111 a for supporting the substrate W and an annular region 111 b for supporting the ring assembly 112 . A wafer is an example of a substrate W; The annular region 111b of the body portion 111 surrounds the central region 111a of the body portion 111 in plan view. The substrate W is arranged on the central region 111 a of the main body 111 , and the ring assembly 112 is arranged on the annular region 111 b of the main body 111 so as to surround the substrate W on the central region 111 a of the main body 111 . Accordingly, the central region 111a is also referred to as a substrate support surface for supporting the substrate W, and the annular region 111b is also referred to as a ring support surface for supporting the ring assembly 112. FIG.

一実施形態において、本体部111は、基台1110及び静電チャック1111を含む。基台1110は、導電性部材を含む。基台1110の導電性部材は下部電極として機能し得る。静電チャック1111は、基台1110の上に配置される。静電チャック1111は、セラミック部材1111aとセラミック部材1111a内に配置される静電電極1111bとを含む。セラミック部材1111aは、中央領域111aを有する。一実施形態において、セラミック部材1111aは、環状領域111bも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック1111を囲む他の部材が環状領域111bを有してもよい。この場合、リングアセンブリ112は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック1111と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、後述するRF(Radio Frequency)電源31及び/又はDC(Direct Current)電源32に結合される少なくとも1つのRF/DC電極がセラミック部材1111a内に配置されてもよい。この場合、少なくとも1つのRF/DC電極が下部電極として機能する。後述するバイアスRF信号及び/又はDC信号が少なくとも1つのRF/DC電極に供給される場合、RF/DC電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台1110の導電性部材と少なくとも1つのRF/DC電極とが複数の下部電極として機能してもよい。また、静電電極1111bが下部電極として機能してもよい。従って、基板支持部11は、少なくとも1つの下部電極を含む。 In one embodiment, body portion 111 includes base 1110 and electrostatic chuck 1111 . Base 1110 includes a conductive member. A conductive member of the base 1110 can function as a bottom electrode. An electrostatic chuck 1111 is arranged on the base 1110 . The electrostatic chuck 1111 includes a ceramic member 1111a and an electrostatic electrode 1111b disposed within the ceramic member 1111a. Ceramic member 1111a has a central region 111a. In one embodiment, the ceramic member 1111a also has an annular region 111b. Note that another member surrounding the electrostatic chuck 1111, such as an annular electrostatic chuck or an annular insulating member, may have the annular region 111b. In this case, the ring assembly 112 may be placed on the annular electrostatic chuck or the annular insulating member, or may be placed on both the electrostatic chuck 1111 and the annular insulating member. Also, at least one RF/DC electrode coupled to an RF (Radio Frequency) power source 31 and/or a DC (Direct Current) power source 32, which will be described later, may be arranged in the ceramic member 1111a. In this case, at least one RF/DC electrode functions as the bottom electrode. If a bias RF signal and/or a DC signal, described below, is applied to at least one RF/DC electrode, the RF/DC electrode is also called a bias electrode. Note that the conductive member of the base 1110 and at least one RF/DC electrode may function as a plurality of lower electrodes. Also, the electrostatic electrode 1111b may function as a lower electrode. Accordingly, the substrate support 11 includes at least one bottom electrode.

リングアセンブリ112は、1又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、1又は複数の環状部材は、1又は複数のエッジリングと少なくとも1つのカバーリングとを含む。エッジリングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。 Ring assembly 112 includes one or more annular members. In one embodiment, the one or more annular members include one or more edge rings and at least one cover ring. The edge ring is made of a conductive material or an insulating material, and the cover ring is made of an insulating material.

また、基板支持部11は、静電チャック1111、リングアセンブリ112及び基板のうち少なくとも1つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路1110a、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路1110aには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路1110aが基台1110内に形成され、1又は複数のヒータが静電チャック1111のセラミック部材1111a内に配置される。また、基板支持部11は、基板Wの裏面と中央領域111aとの間の間隙に伝熱ガスを供給するように構成された後述する伝熱ガス供給部52を含む。 Also, the substrate supporter 11 may include a temperature control module configured to control at least one of the electrostatic chuck 1111, the ring assembly 112, and the substrate to a target temperature. The temperature control module may include heaters, heat transfer media, channels 1110a, or combinations thereof. A heat transfer fluid, such as brine or gas, flows through flow path 1110a. In one embodiment, channels 1110 a are formed in base 1110 and one or more heaters are positioned in ceramic member 1111 a of electrostatic chuck 1111 . Further, the substrate supporting portion 11 includes a heat transfer gas supply portion 52 which is configured to supply a heat transfer gas to the gap between the back surface of the substrate W and the central region 111a.

シャワーヘッド13は、ガス供給部20からの少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10s内に導入するように構成される。シャワーヘッド13は、少なくとも1つのガス供給口13a、少なくとも1つのガス拡散室13b、及び複数のガス導入口13cを有する。ガス供給口13aに供給された処理ガスは、ガス拡散室13bを通過して複数のガス導入口13cからプラズマ処理空間10s内に導入される。また、シャワーヘッド13は、少なくとも1つの上部電極を含む。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド13に加えて、側壁10aに形成された1又は複数の開口部に取り付けられる1又は複数のサイドガス注入部(SGI:Side Gas Injector)を含んでもよい。 The showerhead 13 is configured to introduce at least one processing gas from the gas supply 20 into the plasma processing space 10s. The showerhead 13 has at least one gas supply port 13a, at least one gas diffusion chamber 13b, and multiple gas introduction ports 13c. The processing gas supplied to the gas supply port 13a passes through the gas diffusion chamber 13b and is introduced into the plasma processing space 10s through a plurality of gas introduction ports 13c. Showerhead 13 also includes at least one upper electrode. In addition to the showerhead 13, the gas introduction part may include one or more side gas injectors (SGI: Side Gas Injectors) attached to one or more openings formed in the side wall 10a.

