JP4792381B2 - Substrate processing apparatus, focus ring heating method, and substrate processing method - Google Patents
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本発明は、基板処理装置、フォーカスリングの加熱方法及び基板処理方法に関し、特にフォーカスリングの温度を制御する基板処理装置、フォーカスリングの加熱方法及び基板処理方法に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus, a focus ring heating method, and a substrate processing method, and more particularly to a substrate processing apparatus that controls the temperature of a focus ring, a focus ring heating method, and a substrate processing method.
基板としてのウエハにプラズマ処理、例えばエッチング処理を施す場合、エッチングによってウエハ表面に形成される溝の幅や深さはウエハの温度の影響を受けるため、エッチング処理中においてウエハの全表面の温度を均一に保つことが要求されている。 When plasma processing, for example, etching processing is performed on a wafer as a substrate, the width and depth of grooves formed on the wafer surface by etching are affected by the temperature of the wafer. It is required to keep it uniform.
ウエハにエッチング処理を施す基板処理装置は、ウエハを収容するチャンバと、エッチング処理中にウエハを載置する載置台(以下、「サセプタ」という。)とを備え、チャンバ内にはプラズマが発生して該プラズマがウエハをエッチングし、サセプタは調温機構を有し且つウエハの温度を制御する。ウエハにエッチング処理が施される際、ウエハはプラズマから熱を受けて温度が上昇するため、サセプタの調温機構はウエハを冷却してその温度を一定に維持する。 A substrate processing apparatus that performs an etching process on a wafer includes a chamber that accommodates the wafer and a mounting table (hereinafter referred to as a “susceptor”) on which the wafer is placed during the etching process, and plasma is generated in the chamber. The plasma etches the wafer, and the susceptor has a temperature control mechanism and controls the temperature of the wafer. When the wafer is etched, the temperature of the wafer rises due to heat from the plasma. Therefore, the temperature control mechanism of the susceptor cools the wafer and keeps the temperature constant.
また、サセプタには、ウエハの周縁部を囲うように、例えば、シリコンからなる環状のフォーカスリングが載置される。該フォーカスリングはチャンバ内のプラズマをウエハ上に収束させるが、フォーカスリングもエッチング処理の際にプラズマから熱を受けて温度が、例えば、300℃〜400℃まで上昇する。 In addition, an annular focus ring made of, for example, silicon is placed on the susceptor so as to surround the periphery of the wafer. The focus ring converges the plasma in the chamber onto the wafer, but the focus ring also receives heat from the plasma during the etching process, and the temperature rises to, for example, 300 ° C. to 400 ° C.
エッチング処理の際、ウエハの大部分はサセプタの調温機構によって冷却されるが、ウエハの周縁部はフォーカスリングの放射熱の影響を受けるため、ウエハの全表面の温度を均一に保つことが困難である。したがって、フォーカスリングの温度を制御する必要がある。そして、フォーカスリングの温度を制御するために、フォーカスリング内部にヒータを設けることが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 During the etching process, most of the wafer is cooled by the temperature control mechanism of the susceptor, but the peripheral edge of the wafer is affected by the radiant heat of the focus ring, so it is difficult to keep the temperature of the entire surface of the wafer uniform. It is. Therefore, it is necessary to control the temperature of the focus ring. In order to control the temperature of the focus ring, it is known to provide a heater inside the focus ring (see, for example, Patent Document 1).
また、基板処理装置において、複数のウエハに枚葉でエッチング処理を施す場合、各ウエハのエッチング結果を同じにするために、各ウエハのエッチング処理においてフォーカスリング温度の時間変化を同じにする必要がある。 In addition, in a substrate processing apparatus, when a plurality of wafers are etched in a single wafer, in order to make the etching result of each wafer the same, it is necessary to make the time change of the focus ring temperature the same in the etching process of each wafer. is there.
ところで、チャンバ内は真空排気されるため、フォーカスリング及びサセプタの境界が真空断熱層を形成する。したがって、フォーカスリングをサセプタに載置しただけでは、フォーカスリングからサセプタに熱が伝わらないために、各ウエハのエッチング処理においてフォーカスリングの温度は、例えば、300℃〜400℃まで上昇するが、1枚目のウエハのエッチング処理では、フォーカスリングがエッチング処理前に熱を受けていないため、初期温度が低く、フォーカスリングの温度は300℃まで上昇しない。すなわち、1枚目のウエハのエッチング処理におけるフォーカスリングの初期温度と、2枚目以降のウエハのエッチング処理におけるフォーカスリングの初期温度とが異なるため、1枚目のウエハのエッチング処理におけるフォーカスリング温度の時間変化と、2枚目以降のウエハのエッチング処理におけるフォーカスリング温度の時間変化とが異なる(図7(A)参照。)。その結果、1枚目のウエハにおけるエッチング結果と2枚目以降のウエハのエッチング結果とが異なる。 By the way, since the inside of the chamber is evacuated, the boundary between the focus ring and the susceptor forms a vacuum heat insulating layer. Therefore, since the heat is not transferred from the focus ring to the susceptor only by placing the focus ring on the susceptor, the temperature of the focus ring rises to, for example, 300 ° C. to 400 ° C. in the etching process of each wafer. In the etching process for the first wafer, since the focus ring is not heated before the etching process, the initial temperature is low and the temperature of the focus ring does not rise to 300 ° C. That is, since the initial temperature of the focus ring in the etching process of the first wafer is different from the initial temperature of the focus ring in the etching process of the second and subsequent wafers, the focus ring temperature in the etching process of the first wafer Is different from the time change of the focus ring temperature in the etching process of the second and subsequent wafers (see FIG. 7A). As a result, the etching result of the first wafer is different from the etching result of the second and subsequent wafers.
これに対応して、フォーカスリング及びサセプタの熱伝達効率を改善し、サセプタの温調機構によってフォーカスリングを積極的に冷却して温調することにより、各ウエハのエッチング処理におけるフォーカスリング温度の時間変化をほぼ同じにする手法が開発されている(図7(B)参照。)。この手法では、フォーカスリング及びサセプタの熱伝達効率を改善するために、フォーカスリング及びサセプタの間に伝熱シートを配置し、若しくは、フォーカスリングをサセプタに静電吸着させる。
しかしながら、フォーカスリング及びサセプタの熱伝達効率を改善する手法では、各ウエハのエッチング処理において、フォーカスリングの温度が比較的低く保たれるため、フォーカスリングが高温であることが必要なエッチング処理等を実行することができず、実行可能なエッチング処理の種類が制限される。 However, in the method of improving the heat transfer efficiency of the focus ring and the susceptor, the temperature of the focus ring is kept relatively low in the etching process of each wafer. The type of etching process that cannot be performed is limited.
また、フォーカスリングを静電吸着する場合、エッチング処理中に亘りサセプタに直流電圧を印加する必要があるが、エッチング処理中にはサセプタに高周波電力も印加されるため、直流電圧の供給路に向けて異常放電が発生する可能性があり、また、直流電圧の供給路を伝って高周波電力がグラウンド(接地)へ逆流する可能性もある。 In addition, when electrostatically attracting the focus ring, it is necessary to apply a DC voltage to the susceptor during the etching process, but since high-frequency power is also applied to the susceptor during the etching process, the DC voltage supply path An abnormal discharge may occur, and high-frequency power may flow back to the ground (ground) through the DC voltage supply path.
