JP4961179B2

JP4961179B2 - Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method

Info

Publication number: JP4961179B2
Application number: JP2006216028A
Authority: JP
Inventors: 幸一郎原田
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2006-08-08
Filing date: 2006-08-08
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2026-08-08
Also published as: JP2008042023A

Description

本発明は、処理容器内で基板をプラズマ処理する基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus for plasma processing a substrate in a processing container.

従来のプラズマ処理する基板処理装置（以下、プラズマ処理装置という）には、最も一般的な容量結合型プラズマ処理装置、電界と磁界により高密度プラズマを生成できる変形マグネトロン型プラズマ処理装置等がある。この変形マグネトロン型プラズマ処理装置は、他の処理装置よりも高密度プラズマが得られる。 Conventional substrate processing apparatuses that perform plasma processing (hereinafter referred to as plasma processing apparatuses) include the most general capacitively coupled plasma processing apparatus and a modified magnetron plasma processing apparatus that can generate high-density plasma by an electric field and a magnetic field. This modified magnetron type plasma processing apparatus can obtain a higher density plasma than other processing apparatuses.

上記変形マグネトロン型プラズマ処理装置は、処理室と、処理室周囲に配置された筒状電極及び磁力線形成手段と、基板を保持するサセプタとを有する。サセプタはアース電極を有し、そのアース電極はコイル及びコンデンサを有する高周波整合器を介して接地される。従って、サセプタはサセプタ電極となっている。高周波整合器のコイル又はコンデンサによりサセプタのインピーダンスを変化させてサセプタ電位を調整し、筒状電極に高周波電力を印加しながら処理室に処理ガスとして反応ガスを供給して、プラズマ励起された反応ガスにより処理室内に配置された基板の表面をプラズマ処理する。 The modified magnetron type plasma processing apparatus includes a processing chamber, a cylindrical electrode and a magnetic force line forming unit disposed around the processing chamber, and a susceptor that holds a substrate. The susceptor has a ground electrode, and the ground electrode is grounded via a high-frequency matching unit having a coil and a capacitor. Therefore, the susceptor is a susceptor electrode. Plasma-excited reaction gas by adjusting the susceptor potential by changing the impedance of the susceptor with a coil or capacitor of a high-frequency matching unit, supplying a reaction gas as a processing gas to the processing chamber while applying high-frequency power to the cylindrical electrode Thus, the surface of the substrate disposed in the processing chamber is subjected to plasma processing.

しかしながら、上述した従来の基板処理装置では、アース電極を有するサセプタに基板を保持するために、特に基板に付着する異物（パーティクル）量が多い。この理由は、プラズマ生成過程で、アース電極による静電力により基板がサセプタに吸着される状態となる。このため基板に電荷が帯電し、パーティクルが基板に吸着されやすくなるからである。
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、基板に付着するパーティクルを低減することが可能な基板処理装置を提供することにある。 However, in the conventional substrate processing apparatus described above, the amount of foreign matter (particles) adhering to the substrate is particularly large in order to hold the substrate on the susceptor having the ground electrode. This is because the substrate is attracted to the susceptor by the electrostatic force generated by the ground electrode during the plasma generation process. For this reason, electric charges are charged on the substrate, and particles are easily adsorbed on the substrate.
An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of solving the above-described problems of the prior art and reducing particles adhering to the substrate.

本発明の一態様によれば、プラズマにより基板を処理する処理容器と、前記処理容器の中に設けられアース電極を有するサセプタと、前記サセプタの上に設けられ少なくとも前記基板の周縁部を支持する支持部を有する基板載置体とを備えた基板処理装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a processing container for processing a substrate with plasma, a susceptor provided in the processing container and having a ground electrode, and provided on the susceptor to support at least a peripheral portion of the substrate. There is provided a substrate processing apparatus including a substrate mounting body having a support portion.

本発明の一態様によれば、基板に付着するパーティクルを低減することができる。 According to one embodiment of the present invention, particles attached to a substrate can be reduced.

以下に本発明の実施の形態を説明する。
本発明の基板処理装置にはプラズマ処理装置が一般に適用される。プラズマ処理装置の一例示として、電界と磁界により高密度プラズマを生成できる変形マグネトロン型プラズマ源（ModifiedMagnetron Typed Plasma Source）を用いてウェハ等の基板をプラズマ処理する基板処理装置（以下、ＭＭＴ装置と称する）がある。
このＭＭＴ装置は、気密性を確保した処理室に基板を設置し、シャワーヘッドを介して反応ガスを処理室に導入し、処理室をある一定の圧力に保ち、放電用電極に高周波電力を供給して電界を形成するとともに磁界を形成し、マグネトロン放電を起こす。放電用電極から放出された電子がドリフトしながらサイクロイド運動を続けて周回することにより長寿命となって電離生成率を高めるので高密度プラズマを生成できる。このように反応ガスを励起分解させて基板表面を酸化または窒化等の拡散処理、または基板表面に薄膜を形成する、または基板表面をエッチングする等、基板へ各種のプラズマ処理を施すことができる。 Embodiments of the present invention will be described below.
A plasma processing apparatus is generally applied to the substrate processing apparatus of the present invention. As an example of a plasma processing apparatus, a substrate processing apparatus (hereinafter referred to as an MMT apparatus) that plasma-processes a substrate such as a wafer using a modified magnetron type plasma source that can generate high-density plasma by an electric field and a magnetic field. )
In this MMT apparatus, a substrate is installed in a processing chamber that ensures airtightness, a reaction gas is introduced into the processing chamber via a shower head, the processing chamber is maintained at a certain pressure, and high-frequency power is supplied to the discharge electrode. As a result, an electric field and a magnetic field are formed, causing magnetron discharge. Since the electrons emitted from the discharge electrode continue to circulate while continuing the cycloid motion while drifting, the lifetime becomes longer and the ionization rate is increased, so that high-density plasma can be generated. In this way, the substrate can be subjected to various plasma treatments such as diffusion treatment such as oxidation or nitridation by exciting and decomposing the reaction gas, or forming a thin film on the substrate surface, or etching the substrate surface.

図８に、このようなＭＭＴ装置の概略構成図を示す。ＭＭＴ装置は、処理容器２０３を有し、この処理容器２０３は、第１の容器であるドーム型の上側容器２１０と第２の容器である碗型の下側容器２１１により形成され、上側容器２１０は下側容器２１１の上に被せられている。上側容器２１０は酸化アルミニウム又は石英等の非金属材料で形成されており、下側容器２１１はアルミニウムで形成されている。また後述するヒータ一体型の基板保持具（基板保持手段）であるサセプタ２１７を、石英や、セラミックス（窒化アルミニウム／アルミナ材、ＡｌＮ）等の非金属材料で構成することによって、処理の際に膜中に取り込まれる金属汚染を低減している。 FIG. 8 shows a schematic configuration diagram of such an MMT apparatus. The MMT apparatus has a processing container 203, which is formed by a dome-shaped upper container 210 as a first container and a bowl-shaped lower container 211 as a second container. Is covered on the lower container 211. The upper container 210 is made of a non-metallic material such as aluminum oxide or quartz, and the lower container 211 is made of aluminum. Further, a susceptor 217, which is a heater-integrated substrate holder (substrate holding means) described later, is made of a non-metallic material such as quartz or ceramics (aluminum nitride / alumina material, AlN), thereby forming a film during processing. The metal contamination taken in is reduced.

シャワーヘッド２３６は、処理室２０１の上部に設けられ、キャップ状の蓋体２３３と、ガス導入口２３４と、バッファ室２３７と、開口２３８と、遮蔽プレート２４０と、ガス吹出口２３９とを備えている。バッファ室２３７は、ガス導入口２３４より導入されたガスを分散するための分散空間として設けられる。 The shower head 236 is provided in the upper part of the processing chamber 201, and includes a cap-shaped lid 233, a gas inlet 234, a buffer chamber 237, an opening 238, a shielding plate 240, and a gas outlet 239. Yes. The buffer chamber 237 is provided as a dispersion space for dispersing the gas introduced from the gas introduction port 234.