ガス供給部20は、少なくとも1つのガスソース21及び少なくとも1つの流量制御器22を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース21からそれぞれに対応の流量制御器22を介してシャワーヘッド13に供給するように構成される。各流量制御器22は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する1又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。 Gas supply 20 may include at least one gas source 21 and at least one flow controller 22 . In one embodiment, gas supply 20 is configured to supply at least one process gas from respective gas sources 21 through respective flow controllers 22 to showerhead 13 . Each flow controller 22 may include, for example, a mass flow controller or a pressure controlled flow controller. Additionally, gas supply 20 may include one or more flow modulation devices that modulate or pulse the flow of at least one process gas.

電源30は、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ10に結合されるRF電源31を含む。RF電源31は、少なくとも1つのRF信号(RF電力)を少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間10sに供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、RF電源31は、プラズマ処理チャンバ10において1又はそれ以上の処理ガスからプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスRF信号を少なくとも1つの下部電極に供給することにより、基板Wにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Wに引き込むことができる。 Power supply 30 includes an RF power supply 31 coupled to plasma processing chamber 10 via at least one impedance match circuit. RF power supply 31 is configured to supply at least one RF signal (RF power) to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode. Thereby, plasma is formed from at least one processing gas supplied to the plasma processing space 10s. Accordingly, RF power source 31 may function as at least part of a plasma generator configured to generate a plasma from one or more process gases in plasma processing chamber 10 . Also, by supplying a bias RF signal to at least one lower electrode, a bias potential is generated in the substrate W, and ion components in the formed plasma can be drawn into the substrate W. FIG.

一実施形態において、RF電源31は、第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bを含む。第1のRF生成部31aは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に結合され、プラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を生成するように構成される。一実施形態において、ソースRF信号は、10MHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第1のRF生成部31aは、異なる周波数を有する複数のソースRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のソースRF信号は、少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給される。 In one embodiment, the RF power supply 31 includes a first RF generator 31a and a second RF generator 31b. The first RF generator 31a is coupled to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode via at least one impedance matching circuit to generate a source RF signal (source RF power) for plasma generation. configured as In one embodiment, the source RF signal has a frequency within the range of 10 MHz to 150 MHz. In one embodiment, the first RF generator 31a may be configured to generate multiple source RF signals having different frequencies. One or more source RF signals generated are provided to at least one bottom electrode and/or at least one top electrode.

第2のRF生成部31bは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも1つの下部電極に結合され、バイアスRF信号(バイアスRF電力)を生成するように構成される。バイアスRF信号の周波数は、ソースRF信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスRF信号は、ソースRF信号の周波数よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスRF信号は、100kHz~60MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第2のRF生成部31bは、異なる周波数を有する複数のバイアスRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のバイアスRF信号は、少なくとも1つの下部電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。 A second RF generator 31b is coupled to the at least one lower electrode via at least one impedance matching circuit and configured to generate a bias RF signal (bias RF power). The frequency of the bias RF signal may be the same as or different from the frequency of the source RF signal. In one embodiment, the bias RF signal has a frequency lower than the frequency of the source RF signal. In one embodiment, the bias RF signal has a frequency within the range of 100 kHz to 60 MHz. In one embodiment, the second RF generator 31b may be configured to generate multiple bias RF signals having different frequencies. One or more bias RF signals generated are provided to at least one bottom electrode. Also, in various embodiments, at least one of the source RF signal and the bias RF signal may be pulsed.

また、電源30は、プラズマ処理チャンバ10に結合されるDC電源32を含んでもよい。DC電源32は、第1のDC生成部32a及び第2のDC生成部32bを含む。一実施形態において、第1のDC生成部32aは、少なくとも1つの下部電極に接続され、第1のDC信号を生成するように構成される。生成された第1のバイアスDC信号は、少なくとも1つの下部電極に印加される。一実施形態において、第2のDC生成部32bは、少なくとも1つの上部電極に接続され、第2のDC信号を生成するように構成される。生成された第2のDC信号は、少なくとも1つの上部電極に印加される。 Power supply 30 may also include a DC power supply 32 coupled to plasma processing chamber 10 . The DC power supply 32 includes a first DC generator 32a and a second DC generator 32b. In one embodiment, the first DC generator 32a is connected to the at least one bottom electrode and configured to generate a first DC signal. A generated first bias DC signal is applied to at least one bottom electrode. In one embodiment, the second DC generator 32b is connected to the at least one top electrode and configured to generate a second DC signal. The generated second DC signal is applied to at least one top electrode.

種々の実施形態において、第1及び第2のDC信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、DC信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部が第1のDC生成部32aと少なくとも1つの下部電極との間に接続される。従って、第1のDC生成部32a及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。第2のDC生成部32b及び波形生成部が電圧パルス生成部を構成する場合、電圧パルス生成部は、少なくとも1つの上部電極に接続される。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、1周期内に1又は複数の正極性電圧パルスと1又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、第1及び第2のDC生成部32a,32bは、RF電源31に加えて設けられてもよく、第1のDC生成部32aが第2のRF生成部31bに代えて設けられてもよい。 In various embodiments, at least one of the first and second DC signals may be pulsed. In this case, a sequence of voltage pulses is applied to at least one bottom electrode and/or at least one top electrode. The voltage pulses may have rectangular, trapezoidal, triangular, or combinations thereof pulse waveforms. In one embodiment, a waveform generator for generating a sequence of voltage pulses from a DC signal is connected between the first DC generator 32a and the at least one bottom electrode. Therefore, the first DC generator 32a and the waveform generator constitute a voltage pulse generator. When the second DC generator 32b and the waveform generator constitute a voltage pulse generator, the voltage pulse generator is connected to at least one upper electrode. The voltage pulse may have a positive polarity or a negative polarity. Also, the sequence of voltage pulses may include one or more positive voltage pulses and one or more negative voltage pulses in one cycle. Note that the first and second DC generators 32a and 32b may be provided in addition to the RF power supply 31, and the first DC generator 32a may be provided instead of the second RF generator 31b. good.