さらに、フォーカスリング及びサセプタの間に伝熱シートを配置する場合、フォーカスリング及び伝熱シート、並びに伝熱シート及びサセプタの間にそれぞれ真空断熱層が形成される可能性もあり、フォーカスリングの温度を正確に制御することは困難である。 Further, when a heat transfer sheet is disposed between the focus ring and the susceptor, a vacuum heat insulating layer may be formed between the focus ring and the heat transfer sheet, and the heat transfer sheet and the susceptor, respectively. It is difficult to control accurately.
上述した問題点のうち、実行可能なエッチング処理の種類が制限されることを解消するために、エッチング処理中にフォーカスリングを積極的に加熱する手法も開発されつつある。具体的には、フォーカスリングをランプやレーザによって照射加熱する手法、サセプタのフォーカスリング載置面にヒータを配置して該ヒータによって加熱する方法や、上述したフォーカスリング内部にヒータを設ける手法等が該当する。 Among the problems described above, in order to solve the limitation on the types of etching process that can be performed, a technique for actively heating the focus ring during the etching process is being developed. Specifically, there are a method of irradiating and heating the focus ring with a lamp or a laser, a method of placing a heater on the focus ring mounting surface of the susceptor and heating with the heater, a method of providing a heater inside the focus ring, etc. Applicable.
ところが、フォーカスリングをランプによって照射加熱する場合、フォーカスリングだけでなく他の構成部品も加熱するため、加熱された他の構成部品からの放射熱等によってフォーカスリングの温度を正確に制御することは困難である。 However, when the focus ring is irradiated and heated by a lamp, not only the focus ring but also other components are heated. Therefore, it is impossible to accurately control the temperature of the focus ring by radiant heat from other heated components. Have difficulty.
フォーカスリングをレーザによって照射加熱する場合、加熱効率が安定せず、フォーカスリングの温度を正確に制御することは困難である。 When the focus ring is irradiated and heated with a laser, the heating efficiency is not stable, and it is difficult to accurately control the temperature of the focus ring.
サセプタのフォーカスリング載置面にヒータを配置する場合、フォーカスリング及びヒータの間に真空断熱層が形成されるため、フォーカスリングの温度を正確に制御することは困難である。 When a heater is disposed on the focus ring mounting surface of the susceptor, it is difficult to accurately control the temperature of the focus ring because a vacuum heat insulating layer is formed between the focus ring and the heater.
フォーカスリング内部にヒータを設ける場合、ヒータへ電極を供給する必要があるが、サセプタからフォーカスリングへ配線等を接続する必要があるため、該配線の存在により、異常放電が発生する可能性があり、また、配線を伝って高周波電力がグラウンド(接地)へ逆流する可能性もある。 When a heater is provided inside the focus ring, it is necessary to supply an electrode to the heater, but it is necessary to connect wiring from the susceptor to the focus ring, which may cause abnormal discharge due to the presence of the wiring. There is also a possibility that the high frequency power flows back to the ground (ground) through the wiring.
本発明の第1の目的は、高周波電力の印加中に異常放電や高周波電力の逆流を発生させることなく、フォーカスリングの温度を正確に制御することができる基板処理装置及びフォーカスリングの加熱方法を提供することにある。 A first object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a focus ring heating method capable of accurately controlling the temperature of the focus ring without causing abnormal discharge or reverse flow of the high frequency power during application of the high frequency power. It is to provide.
本発明の第2の目的は、高周波電力の印加中に異常放電や高周波電力の逆流を発生させることなく、各基板のプラズマ処理の結果を同じにすることができる基板処理方法を提供することにある。 A second object of the present invention is to provide a substrate processing method capable of making the results of plasma processing of each substrate the same without causing abnormal discharge or reverse flow of high frequency power during application of high frequency power. is there.
請求項1記載の基板処理装置は、基板を収容する収容室と、該収容室内に配置されて前記基板を載置する載置台とを備え、前記収容室内は減圧され、前記載置台には高周波電力が印加される基板処理装置であって、磁力線による誘導加熱により発熱する環状の誘導発熱部を内部に有し、前記載置台に載置された基板の周縁部を囲うように前記載置台に載置される環状のフォーカスリングと、電力が供給されることにより磁力線を発生する磁力線発生装置と、電源と接続され、前記電源から前記磁力線発生装置に前記磁力線を発生させるための電力を供給する電力供給部と、前記載置台に前記高周波電力が印加される前に、前記電力供給部を前記高周波電力が印加される領域から退避させる退避手段とを有し、前記磁力線発生装置は、断熱・絶縁材によって全面が覆われた環状のコイルであり、前記フォーカスリング、前記誘導発熱部及び前記コイルはそれぞれ、各中心軸が一致するように配置されると共に、前記コイルが発生する磁力線が前記誘導加熱部と交差するように前記コイルは前記フォーカスリングと前記載置台との間に配置され、前記コイルで発生させた磁力線による誘導加熱により前記誘導発熱部を発熱させることで前記フォーカスリングが加熱されることを特徴とする。
The substrate processing apparatus according to
請求項2記載の基板処理装置は、請求項1記載の基板処理装置において、前記誘導発熱部は、鉄、ステンレス、アルミニウム、シリコン、炭化珪素及び炭素の少なくとも1つからなることを特徴とする。
Billing substrate processing apparatus of
請求項3記載のフォーカスリングの加熱方法は、基板を収容する収容室と、該収容室内に配置されて前記基板を載置する載置台と、磁力線による誘導加熱により発熱する環状の誘導発熱部を内部に有し、前記載置台に載置された基板の周縁部を囲うように前記載置台に載置される環状のフォーカスリングと、電力が供給されることにより磁力線を発生する磁力線発生装置と、電源から前記磁力線発生装置に前記磁力線を発生させるための電力を供給する電力供給部とを備え、前記磁力線発生装置は、断熱・絶縁材によって全面が覆われた環状のコイルであり、前記フォーカスリング、前記誘導発熱部及び前記コイルはそれぞれ各中心軸が一致するように配置され、前記コイルが発生する磁力線が前記誘導加熱部と交差するように前記コイルは前記フォーカスリングと前記載置台との間に配置され、前記収容室内は減圧され、前記載置台には高周波電力が印加される基板処理装置における前記フォーカスリングの加熱方法であって、前記誘導発熱部と交差するように前記コイルに磁力線を発生させて、前記誘導発熱部を前記磁力線による誘導加熱によって発熱させることにより、前記フォーカスリングを加熱する磁力線交差ステップと、前記磁力線と前記誘導発熱部との交差を終了する交差終了ステップと、前記交差終了ステップ後に、前記電力供給部を前記高周波電力が印加される領域から退避させる電力供給部退避ステップと、前記電力供給部退避ステップ後に、前記載置台に前記高周波電力を印加する高周波電力印加ステップとを有することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a focus ring heating method comprising: a storage chamber that stores a substrate; a mounting table that is disposed in the storage chamber and mounts the substrate; and an annular induction heating unit that generates heat by induction heating using magnetic lines of force. It has therein, and annular focus ring to be placed on the mounting table so as to surround the periphery of the substrate mounted on the mounting table, and magnetic lines generator for generating the magnetic field lines by which power is supplied A power supply unit for supplying electric power for generating the magnetic field lines from the power source to the magnetic field line generator, and the magnetic field line generator is an annular coil whose entire surface is covered with a heat insulating and insulating material, and the focus The ring, the induction heating unit, and the coil are arranged so that their central axes coincide with each other, and the coil is arranged so that the magnetic field lines generated by the coil intersect the induction heating unit. Serial disposed between the focus ring and the mounting table, the accommodating chamber is depressurized, the mounting table to a heating method of the focus ring in the substrate processing apparatus to which the high-frequency power is applied, the induction heating unit By generating magnetic lines of force in the coil so as to intersect with each other and causing the induction heat generating part to generate heat by induction heating with the magnetic line of force, and a magnetic line of force crossing step for heating the focus ring, and the magnetic line of force and the induction heat generating part A crossing end step for ending the crossing, a power supply unit evacuation step for evacuating the power supply unit from the region to which the high frequency power is applied after the crossing ending step, and after the power supply unit evacuation step, A high-frequency power application step for applying the high-frequency power.