ガス導入口２３４には、ガスを供給するガス供給管２３２が接続されており、ガス供給管２３２は、開閉弁であるバルブ２４３ａ、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ２４１を介して図中省略の反応ガス２３０のガスボンベに繋がっている。シャワーヘッド２３６から反応ガス２３０が処理室２０１に供給され、また、サセプタ２１７の周囲から処理室２０１の底方向へ基板処理後のガスが流れるように下側容器２１１の側壁にガスを排気するガス排気口２３５が設けられている。ガス排気口２３５にはガスを排気するガス排気管２３１が接続されており、ガス排気管２３１は、圧力調整器であるＡＰＣ２４２、開閉弁であるバルブ２４３ｂを介して排気装置である真空ポンプ２４６に接続されている。 A gas supply pipe 232 for supplying gas is connected to the gas inlet 234. The gas supply pipe 232 is connected via a valve 243a as an on-off valve and a mass flow controller 241 as a flow rate controller (flow rate control means). It is connected to the gas cylinder of the reaction gas 230 not shown in the figure. A reaction gas 230 is supplied from the shower head 236 to the processing chamber 201, and a gas is exhausted to the side wall of the lower container 211 so that the gas after the substrate processing flows from the periphery of the susceptor 217 toward the bottom of the processing chamber 201. An exhaust port 235 is provided. A gas exhaust pipe 231 for exhausting gas is connected to the gas exhaust port 235. The gas exhaust pipe 231 is connected to a vacuum pump 246 which is an exhaust device via an APC 242 which is a pressure regulator and a valve 243b which is an on-off valve. It is connected.

供給される反応ガス２３０を励起させる放電機構（放電手段）として、筒状、例えば円筒状に形成された第１の電極である筒状電極２１５が設けられる。筒状電極２１５は処理容器２０３（上側容器２１０）の外周に設置されて処理室２０１内のプラズマ生成領域２２４を囲んでいる。筒状電極２１５にはインピーダンスの整合を行う整合器２７２を介して高周波電力を印加する高周波電源２７３が接続されている。 As a discharge mechanism (discharge means) that excites the supplied reaction gas 230, a cylindrical electrode 215 that is a first electrode formed in a cylindrical shape, for example, a cylindrical shape, is provided. The cylindrical electrode 215 is installed on the outer periphery of the processing vessel 203 (upper vessel 210) and surrounds the plasma generation region 224 in the processing chamber 201. The cylindrical electrode 215 is connected to a high frequency power source 273 that applies high frequency power via a matching unit 272 that performs impedance matching.

また、筒状、例えば円筒状に形成された磁界形成機構（磁界形成手段）である筒状磁石２１６は筒状の永久磁石となっている。筒状磁石２１６は、筒状電極２１５の外表面の上下端近傍に配置される。上下の筒状磁石２１６、２１６は、処理室２０１の半径方向に沿った両端（内周端と外周端）に磁極を持ち、上下の筒状磁石２１６、２１６の磁極の向きが逆向きに設定されている。従って、内周部の磁極同士が異極となっており、これにより、筒状電極２１５の内周面に沿って円筒軸方向に磁力線を形成するようになっている。 Moreover, the cylindrical magnet 216 which is a cylinder, for example, the magnetic field formation mechanism (magnetic field formation means) formed in the shape of a cylinder is a cylindrical permanent magnet. The cylindrical magnet 216 is disposed near the upper and lower ends of the outer surface of the cylindrical electrode 215. The upper and lower cylindrical magnets 216 and 216 have magnetic poles at both ends (inner and outer peripheral ends) along the radial direction of the processing chamber 201, and the magnetic poles of the upper and lower cylindrical magnets 216 and 216 are set in opposite directions. Has been. Therefore, the magnetic poles in the inner peripheral portion are different from each other, and thereby magnetic field lines are formed in the cylindrical axis direction along the inner peripheral surface of the cylindrical electrode 215.

処理室２０１の底側中央には、基板であるウェハ２００を保持するための基板保持具（基板保持手段）としてサセプタ２１７が配置されている。サセプタ２１７は、例えば石英で形成され、内部に加熱機構（加熱手段）としてのヒータ（図中省略）が一体的に埋め込まれており、ウェハ２００を加熱できるようになっている。ヒータは電力が印加されてウェハ２００を５００℃程度にまで加熱できるようになっている。 A susceptor 217 is disposed at the bottom center of the processing chamber 201 as a substrate holder (substrate holding means) for holding the wafer 200 as a substrate. The susceptor 217 is made of, for example, quartz, and a heater (not shown) as a heating mechanism (heating means) is integrally embedded therein so that the wafer 200 can be heated. The heater is configured to heat the wafer 200 to about 500 ° C. by applying electric power.

また、サセプタ２１７の内部には、さらにインピーダンスを変化させるための電極である第２の電極も装備されており、この第２の電極がインピーダンス可変機構２７４を介して接地されている。インピーダンス可変機構２７４は、コイルや可変コンデンサから構成され、コイルのパターン数や可変コンデンサの容量値を制御することによって、上記電極及びサセプタ２１７を介してウェハ２００の電位を制御できるようになっている。 The susceptor 217 is also equipped with a second electrode that is an electrode for changing the impedance, and the second electrode is grounded via the impedance variable mechanism 274. The impedance variable mechanism 274 is composed of a coil and a variable capacitor, and the potential of the wafer 200 can be controlled via the electrode and the susceptor 217 by controlling the number of coil patterns and the capacitance value of the variable capacitor. .

ウェハ２００をマグネトロン型プラズマ源でのマグネトロン放電により処理するためのＭＭＴ装置２０２は、少なくとも処理室２０１、処理容器２０３、サセプタ２１７、筒状電極２１５、筒状磁石２１６、シャワーヘッド２３６、及び排気口２３５から構成されており、処理室２０１でウェハ２００をプラズマ処理することが可能となっている。 An MMT apparatus 202 for processing the wafer 200 by magnetron discharge using a magnetron type plasma source includes at least a processing chamber 201, a processing container 203, a susceptor 217, a cylindrical electrode 215, a cylindrical magnet 216, a shower head 236, and an exhaust port. The wafer 200 can be plasma-treated in the processing chamber 201.

筒状電極２１５及び筒状磁石２１６の周囲には、この筒状電極２１５及び筒状磁石２１６で形成される電界や磁界を外部環境や他処理炉等の装置に悪影響を及ぼさないように、電界や磁界を有効に遮蔽する遮蔽板２２３が設けられている。 Around the cylindrical electrode 215 and the cylindrical magnet 216, an electric field and magnetic field formed by the cylindrical electrode 215 and the cylindrical magnet 216 are arranged so as not to adversely affect the external environment and other processing furnaces. And a shielding plate 223 that effectively shields the magnetic field.

サセプタ２１７は下側容器２１１と絶縁され、サセプタ２１７を昇降させるサセプタ昇降機構（昇降手段）２６８が設けられている。またサセプタ２１７には貫通孔２１７ａが設けられ、下側容器２１１底面にはウェハ２００を突上げるためのウェハ突上げピン２６６が少なくとも３箇所に設けられている。そして、サセプタ昇降機構２６８によりサセプタ２１７が下降させられた時にはウェハ突上げピン２６６がサセプタ２１７と非接触な状態で貫通孔２１７ａを突き抜けるような位置関係となるよう、貫通孔２１７ａ及びウェハ突上げピン２６６が配置される。 The susceptor 217 is insulated from the lower container 211 and is provided with a susceptor elevating mechanism (elevating means) 268 for elevating and lowering the susceptor 217. The susceptor 217 is provided with through holes 217a, and at the bottom of the lower container 211, wafer push-up pins 266 for pushing up the wafer 200 are provided in at least three places. Then, when the susceptor 217 is lowered by the susceptor elevating mechanism 268, the through hole 217a and the wafer up pin are arranged such that the wafer push-up pin 266 penetrates the through-hole 217a in a non-contact state with the susceptor 217. 266 is arranged.