排気システム40は、例えばプラズマ処理チャンバ10の底部に設けられたガス排出口10eに接続され得る。排気システム40は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間10s内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。 The exhaust system 40 may be connected to a gas outlet 10e provided at the bottom of the plasma processing chamber 10, for example. Exhaust system 40 may include a pressure regulating valve and a vacuum pump. The pressure regulating valve regulates the pressure in the plasma processing space 10s. Vacuum pumps may include turbomolecular pumps, dry pumps, or combinations thereof.

制御部2は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置1に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部2は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置1の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部2の一部又は全てがプラズマ処理装置1に含まれてもよい。制御部2は、処理部2a1、記憶部2a2及び通信インターフェース2a3を含んでもよい。制御部2は、例えばコンピュータ2aにより実現される。処理部2a1は、記憶部2a2からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部2a2に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部2a2に格納され、処理部2a1によって記憶部2a2から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ2aに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース2a3に接続されている通信回線であってもよい。処理部2a1は、CPU(Central Processing Unit)であってもよい。記憶部2a2は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース2a3は、LAN(Local Area Network)等の通信回線を介してプラズマ処理装置1との間で通信してもよい。 Controller 2 processes computer-executable instructions that cause plasma processing apparatus 1 to perform the various steps described in this disclosure. Controller 2 may be configured to control elements of plasma processing apparatus 1 to perform the various processes described herein. In one embodiment, part or all of the controller 2 may be included in the plasma processing apparatus 1 . The control unit 2 may include a processing unit 2a1, a storage unit 2a2, and a communication interface 2a3. The control unit 2 is implemented by, for example, a computer 2a. Processing unit 2a1 can be configured to perform various control operations by reading a program from storage unit 2a2 and executing the read program. This program may be stored in the storage unit 2a2 in advance, or may be acquired via a medium when necessary. The acquired program is stored in the storage unit 2a2, read from the storage unit 2a2 and executed by the processing unit 2a1. The medium may be various storage media readable by the computer 2a, or may be a communication line connected to the communication interface 2a3. The processing unit 2a1 may be a CPU (Central Processing Unit). The storage unit 2a2 may include RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), or a combination thereof. The communication interface 2a3 may communicate with the plasma processing apparatus 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network).

[基板支持部11の詳細]
次に、図2及び図3を用いて基板支持部11の詳細について説明する。図2は、本実施形態の支持面における伝熱ガス供給孔及びピン用貫通孔の配置の一例を示す上面図である。図3は、図2のA-A線における断面の一例を示す図である。図2に示すように、基板支持面である中央領域111aには、円周C1上に複数の伝熱ガス供給孔50と、複数のピン用貫通孔60とが、それぞれ等間隔に設けられる。また、中央領域111aには、円周C2上に複数の伝熱ガス供給孔50が等間隔に設けられる。さらに、リング支持面である環状領域111bには、円周C3上に複数の伝熱ガス供給孔50が等間隔に設けられる。円周C1~C3上の各伝熱ガス供給孔50の数は、例えばそれぞれ6個とすることができるが、円周C1~C3上においてそれぞれ等間隔であれば数は限定されない。また、円周C1上のピン用貫通孔60の数は、例えば3個とすることができるが、4個以上であってもよい。
[Details of substrate support part 11]
Next, details of the substrate supporting portion 11 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. FIG. 2 is a top view showing an example of the arrangement of heat transfer gas supply holes and pin through holes on the support surface of the present embodiment. FIG. 3 is a diagram showing an example of a cross section taken along line AA of FIG. As shown in FIG. 2, a plurality of heat transfer gas supply holes 50 and a plurality of pin through holes 60 are provided at regular intervals on the circumference C1 in the central region 111a, which is the substrate supporting surface. Also, in the central region 111a, a plurality of heat transfer gas supply holes 50 are provided at regular intervals on the circumference C2. Further, in the annular region 111b, which is the ring support surface, a plurality of heat transfer gas supply holes 50 are provided at regular intervals on the circumference C3. The number of heat transfer gas supply holes 50 on the circumferences C1 to C3 can be six, for example, but the number is not limited as long as they are equally spaced on the circumferences C1 to C3. Also, the number of through-holes 60 for pins on the circumference C1 can be, for example, three, but may be four or more.

図3に示すように、各伝熱ガス供給孔50は、基台1110の内部に設けられた伝熱ガス供給路51に接続される。また、各ピン用貫通孔60は、リフトピン61との隙間を介して中央領域111aに伝熱ガスを供給可能なように、伝熱ガス供給路51に接続される。なお、図3では、基台1110内の流路1110a、及び、静電チャック1111内の静電電極1111bは図示を省略している。 As shown in FIG. 3 , each heat transfer gas supply hole 50 is connected to a heat transfer gas supply path 51 provided inside the base 1110 . Further, each pin through-hole 60 is connected to the heat transfer gas supply path 51 so as to be able to supply the heat transfer gas to the central region 111 a through the gap with the lift pin 61 . In FIG. 3, the channel 1110a in the base 1110 and the electrostatic electrode 1111b in the electrostatic chuck 1111 are omitted.