請求項4記載の基板処理方法は、基板を収容する収容室と、該収容室内に配置されて前記基板を載置する載置台と、磁力線による誘導加熱により発熱する環状の誘導発熱部を内部に有し、前記載置台に載置された基板の周縁部を囲うように前記載置台に載置される環状のフォーカスリングと、電力が供給されることにより磁力線を発生する磁力線発生装置と、電源から前記磁力線発生装置に前記磁力線を発生させるための電力を供給する電力供給部とを備え、前記磁力線発生装置は、断熱・絶縁材によって全面が覆われた環状のコイルであり、前記フォーカスリング、前記誘導発熱部及び前記コイルはそれぞれ各中心軸が一致するように配置され、前記コイルが発生する磁力線が前記誘導加熱部と交差するように前記コイルは前記フォーカスリングと前記載置台との間に配置され、前記載置台には高周波電力が印加される基板処理装置において、前記高周波電力に起因して発生するプラズマを用いて複数の前記基板へ枚葉毎にプラズマ処理を施す基板処理方法であって、前記誘導発熱部と交差するように前記コイルに磁力線を発生させ、前記磁力線による誘導加熱によって前記誘導発熱部を発熱させることにより、前記フォーカスリングを所定の温度まで昇温させる昇温ステップと、前記昇温ステップ後に、前記電力供給部を前記高周波電力が印加される領域から退避させる電力供給部退避ステップと、前記フォーカスリングが前記所定の温度まで昇温され、前記電力供給部を前記高周波電力が印加される領域から退避させた後、前記フォーカスリングへ外部からの熱や電力を供給することなく、1枚目の前記基板に前記プラズマ処理を施す第1の処理ステップと、前記フォーカスリングへ外部からの熱や電力を供給することなく、2枚目以降の前記基板へ枚葉毎に前記プラズマ処理を施す第2の処理ステップとを有し、前記所定の温度は2枚目以降の前記基板の前記プラズマ処理における前記フォーカスリングの初期温度と同じであることを特徴とする。 The substrate processing method according to claim 4 is a storage chamber for accommodating the substrate, a mounting table mounting the substrate is disposed in the housing chamber, the induction heating portion of the annular generates heat by induction heating by the magnetic force lines in the interior An annular focus ring mounted on the mounting table so as to surround a peripheral portion of the substrate mounted on the mounting table, a magnetic line generator that generates magnetic lines of force when power is supplied, and a power source A power supply unit for supplying electric power for generating the magnetic field lines to the magnetic field line generator , the magnetic field line generator is an annular coil whose entire surface is covered with a heat insulating and insulating material, the focus ring, The induction heating unit and the coil are arranged so that their respective central axes coincide with each other, and the coil is connected to the focus so that the magnetic field lines generated by the coil intersect the induction heating unit. Is disposed between the ring and the mounting table, the substrate processing apparatus to which the high-frequency power is applied to the mounting table, the high frequency power by using plasma generated due to the respective sheet to a plurality of said substrate A substrate processing method for performing plasma processing, wherein a magnetic force line is generated in the coil so as to intersect the induction heat generating part, and the induction heat generating part is heated by induction heating by the magnetic force line, whereby the focus ring is set to a predetermined state. A temperature raising step for raising the temperature to a temperature; a power supply unit retreating step for retreating the power supply unit from the region to which the high-frequency power is applied; and the focus ring raising the temperature to the predetermined temperature after the temperature raising step. After the power supply unit is retracted from the region where the high frequency power is applied, heat and power from the outside are supplied to the focus ring. First, the first processing step of performing the plasma processing on the first substrate, and supplying each sheet to the second and subsequent substrates without supplying heat or power from the outside to the focus ring. And a second processing step of performing the plasma processing, wherein the predetermined temperature is the same as an initial temperature of the focus ring in the plasma processing of the second and subsequent substrates.
請求項5記載の基板処理方法は、請求項4記載の基板処理方法において、前記昇温ステップでは、前記フォーカスリングを前記所定の温度より高温に昇温し、前記第1の処理ステップ前に、前記高温に昇温された前記フォーカスリングを前記所定の温度まで放置冷却する放置冷却ステップを有することを特徴とする。 The substrate processing method according to claim 5 is the substrate processing method according to claim 4 , wherein in the temperature raising step, the focus ring is heated to a temperature higher than the predetermined temperature, and before the first processing step, It has a standing cooling step of leaving and cooling the focus ring heated to the high temperature to the predetermined temperature.