また、下側容器２１１の側壁には仕切弁となるゲートバルブ２４４が設けられ、開いている時には図中省略の搬送機構（搬送手段）により処理室２０１に対してウェハ２００を搬入、または搬出することができ、閉まっている時には処理室２０１を気密に閉じることができる。 Further, a gate valve 244 serving as a gate valve is provided on the side wall of the lower container 211. When the gate valve 244 is open, the wafer 200 is loaded into or unloaded from the processing chamber 201 by a transfer mechanism (transfer means) not shown in the drawing. The process chamber 201 can be hermetically closed when closed.

また、制御部（制御手段）としての制御部１２１は信号線Ａを通じてＡＰＣ２４２、バルブ２４３ｂ、真空ポンプ２４６を、信号線Ｂを通じてサセプタ昇降機構２６８を、信号線Ｃを通じてゲートバルブ２４４を、信号線Ｄを通じて整合器２７２、高周波電源２７３を、信号線Ｅを通じてマスフローコントローラ２４１、バルブ２４３ａを、さらに図示しない信号線を通じてサセプタに埋め込まれたヒータやインピーダンス可変機構２７４をそれぞれ制御するよう構成されている。 Further, the control unit 121 as the control unit (control means) includes the APC 242, the valve 243b, and the vacuum pump 246 through the signal line A, the susceptor lifting mechanism 268 through the signal line B, the gate valve 244 through the signal line C, and the signal line D. Through the matching unit 272, the high-frequency power source 273, the mass flow controller 241 and the valve 243a through the signal line E, and the heater and the impedance variable mechanism 274 embedded in the susceptor through the signal line (not shown).

次に上記のような構成の処理炉を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ウェハ２００表面に対し、又はウェハ２００上に形成された下地膜の表面に対し所定のプラズマ処理を施す方法について説明する。尚、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作は制御部１２１により制御される。 Next, using the processing furnace configured as described above, a predetermined plasma process is performed on the surface of the wafer 200 or on the surface of the base film formed on the wafer 200 as one step of the semiconductor device manufacturing process. A method will be described. In the following description, the operation of each unit constituting the substrate processing apparatus is controlled by the control unit 121.

ウェハ２００はＭＭＴ装置２０２を構成する処理室２０１の外部からウェハを搬送する図中省略の搬送機構によって処理室２０１に搬入され、サセプタ２１７上に搬送される。この搬送動作の詳細は次の通りである。サセプタ２１７が基板搬送位置まで下降し、ウェハ突上げピン２６６の先端がサセプタ２１７の貫通孔２１７ａを通過する。このときサセプタ２１７表面よりも所定の高さ分だけ突き上げピン２６６が突き出された状態となる。次に、下側容器２１１に設けられたゲートバルブ２４４が開かれ、図中省略の搬送機構によってウェハ２００をウェハ突上げピン２６６の先端に載置する。搬送機構が処理室２０１外へ退避すると、ゲートバルブ２４４が閉じられる。サセプタ２１７がサセプタ昇降機構２６８により上昇すると、サセプタ２１７上面にウェハ２００を載置することができ、更にウェハ２００を処理する位置まで上昇する。 The wafer 200 is loaded into the processing chamber 201 by a transfer mechanism (not shown) that transfers the wafer from the outside of the processing chamber 201 constituting the MMT apparatus 202 and is transferred onto the susceptor 217. The details of this transport operation are as follows. The susceptor 217 is lowered to the substrate transfer position, and the tip of the wafer push-up pin 266 passes through the through hole 217a of the susceptor 217. At this time, the push-up pin 266 is protruded by a predetermined height from the surface of the susceptor 217. Next, the gate valve 244 provided in the lower container 211 is opened, and the wafer 200 is placed on the tip of the wafer push-up pin 266 by a transfer mechanism not shown in the drawing. When the transfer mechanism is retracted out of the processing chamber 201, the gate valve 244 is closed. When the susceptor 217 is raised by the susceptor lifting mechanism 268, the wafer 200 can be placed on the upper surface of the susceptor 217, and further raised to a position where the wafer 200 is processed.

サセプタ２１７に埋め込まれたヒータは予め加熱されており、搬入されたウェハ２００を例えば４００℃〜７００℃程度の範囲の内、所定のウェハ処理温度に加熱する。真空ポンプ２４６、及びＡＰＣ２４２を用いて処理室２０１の圧力を１Ｐａ〜２００Ｐａの範囲の内、所定の圧力に維持する。 The heater embedded in the susceptor 217 is preheated, and heats the loaded wafer 200 to a predetermined wafer processing temperature within a range of, for example, about 400 ° C. to 700 ° C. The pressure of the processing chamber 201 is maintained at a predetermined pressure within the range of 1 Pa to 200 Pa using the vacuum pump 246 and the APC 242.

ここで形成する膜は、例えば、窒化膜や酸化膜である。ウェハ２００の温度が処理温度に達し、安定化したら、ガス導入口２３４から遮蔽プレート２４０のガス噴出孔２３９を介して、反応ガスＯ₂やＮ₂を処理室２０１に配置されているウェハ２００の上面（処理面）に向けて導入する。このときのガス流量は１０ｓｃｃｍ〜５００ｓｃｃｍの範囲の内、所定の流量とする。処理時間は２〜５ｍｉｎである。同時に筒状電極２１５に高周波電源２７３から整合器２７２を介して高周波電力を印加する。印加する電力は、１５０〜２００Ｗの範囲の内、所定の出力値を投入する。このときインピーダンス可変機構２７４は予め所望のインピーダンス値となるように制御しておく。 The film formed here is, for example, a nitride film or an oxide film. When the temperature of the wafer 200 reaches the processing temperature and stabilizes, the reaction gas O ₂ or N ₂ is supplied from the gas introduction port 234 to the processing chamber 201 through the gas ejection hole 239 of the shielding plate 240. It is introduced toward the upper surface (processed surface). The gas flow rate at this time is a predetermined flow rate in the range of 10 sccm to 500 sccm. The processing time is 2-5 min. At the same time, high frequency power is applied to the cylindrical electrode 215 from the high frequency power supply 273 via the matching unit 272. The power to be applied is a predetermined output value within the range of 150 to 200W. At this time, the impedance variable mechanism 274 is controlled in advance so as to have a desired impedance value.

筒状磁石２１６、２１６の磁界の影響を受けてマグネトロン放電が発生し、ウェハ２００の上方空間に電荷をトラップしてプラズマ生成領域２２４に高密度プラズマが生成される。そして、生成された高密度プラズマにより、サセプタ２１７上のウェハ２００の表面にプラズマ処理が施される。プラズマ処理が終わったウェハ２００は、図示略の搬送機構を用いて、基板搬入と逆の手順で処理室２０１外へ搬送される。 Magnetron discharge is generated under the influence of the magnetic field of the cylindrical magnets 216 and 216, charges are trapped in the upper space of the wafer 200, and high-density plasma is generated in the plasma generation region 224. Then, plasma processing is performed on the surface of the wafer 200 on the susceptor 217 by the generated high-density plasma. The wafer 200 that has been subjected to the plasma processing is transferred outside the processing chamber 201 using a transfer mechanism (not shown) in the reverse order of substrate loading.

ところで、これまで基板処理装置では、ウェハ２００表面に付着するパーティクルは、それが処理面に付着するものであることから、そのパーティクル数が重要視されてきたが、ウェハ２００裏面に付着するパーティクルの数は、裏面が非処理面あることから、あまり重要視されてこなかった。しかしながら、近年は、微細化、および高生産性と高い歩留まりを実現するために、ウェハ２００裏面に付着するパーティクル数も重要視されるようになってきた。特に、ＭＭＴ装置では、ウェハ２００に電荷が帯電し、パーティクルがウェハ２００に吸着されやすくなっていることから、ウェハ裏面のパーティクル数に関心が注がれた。 By the way, in the substrate processing apparatus, the number of particles attached to the surface of the wafer 200 has been regarded as important because the particles attached to the surface of the wafer 200 are attached to the processing surface. The number has not been considered as important because the back side is untreated. However, in recent years, in order to realize miniaturization, high productivity, and high yield, the number of particles adhering to the back surface of the wafer 200 has become important. In particular, in the MMT apparatus, since the electric charge is charged on the wafer 200 and the particles are easily adsorbed on the wafer 200, attention has been paid to the number of particles on the back surface of the wafer.