伝熱ガス供給部52は、基板支持部11の基台1110及び静電チャック1111に設けられた伝熱ガス供給孔50及びピン用貫通孔60に、伝熱ガス供給路51を介して、伝熱ガス(冷熱伝達用ガス)を供給する。伝熱ガスとしては、例えばヘリウムガスが用いられる。伝熱ガスは、中央領域111aの伝熱ガス供給孔50及びピン用貫通孔60から、基板Wの裏面と中央領域111aとの間に供給される。また、伝熱ガスは、環状領域111bの伝熱ガス供給孔50から、リングアセンブリ112と環状領域111bとの間に供給される。伝熱ガスを供給することで、プラズマ処理により入熱し高温となった基板Wとエッジリングの抜熱を行う。 The heat transfer gas supply part 52 supplies heat transfer gas to the heat transfer gas supply holes 50 and the pin through holes 60 provided in the base 1110 and the electrostatic chuck 1111 of the substrate support part 11 via the heat transfer gas supply path 51 . Supply hot gas (cold heat transfer gas). Helium gas, for example, is used as the heat transfer gas. The heat transfer gas is supplied between the back surface of the substrate W and the central region 111a from the heat transfer gas supply holes 50 and the pin through holes 60 in the central region 111a. Also, the heat transfer gas is supplied between the ring assembly 112 and the annular region 111b from the heat transfer gas supply holes 50 in the annular region 111b. By supplying the heat transfer gas, heat is removed from the substrate W and the edge ring which have been heated to high temperatures by the plasma processing.

伝熱ガス供給孔50内には、ポーラス材で構成される部材53が配置される。部材53は、第1の部材の一例である。部材53は、中央領域111a及び環状領域111bにおいて、静電チャック1111のセラミック部材1111aと物理特性を揃えるように気孔率が制御されたポーラス材である。部材53は、例えば、静電チャック1111の製造時に伝熱ガス供給孔50内に挿入されて、セラミック部材1111aと同時に焼結される。つまり、部材53は、静電チャック1111の伝熱ガス供給孔50内において、周囲のセラミック部材1111aと一体化されている。なお、部材53は、他の方法によって伝熱ガス供給孔50内に固定されてもよい。 A member 53 made of a porous material is arranged in the heat transfer gas supply hole 50 . The member 53 is an example of a first member. The member 53 is a porous material whose porosity is controlled so as to match the physical properties of the ceramic member 1111a of the electrostatic chuck 1111 in the central region 111a and the annular region 111b. The member 53 is, for example, inserted into the heat transfer gas supply hole 50 when the electrostatic chuck 1111 is manufactured, and is sintered simultaneously with the ceramic member 1111a. That is, the member 53 is integrated with the surrounding ceramic member 1111 a inside the heat transfer gas supply hole 50 of the electrostatic chuck 1111 . Note that the member 53 may be fixed in the heat transfer gas supply hole 50 by another method.

ピン用貫通孔60内には、ポーラス材で構成される先端部64を備えるリフトピン61が配置される。先端部64は、第2の部材の一例である。リフトピン61は、駆動機構62により、先端部64が中央領域111aの表面から突没可能なように、上下にスライドさせることができる。ピン用貫通孔60の最下部には、リフトピン61との間で気密を保つためにOリング63が設けられている。先端部64は、中央領域111aにおいて、静電チャック1111のセラミック部材1111aと物理特性を揃えるように気孔率が制御されたポーラス材である。なお、リフトピン61は、先端部64だけでなくリフトピン61全体をポーラス材とするように構成されてもよい。 A lift pin 61 having a tip portion 64 made of a porous material is disposed in the pin through hole 60 . The tip portion 64 is an example of a second member. The lift pin 61 can be slid up and down by the drive mechanism 62 so that the tip portion 64 can protrude from the surface of the central region 111a. An O-ring 63 is provided at the bottom of the pin through-hole 60 to maintain airtightness with the lift pin 61 . The tip portion 64 is a porous material whose porosity is controlled so as to match the physical properties of the ceramic member 1111a of the electrostatic chuck 1111 in the central region 111a. The lift pin 61 may be configured such that not only the tip portion 64 but also the entire lift pin 61 is made of porous material.

ここで、図4及び図5を用いて、リフトピン61の詳細について説明する。図4は、リフトピン下降時におけるリフトピン及びピン用貫通孔の断面の一例を示す図である。図5は、リフトピン上昇時におけるリフトピン及びピン用貫通孔の断面の一例を示す図である。図4に示すように、先端部64は、リフトピン61の先端から静電チャック1111の厚さと略同一となる長さに渡って設けられている。先端部64の上端は、ピン用貫通孔60よりも大きい径を有する凸部64aが設けられている。凸部64aは、リフトピン61を中心とした円錐状であり、傾斜面64bがピン用貫通孔60の上端に設けられた凹部の傾斜面60aと当接するようになっている。つまり、リフトピン61の下降時には、傾斜面60aと傾斜面64bとが当接することで、先端部64によってピン用貫通孔60の上端が塞がれる。すなわち、リフトピン61は、先端部64の側面の一部(傾斜面64b)が、ピン用貫通孔60の上部の側面(傾斜面60a)と円周において接触するように構成される。また、先端部64の上面と中央領域111aの表面とは、略同一の面となるように構成される。このとき、伝熱ガスは、ピン用貫通孔60とリフトピン61との隙間からポーラス材である先端部64内を通って、基板Wの裏面と中央領域111aとの間に供給される。 Here, details of the lift pin 61 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. FIG. 4 is a view showing an example of cross sections of the lift pins and pin through holes when the lift pins are lowered. FIG. 5 is a view showing an example of cross sections of the lift pins and pin through holes when the lift pins are raised. As shown in FIG. 4 , the tip portion 64 is provided over a length that is substantially the same as the thickness of the electrostatic chuck 1111 from the tip of the lift pin 61 . The upper end of the tip portion 64 is provided with a convex portion 64a having a diameter larger than that of the pin through hole 60 . The convex portion 64a has a conical shape centered on the lift pin 61, and the inclined surface 64b contacts the inclined surface 60a of the concave portion provided at the upper end of the pin through hole 60. As shown in FIG. That is, when the lift pin 61 is lowered, the inclined surface 60a and the inclined surface 64b abut against each other, so that the tip portion 64 closes the upper end of the pin through hole 60. As shown in FIG. That is, the lift pin 61 is configured such that a portion of the side surface (inclined surface 64b) of the tip portion 64 is in circumferential contact with the upper side surface (inclined surface 60a) of the pin through hole 60. As shown in FIG. Further, the upper surface of the tip portion 64 and the surface of the central region 111a are configured to be substantially the same surface. At this time, the heat transfer gas is supplied between the back surface of the substrate W and the central region 111a through the gap between the pin through-hole 60 and the lift pin 61 through the inside of the tip portion 64 which is a porous material.