請求項1記載の基板処理装置によれば、磁力線発生装置から発生した磁力線はフォーカスリングの誘導発熱部と交差するので、フォーカスリングを誘導加熱によって確実に自己発熱させることができる。これにより、フォーカスリング及び載置台の熱伝達効率を改善する必要が無く、さらに、外部からの熱や電力の供給装置を配する必要がない。したがって、高周波電力の印加中に異常放電や高周波電力の逆流が発生するのを防止することができる。また、フォーカスリング及び載置台の間に真空断熱層が形成されても、フォーカスリングの温度制御には影響が無く、基板処理装置の他の構成部品が昇温することも無い。したがって、フォーカスリングの温度を正確に制御することができる。
According to the substrate processing apparatus according to
また、請求項1記載の基板処理装置によれば、載置台に高周波電力が印加される前に、電力供給部は高周波電力が印加される領域から退避する。したがって、電力供給部が高周波電力のアンテナとして機能することが無く、異常放電や高周波電力の逆流が発生するのを確実に防止することができる。また、磁力線発生装置は環状のコイルであり、環状のフォーカスリングに対向するように配されるので、コイルから発生した磁力線をフォーカスリングに満遍なく交差させることができ、もって、フォーカスリングを円周方向に沿って均一に発熱させることができる。更に、コイルは断熱・絶縁材によって全面が覆われるので、高周波電力がコイルを介して逆流するのを防止することができ、また、全面が断熱・絶縁材によって覆われたコイルが、フォーカスリングと載置台との間に配置されるので、フォーカスリングの熱が載置台に伝わるのを防止することができる。
Further, according to the substrate processing apparatus according to
請求項2記載の基板処理装置によれば、誘導発熱部は、鉄、ステンレス、アルミニウム、シリコン、炭化珪素及び炭素の少なくとも1つからなるので、磁力線との交差によって誘導発熱部に渦電流を発生させて、該渦電流に起因するジュール熱によってフォーカスリングをより確実に自己発熱させることができる。
According to the substrate processing apparatus according to
請求項3記載のフォーカスリングの加熱方法によれば、磁力線がフォーカスリングと交差するので、フォーカスリングは誘導加熱によって自己発熱する。これにより、フォーカスリング及び載置台の熱伝達効率を改善する必要が無く、さらに、外部からの熱や電力の供給装置を配する必要がない。したがって、高周波電力の印加中に異常放電や高周波電力の逆流が発生するのを防止することができる。また、フォーカスリング及び載置台の間に真空断熱層が形成されても、フォーカスリングの温度制御には影響が無く、基板処理装置の他の構成部品が昇温することも無い。したがって、フォーカスリングの温度を正確に制御することができる。 According to the heating method of the focus ring of the third aspect , since the magnetic field lines intersect with the focus ring, the focus ring self-heats by induction heating. Thereby, it is not necessary to improve the heat transfer efficiency of the focus ring and the mounting table, and further, it is not necessary to provide an external heat or power supply device. Therefore, it is possible to prevent an abnormal discharge or a reverse flow of the high frequency power from occurring during the application of the high frequency power. Even if a vacuum heat insulating layer is formed between the focus ring and the mounting table, the temperature control of the focus ring is not affected, and other components of the substrate processing apparatus are not heated. Therefore, the temperature of the focus ring can be accurately controlled.
また、請求項3記載のフォーカスリングの加熱方法によれば、磁力線と誘導発熱部との交差が終了した後に、載置台に高周波電力を印加するので、高周波電力の印加中に磁力線発生装置へ磁力線を発生させるための電力を供給する電線等を断絶することができる。したがって、電線等に向けて異常放電が発生するのを確実に防止することができると共に、電線等を伝って高周波電力が逆流するのを確実に防止することができる。 According to the focus ring heating method of the third aspect, since the high frequency power is applied to the mounting table after the intersection of the magnetic force lines and the induction heating portion is completed, the magnetic force lines are applied to the magnetic field line generator during the application of the high frequency power. It is possible to cut off an electric wire or the like that supplies electric power for generating power. Therefore, it is possible to surely prevent the occurrence of abnormal discharge toward the electric wire or the like, and it is possible to reliably prevent the high-frequency power from flowing back through the electric wire or the like.
更に、請求項3記載のフォーカスリングの加熱方法によれば、高周波電力の印加前に電力供給部を高周波電力が印加される領域から退避させるので、電力供給部に向けて異常放電が発生するのを確実に防止することができると共に、電力供給部を伝って高周波電力が逆流するのを確実に防止することができる。
Furthermore, according to the method for heating a focus ring according to
請求項4記載の基板処理方法によれば、フォーカスリングが2枚目以降の基板のプラズマ処理におけるフォーカスリングの初期温度まで昇温されたときに、1枚目の基板にプラズマ処理が施されるので、各基板のプラズマ処理における初期温度を同じにすることができ、もって、各基板のプラズマ処理の結果を同じにすることができる。また、フォーカスリングへ外部からの熱や電力を供給することなく、各基板へ枚葉毎にプラズマ処理を施すので、高周波電力の印加中に外部から熱や電力を供給する供給路等を断絶することができる。したがって、高周波電力の印加中に供給路等に向けて異常放電が発生するのを防止することができると共に、供給路等を伝って高周波電力が逆流するのを防止することができる。また、磁力線発生装置から発生した磁力線はフォーカスリングの誘導加熱部と交差するので、フォーカスリングを誘導加熱によって確実に自己発熱させることができる。これにより、フォーカスリング及び載置台の熱伝達効率を改善する必要を無くすことができ、外部からの熱や電力の供給装置を配する必要をなくすことができる。更に、載置台に高周波電力が印加される前に、電力供給部が高周波電力が印加される領域から退避するため、電力供給部が高周波電力のアンテナとして機能することが無く、異常放電や高周波電力の逆流が発生するのを確実に防止することができる。 According to the substrate processing method of the fourth aspect , when the focus ring is heated to the initial temperature of the focus ring in the plasma processing of the second and subsequent substrates, the first substrate is subjected to the plasma processing. Therefore, the initial temperature in the plasma processing of each substrate can be made the same, and the result of the plasma processing of each substrate can be made the same. In addition, plasma processing is performed on each substrate without supplying heat or power from the outside to the focus ring, so that the supply path for supplying heat and power from the outside is disconnected during application of high-frequency power. be able to. Therefore, it is possible to prevent abnormal discharge from occurring toward the supply path or the like during application of the high-frequency power, and it is possible to prevent the high-frequency power from flowing back through the supply path or the like. Moreover, since the magnetic force line generated from the magnetic force line generator intersects with the induction heating part of the focus ring, the focus ring can be surely self-heated by induction heating. Thereby, it is possible to eliminate the need to improve the heat transfer efficiency of the focus ring and the mounting table, and it is possible to eliminate the need to provide an external heat and power supply device. Furthermore, since the power supply unit retreats from the region where the high frequency power is applied before the high frequency power is applied to the mounting table, the power supply unit does not function as an antenna for the high frequency power, and abnormal discharge and high frequency power are prevented. It is possible to reliably prevent the occurrence of backflow.
請求項5記載の基板処理方法によれば、フォーカスリングは、2枚目以降の基板のプラズマ処理におけるフォーカスリングの初期温度である所定の温度より高温に昇温された後、前記第1の処理ステップ前に、該所定の温度まで放置冷却される。すなわち、フォーカスリングは一度所定の温度より高温に昇温されるため、フォーカスリング全体を確実に所定の温度にすることができる。 According to the substrate processing method of claim 5 , the focus ring is heated to a temperature higher than a predetermined temperature that is an initial temperature of the focus ring in the plasma processing of the second and subsequent substrates, and then the first processing is performed. Before the step, it is allowed to cool to the predetermined temperature. That is, since the focus ring is once heated to a temperature higher than the predetermined temperature, the entire focus ring can be reliably brought to the predetermined temperature.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。 First, a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
図1は、本実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。この基板処理装置は基板としての半導体ウエハWにRIE(Reactive Ion Etching)処理を施すように構成されている。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a substrate processing apparatus according to the present embodiment. This substrate processing apparatus is configured to perform RIE (Reactive Ion Etching) processing on a semiconductor wafer W as a substrate.