そこで、プラズマ処理後のウェハ裏面に付着しているパーティクル数を測定したところ、そのパーティクルが多数付着していることがわかった。この原因を探るべく、パーティクルの成分を調査したところ、ウェハ２００の成分が含まれていることが分かった。これより、パーティクル付着の主な原因は、（１）プラズマ生成時の静電力によるウェハ成分の吸着、（２）サセプタ２１７とウェハ２００との接触によるウェハ成分、すなわち同一のＭＭＴ装置を用いて前回処理したときのウェハの成分の付着、（３）サセプタ２１７とウェハ２００との摩擦によるウェハ成分の付着のいずれかであることが考えられた。 Then, when the number of particles adhering to the back surface of the wafer after the plasma treatment was measured, it was found that many particles adhered. In order to investigate this cause, the component of the particle was investigated, and it was found that the component of the wafer 200 was included. Thus, the main causes of particle adhesion are (1) wafer component adsorption due to electrostatic force during plasma generation, and (2) wafer component due to contact between the susceptor 217 and the wafer 200, that is, the same MMT device as before. It was considered that either wafer component adhesion during processing or (3) wafer component adhesion due to friction between the susceptor 217 and the wafer 200.

本発明者は、これらの原因からつぎの２つの知見を得た。まず、静電力が距離の二乗に反比例することから、ウェハとアース電極との間に一定の距離を設けることにより、ウェハ２００裏面へのパーティクルの付着数を減少させることが可能である。つぎに、セプタ２１７とウェハ２００との接触面積が少ないほど、ウェハ２００裏面へのパーティクルの付着数を減少させることが可能であることである。 The present inventor obtained the following two findings from these causes. First, since the electrostatic force is inversely proportional to the square of the distance, it is possible to reduce the number of particles attached to the back surface of the wafer 200 by providing a certain distance between the wafer and the ground electrode. Next, the smaller the contact area between the scepter 217 and the wafer 200, the more the number of particles attached to the back surface of the wafer 200 can be reduced.

そこで、本実施の形態では、次のように構成することによって、ウェハ２００裏面へのパーティクルの付着数を減少させるようにしている。なお、以下の各実施の形態では、便宜上、ウェハ突上げピン２６６の構成及び動作を省略して説明している。 Therefore, in the present embodiment, the number of particles attached to the back surface of the wafer 200 is reduced by configuring as follows. In the following embodiments, the configuration and operation of the wafer push-up pins 266 are omitted for convenience.

［第１の実施の形態］
第１の実施の形態は、静電力が距離の二乗に反比例することから、ウェハとアース電極との間に一定の距離を設けることにより、ウェハ２００裏面へのパーティクルの付着数を減少させることが可能であるとの知見に基づいてなされている。
図１は、第１の実施の形態における基板処理装置としてのＭＭＴ装置の概略断面図である。このＭＭＴ装置は、先に説明した図８と基本的構成は同じであり、異なる点は、ウェハ２００とサセプタ２１７との間に基板載置体１０が介設されている点である。従って、図１において、先に説明した図８と同じ機能を有する部分には、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
ＭＭＴ装置は、プラズマ生成領域２２４で生成されたプラズマによりウェハ２００を処理する処理容器２０３を備える。処理容器２０３の外側には筒状電極２１５が配置される。処理容器２０３の中には、ウェハ２００を保持するためのサセプタ２１７が設けられる。サセプタ２１７は昇降可能に設けられている。このサセプタ２１７には、サセプタ２１７を介してウェハ２００を加熱するためのヒータ線２１が内蔵されている。また、サセプタ２１７には、高密度プラズマを生成して、ウェハ２００上へプラズマ化した反応ガス２０を引き込むためのアース電極２２が内蔵されている。このアース電極２２は、図示しない高周波整合器を介して接地される。サセプタ２１７の表面には、ウェハ２００とサセプタ２１７との間に介設されて、ウェハ２００を支持する支持部１１を有する基板載置体１０が搭載される。基板載置体１０は非金属材料ないし絶縁体（誘電体）で形成されている。 [First Embodiment]
In the first embodiment, since the electrostatic force is inversely proportional to the square of the distance, the number of particles attached to the back surface of the wafer 200 can be reduced by providing a certain distance between the wafer and the ground electrode. It is based on the knowledge that it is possible.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an MMT apparatus as a substrate processing apparatus in the first embodiment. The basic configuration of this MMT apparatus is the same as that of FIG. 8 described above, and the difference is that the substrate platform 10 is interposed between the wafer 200 and the susceptor 217. Therefore, in FIG. 1, the same reference numerals are given to portions having the same functions as those in FIG. 8 described above, and detailed description thereof will be omitted.
The MMT apparatus includes a processing vessel 203 that processes the wafer 200 with plasma generated in the plasma generation region 224. A cylindrical electrode 215 is disposed outside the processing container 203. A susceptor 217 for holding the wafer 200 is provided in the processing container 203. The susceptor 217 is provided so as to be movable up and down. The susceptor 217 incorporates a heater wire 21 for heating the wafer 200 via the susceptor 217. In addition, the susceptor 217 has a built-in earth electrode 22 for generating high-density plasma and drawing the reaction gas 20 that has been converted into plasma onto the wafer 200. The earth electrode 22 is grounded via a high-frequency matching device (not shown). On the surface of the susceptor 217, the substrate platform 10 having the support portion 11 that is interposed between the wafer 200 and the susceptor 217 and supports the wafer 200 is mounted. The substrate mounting body 10 is made of a non-metallic material or an insulator (dielectric).

この基板載置体１０は、例えば円板１２で構成することができる。円板１２は、その表面にウェハ２００を支持する支持部１１を有して、ウェハ２００を支持するようになっている。図示例では、円板１２は表裏面がフラットになっており、そのフラットな表面の中央部分がウェハ２００の裏面を支持する支持部１１となっている。ウェハ２００はこの支持部１１によって裏面全面が支持されるようになっている。また、円板１２のフラットな裏面がサセプタ２１７の表面と全面接触している。円板１２は、例えば石英やセラミックで形成されている。この円板１２が、ウェハ２００とサセプタ２１７との間に介在して、ウェハ２００とアース電極２２との間に一定の距離を確保している。 The substrate mounting body 10 can be constituted by, for example, a disc 12. The disk 12 has a support portion 11 that supports the wafer 200 on the surface thereof, and supports the wafer 200. In the illustrated example, the front and back surfaces of the disk 12 are flat, and the central portion of the flat surface is a support portion 11 that supports the back surface of the wafer 200. The entire back surface of the wafer 200 is supported by the support portion 11. Further, the flat back surface of the disk 12 is in full contact with the surface of the susceptor 217. The disc 12 is made of, for example, quartz or ceramic. The disc 12 is interposed between the wafer 200 and the susceptor 217 to ensure a certain distance between the wafer 200 and the ground electrode 22.