一方、図5に示すように、リフトピン61の上昇時には、先端部64が中央領域111aの表面より突出しており、リフトピン61によって持ち上げられた基板Wは、図示しない搬送ロボットのアームによって搬送可能となる。このとき、ピン用貫通孔60の上部は、開放された状態となる。 On the other hand, as shown in FIG. 5, when the lift pins 61 are lifted, the tip portions 64 protrude from the surface of the central region 111a, and the substrate W lifted by the lift pins 61 can be transferred by an arm of a transfer robot (not shown). . At this time, the upper portion of the pin through hole 60 is opened.

(比誘電率を揃える場合)
部材53及び先端部64において、セラミック部材1111aと揃える物理特性としては、例えば、比誘電率又は熱伝導率が挙げられる。なお、プラズマの均一性を重視する場合には比誘電率を揃え、基板Wの温度の均一性を重視する場合には熱伝導率を揃える。例えば、セラミック部材1111aがアルミナ(Al2O3)であるときに、比誘電率を揃える場合、部材53及び先端部64は、ジルコニア(ZrO2)又はハフニア(HfO2)を用いる。部材53及び先端部64は、比誘電率を揃えるために気孔率が制御される。まず、目標とする比誘電率の範囲として、セラミック部材1111aの比誘電率との目標比下限Rmin及び目標比上限Rmaxを設定する。例えば、目標比下限Rmin=0.7、目標比上限Rmax=1.3と設定する。
(When matching relative permittivity)
In the member 53 and the tip portion 64, physical properties to be matched with those of the ceramic member 1111a include, for example, dielectric constant or thermal conductivity. When the uniformity of the plasma is emphasized, the relative permittivity is made uniform, and when the uniformity of the temperature of the substrate W is emphasized, the thermal conductivity is made uniform. For example, when the ceramic member 1111a is alumina (Al2O3) and the relative permittivity is uniform, the member 53 and the tip 64 are made of zirconia (ZrO2) or hafnia (HfO2). The porosity of the member 53 and the tip portion 64 is controlled to match the relative permittivity. First, a target relative lower limit R min and a target relative upper limit R max with respect to the relative permittivity of the ceramic member 1111a are set as the target relative permittivity range. For example, the target ratio lower limit R min =0.7 and the target ratio upper limit R max =1.3.

次に、下記の式(1)を満たす気孔率a%を算出する。ここで、母材であるセラミック部材1111aのアルミナの比誘電率をεr1=9.9であるとし、部材53及び先端部64の構成材料であるジルコニアの比誘電率をεr2=33であるとする。つまり、部材53及び先端部64の構成材料としては、比誘電率がεr2>εr1の条件を満たす材料を用いる。 Next, the porosity a% that satisfies the following formula (1) is calculated. Here, the dielectric constant of alumina of the ceramic member 1111a, which is the base material, is ε r1 =9.9, and the dielectric constant of zirconia, which is the constituent material of the member 53 and the tip portion 64, is ε r2 =33. and In other words, a material that satisfies the condition of relative permittivity ε r2r1 is used as the constituent material of the member 53 and the tip portion 64 .

Figure 2023059081000002
Figure 2023059081000002

上記の式(1)より、部材53及び先端部64にジルコニアを用いる場合、気孔率a%は61%~79%とすればよいことが求められる。一方、部材53及び先端部64としてハフニアを用いる場合、ハフニアの比誘電率をεr2=25であるとして、上記の式(1)より、気孔率a%は49%~72%とすればよいことが求められる。部材53及び先端部64は、求めた気孔率a%となるように制御されて作成される。このように、ジルコニア又はハフニアで作成された部材53及び先端部64を用いることで、中央領域111a及び環状領域111bの面内において比誘電率を揃えることができ、ソースRF信号やバイパスRF信号の面内透過性を均一にすることができる。つまり、プラズマ処理空間10sで生成されるプラズマの均一性を向上させることができる。すなわち、プラズマ処理の均一性を向上させることができる。さらに、伝熱ガス供給孔50内に部材53が配置されるので、異常放電を抑制することができる。 From the above formula (1), when zirconia is used for the member 53 and the tip portion 64, it is required that the porosity a% should be 61% to 79%. On the other hand, when hafnia is used for the member 53 and the tip portion 64, the relative dielectric constant of hafnia is ε r2 =25, and the porosity a% should be 49% to 72% according to the above equation (1). is required. The member 53 and the tip portion 64 are produced by being controlled so as to have the obtained porosity a%. By using the member 53 and the tip portion 64 made of zirconia or hafnia in this manner, the relative permittivity can be made uniform in the plane of the central region 111a and the annular region 111b, and the source RF signal and the bypass RF signal can be generated. In-plane transmittance can be made uniform. That is, the uniformity of plasma generated in the plasma processing space 10s can be improved. That is, the uniformity of plasma processing can be improved. Furthermore, since the member 53 is arranged in the heat transfer gas supply hole 50, abnormal discharge can be suppressed.