図1において、基板処理装置10は円筒形状の収容室11を有し、該収容室11は内部上方に処理空間PSを有する。処理空間PSには後述するプラズマが発生する。また、収容室11内には、例えば、直径が300mmの半導体ウエハW(以下、単に「ウエハW」という。)を載置する載置台としての円柱状のサセプタ12が配置されている。収容室11の内壁面は絶縁性材料からなる側壁部材13で覆われる。
In FIG. 1, a
基板処理装置10では、収容室11の内側壁とサセプタ12の側面とによって、サセプタ12上方のガスを収容室11の外へ排出する流路として機能する排気流路14が形成される。この排気流路14には、多数の通気穴を有する板状部材である排気プレート15が配置される、該排気プレート15は排気流路14及び収容室11の下部空間である排気空間ESを仕切る。また、排気空間ESには粗引き排気管16及び本排気管17が開口する。粗引き排気管16にはDP(Dry Pump)(図示しない)が接続され、本排気管17にはTMP(Turbo Molecular Pump)(図示しない)が接続される。
In the
粗引き排気管16、本排気管17、DP及びTMP等は排気装置を構成し、該排気装置は処理空間PSのガスを、排気流路14及び排気空間ESを介して収容室11の外部へ排出し、処理空間PSを高真空状態まで減圧する。
The roughing
サセプタ12は、内部に導電性材料、例えば、アルミニウムからなる高周波電力板18を有し、該高周波電力板18には第1の高周波電源19が第1の整合器(Matcher)20を介して接続されており、該第1の高周波電源19は第1の高周波電力を高周波電力板18に印加する。第1の整合器20は、高周波電力板18からの高周波電力の反射を低減して第1の高周波電力の高周波電力板18への供給効率を最大にする。また、高周波電力板18には第2の高周波電源32が第2の整合器33を介して接続されており、該第2の高周波電源32は、第1の高周波電力とは周波数が異なる第2の高周波電力を高周波電力板18に印加する。また、第2の整合器33の機能は第1の整合器20の機能と同じである。これにより、サセプタ12は下部高周波電極として機能し、第1及び第2の高周波電力を処理空間PSに印加する。なお、サセプタ12において高周波電力板18の下方には絶縁性材料、例えば、アルミナ(Al2O3)からなる基台21が配されている。
The
サセプタ12において、高周波電力板18の上方には静電チャック23が配されている。該静電チャック23は直流電源29が電気的に接続されている電極板22を内部に有する。サセプタ12がウエハWを載置するとき、該ウエハWは静電チャック23上に載置される。静電チャック23上に載置されたウエハWは、電極板22に印加された直流電圧に起因するクーロン力又はジョンソン・ラーベック(Johnsen-Rahbek)力によって吸着保持される。
In the
サセプタ12上には、サセプタ12の上面に吸着保持されたウエハWの周縁部を囲うように環状のフォーカスリング24が載置されている。該フォーカスリング24はシリコン(Si)、シリカ(SiO2)又は炭化珪素(SiC)からなり、処理空間PSに露出し、該処理空間PSのプラズマをウエハWの表面に向けて収束し、RIE処理の効率を向上させる。また、フォーカスリング24の周りには、該フォーカスリング24の側面を保護する、クォーツからなる環状のカバーリング25が配置されている。
On the
また、サセプタ12には、フォーカスリング24の温度を制御するフォーカスリング温度制御装置26が配されている。フォーカスリング温度制御装置26の構成・作用については後に詳述する。
The
サセプタ12の内部には所定温度の冷媒が供給される冷媒室(図示しない)が設けられ、供給された冷媒の温度によってサセプタ12上面に吸着保持されたウエハWの処理温度が制御される。さらに、サセプタ12の上面のウエハWが吸着保持される部分には、複数の伝熱ガス供給穴(図示しない)が開口している。これら複数の伝熱ガス供給穴は、伝熱ガスとしてのヘリウム(He)ガスをサセプタ12及びウエハWの裏面の間隙に供給してウエハW及びサセプタ12の熱伝達効率を改善する。
A refrigerant chamber (not shown) to which a predetermined temperature of refrigerant is supplied is provided inside the
収容室11の天井部には、サセプタ12と対向するようにガス導入シャワーヘッド27が配置されている。ガス導入シャワーヘッド27はバッファ室28が内部に形成された電極板支持体30と、該電極板支持体30に釣支される上部電極板31とを備える。上部電極板31は導電性材料、例えば、シリコンからなる円板状の部材であり、電極板支持体30も導電性材料からなる。また、収容室11の天井部と電極板支持体30との間には絶縁性材料からなる絶縁リング30aが介在する。絶縁リング30aは電極板支持体30を収容室11の天井部から絶縁する。なお、電極板支持体30は接地する。
A gas introduction shower head 27 is disposed on the ceiling of the
ガス導入シャワーヘッド27のバッファ室28には処理ガス供給部(図示しない)からの処理ガス導入管34が接続されている。また、ガス導入シャワーヘッド27は、バッファ室28を処理空間PSに導通させる複数のガス穴35を有する。ガス導入シャワーヘッド27は、処理ガス導入管34からバッファ室28へ供給された処理ガスを、ガス穴35を経由して処理空間PSへ供給する。
A processing
基板処理装置10の収容室11内では、上述したように、サセプタ12がサセプタ12及び上部電極板31の間の空間である処理空間PSに第1及び第2の高周波電力を印加することにより、該処理空間PSにおいてガス導入シャワーヘッド27から供給された処理ガスを高密度のプラズマにして陽イオンやラジカルを発生させ、該発生した陽イオンやラジカルによってウエハWにRIE処理を施す。
In the
図2は、図1におけるフォーカスリング温度制御装置の構成を示す断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the focus ring temperature control apparatus in FIG.