上述したようにＭＭＴ装置では、サセプタ２１７にヒータ線２１のみならず、アース電極２２も内蔵されているため、ヒータ線２１のみを内蔵する熱ＣＶＤ装置等と異なり、アース電極２２によりサセプタ２１７が帯電するので、この帯電による静電力によりサセプタ２１７にウェハ２００が静電吸着される。また、ウェハ２００も帯電するため、この帯電による静電力によりウェハ２００にパーティクルが吸着されることになり、ウェハ２００へのパーティクル（異物）の吸着が多い。これはプラズマ生成過程でサセプタ２１７がウェハ２００を吸着する状態になり、パーティクルも吸着しやすくなからである。 As described above, since the MMT apparatus incorporates not only the heater wire 21 but also the ground electrode 22 in the susceptor 217, the susceptor 217 is charged by the ground electrode 22 unlike a thermal CVD apparatus or the like that incorporates only the heater wire 21. Therefore, the wafer 200 is electrostatically attracted to the susceptor 217 by the electrostatic force due to this charging. Further, since the wafer 200 is also charged, particles are adsorbed on the wafer 200 by the electrostatic force due to this charging, and there are many adsorptions of particles (foreign matter) to the wafer 200. This is because the susceptor 217 is in a state of adsorbing the wafer 200 during the plasma generation process, and particles are also easily adsorbed.

そこで、上述したように第１の実施の形態は、サセプタ２１７の表面に基板載置体１０を搭載して、ウェハ２００とアース電極２２との間に、従来よりも大きな一定の距離を設けるようにしている。一定の距離とは、ウェハ２００の温度低下を大幅にもたらさない範囲で、ウェハ２００へのパーティクル付着を防止できる程度に十分低い静電力となるような距離である。 Therefore, as described above, in the first embodiment, the substrate mounting body 10 is mounted on the surface of the susceptor 217, and a certain distance larger than the conventional one is provided between the wafer 200 and the ground electrode 22. I have to. The constant distance is a distance that provides an electrostatic force that is sufficiently low to prevent adhesion of particles to the wafer 200 within a range that does not significantly reduce the temperature of the wafer 200.

このように第１の実施の形態によれば、ウェハ２００とアース電極２２との間に一定の距離が設けられるので、サセプタ電極（アース電極）によるパーティクルのウェハ２００への吸着を確実に抑制することができる。すなわち、ウェハ２００とサセプタ２１７と間に円板１２の板厚が加わるので、ウェハ２００とサセプタ２１７間の静電力の低減を実現でき、ウェハ２００へのパーティクルの吸着を確実に防止することができる。その結果、ウェハ２００に付着するパーティクル数、特にウェハ２００の裏面に吸着するパーティクル数の増加を抑え、ＭＭＴ装置の基板処理能力を向上させることできる。また、ウェハ２００上に形成する半導体素子の微細化を実現できる。さらに高い歩留まりを実現することができる。 As described above, according to the first embodiment, since a certain distance is provided between the wafer 200 and the earth electrode 22, adsorption of particles to the wafer 200 by the susceptor electrode (earth electrode) is reliably suppressed. be able to. That is, since the thickness of the disc 12 is added between the wafer 200 and the susceptor 217, the electrostatic force between the wafer 200 and the susceptor 217 can be reduced, and the adsorption of particles to the wafer 200 can be reliably prevented. . As a result, an increase in the number of particles adhering to the wafer 200, in particular, the number of particles adsorbed on the back surface of the wafer 200 can be suppressed, and the substrate processing capability of the MMT apparatus can be improved. Further, miniaturization of the semiconductor element formed on the wafer 200 can be realized. A higher yield can be realized.

ところで、上記基板載置体１０は、サセプタ２１７とは別体に形成するのではなく、サセプタ２１７の表面を加工して、基板載置体１０をサセプタ２１７と一体に形成することも可能である。しかし、第１の実施の形態のように、基板載置体１０をサセプタ２１７とは別体に形成し、サセプタ２１７上に基板載置体１０を搭載して用いるようにすると、既存のサセプタ２１７を加工することなくそのまま使用できる。 By the way, the substrate platform 10 is not formed separately from the susceptor 217, but the surface of the susceptor 217 can be processed to form the substrate platform 10 integrally with the susceptor 217. . However, when the substrate platform 10 is formed separately from the susceptor 217 and used when the substrate platform 10 is mounted on the susceptor 217 as in the first embodiment, the existing susceptor 217 is used. Can be used as is without processing.

また、サセプタ２１７は、石英やセラミックで形成されるが、本実施の形態では石英を用いた。石英の加工には、レーザ加工やダイヤモンドによる切削加工が採用されるが、石英は加工がしづらい。また、石英はガラスであるため、既製品を加工すると割れてしまう可能性もある。また、石英の加工には時間と費用がかかる。このためサセプタ２１７に直接加工を施す場合と比較して、基板載置体１０に加工を施す本実施の形態の方が加工が容易になる。 The susceptor 217 is made of quartz or ceramic. In this embodiment, quartz is used. Laser processing and diamond cutting are used for processing quartz, but it is difficult to process quartz. Moreover, since quartz is glass, there is a possibility that it will be broken when an off-the-shelf product is processed. Also, it takes time and money to process quartz. For this reason, compared with the case where the susceptor 217 is directly processed, the processing according to the present embodiment in which the substrate mounting body 10 is processed becomes easier.

また、基板載置体１０としての円板１２をサセプタ２１７とは別体の部品とすることにより、部品（サセプタ、基板載置体）単位で交換が可能となるので、メンテナンスの手間や費用を削減できる。 In addition, since the disk 12 as the substrate mounting body 10 is a separate component from the susceptor 217, it can be replaced in parts (susceptor, substrate mounting body) unit. Can be reduced.

［第２の実施の形態］
ところで、上述した第１の実施の形態では、ウェハ２００の裏面全面を支持しているが、本発明の一態様によれば、少なくともウェハ２００の周縁部を支持すればよい。図２は、そのようなウェハ２００の周縁部を支持するようにした第２の実施の形態を示す。本実施の形態は、セプタ２１７とウェハ２００との接触面積が少ないほど、ウェハ２００裏面へのパーティクルの付着数を減少させることが可能であるとの知見に基づいてなされている。 [Second Embodiment]
In the first embodiment described above, the entire back surface of the wafer 200 is supported. However, according to one aspect of the present invention, at least the peripheral edge of the wafer 200 may be supported. FIG. 2 shows a second embodiment in which the periphery of such a wafer 200 is supported. The present embodiment is based on the knowledge that the smaller the contact area between the septa 217 and the wafer 200, the more the number of particles attached to the back surface of the wafer 200 can be reduced.

図２に示すように、基板載置体としての円板３０は、その表面周縁部にウェハ２００の裏面周縁部と接触してウェハ２００を支持する凸部３１と、ウェハ２００の裏面中央部と非接触でウェハ２００中央部との間に空間３３を形成する凹部３２とを有する。 As shown in FIG. 2, the disk 30 as the substrate mounting body includes a convex portion 31 that supports the wafer 200 in contact with the peripheral surface of the back surface of the wafer 200 and a central portion of the back surface of the wafer 200. And a recess 32 that forms a space 33 between the central portion of the wafer 200 in a non-contact manner.

円板３０とウェハ２００をできるだけ接触させないように、凸部３１はウェハ２００のエッジから僅かに内側に入った領域のみで接触するようにする。凸部３１によるウェハ２００との接触面積は、ウェハ２００を十分に支持することが可能な最少の面積とするのが好ましい。この凸部３１は、環状の連続した突起で構成されていてもよいし、複数の凹凸が交互に環状に並んだうちの凸部で構成されていてもよい。円板３０に設ける凹部３２は、凸部３１以外の残りの部分全面に設ける。凹部３２の深さは、サセプタ２１７と非接触によりウェハ温度が大幅に降下しない程度であって、静電力を低減するに十分な深さとする。 In order not to make the disk 30 and the wafer 200 contact as much as possible, the convex portion 31 is made to contact only in a region slightly inside from the edge of the wafer 200. It is preferable that the contact area of the convex portion 31 with the wafer 200 is a minimum area that can sufficiently support the wafer 200. This convex part 31 may be comprised by the cyclic | annular continuous processus | protrusion, and may be comprised by the convex part in which several unevenness | corrugations were alternately located in a circle. The concave portion 32 provided in the disk 30 is provided on the entire remaining portion other than the convex portion 31. The depth of the recess 32 is such that the wafer temperature does not drop significantly due to non-contact with the susceptor 217, and is sufficient to reduce the electrostatic force.