(熱伝導率を揃える場合)
次に、熱伝導率を揃える場合について説明する。例えば、セラミック部材1111aがアルミナ(Al2O3)であるときに、熱伝導率を揃える場合、部材53及び先端部64は、窒化アルミニウム(AlN)又は炭化ケイ素(SiC)を用いる。部材53及び先端部64は、熱伝導率を揃えるために気孔率が制御される。まず、目標とする熱伝導率の範囲として、セラミック部材1111aの熱伝導率との目標比下限Rmin及び目標比上限Rmaxを設定する。例えば、目標比下限Rmin=0.7、目標比上限Rmax=1.3と設定する。
(When aligning thermal conductivity)
Next, the case of uniforming the thermal conductivity will be described. For example, when the ceramic member 1111a is alumina (Al2O3) and the thermal conductivity is to be uniform, the member 53 and the tip portion 64 use aluminum nitride (AlN) or silicon carbide (SiC). The member 53 and tip 64 are controlled in porosity to match thermal conductivity. First, a target ratio lower limit R min and a target ratio upper limit R max with respect to the thermal conductivity of the ceramic member 1111a are set as the target thermal conductivity range. For example, the target ratio lower limit R min =0.7 and the target ratio upper limit R max =1.3.

次に、下記の式(2)を満たす気孔率a%を算出する。ここで、母材であるセラミック部材1111aのアルミナの熱伝導率をλ=32[W/(m・K)]であるとし、部材53及び先端部64の構成材料である窒化アルミニウムの熱伝導率をλ=150[W/(m・K)]であるとする。つまり、部材53及び先端部64の構成材料としては、熱伝導率がλ>λの条件を満たす材料を用いる。 Next, the porosity a% that satisfies the following formula (2) is calculated. Here, the thermal conductivity of alumina of the ceramic member 1111a, which is the base material, is λ 1 =32 [W/(m·K)], and the thermal conductivity of aluminum nitride, which is the constituent material of the member 53 and the tip 64, is λ 1 =32 [W/(m·K)]. Let the rate be λ 2 =150 [W/(m·K)]. In other words, as the constituent material of the member 53 and the tip portion 64, a material satisfying the condition of thermal conductivity λ 21 is used.

Figure 2023059081000003
Figure 2023059081000003

上記の式(2)より、部材53及び先端部64に窒化アルミニウムを用いる場合、気孔率a%は、72.3%~85.0%とすればよいことが求められる。一方、部材53及び先端部64として炭化ケイ素を用いる場合、炭化ケイ素の熱伝導率をλ=170[W/(m・K)]であるとして、上記の式(2)より、気孔率a%は、75.5%~86.8%とすればよいことが求められる。部材53及び先端部64は、求めた気孔率a%となるように制御されて作成される。このように、窒化アルミニウム又は炭化ケイ素で作成された部材53及び先端部64を用いることで、中央領域111a及び環状領域111bの面内において熱伝導率を揃えることができ、面内の熱伝導を均一にすることができる。つまり、基板Wの温度の均一性を向上させることができる。すなわち、プラズマ処理の均一性を向上させることができる。さらに、伝熱ガス供給孔50内に部材53が配置されるので、異常放電を抑制することができる。 From the above formula (2), when aluminum nitride is used for the member 53 and the tip portion 64, it is required that the porosity a% should be 72.3% to 85.0%. On the other hand, when silicon carbide is used as the member 53 and the tip portion 64, the thermal conductivity of silicon carbide is λ 2 =170 [W/(mK)], and the porosity a % is required to be 75.5% to 86.8%. The member 53 and the tip portion 64 are produced by being controlled so as to have the obtained porosity a%. In this way, by using the member 53 and the tip portion 64 made of aluminum nitride or silicon carbide, the thermal conductivity can be made uniform in the plane of the central region 111a and the annular region 111b, and the in-plane heat conduction can be improved. can be made uniform. That is, the temperature uniformity of the substrate W can be improved. That is, the uniformity of plasma processing can be improved. Furthermore, since the member 53 is arranged in the heat transfer gas supply hole 50, abnormal discharge can be suppressed.

なお、上記した実施形態では、ピン用貫通孔60からも伝熱ガスを供給する場合を説明したが、これに限定されない。例えば、ピン用貫通孔60から伝熱ガスを供給しないように、ピン用貫通孔60を伝熱ガス供給路51に接続しない構成としてもよい。この場合、リフトピン61の先端部64は、セラミック部材1111aと同じ材料、例えばアルミナ(Al2O3)によって構成される。すなわち、リフトピン61の先端部64がセラミック部材1111aと同じ材料であるので、ピン用貫通孔60における比誘電率及び熱伝導率をセラミック部材1111aと揃えることができる。従って、伝熱ガス供給孔50内に、上述の部材53を配置することで、中央領域111a及び環状領域111bの面内において、比誘電率又は熱伝導率を揃えることができる。 In addition, although the case where the heat transfer gas is supplied also from the through-hole 60 for pins was demonstrated in above-described embodiment, it is not limited to this. For example, the pin through-hole 60 may not be connected to the heat transfer gas supply path 51 so that the heat transfer gas is not supplied from the pin through-hole 60 . In this case, the tip portion 64 of the lift pin 61 is made of the same material as the ceramic member 1111a, such as alumina (Al2O3). That is, since the tip portion 64 of the lift pin 61 is made of the same material as the ceramic member 1111a, the relative permittivity and thermal conductivity of the pin through hole 60 can be made the same as those of the ceramic member 1111a. Therefore, by arranging the member 53 in the heat transfer gas supply hole 50, the relative permittivity or thermal conductivity can be made uniform in the plane of the central region 111a and the annular region 111b.