通常、図2に示すように、サセプタ12に載置されたウエハWの周縁部はフォーカスリング24の内周縁部24aに覆い被さる。したがって、ウエハWの周縁部はフォーカスリング24からの放射熱の影響を受ける。これに対応して、フォーカスリング温度制御装置26はフォーカスリング24の温度を制御し、ウエハWの周縁部が受けるフォーカスリング24からの放射熱の影響を最小限化する。
Usually, as shown in FIG. 2, the peripheral edge of the wafer W placed on the
フォーカスリング温度制御装置26は、環状の誘導コイル36(磁力線発生装置)と、該誘導コイル36の全面を覆う断熱・絶縁部37aと、誘導コイル36に接触する電力供給棒38(電力供給部)と、該電力供給棒38を覆う断熱・絶縁部37bと、電力供給棒38を図中上下方向に昇降させる昇降装置39とを備える。
The focus ring
一方、フォーカスリング24は内周縁部24aの内部に環状の板状部材である誘導発熱部40を有する。誘導発熱部40は導電体又は半導体からなり、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウム、シリコン、炭化珪素及び炭素の少なくとも1つからなる。
On the other hand, the
誘導コイル36は、フォーカスリング24の内周縁部24aの直径とほぼ同等の直径を有し、フォーカスリング24の中心軸が誘導コイル36の中心軸と一致するように配されている。したがって、誘導コイル36はフォーカスリング24の内周縁部24aと対向する。また、誘導コイル36は、静電チャック23上に配されているので、静電チャック23及びフォーカスリング24の間に介在する。
The
誘導コイル36は電力供給棒38から電力を供給されると磁力線を発生する。誘導コイル36は内周縁部24aと対向するので、発生した磁力線は誘導発熱部40と交差する。磁力線が誘導発熱部40と交差すると、誘導発熱部40内には磁場誘導によって渦電流が発生し、該渦電流及び誘導発熱部40が有する電気抵抗に起因するジュール熱によって誘導発熱部40は発熱する。これにより、フォーカスリング24は自己発熱する。
The
断熱・絶縁部37aは、フォーカスリング24及び静電チャック23を断熱し、また、誘導コイル36及び高周波電力板18を絶縁する。断熱・絶縁部37aを構成する材料は、低誘電率の材料が好ましく、例えば、その誘電率は12以下であるのが好ましく、また、その熱伝達係数は30W/m・K以下であるのが好ましい。
The heat insulation /
電力供給棒38は電源(図示しない)と誘導コイル36を電気的に接続し、誘導コイル36に電力を供給する。電力供給棒38は、サセプタ12の基台21の下方に配された基板41から突出し、基台21、高周波電力板18、静電チャック23及び断熱・絶縁部37aを貫通して誘導コイル36に到達する。
The
基板処理装置10がウエハWにRIE処理を施す場合、高周波電力板18に第1及び第2の高周波電力が印加される。このとき、高周波電力板18に印加された第1及び第2の高周波電力は静電チャック23にも印加される。したがって、電力供給棒38が、図2において、高周波電力板18や静電チャック23と同じ高さまで突出している場合、電力供給棒38が第1及び第2の高周波電力のアンテナとして機能し、高周波電力板18等に印加された第1及び第2の高周波電力が電源等に逆流する可能性がある。一方、基台21はアルミナからなるため、第1及び第2の高周波電力を遮断し、その結果、基板41に第1及び第2の高周波電力が印加されることがない。
When the
基板処理装置10では、高周波電力板18に第1及び第2の高周波電力が印加される場合に、図3に示すように、昇降装置39が電力供給棒38を下降させて、第1及び第2の高周波電力が印加される領域である、高周波電力板18や静電チャック23の近傍から退避させ、電力供給棒38の先端を基板41まで下降させる。これにより、電力供給棒38がアンテナとして機能するのを防止する。
In the
上述した基板処理装置10によれば、誘導コイル36から発生した磁力線はフォーカスリング24における内周縁部24a内の誘導発熱部40と交差するので、フォーカスリング24は自己発熱する。これにより、フォーカスリング24及びサセプタ12の熱伝達効率を改善する必要が無く、さらに、外部からフォーカスリング24への熱や電力の供給装置を配する必要がない。したがって、第1及び第2の高周波電力の印加中に、熱や電力の供給装置を媒介した異常放電や高周波電力の逆流が発生するのを防止することができる。また、フォーカスリング24やサセプタ12の密着度を向上する必要がないため、フォーカスリング24やサセプタ12の表面状態を任意に設定することができる。さらに、処理空間PSは減圧されるため、フォーカスリング24及びサセプタ12の間に真空断熱層が形成される可能性があるが、フォーカスリング24は自己発熱するので、真空断熱層が形成されてもフォーカスリング24の温度制御には影響が無く、基板処理装置10の他の構成部品が昇温することも無いため、フォーカスリング24が他の構成部品からの放射熱の影響を受けることがほとんど無い。したがって、フォーカスリング24の温度を正確に制御することができる。
According to the
上述した基板処理装置10では、電力供給棒38が、高周波電力板18に第1及び第2の高周波電力が印加される場合に高周波電力板18や静電チャック23の近傍から退避する。したがって、電力供給棒38が第1及び第2の高周波電力のアンテナとして機能することが無く、異常放電や高周波電力の逆流が発生するのを確実に防止することができる。
In the
また、上述した基板処理装置10では、環状の誘導コイル36はフォーカスリング24の内周縁部24aと対向するので、誘導コイル36から発生した磁力線を環状の誘導発熱部40の円周方向に沿って満遍なく交差させることができ、もって、フォーカスリング24を円周方向に沿って均一に発熱させることができる。
In the
上述した基板処理装置10では、誘導コイル36は断熱・絶縁部37aによって全面が覆われるので、高周波電力が誘導コイル36を介して逆流するのを防止することができ、また、誘導コイル36が、静電チャック23及びフォーカスリング24の間に介在するので、フォーカスリング24の熱がサセプタ12に伝わるのを断熱・絶縁部37aによって防止することができる。
In the
上述した基板処理装置10では、フォーカスリング24の内周縁部24aを発熱させたが、フォーカスリング24を構成する材料の熱伝達係数は大きいので、フォーカスリング24のどの部分を発熱させてもよい。例えば、フォーカスリング温度制御装置26の誘導コイル36をフォーカスリング24の外周縁部と対向するように配置し、フォーカスリング24の外周縁部を発熱させてもよく、この場合も内周縁部24aの温度を容易に制御することができる。
In the
また、磁力線が内周縁部24a内の誘導発熱部40と交差すれば該フォーカスリング24は自己発熱するので、誘導コイル36からの磁力線が誘導発熱部40と交差する限り、誘導コイル36は静電チャック23上に配されてもよく、若しくは、静電チャック23に内蔵されてもよい。
Further, since the
次に、本実施の形態に係るフォーカスリングの加熱方法及び基板処理方法について説明する。 Next, a heating method and a substrate processing method of the focus ring according to the present embodiment will be described.
図4は、本実施の形態に係るフォーカスリングの加熱方法及び基板処理方法におけるフォーカスリング温度の時間変化を示すグラフである。 FIG. 4 is a graph showing the temporal change of the focus ring temperature in the focus ring heating method and the substrate processing method according to the present embodiment.
本実施の形態に係るフォーカスリングの加熱方法及び基板処理方法では、まず、フォーカスリング温度制御装置26の誘導コイル36から磁力線を発生させ、該磁力線をフォーカスリング24における誘導発熱部40と交差させる(磁力線交差ステップ)ことによってフォーカスリング24を自己発熱させ、フォーカスリング24の温度を冷媒室内の冷媒の温度によって約60℃に維持されているサセプタ12の温度からT℃(所定の温度)まで上昇させる(昇温ステップ)(図4(1))。ここで、T℃は2枚目以降の各ウエハWのRIE処理におけるフォーカスリング24の初期温度と同じ温度である。
In the focus ring heating method and the substrate processing method according to the present embodiment, first, magnetic lines of force are generated from the
その後、誘導コイル36への電力の供給を中止し、磁力線及び誘導発熱部40の交差を終了させ(交差終了ステップ)、フォーカスリング24の昇温を中止する。このとき、電力供給棒38は昇降装置39によって下降し、高周波電力板18や静電チャック23の近傍から退避する(電力供給部退避ステップ)。なお、以降において、誘導コイル36へ電力が供給されることはなく、また、フォーカスリング24そのものに外部から熱や電力が供給されることはない。
Thereafter, the supply of power to the
次いで、高周波電力板18に第1及び第2の高周波電力を印加し(高周波電力印加ステップ)、処理空間PS内に陽イオンやラジカルを発生させ、1枚目のウエハWにRIE処理を施し(第1の処理ステップ)(図4(2))、続けて、2枚目以降の各ウエハWへ枚葉毎にRIE処理を施す(第2の処理ステップ)(図4(3))。 Next, first and second high-frequency powers are applied to the high-frequency power plate 18 (high-frequency power application step) to generate cations and radicals in the processing space PS, and RIE processing is performed on the first wafer W ( (First processing step) (FIG. 4 (2)) Subsequently, the second and subsequent wafers W are subjected to RIE processing for each wafer (second processing step) (FIG. 4 (3)).
本実施の形態に係る基板処理方法によれば、フォーカスリング24が、2枚目以降の各ウエハWのRIE処理におけるフォーカスリング24の初期温度(T℃)まで昇温されたときに、1枚目のウエハWにRIE処理が施されるので、各ウエハWのRIE処理における初期温度を同じにすることができ、もって、各ウエハWのRIE処理の結果を同じにすることができる。また、フォーカスリング24そのものへ外部からの熱や電力を供給することなく各ウエハWへ枚葉毎にRIE処理を施すので、例え、基板処理装置10がフォーカスリング24に外部から熱や電力を供給する供給路等を備えていたとしても、第1及び第2の高周波電力の印加中に上記供給路等を断絶することができる。したがって、第1及び第2の高周波電力の印加中に供給路等に向けて異常放電が発生するのを防止することができると共に、供給路等を伝って高周波電力が逆流するのを防止することができる。
According to the substrate processing method according to the present embodiment, when the
また、上述した基板処理方法では、各ウエハWのRIE処理において、フォーカスリング24の温度制御を積極的に行う必要がないため、RIE処理の外乱要素を減じることができ、もって、各ウエハWのRIE処理を安定して行うことができる。
Further, in the substrate processing method described above, since it is not necessary to actively control the temperature of the
上述した本実施の形態に係る基板処理方法では、フォーカスリング24の温度をサセプタ12の温度からT℃まで上昇させただけで1枚目のウエハWにRIE処理を施したが、フォーカスリング24内における熱伝達性の問題から、昇温だけでフォーカスリング24全体の温度をT℃まで上昇させることが困難な場合がある。
In the substrate processing method according to the present embodiment described above, the RIE process is performed on the first wafer W only by raising the temperature of the
そこで、これに対応して、まず、フォーカスリング24の温度をT℃よりも高い温度に上昇させ(図5(1))、次いで、所定時間に亘ってフォーカスリング24の温度を高い温度に維持した(図5(2))後、誘導コイル36への電力の供給を中止して磁力線及び誘導発熱部40の交差を終了させ、フォーカスリング24を放置冷却し(図5(3))、該放置冷却されたフォーカスリング24の温度がT℃に達したときに、高周波電力板18に第1及び第2の高周波電力を印加して1枚目のウエハWにRIE処理を施してもよい。これにより、フォーカスリング24は一度T℃より高温に昇温されるため、1枚目のウエハWのRIE処理開始時には、フォーカスリング24全体を確実にT℃まで上昇させることができる。
Accordingly, in response to this, first, the temperature of the
また、本実施の形態に係るフォーカスリングの加熱方法によれば、磁力線及び誘導発熱部40の交差が終了した後に、高周波電力板18に第1及び第2の高周波電力を印加するので、第1及び第2の高周波電力の印加中に電力供給棒38を誘導コイル36に接続する必要がなく、これにより、第1及び第2の高周波電力の印加前に電力供給棒38を高周波電力板18や静電チャック23の近傍から退避させることができる。したがって、電力供給棒38に向けて異常放電が発生するのを確実に防止することができると共に、電力供給棒38を伝って高周波電力が逆流するのを確実に防止することができる。
In addition, according to the heating method of the focus ring according to the present embodiment, the first and second high frequency powers are applied to the high
上述した基板処理装置10では、電力供給棒38が昇降装置39によって昇降されたが、電力供給棒38は昇降することなく誘導コイル36に接続されたままでもよい。この場合、図6に示すように、電力供給棒38の途中に該電力供給棒38の接続・断絶を制御する制御部、例えば、真空フィルタ42が設けられる。なお、真空フィルタ42は基台21の近傍に設けられる。高周波電力板18に第1及び第2の高周波電力が印加される場合、真空フィルタ42は電力供給棒38を断絶する。このとき、断絶された電力供給棒38の下部における先端は高周波電力板18や静電チャック23の近傍に存在しないので、該電力供給棒38の下部はアンテナとして機能することがない。これにより、異常放電や高周波電力の逆流が発生するのを確実に防止することができる。
In the
また、上述した基板処理装置10では、フォーカスリング24が誘導発熱部40を有したが、フォーカスリング24はシリコン等からなる半導体であり、フォーカスリング24は誘導コイル36からの磁力線と交差すると磁場誘導によって自己発熱するので、フォーカスリング24は誘導発熱部40を有さなくてもよい。
In the
また、本発明の第1及び第2の目的は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、コンピュータや外部サーバに供給し、コンピュータ等のCPUが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。 In addition, the first and second objects of the present invention are to supply a computer or an external server with a storage medium that records software program codes for realizing the functions of the above-described embodiments, and a CPU such as the computer stores the storage medium. It is also achieved by reading out and executing the program code stored in.
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、プログラムコード及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。 In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the program code and the storage medium storing the program code constitute the present invention.
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、RAM、NV−RAM、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、CD−RW、DVD(DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−RW、DVD+RW)等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のROM等の上記プログラムコードを記憶できるものであればよい。或いは、上記プログラムコードは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることによりコンピュータ等に供給されてもよい。 Examples of the storage medium for supplying the program code include RAM, NV-RAM, floppy (registered trademark) disk, hard disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD (DVD). -ROM, DVD-RAM, DVD-RW, DVD + RW) and other optical disks, magnetic tapes, non-volatile memory cards, other ROMs, etc., as long as they can store the program code. Alternatively, the program code may be supplied to a computer or the like by downloading from another computer or database (not shown) connected to the Internet, a commercial network, a local area network, or the like.
また、コンピュータ等が読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、CPU上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。 Further, by executing the program code read by the computer or the like, not only the functions of the above embodiments are realized, but also an OS (operating system) running on the CPU based on the instruction of the program code. Includes a case where part or all of the actual processing is performed and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータ等に挿入された機能拡張ボードやコンピュータ等に接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。 Further, after the program code read from the storage medium is written in a memory provided in a function expansion board inserted in a computer or the like or a function expansion unit connected to the computer or the like, the program code is read based on the instruction of the program code. A case where the CPU of the function expansion board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing is also included.
上記プログラムコードの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラムコード、OSに供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。 The form of the program code may include an object code, a program code executed by an interpreter, script data supplied to the OS, and the like.
W ウエハ
PS 処理空間
10 基板処理装置
11 収容室
12 サセプタ
18 高周波電力板
19 第1の高周波電源
23 静電チャック
24 フォーカスリング
24a 内周縁部
26 フォーカスリング温度制御装置
32 第2の高周波電源
36 誘導コイル
37a,37b 断熱・絶縁部
38 電力供給棒
39 昇降装置
40 誘導発熱部
W Wafer
Claims (5)
磁力線による誘導加熱により発熱する環状の誘導発熱部を内部に有し、前記載置台に載置された基板の周縁部を囲うように前記載置台に載置される環状のフォーカスリングと、
電力が供給されることにより磁力線を発生する磁力線発生装置と、
電源と接続され、前記電源から前記磁力線発生装置に前記磁力線を発生させるための電力を供給する電力供給部と、
前記載置台に前記高周波電力が印加される前に、前記電力供給部を前記高周波電力が印加される領域から退避させる退避手段とを有し、
前記磁力線発生装置は、断熱・絶縁材によって全面が覆われた環状のコイルであり、
前記フォーカスリング、前記誘導発熱部及び前記コイルはそれぞれ、各中心軸が一致するように配置されると共に、前記コイルが発生する磁力線が前記誘導加熱部と交差するように前記コイルは前記フォーカスリングと前記載置台との間に配置され、
前記コイルで発生させた磁力線による誘導加熱により前記誘導発熱部を発熱させることで前記フォーカスリングが加熱されることを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus comprising: a storage chamber for storing a substrate; and a mounting table disposed in the storage chamber for mounting the substrate, wherein the storage chamber is decompressed and high-frequency power is applied to the mounting table. And
Having an induction heating portion of the annular generates heat by induction heating by the magnetic force lines in the interior, and annular focus ring placed on the table before described so as to surround the periphery of the substrate mounted on the mounting table,
A magnetic-ray generator for generating by Ri磁 force lines that power is supplied,
A power supply unit connected to a power source and supplying power for generating the magnetic field lines from the power source to the magnetic field line generator;
Retreat means for retracting the power supply unit from the region to which the high frequency power is applied before the high frequency power is applied to the mounting table;
The magnetic field generator is an annular coil whose entire surface is covered with a heat insulating material.
The focus ring, the induction heating unit, and the coil are arranged so that their central axes coincide with each other, and the coil is connected to the focus ring so that the magnetic field lines generated by the coil intersect the induction heating unit. It is placed between the table above and
The substrate processing apparatus in which the focus ring Rukoto exothermed the induction heating unit by induction heating by the magnetic force lines generated in the coil, characterized in Rukoto been heated heat.
前記誘導発熱部と交差するように前記コイルに磁力線を発生させて、前記誘導発熱部を前記磁力線による誘導加熱によって発熱させることにより、前記フォーカスリングを加熱する磁力線交差ステップと、
前記磁力線と前記誘導発熱部との交差を終了する交差終了ステップと、
前記交差終了ステップ後に、前記電力供給部を前記高周波電力が印加される領域から退避させる電力供給部退避ステップと、
前記電力供給部退避ステップ後に、前記載置台に前記高周波電力を印加する高周波電力印加ステップとを有することを特徴とするフォーカスリングの加熱方法。 A housing chamber for accommodating the substrate, comprising: a mounting table mounting the substrate is disposed in the housing chamber, the induction heating portion of the annular generates heat by induction heating by the magnetic force lines in the interior, it is mounted on the mounting table An annular focus ring placed on the mounting table so as to surround the peripheral edge of the substrate, a magnetic line generating device that generates magnetic lines of force when power is supplied, and generating the magnetic lines of force from a power source to the magnetic line generator The magnetic field line generator is an annular coil whose entire surface is covered with a heat insulating / insulating material, and the focus ring, the induction heat generating unit, and the coil are respectively provided. The coil is arranged between the focus ring and the mounting table so that the central axes coincide with each other, and the magnetic field lines generated by the coil intersect the induction heating unit. Is, the accommodating chamber is depressurized, the mounting table to a heating method of the focus ring in the substrate processing apparatus to which the high-frequency power is applied,
Magnetic field lines crossing step of heating the focus ring by generating magnetic lines of force in the coil so as to intersect with the induction heat generation part, and generating the induction heat generation part by induction heating with the magnetic field lines,
An intersection end step for ending an intersection between the magnetic field lines and the induction heating unit;
A power supply unit retreating step for retracting the power supply unit from the region to which the high-frequency power is applied after the crossing end step;
A heating method for a focus ring, comprising: a high-frequency power application step for applying the high-frequency power to the mounting table after the power supply unit retracting step.
前記誘導発熱部と交差するように前記コイルに磁力線を発生させ、前記磁力線による誘導加熱によって前記誘導発熱部を発熱させることにより、前記フォーカスリングを所定の温度まで昇温させる昇温ステップと、
前記昇温ステップ後に、前記電力供給部を前記高周波電力が印加される領域から退避させる電力供給部退避ステップと、
前記フォーカスリングが前記所定の温度まで昇温され、前記電力供給部を前記高周波電力が印加される領域から退避させた後、前記フォーカスリングへ外部からの熱や電力を供給することなく、1枚目の前記基板に前記プラズマ処理を施す第1の処理ステップと、
前記フォーカスリングへ外部からの熱や電力を供給することなく、2枚目以降の前記基板へ枚葉毎に前記プラズマ処理を施す第2の処理ステップとを有し、
前記所定の温度は2枚目以降の前記基板の前記プラズマ処理における前記フォーカスリングの初期温度と同じであることを特徴とする基板処理方法。 A housing chamber for accommodating the substrate, comprising: a mounting table mounting the substrate is disposed in the housing chamber, the induction heating portion of the annular generates heat by induction heating by the magnetic force lines in the interior, it is mounted on the mounting table An annular focus ring placed on the mounting table so as to surround the peripheral edge of the substrate, a magnetic line generating device that generates magnetic lines of force when power is supplied, and generating the magnetic lines of force from a power source to the magnetic line generator The magnetic field line generator is an annular coil whose entire surface is covered with a heat insulating / insulating material, and the focus ring, the induction heat generating unit, and the coil are respectively provided. The coil is arranged between the focus ring and the mounting table so that the central axes coincide with each other, and the magnetic field lines generated by the coil intersect the induction heating unit. Is, the mounting table in the substrate processing apparatus to which the high-frequency power is applied, the high-frequency power to using plasma generated due to the respective sheet to a plurality of the substrate The substrate processing method for performing a plasma treatment ,
A temperature raising step for raising the temperature of the focus ring to a predetermined temperature by generating magnetic lines of force in the coil so as to intersect the induction heating part, and heating the induction heating part by induction heating with the magnetic lines of force,
After the temperature raising step, a power supply unit evacuation step for evacuating the power supply unit from a region to which the high frequency power is applied,
After the focus ring is heated to the predetermined temperature and the power supply unit is retracted from the region to which the high frequency power is applied, one sheet is supplied without supplying heat or power from the outside to the focus ring. A first processing step of applying the plasma treatment to the substrate of the eye;
A second processing step of applying the plasma processing to each of the second and subsequent substrates without supplying heat or power from the outside to the focus ring;
The substrate processing method, wherein the predetermined temperature is the same as an initial temperature of the focus ring in the plasma processing of the second and subsequent substrates.
前記第1の処理ステップ前に、前記高温に昇温された前記フォーカスリングを前記所定の温度まで放置冷却する放置冷却ステップを有することを特徴とする請求項4記載の基板処理方法。 In the heating step, the focus ring is heated to a temperature higher than the predetermined temperature,
5. The substrate processing method according to claim 4 , further comprising a standing cooling step in which the focus ring heated to the high temperature is allowed to cool to the predetermined temperature before the first processing step.
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