第２の実施の形態によれば、円板３０の周縁部に設けた凸部３１だけでウェハ２００を接触させるようにして、第１の実施の形態よりもウェハ２００との接触面積の低減を図ったので、円板３０へのウェハ２００の接触吸着をより確実に抑えることができる。また、円板３０に凹部３２を設けて、ウェハ２００とこれを載置する円板３０との間に、円板３０の材料よりも誘電率が低い空間３３を介在させるようにしたので、ウェハ２００とサセプタ２１７との間に生じる静電力をより確実に低減することができる。その結果、パーティクルのウェハ２００裏面への付着をより確実に低減できる。 According to the second embodiment, the contact area with the wafer 200 is reduced more than in the first embodiment by making the wafer 200 contact only with the convex portion 31 provided on the peripheral edge of the disk 30. As a result, the contact adsorption of the wafer 200 to the disk 30 can be more reliably suppressed. Further, since the concave portion 32 is provided in the disc 30, and a space 33 having a dielectric constant lower than that of the material of the disc 30 is interposed between the wafer 200 and the disc 30 on which the wafer 200 is placed, the wafer 30 The electrostatic force generated between 200 and the susceptor 217 can be more reliably reduced. As a result, adhesion of particles to the back surface of the wafer 200 can be more reliably reduced.

また、本実施の形態では、特に円板３０に凸部及び凹部加工を施すようにしているが、円板３０はサセプタ２１７とは別体であるので、円板３０の加工が一層容易になり、メンテナンスの手間や費用を一層削減できる。 Further, in the present embodiment, the convex portion and the concave portion are processed in particular on the disc 30, but the disc 30 is separate from the susceptor 217, so that the processing of the disc 30 becomes easier. , Maintenance labor and costs can be further reduced.

なお、第２の実施の形態の変形例として、円板３０の上下を逆にして凹部３２を下側に向け、円板３０のフラット面でウェハ２００の裏面を全面で支持するようにしてもよい。これによれば、第２の実施の形態よりもパーティクル吸着効果は低減するものの、空間３３がアース電極とウェハ２００との間に介在するので、第１の実施の形態よりはパーティクル吸着効果が向上する。 As a modification of the second embodiment, the disk 30 may be turned upside down so that the recess 32 faces downward, and the flat surface of the disk 30 supports the entire back surface of the wafer 200. Good. According to this, although the particle adsorption effect is reduced as compared with the second embodiment, since the space 33 is interposed between the ground electrode and the wafer 200, the particle adsorption effect is improved as compared with the first embodiment. To do.

［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、ウェハ２００の周縁部を支持するようにした第２の実施の形態に加えて、図３に示すように、ウェハ２００の中央部の一部を支持する第２の支持部として突起４５を円板４０に設けたものである。ウェハ２００の中央部の一部としては、例えば、ウェハ中心部、及びその周辺に少なくとも３箇所以上、合計４箇所以上とすることが好ましい。突起４５の高さは凸部４１と同じ高さとする。 [Third Embodiment]
In the third embodiment, in addition to the second embodiment in which the peripheral portion of the wafer 200 is supported, as shown in FIG. A protrusion 45 is provided on the disc 40 as a support portion. As a part of the central portion of the wafer 200, for example, it is preferable that the central portion of the wafer and the periphery thereof have at least three places, for a total of four places or more. The height of the protrusion 45 is the same as that of the convex portion 41.

このように第３の実施の形態によれば、ウェハ２００とサセプタ２１７の間に、ウェハ周縁部を支持する凸部４１、及びウェハ２００の中央部を支持する突起４５を設けたので、ウェハ２００が大型化した場合にウェハ２００にたわみが発生しても、ウェハ２００の中央部の一部が複数の突起４５に支持されるので、ウェハ２００のたわみを防止できる。また、ウェハ２００とアース電極との間に一定の空間距離を設けることにより、プラズマ処理時にウェハ２００へ吸着されるパーティクルを確実に低減することができる。 As described above, according to the third embodiment, the convex portion 41 that supports the peripheral portion of the wafer and the protrusion 45 that supports the central portion of the wafer 200 are provided between the wafer 200 and the susceptor 217. Even if the wafer 200 is deflected when the size of the wafer 200 is increased, a part of the central portion of the wafer 200 is supported by the plurality of protrusions 45, so that the deflection of the wafer 200 can be prevented. Further, by providing a certain spatial distance between the wafer 200 and the ground electrode, particles adsorbed on the wafer 200 during the plasma processing can be surely reduced.

［第４の実施の形態］
第４の実施の形態は、第３の実施の形態において、図４に示すように、さらに基板載置体としての円板５０の裏面にサセプタ固定手段としての凸状の係止部５６を設け、これに対応してサセプタ２１７の表面に、凸状の係止部５６と係合する凹状の被係止部５７を設けたものである。本実施の形態では、円板５０をサセプタ２１７上へ搭載する時に、サセプタ２１７の被係止部５７に円板５０の係止部５６を係止する。 [Fourth Embodiment]
In the fourth embodiment, in the third embodiment, as shown in FIG. 4, a convex locking portion 56 as a susceptor fixing means is further provided on the back surface of the disk 50 as a substrate mounting body. Correspondingly, a concave locked portion 57 that engages with the convex locking portion 56 is provided on the surface of the susceptor 217. In the present embodiment, when the disk 50 is mounted on the susceptor 217, the locking part 56 of the disk 50 is locked to the locked part 57 of the susceptor 217.

円板５０は、通常は、サセプタ２１７に単に搭載するだけである。サセプタ２１７は前述したようにウェハ処理時に上昇し、ウェハ処理後は下降する。このとき、例えば、ウェハ２００がサセプタ２１７上に搬送された後、ウェハ処理位置までサセプタ２１７が上昇移動するときに、その移動に伴って円板５０がサセプタ２１７の表面に沿ってすべり回転し、サセプタ２１７の中心からウェハ２００がずれてしまうことがある。
本実施の形態では、サセプタ２１７の被係止部５７に円板５０の係止部５６が係止されているので、円板５０の回転ずれを有効に防止することができる。なお、凸状係止部、凹状被係止部を設ける場合、円板側を凹状被係止部、サセプタ側を凸状係止部としてもよいが、本実施の形態のように、円板側を凸状係止部、サセプタ側を凹状被係止部にする方が、サセプタ２１７からウェハ２００への熱伝導性の均一化がはかれるので好ましい。 The disc 50 is usually simply mounted on the susceptor 217. As described above, the susceptor 217 rises during the wafer processing and descends after the wafer processing. At this time, for example, when the susceptor 217 moves up to the wafer processing position after the wafer 200 is transferred onto the susceptor 217, the disk 50 slides and rotates along the surface of the susceptor 217 along with the movement. The wafer 200 may be displaced from the center of the susceptor 217.
In the present embodiment, since the locking portion 56 of the disk 50 is locked to the locked portion 57 of the susceptor 217, the rotational deviation of the disk 50 can be effectively prevented. In the case of providing a convex locking part and a concave locked part, the disk side may be a concave locked part and the susceptor side may be a convex locking part. It is preferable to use a convex locking portion on the side and a concave locked portion on the susceptor side, because the thermal conductivity from the susceptor 217 to the wafer 200 can be made uniform.