以上、本実施形態によれば、基板支持部11は、プラズマ処理容器(プラズマ処理チャンバ10)内に配置される基板支持部11であって、基板Wを支持する支持面(中央領域111a)を備えるとともに、誘電体で形成される静電チャック1111と、静電チャック1111を支持する基台1110と、を有する。静電チャック1111は、支持面に基台1110側から伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給孔50と、伝熱ガス供給孔50内に配置され、支持面において、誘電体と物理特性を揃えるように気孔率が制御されたポーラス材で構成される第1の部材(部材53)と、を備える。その結果、プラズマ処理の均一性を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, the substrate supporting portion 11 is arranged in the plasma processing container (plasma processing chamber 10), and the supporting surface (central region 111a) for supporting the substrate W is It also has an electrostatic chuck 1111 made of a dielectric and a base 1110 that supports the electrostatic chuck 1111 . The electrostatic chuck 1111 is arranged in the heat transfer gas supply hole 50 for supplying the heat transfer gas from the base 1110 side to the support surface, and in the heat transfer gas supply hole 50, and has the same physical characteristics as the dielectric on the support surface. and a first member (member 53) made of a porous material whose porosity is controlled as follows. As a result, the uniformity of plasma processing can be improved.

また、本実施形態によれば、基板支持部11は、さらに、基板Wを授受するためのリフトピン61を有する。静電チャック1111は、さらに、リフトピン61が貫通するピン用貫通孔60を備える。リフトピン61は、先端側にポーラス材で構成される第2の部材(先端部64)を備える。その結果、よりプラズマ処理の均一性を向上させることができる。 Further, according to the present embodiment, the substrate supporter 11 further has lift pins 61 for transferring the substrate W thereon. The electrostatic chuck 1111 further includes pin through holes 60 through which the lift pins 61 pass. The lift pin 61 has a second member (tip portion 64) made of a porous material on the tip side. As a result, the uniformity of plasma processing can be further improved.

また、本実施形態によれば、リフトピン61は、第2の部材の側面の一部(傾斜面64b)が、ピン用貫通孔60の上部の側面(傾斜面60a)と円周において接触するように構成される。その結果、ピン用貫通孔60から伝熱ガスを供給しつつ、プラズマ処理の均一性を向上させることができる。 In addition, according to the present embodiment, the lift pin 61 is configured such that a part of the side surface (inclined surface 64b) of the second member is in circumferential contact with the upper side surface (inclined surface 60a) of the pin through-hole 60. configured to As a result, it is possible to improve the uniformity of the plasma processing while supplying the heat transfer gas from the pin through-holes 60 .

また、本実施形態によれば、誘電体は、アルミナである。その結果、プラズマ処理の均一性を向上させることができる。 Also, according to this embodiment, the dielectric is alumina. As a result, the uniformity of plasma processing can be improved.

また、本実施形態によれば、物理特性は、比誘電率である。その結果、プラズマ処理空間10sで生成されるプラズマの均一性を向上させることができる。 Also, according to this embodiment, the physical property is the dielectric constant. As a result, the uniformity of plasma generated in the plasma processing space 10s can be improved.

また、本実施形態によれば、ポーラス材は、ジルコニアである。その結果、プラズマ処理空間10sで生成されるプラズマの均一性を向上させることができる。 Further, according to this embodiment, the porous material is zirconia. As a result, the uniformity of plasma generated in the plasma processing space 10s can be improved.

また、本実施形態によれば、気孔率は、61%~79%の範囲である。その結果、プラズマ処理空間10sで生成されるプラズマの均一性を向上させることができる。 Also, according to this embodiment, the porosity is in the range of 61% to 79%. As a result, the uniformity of plasma generated in the plasma processing space 10s can be improved.

また、本実施形態によれば、ポーラス材は、ハフニアである。その結果、プラズマ処理空間10sで生成されるプラズマの均一性を向上させることができる。 Further, according to this embodiment, the porous material is hafnia. As a result, the uniformity of plasma generated in the plasma processing space 10s can be improved.

また、本実施形態によれば、気孔率は、49%~72%の範囲である。その結果、プラズマ処理空間10sで生成されるプラズマの均一性を向上させることができる。 Also, according to this embodiment, the porosity is in the range of 49% to 72%. As a result, the uniformity of plasma generated in the plasma processing space 10s can be improved.

また、本実施形態によれば、物理特性は、熱伝導率である。その結果、基板Wの温度の均一性を向上させることができる。 Also according to this embodiment, the physical property is thermal conductivity. As a result, the temperature uniformity of the substrate W can be improved.

また、本実施形態によれば、ポーラス材は、窒化アルミニウムである。その結果、基板Wの温度の均一性を向上させることができる。 Further, according to this embodiment, the porous material is aluminum nitride. As a result, the temperature uniformity of the substrate W can be improved.

また、本実施形態によれば、気孔率は、72.3%~85.0%の範囲である。その結果、基板Wの温度の均一性を向上させることができる。 Further, according to this embodiment, the porosity is in the range of 72.3% to 85.0%. As a result, the temperature uniformity of the substrate W can be improved.

また、本実施形態によれば、ポーラス材は、炭化ケイ素である。その結果、基板Wの温度の均一性を向上させることができる。 Further, according to this embodiment, the porous material is silicon carbide. As a result, the temperature uniformity of the substrate W can be improved.

また、本実施形態によれば、気孔率は、75.5%~86.8%の範囲である。その結果、基板Wの温度の均一性を向上させることができる。 Also, according to this embodiment, the porosity is in the range of 75.5% to 86.8%. As a result, the temperature uniformity of the substrate W can be improved.

今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形体で省略、置換、変更されてもよい。 The embodiments disclosed this time should be considered illustrative in all respects and not restrictive. The above-described embodiments may be omitted, substituted, or modified in various ways without departing from the scope and spirit of the appended claims.

また、上記した各実施形態では、プラズマ源として容量結合型プラズマを用いて基板Wに対してエッチング等の処理を行うプラズマ処理装置1を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。プラズマを用いて基板Wに対して処理を行う装置であれば、プラズマ源は容量結合プラズマに限られず、例えば、誘導結合プラズマ、マイクロ波プラズマ、マグネトロンプラズマ等、任意のプラズマ源を用いることができる。 In each of the above-described embodiments, the plasma processing apparatus 1 that performs processing such as etching on the substrate W using capacitively coupled plasma as a plasma source has been described as an example, but the technology disclosed is not limited to this. . The plasma source is not limited to capacitively coupled plasma, and any plasma source such as inductively coupled plasma, microwave plasma, magnetron plasma, etc. can be used as long as it is an apparatus that processes a substrate W using plasma. .

1 プラズマ処理装置
2 制御部
10 プラズマ処理チャンバ
11 基板支持部
50 伝熱ガス供給孔
51 伝熱ガス供給路
52 伝熱ガス供給部
53 部材
60 ピン用貫通孔
60a,64b 傾斜面
61 リフトピン
62 駆動機構
64 先端部
111 本体部
111a 中央領域
111b 環状領域
112 リングアセンブリ
1110 基台
1111 静電チャック
W 基板
REFERENCE SIGNS LIST 1 plasma processing apparatus 2 control section 10 plasma processing chamber 11 substrate support section 50 heat transfer gas supply hole 51 heat transfer gas supply path 52 heat transfer gas supply section 53 member 60 pin through hole 60a, 64b inclined surface 61 lift pin 62 drive mechanism 64 tip portion 111 body portion 111a central region 111b annular region 112 ring assembly 1110 base 1111 electrostatic chuck W substrate

Claims (15)

プラズマ処理容器内に配置される基板支持部であって、
基板を支持する支持面を備えるとともに、誘電体で形成される静電チャックと、
前記静電チャックを支持する基台と、を有し、
前記静電チャックは、
前記支持面に前記基台側から伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給孔と、
前記伝熱ガス供給孔内に配置され、前記支持面において、前記誘電体と物理特性を揃えるように気孔率が制御されたポーラス材で構成される第1の部材と、を備える、
基板支持部。
A substrate support disposed within the plasma processing vessel, comprising:
an electrostatic chuck comprising a support surface for supporting a substrate and formed of a dielectric;
a base that supports the electrostatic chuck;
The electrostatic chuck is
a heat transfer gas supply hole for supplying a heat transfer gas from the base side to the support surface;
a first member disposed in the heat transfer gas supply hole and made of a porous material whose porosity is controlled so as to match physical properties with the dielectric on the support surface;
substrate support.
前記基板支持部は、さらに、前記基板を授受するためのリフトピンを有し、
前記静電チャックは、さらに、前記リフトピンが貫通するピン用貫通孔を備え、
前記リフトピンは、先端側に前記ポーラス材で構成される第2の部材を備える、
請求項1に記載の基板支持部。
The substrate support section further has lift pins for transferring and receiving the substrate,
The electrostatic chuck further includes a pin through hole through which the lift pin passes,
The lift pin has a second member made of the porous material on the tip side,
The substrate support according to claim 1.
前記リフトピンは、前記第2の部材の側面の一部が、前記ピン用貫通孔の上部の側面と円周において接触するように構成される、
請求項2に記載の基板支持部。
The lift pin is configured such that a portion of the side surface of the second member is in circumferential contact with the side surface of the upper portion of the pin through hole.
A substrate support according to claim 2.
前記誘電体は、アルミナである、
請求項1~3のいずれか1つに記載の基板支持部。
the dielectric is alumina,
The substrate support part according to any one of claims 1-3.
前記物理特性は、比誘電率である、
請求項1~4のいずれか1つに記載の基板支持部。
the physical property is a dielectric constant;
The substrate support part according to any one of claims 1-4.
前記ポーラス材は、ジルコニアである、
請求項5に記載の基板支持部。
The porous material is zirconia,
A substrate support according to claim 5.
前記気孔率は、61%~79%の範囲である、
請求項6に記載の基板支持部。
The porosity is in the range of 61% to 79%,
A substrate support according to claim 6.
前記ポーラス材は、ハフニアである、
請求項5に記載の基板支持部。
The porous material is hafnia,
A substrate support according to claim 5.
前記気孔率は、49%~72%の範囲である、
請求項8に記載の基板支持部。
the porosity is in the range of 49% to 72%;
A substrate support according to claim 8 .
前記物理特性は、熱伝導率である、
請求項1~4のいずれか1つに記載の基板支持部。
the physical property is thermal conductivity;
The substrate support part according to any one of claims 1-4.
前記ポーラス材は、窒化アルミニウムである、
請求項10に記載の基板支持部。
The porous material is aluminum nitride,
A substrate support according to claim 10.
前記気孔率は、72.3%~85.0%の範囲である、
請求項11に記載の基板支持部。
The porosity is in the range of 72.3% to 85.0%,
12. A substrate support according to claim 11.
前記ポーラス材は、炭化ケイ素である、
請求項10に記載の基板支持部。
The porous material is silicon carbide,
A substrate support according to claim 10.
前記気孔率は、75.5%~86.8%の範囲である、
請求項13に記載の基板支持部。
The porosity is in the range of 75.5% to 86.8%,
14. A substrate support according to claim 13.
プラズマ処理容器と、
前記プラズマ処理容器内に配置される基板支持部と、を有し、
前記基板支持部は、
基板を支持する支持面を備えるとともに、誘電体で形成される静電チャックと、
前記静電チャックを支持する基台と、を有し、
前記静電チャックは、
前記支持面に前記基台側から伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給孔と、
前記伝熱ガス供給孔内に配置され、前記支持面において、前記誘電体と物理特性を揃えるように気孔率が制御されたポーラス材で構成される第1の部材と、を備える、
プラズマ処理装置。
a plasma processing vessel;
a substrate support disposed within the plasma processing vessel;
The substrate support part
an electrostatic chuck comprising a support surface for supporting a substrate and formed of a dielectric;
a base that supports the electrostatic chuck;
The electrostatic chuck is
a heat transfer gas supply hole for supplying a heat transfer gas from the base side to the support surface;
a first member disposed in the heat transfer gas supply hole and made of a porous material whose porosity is controlled so as to match physical properties with the dielectric on the support surface;
Plasma processing equipment.
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