［実施例１］
基板処理装置を構成する基板載置体として、図３に示した構成の円板４０を用いた。シリコンウェハの直径は１２インチ＝３００ｍｍである。
円板４０の板厚は０．７〜１．５ｍｍである。円板４０の板厚は０．７ｍｍ〜１．５ｍｍであれば、静電力が十分に低くなり、割れにくくなり加工性も向上し、ウェハ温度の低下も少ない。０．７ｍｍ未満だと加工性が難しい。また、持ち運ぶときに割れ易いのでメンテナンスも難しい。１．５ｍｍを超えると加熱源となるサセプタ２１７とウェハ２００との距離が大きくなるため、ウェハ温度が大きく低下するため好ましくない。
円板４０は、ウェハ２００の直径より約１０％大きい形状とした。これはサセプタ２１７に設けたウェハ２００を収納する凹溝となるウェハポケットの大きさと整合させるためである。 [Example 1]
A disk 40 having the configuration shown in FIG. 3 was used as a substrate mounting body constituting the substrate processing apparatus. The diameter of the silicon wafer is 12 inches = 300 mm.
The thickness of the disc 40 is 0.7 to 1.5 mm. If the thickness of the disk 40 is 0.7 mm to 1.5 mm, the electrostatic force is sufficiently low, it is difficult to break, the workability is improved, and the decrease in the wafer temperature is small. If it is less than 0.7 mm, workability is difficult. Also, maintenance is difficult because it is easy to break when carrying. If the distance exceeds 1.5 mm, the distance between the susceptor 217 serving as a heating source and the wafer 200 increases, which is not preferable because the wafer temperature greatly decreases.
The disc 40 has a shape that is approximately 10% larger than the diameter of the wafer 200. This is for the purpose of matching with the size of the wafer pocket serving as a concave groove for accommodating the wafer 200 provided in the susceptor 217.

パーティクルを低減するために、円板４０とウェハ２００をできるだけ接触させないように、ウェハ２００のエッジから内側に３ｍｍは接するように、円板４０の周縁部に３ｍｍ幅の凸部を環状突起で形成した。円板の残りの中央部には、０．３ｍｍまたは０．５ｍｍの深さの凹部を設けた。
実施例１では、直径１２インチウェハの中心でたわみ量が最大となるため、そのたわみが起こらないようにする必要があったので、円板４０の中心に１点の突起と、円周上に３点の突起を設けた。なお、突起の高さは、凹部の深さと同じ０．３ｍｍまたは０．５ｍｍとした。 In order to reduce particles, a convex portion having a width of 3 mm is formed on the peripheral portion of the disc 40 by an annular projection so that the disc 40 and the wafer 200 are not in contact with each other as much as possible, and 3 mm is in contact with the inside of the wafer 200 did. A recess having a depth of 0.3 mm or 0.5 mm was provided in the remaining central portion of the disk.
In Example 1, since the amount of deflection becomes maximum at the center of the wafer having a diameter of 12 inches, it was necessary to prevent the deflection from occurring. Therefore, one protrusion at the center of the disc 40 and a circumference on the circumference. Three projections were provided. The height of the protrusion was set to 0.3 mm or 0.5 mm which is the same as the depth of the recess.

ウェハと円板は接触するため、アルカリ金属やアルカリ土類金属等の汚染元素がウェハに付着する可能性が高いため、実施例１の円板材料を不純物の少ない合成石英とした。また、ウェハが、そのエッジから内部へ３ｍｍ程度は円板と接触するため、円板の接触面を滑らかにし、摩擦による抵抗を少なくした。接触抵抗によりウェハ又は円板が削れてパーティクルが発生するのを防止するためである。 Since the wafer and the disk are in contact with each other, there is a high possibility that contaminating elements such as alkali metals and alkaline earth metals will adhere to the wafer. Therefore, the disk material of Example 1 was made of synthetic quartz with few impurities. Further, since the wafer is in contact with the disk by about 3 mm from the edge to the inside, the contact surface of the disk is made smooth and resistance by friction is reduced. This is to prevent particles from being generated by scraping the wafer or disk due to contact resistance.

図５に、実施例１の基板処理装置を用いて、円板の凹部深さ０．５ｍｍ、凹部深さ０．３ｍｍとしたときの、ウェハ処理後のウェハ裏面に吸着したパーティクル数の測定結果を示す。ウェハサンプル数はそれぞれ４個（＃１〜＃４）である。パーティクルサイズは０．１３〜０．１６、０．１６〜０．２０、０．２０〜０．３０、及び０．３０〜０．８０の４つのグループに分けた。 FIG. 5 shows the measurement results of the number of particles adsorbed on the back surface of the wafer after wafer processing when the concave portion depth of the disk is 0.5 mm and the concave portion depth is 0.3 mm using the substrate processing apparatus of Example 1. Indicates. The number of wafer samples is 4 (# 1 to # 4), respectively. The particle size was divided into four groups of 0.13-0.16, 0.16-0.20, 0.20-0.30, and 0.30-0.80.

図６に、実施例１の基板処理装置を用いてウェハ処理を行った後、ウェハの裏面に吸着したパーティクル数比の比較結果を示す。このデータは、凹部深さ０．３ｍｍのサンプルのパーティクル数を、凹部深さ０．５ｍｍのサンプルのパーティクル数で割った値である。誤差範囲も考慮して、２．８士１．０倍の値をマークしてある。 FIG. 6 shows a comparison result of the ratio of the number of particles adsorbed on the back surface of the wafer after performing wafer processing using the substrate processing apparatus of Example 1. This data is a value obtained by dividing the number of particles of a sample having a recess depth of 0.3 mm by the number of particles of a sample having a recess depth of 0.5 mm. Considering the error range, the value of 1.0 times 2.8 is marked.

図５及び図６より、ほとんどの測定結果において、パーティクル数は静電力に近い倍率（２．８±１．０倍）となることから、パーティクル数は静電力に比例することがわかる。また、凹部の深さが深いほど、パーティクル付着の低減効果があることがわかった。 5 and 6, in most measurement results, the number of particles is a magnification close to the electrostatic force (2.8 ± 1.0 times), so that the number of particles is proportional to the electrostatic force. It was also found that the deeper the recess, the more effective the particle adhesion reduction.

上述した測定結果は、次のように理論面からも裏付けられる。
図９に示すように、式Ｆ＝９×１０⁹×Ｑ1Ｑ2／ｒ²［Ｎ］より、二つの点電荷Ｑ1とＱ2に働く静電力Ｆは、両電荷Ｑ1とＱ2の積に比例し、距離ｒの二乗に反比例する。
この法則を実施例１に適用するために、
（１）静電力Ｆを、基板が円板に張り付く力とする、
（２）両電荷Ｑ1とＱ2を、基板の電荷Ｑ1と円板の電荷Ｑ2とする、
（３）距離ｒを、基板Ｑ1と円板Ｑ2間の距離とする、
（４）基板電荷Ｑ1と円板電荷Ｑ2を、上記距離が変わっても同じであるとする、
と仮定する。
そして、上記距離ｒが０．３ｍｍ、０．５ｍｍのときの静電力を上記式からそれぞれ求めると、
Ｆ0.3＝１／０．３²×Ｕ
Ｆ0.5＝１／０．５²×Ｕ
ここで、Ｕ＝９×１０⁹×Ｑ1Ｑ2／（１０^-3）²
となる。
２つの距離に応じた静電力の比較をすると、
Ｆ0.3／Ｆ0.5＝（１／０．３²×Ｕ）／（１／０．５²×Ｕ）
＝２．８倍
が得られる。これより距離０．３ｍｍのときの静電力の方が０．５ｍｍよりも２．８倍大きいことがわかる。 The above measurement results are supported from the theoretical viewpoint as follows.
As shown in FIG. 9, from the formula F = 9 × 10 ⁹ × Q1Q2 / r ² [N], the electrostatic force F acting on the two point charges Q1 and Q2 is proportional to the product of both charges Q1 and Q2, and the distance It is inversely proportional to the square of r.
In order to apply this law to Example 1,
(1) The electrostatic force F is a force that the substrate sticks to the disk.
(2) Both charges Q1 and Q2 are set as substrate charge Q1 and disk charge Q2.
(3) The distance r is the distance between the substrate Q1 and the disk Q2.
(4) It is assumed that the substrate charge Q1 and the disk charge Q2 are the same even if the distance is changed.
Assume that
Then, when the electrostatic force when the distance r is 0.3 mm and 0.5 mm is obtained from the above equations,
F0.3 = 1 / 0.3 ² × U
F0.5 = 1 / 0.5 ² × U
Here, U = 9 × 10 ⁹ × Q 1 Q ² / (10 ⁻³ ) ²
It becomes.
When comparing the electrostatic force according to the two distances,
F0.3 / F0.5 = (1 / 0.3 ² × U) / (1 / 0.5 ² × U)
= 2.8 times is obtained. This shows that the electrostatic force when the distance is 0.3 mm is 2.8 times larger than 0.5 mm.

実施例１の基板処理装置では、ウェハとサセプタの間に円板を挟んでいるため、基板温度が６％減少するという結果が出たものの、従来よりもウェハ裏面付着のパーティクルを５０００個から２５０個に低減することができ、低減率が９５％にも達した。 In the substrate processing apparatus according to the first embodiment, since the disk is sandwiched between the wafer and the susceptor, the substrate temperature is reduced by 6%. The reduction rate reached 95%.

［比較例１］
図７に示すように、ウェハ２００を保持する保持手段として、基板載置体は用いずにサセプタ２１７のみを用いた。サセプタ２１７に基板載置体を設置すると、サセプタ２１７からウェハ２００への熱伝導が悪くなる。このため、サセプタ２１７のウェハ２００と接触する表面に、実施例１における凹部や凸部を直接加工した。これによれば、サセプタと基板載置体とが一体になるので、部品（基板載置体、サセプタ）単位での交換ができず、メンテナンスが困難であった。また、加工も困難であった。 [Comparative Example 1]
As shown in FIG. 7, only the susceptor 217 was used as a holding means for holding the wafer 200 without using the substrate mounting body. When a substrate mounting body is installed on the susceptor 217, heat conduction from the susceptor 217 to the wafer 200 is deteriorated. For this reason, the concave portion and the convex portion in Example 1 were directly processed on the surface of the susceptor 217 that contacts the wafer 200. According to this, since the susceptor and the substrate mounting body are integrated, it cannot be replaced in units of components (substrate mounting body, susceptor), and maintenance is difficult. Moreover, processing was also difficult.

以下に本発明の好ましい態様を付記する。
本発明の第１の態様は、プラズマにより基板を処理する処理容器と、前記処理容器の中に設けられ、アース電極を有するサセプタと、少なくとも基板の周縁部を支持する支持部を有し、前記サセプタ上に設けられる基板載置体とを設けた基板処理装置である。
基板とアース電極との間に基板載置体が設けられるので、プラズマ処理時に基板へ吸着されるパーティクルを低減できる。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a processing container for processing a substrate by plasma, a susceptor provided in the processing container and having a ground electrode, and a support part for supporting at least a peripheral part of the substrate, A substrate processing apparatus provided with a substrate mounting body provided on a susceptor.
Since the substrate mounting body is provided between the substrate and the ground electrode, particles adsorbed to the substrate during the plasma processing can be reduced.

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記基板載置体の前記支持部は凸状である基板処理装置である。
サセプタに設けた基板載置体で基板を支持する場合、特にサセプタと基板載置体との接触面積が問題になり、それがパーティクル低減効果に影響するが、本発明によれば凸状の支持部により基板が支持されるので、上記接触面積が低減されてパーティクル低減効果をより向上できる。 A second aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to the first aspect, wherein the support portion of the substrate platform is convex.
When the substrate is supported by the substrate mounting body provided on the susceptor, the contact area between the susceptor and the substrate mounting body becomes a problem, which affects the particle reduction effect. Since the substrate is supported by the portion, the contact area is reduced, and the particle reduction effect can be further improved.

本発明の第３の態様は、第１ないし第２の態様において、前記支持部は、基板周縁部を支持する支持部の他に、基板周縁部以外を支持する第２の支持部を有する基板処理装置である。
基板周縁部以外を支持する第２の支持部を有すると、基板の口径が大きくなっても、第２の支持部により、たわみやすい基板周縁部以外を支持できるため、基板のたわみを防止できる。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the support portion includes a second support portion that supports a portion other than the substrate peripheral portion in addition to the support portion that supports the substrate peripheral portion. It is a processing device.
When the second support portion that supports the portion other than the peripheral portion of the substrate is provided, even if the diameter of the substrate is increased, the second support portion can support the portion other than the peripheral portion of the substrate that is easily bent, so that the substrate can be prevented from being bent.

本発明の第４の態様は、第１ないし第３の態様において、前記基板載置体とサセプタとが、サセプタ上の基板載置体のすべり回転を阻止する固定手段により係合されている基板処理装置である。これによれば、サセプタが昇降してもサセプタ上の基板載置体の回転を抑えることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects, the substrate mounting body and the susceptor are engaged with each other by a fixing unit that prevents sliding rotation of the substrate mounting body on the susceptor. It is a processing device. According to this, even if a susceptor raises / lowers, rotation of the substrate mounting body on a susceptor can be suppressed.

本発明の第５の態様は、第１ないし第４の態様において、前記基板載置体が石英で形成されている基板処理装置である。これによれば、石英製の基板載置体がサセプタと別体に構成されているため、基板載置体の加工、メンテナンス等が容易になる。 A fifth aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the substrate mounting body is made of quartz. According to this, since the quartz substrate mounting body is configured separately from the susceptor, processing, maintenance, and the like of the substrate mounting body are facilitated.

本発明の第１の実施の形態における基板処理装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the substrate processing apparatus in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態における基板処理装置の要部の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the principal part of the substrate processing apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態における基板処理装置の要部概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はｂ−ｂ線断面図である。It is the principal part schematic of the substrate processing apparatus in the 3rd Embodiment of this invention, (a) is a top view, (b) is a bb sectional view taken on the line. 本発明の第４の実施の形態における基板処理装置の要部概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はｂ−ｂ線断面図である。It is the principal part schematic of the substrate processing apparatus in the 4th Embodiment of this invention, (a) is a top view, (b) is a bb sectional view taken on the line. 本発明の実施例１のパーティクルの測定結果を示す取得データ図である。It is an acquisition data figure which shows the measurement result of the particle | grains of Example 1 of this invention. 本発明の実施例１の実験結果を示すパーティクル数比のデータ図である。It is a data figure of the particle number ratio which shows the experimental result of Example 1 of this invention. 比較例１を示す基板処理装置の要部の概略断面図である。10 is a schematic cross-sectional view of a main part of a substrate processing apparatus showing Comparative Example 1. FIG. 本発明の実施の形態における基板処理装置の詳細な断面図である。It is detailed sectional drawing of the substrate processing apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電力の説明図である。It is explanatory drawing of the electrostatic force which concerns on embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１０基板載置体
１１支持部
２２アース電極
２００ウェハ（基板）
２０３処理容器
２１７サセプタ
２２４プラズマ生成領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate mounting body 11 Support part 22 Ground electrode 200 Wafer (substrate)
203 Processing vessel 217 Susceptor 224 Plasma generation region

Claims

A processing vessel for processing a substrate with plasma;
A susceptor having a ground electrode provided in the processing vessel;
The provided annularly on the susceptor, support the ends of the substrate at the inner edge, a convex support portion diameter of the outer edge is configured larger than the diameter of the substrate, and upon mounting the substrate, A substrate mounting body having a recess that forms a space between the substrate and the center of the back surface of the substrate;
A substrate processing apparatus comprising:

The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the concave portion has a protruding support portion.

A processing vessel for processing a substrate with plasma;
A susceptor provided in the processing vessel and having a ground electrode;
The provided annularly on the susceptor, support the ends of the substrate at the inner edge, a convex support portion diameter of the outer edge is configured larger than the diameter of the substrate, and upon mounting the substrate, A substrate mounting body having a recess that forms a space between the substrate and the center of the back surface of the substrate;
A method for manufacturing a semiconductor device using a substrate processing apparatus comprising:
A step of placing a substrate on the convex support portion of the substrate placement body;
Processing the previously placed substrate; and
A method for manufacturing a semiconductor device comprising: