JP5079729B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、プラズマエッチング等の所定の処理を半導体ウエハ等の被処理基板に施すプラズマ処理装置に関する。
従来から、半導体装置やLCDの製造工程等では、半導体ウエハやLCD基板等の被処理基板にプラズマを作用させて所定の処理、例えば、成膜処理やエッチング処理等を施すプラズマ処理が行われている。
このようなプラズマ処理のうち、例えば、平行平板型のエッチング装置を用いたプラズマエッチング処理では、被処理基板をプラズマ処理室内に設けられ載置台(サセプタ)上に載置し、プラズマ処理室内にプラズマを発生させ、このプラズマを被処理基板に作用させてプラズマエッチング処理を行う。
また、このようなプラズマエッチング処理を行う際に、被処理基板の周縁部におけるプラズマの不連続性を緩和し、特に、被処理基板の周縁部におけるプラズマエッチング処理の状態を改善してプラズマエッチング処理の面内均一性を向上させる目的等のため、従来から、被処理基板の周囲を囲むように、所謂フォーカスリングを配置することが行われている(例えば、特許文献1参照。)。
図8は、このようなプラズマエッチング処理を行う平行平板型のエッチング装置の要部構成を示すもので、同図において符号50は、図示しないプラズマ処理室内に配置された載置台(サセプタ)を示している。
このサセプタ50は、下部電極を兼ねたものであり、導電性を有する材料、例えば、表面に陽極酸化被膜(アルマイト)が形成されたアルミニウム等から、略円板状に構成されている。
上記サセプタ50の半導体ウエハWの載置面には、静電チャック用電極51aを、絶縁性材料からなる絶縁膜51b中に介在させて構成された静電チャック51が設けられている。また、サセプタ50上には、半導体ウエハWの周囲を囲むように、環状に構成されたフォーカスリング52が載置されている。
サセプタ50は、上述したとおりアルミニウム等から構成されているため、半導体ウエハWの上方に形成されるプラズマに直接晒される部位があると、その部分がプラズマによってスパッタされ、半導体ウエハWに不所望なアルミニウム等を含むスパッタ膜が形成される可能性がある。
このため、図8に示すように、サセプタ50のウエハ載置面(静電チャック51が形成されている部分)の直径は、半導体ウエハWの直径より僅かに(例えば4mm程度)小さくされている。そして、フォーカスリング52の下側部分の内径を、半導体ウエハWの直径より小さくすることによって、半導体ウエハWの端部下側部分にまで、フォーカスリング52の下側部分が延在するようにし、上側から見た場合に、サセプタ50の上面に、直接露出している部位がないよう構成されている。
一方、フォーカスリング52の上面は、半導体ウエハWの表面と略同じ高さにされている。このため、フォーカスリング52の全体の厚さは、半導体ウエハWの厚さ(例えば、0.8mm)に比べてかなり厚く形成されている。
特開2002−246370号公報(第2−5頁、第1−6図)
上述したとおり、従来のプラズマ処理装置では、被処理基板の周囲を囲むように、フォーカスリングを設けることによって、プラズマエッチング処理の面内均一性の向上が図られている。
しかしながら、このようなフォーカスリングを用いたプラズマ処理装置においても、さらに、プラズマエッチング処理の面内均一性を向上させることが必要とされている。
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので、被処理基板の全面に亘って均一なプラズマ処理を施すことができ、従来に比べてプラズマ処理の面内均一性の向上を図ることのできるプラズマ処理装置を提供しようとするものである。
請求項1の発明は、プラズマ処理室と、前記プラズマ処理室内に配置される載置台と、前記載置台上に形成され、被処理基板をその上に載置する静電チャックと、前記被処理基板の外周縁部から間隔を設けて前記被処理基板の周囲を囲むように配置された平板状のリング部材とを有し、前記静電チャックは、平面板からなり、前記被処理基板及び前記リング部材の下側に位置するように配置され、かつ、前記載置台の上面は全て、前記静電チャックにより覆われていることを特徴とする。
請求項の発明は、請求項記載のプラズマ処理装置であって、前記被処理基板の単位面積あたりのインピーダンスに対する、前記リング部材の単位面積あたりのインピーダンスの比は、5以下であることを特徴とする。
請求項の発明は、請求項記載のプラズマ処理装置であって、前記被処理基板の単位面積あたりのインピーダンスに対する、前記リング部材の単位面積あたりのインピーダンスの比は、3以下であることを特徴とする。
請求項の発明は、請求項記載のプラズマ処理装置であって、前記被処理基板の単位面積あたりのインピーダンスに対する、前記リング部材の単位面積あたりのインピーダンスの比は、1.5以下であることを特徴とする。
請求項の発明は、請求項記載のプラズマ処理装置であって、前記リング部材を構成する材料は、前記被処理基板とインピーダンスが同一の材料であり、前記リング部材の厚さは、前記被処理基板の厚さの5倍以下であることを特徴とする。
請求項の発明は、請求項記載のプラズマ処理装置であって、前記リング部材を構成する材料は、前記被処理基板と同一の材料であり、前記リング部材の厚さは、前記被処理基板の厚さの5倍以下であることを特徴とする。
請求項の発明は、請求項1〜のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置であって、前記リング部材は、前記被処理基板と同じ厚さであることを特徴とする。
本発明によれば、被処理基板の全面に亘って均一なプラズマ処理を施すことができ、従来に比べてプラズマ処理の面内均一性の向上を図ることができる。
本発明の第1実施形態の処理装置の概略構成を示す図。 図1の処理装置の要部概略構成を示す図。 フォーカスリング厚さによるエッチングレートの均一性の相違を示す図。 インピーダンスの比とエッチングレートの均一性との関係を示す図。 図1の処理装置の要部概略構成の変形例を示す図。 図1の処理装置の要部概略構成の変形例を示す図。 本発明の第2実施形態における処理装置の要部概略構成を示す図。 従来のプラズマ処理装置の要部概略構成を示す図。
以下、本発明の詳細を、図面を参照して実施の形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るプラズマ処理装置(プラズマエッチング装置)全体の概略構成を模式的に示すものである。同図において、符号1は、プラズマ処理室を構成する円筒状の処理チャンバを示している。処理チャンバの材質は、例えば表面に陽極酸化膜(アルマイト)が形成されたアルミニウム等からなり、処理チャンバの内部は、気密に閉塞可能に構成されている。
上記処理チャンバ1は、接地電位に接続されており、処理チャンバ1の内部には、下部電極を兼ねたサセプタ(載置台)2が設けられている。このサセプタの材質は、例えば表面に陽極酸化膜(アルマイト)が形成されたアルミニウム等である。
このサセプタ2の半導体ウエハW載置面には、静電チャック3が設けられている。この静電チャック3は、図2に示すように、静電チャック用電極3aを、例えば、ポリイミド等の絶縁性材料からなる絶縁膜3b中に介在させた構成とされている。
上記サセプタ2は、セラミックなどの絶縁板4を介して真空チャンバ1内に支持されており、静電チャック3の静電チャック用電極3aには直流電源5が接続されている。
また、サセプタ2上には、半導体ウエハWの周囲を囲むように、環状に形成されたフォーカスリング6が設けられている。このフォーカスリング6の構成については、後で詳細に説明する。
また、サセプタ2の内部には、温度制御のための熱媒体としての絶縁性流体を循環させるための熱媒体流路7と、ヘリウムガス等の温度制御用のガスを半導体ウエハWの裏面に供給するためのガス流路8が設けられている。
そして、熱媒体流路7内に所定温度に制御された絶縁性流体を循環させることによって、サセプタ2を所定温度に制御している。また、このサセプタ2と半導体ウエハWの裏面との間にガス流路8を介して温度制御用のガスを供給してこれらの間の熱交換を促進している。これにより、半導体ウエハWを精度良くかつ効率的に所定温度に制御することができるようになっている。
また、サセプタ2のほぼ中央には、高周波電力を供給するための給電線10が接続されている。この給電線10には整合器11を介して、高周波電源(RF電源)12が接続されている。高周波電源12からは、所定の周波数の高周波電力が供給されるようになっている。
また、上述したフォーカスリング6の外側には、環状に構成され、多数の排気孔が形成された排気リング13が設けられている。この排気リング13を介して、排気ポート14に接続された排気系15の真空ポンプ等により、処理チャンバ1内の処理空間の真空排気が行われるよう構成されている。
一方、サセプタ2の上方の処理チャンバ1の天壁部分には、シャワーヘッド16が、サセプタ2と平行に対向する如く設けられている。また、このシャワーヘッド16は接地されている。したがって、これらのサセプタ2およびシャワーヘッド16は、一対の電極(上部電極と下部電極)として機能するようになっている。
上記シャワーヘッド16は、その下面に多数のガス吐出孔17が設けられており、且つその上部にガス導入部18を有している。そして、その内部にはガス拡散用空隙19が形成されている。ガス導入部18にはガス供給配管20が接続されており、このガス供給配管20の他端には、ガス供給系21が接続されている。このガス供給系21は、ガス流量を制御するためのマスフローコントローラ(MFC)22、例えばエッチング用の処理ガス等を供給するための処理ガス供給源23等から構成されている。
一方、処理チャンバ1の外側周囲には、処理チャンバ1と同心状に、環状の磁場形成機構(リング磁石)24が配置されており、サセプタ2とシャワーヘッド16との間の処理空間に磁場を形成するようになっている。この磁場形成機構24は、回転機構25によって、その全体が、処理チャンバ1の回りを所定の回転速度で回転可能とされている。
次に、上述したフォーカスリング6の構成について説明する。フォーカスリング6は、図2にも示すように、半導体ウエハWの外周縁部から間隔を設けて、半導体ウエハWの周囲を囲むように配置された薄板状のリング部材6aと、下側リング部材(下側リング)6bとから構成されている。下側リング部材6bは、半導体ウエハWと薄板状のリング部材(薄型リング)6aの間に位置するように、かつ、半導体ウエハW及び薄板状のリング部材6aの下側に位置するように配置されている。その結果、サセプタ2は、半導体ウエハWと薄板状のリング部材6aとの間隔を介して、処理空間中のプラズマに直接曝されることはない。なお、下側リング部材6bは、サセプタ2に形成された溝内に収容されるように載置されている。しかしこの下側リング部材6bは、サセプタ2の表面を保護する役目を果たし、かつ、プラズマによって消耗するので、消耗品として交換可能とされている。
また、上記構成のフォーカスリング6において、薄板状のリング部材6aの単位面積あたりのインピーダンス(高周波に対するインピーダンス)は、半導体ウエハWの単位面積あたりのインピーダンスの5倍以内となるように設定される。
本第1の実施形態では、上記薄板状のリング部材6a及び下側リング部材6bは、どちらも、半導体ウエハWの材質と同じシリコンから構成されている。この場合、薄板状のリング部材6aの厚さを、半導体ウエハWの厚さ(0.8mm)の5倍以下(4.0mm以下)とすることにより、薄板状のリング部材6aの単位面積あたりのインピーダンスを、半導体ウエハWの単位面積あたりのインピーダンスの5倍以内とすることができる。しかし、本第1の実施形態では、図2に示すように、薄板状のリング部材6aの厚さは、半導体ウエハWの厚さと略同一とされている。
したがって、薄板状のリング部材6aの単位面積あたりのインピーダンスは、半導体ウエハWの単位面積あたりのインピーダンスと略同一とされている。
上記のように、薄板状のリング部材6aの単位面積あたりのインピーダンスを、半導体ウエハWの単位面積あたりのインピーダンスの5倍以内に設定するのは、以下の理由による。
すなわち、本発明者等が詳査したところ、図8に示した構成の従来のフォーカスリング52を用いた場合、半導体ウエハWの上方に形成されるシースのシース電圧と、フォーカスリング52の上方に形成されるシースのシース電圧に、図中点線で示されるような相違が生じた。このようなシース電圧の不連続性が、半導体ウエハの周縁部におけるプラズマエッチング処理の状態の不均一性の一因となっていると考えられることから、上記のシース電圧を均一化することによって、エッチング処理の均一性を向上させられると予測した。
そして、フォーカスリングの単位面積あたりのインピーダンスを、半導体ウエハWの単位面積あたりのインピーダンスに近付けることによって、上記のようなシース電圧を均一化して、エッチング処理の均一性を向上させられると考えた。半導体ウエハWと同一の材質であるシリコンを用いて、厚さが、8mm、4mm、2.4mmの3種類のフォーカスリングを製作し、実際にエッチング処理を行った。
図3は、縦軸を規格化されたエッチングレート(ウエハ中心から135mmの位置のエッチングレートを基準とする。)、横軸をウエハ中心からの距離として、上記のエッチング処理の結果を示すものである。同図に示すように、厚さの薄い(従って単位面積あたりのインピーダンスが半導体ウエハWに近い)フォーカスリングを用いることによって、特に、半導体ウエハWの周縁部におけるエッチングレートの均一性を向上できることが分かる。
図4は、縦軸を半導体ウエハW端部におけるエッチングレートの均一性(ユニフォーミティー)(±%)、横軸を単位面積あたりのインピーダンスの比(フォーカスリングの単位面積あたりのインピーダンス/半導体ウエハWの単位面積あたりのインピーダンス)として、上記の結果を示したものである。
同図に示すように、薄板状のリング部材6aの単位面積あたりのインピーダンスを、半導体ウエハWの単位面積あたりのインピーダンスの5倍以内とすることにより、上記のエッチングレートの均一性を、多くの製造工程において求められる±5%以内とすることができる。
なお、製造工程によっては、エッチングレートの均一性を±3%以内とすることが要求される場合がある。この場合は、同図に示すように、薄板状のリング部材6aの単位面積あたりのインピーダンスを、半導体ウエハWの単位面積あたりのインピーダンスの4倍以内とすることによって、上記要求を満たすことができる。
また、薄板状のリング部材6aの単位面積あたりのインピーダンスを、半導体ウエハWの単位面積あたりのインピーダンスの3倍以内、さらに1.5倍以内とすることで、エッチングレートの均一性をさらに増すことができる。
また、上記の実施形態では、薄板状のリング部材6aの材質として、半導体ウエハWと同一の材質であるシリコンを用いた場合について説明したが、他の材質、例えば、SiC、表面に溶射膜(Y溶射膜等)が形成されたアルミニウム、石英、セラミックス等を用いることができる。この場合、半導体ウエハWとは誘電率、導電率等が異なるため、インピーダンスの比と厚さの関係は、上記とは異なったものになる。
ところで、実際には、半導体ウエハWは、シリコン基板(Si)の他、酸化膜(SiO)、窒化膜(SiN)、ポリシリコン、金属膜、low−k膜等から構成されている。しかし、その半導体ウエハWのインピーダンスが、シリコン基板(Si)のインピーダンスによって支配的であるならば、上記の酸化膜(SiO)等のインピーダンスを考慮せずに、シリコン基板(Si)のインピーダンスを、半導体ウエハWのインピーダンスと見做すことができる。
したがって、シリコン基板(Si)のインピーダンスと、インピーダンスが同一の材料(例えばシリコン)は、半導体ウエハW(被処理基板)と実質的にインピーダンスが同一と見做すことができる。また、シリコンの他、例えば、SiC等のインピーダンスを制御可能な材料を用いれば、シリコン基板(Si)のインピーダンスと実質的に同一とすることができる。
また、薄板状のリング部材6aに、例えば、Alや、Yのような被膜を設けた場合、これらの被膜が薄板状のリング部材6a全体の単位面積あたりのインピーダンスに大きな影響を与えない程度のものであれば、考慮する必要はない。薄板状のリング部材6aの材料(母材)及び厚さ、被膜の材料及び厚さによって、被膜の有するインピーダンスの影響が大きければ、その被膜の有するインピーダンスを考慮して、薄板状のリング部材6aの材料、厚さ、被膜の材料、厚さを設定する必要がある。
上記のように、薄板状のリング部材6aは、例えば、図8に示した従来のフォーカスリング52等と比べた場合、その厚さが薄くなる。特に、本第1の実施形態では、薄板状のリング部材6aの厚さが、半導体ウエハWと略同一とされているため、半導体ウエハWの端部下側にこの薄板状のリング部材6aを配置することができない。このため、本第1の実施形態では、薄板状のリング部材6aと、下側リング部材6bとによって、フォーカスリング6を構成する。さらにこの下側リング部材6bを、半導体ウエハWと薄板状のリング部材6aの間に位置するように、かつ、半導体ウエハW及び薄板状のリング部材6aの下側に位置するように配置して、サセプタ2を保護するように構成している。
但し、図5に示したように、薄板状のリング部材6aの載置面を静電チャック3の載置面より高くし、静電チャック3と薄板状のリング部材6aの間のサセプタ2がプラズマに露出する部分に溶射膜52を施せば、図8に示したフォーカスリング52のような形状であっても、下側リング部材6bを省略することが可能である。図5では、薄板状のリング部材6aをシリコン製とし、その厚さを半導体ウエハWの2倍程度としている。なお、図5におけるフォーカスリングとは、図1、図2で示した薄板状のリング部材6aと下側リング部材6bから成るフォーカスリングとは異なり、薄板状のリング部材6aのみの構成となる。
さらに、図6に示したように、半導体ウエハWの載置面に設けられる静電チャック3の径をサセプタ2と略同じ径にし、半導体ウエハWと薄板状のリング部材6aの下側に位置させるように構成してもよい。この場合、下側リング部材6bを省略することができ、薄板状のリング部材6aは、半導体ウエハWとともに、静電チャック3上に載置される。このような構成により、サセプタ2をプラズマから保護しつつ、下側リング部材6bを省略する簡易な構成を実現することができる。また、図6におけるフォーカスリングも、図1、図2で示した薄板状のリング部材6aと下側リング部材6bから成るフォーカスリングとは異なり、薄板状のリング部材6aのみの構成となる。
また、本第1の実施形態の図2、図6では、上記のように、薄板状のリング部材6aの厚さを、半導体ウエハWの厚さと略同一としているため、サセプタ2の薄板状のリング部材6aの載置面の高さを、半導体ウエハWの載置面の高さと同一とすることができる。よって、これらの載置面のラッピング加工を同時に行うことができ、面加工精度を良くできるとともに、加工コストも低減することができる。
なお、図2に示された点線は、半導体ウエハWの上部に形成されたシースのシース電圧と、薄板状のリング部材6aの上部に形成されたシースのシース電圧を示すものである。
次に、上記のように構成されたプラズマエッチング装置によるプラズマエッチング処理の手順について説明する。
まず、処理チャンバ1に設けられた図示しないゲートバルブを開放し、このゲートバルブに隣接して配置されたロードロック室(図示せず)を介して、搬送機構(図示せず)により半導体ウエハWを処理チャンバ1内に搬入し、サセプタ2上に載置する。そして、搬送機構を処理チャンバ1外へ退避させた後、ゲートバルブを閉じる。また、静電チャック3の静電チャック用電極3aに、直流電源5から所定電圧の直流電圧を印加することによって、半導体ウエハWを吸着保持する。
この後、排気系15の真空ポンプにより処理チャンバ1内を所定の真空度、例えば、1.33Pa〜133Paに排気しつつ、処理ガス供給系21から、処理チャンバ1内に所定の処理ガスを供給する。
そして、この状態で、高周波電源12から整合器11を介して、所定周波数、例えば、十数MHz〜百数十MHzの高周波を、サセプタ2に印加する。サセプタ2とシャワーヘッド16との間に空間にプラズマを発生させ、プラズマによる半導体ウエハWのエッチングを行う。
本第1の実施形態では、このようなプラズマによる半導体ウエハWのエッチングの際に、図2に点線で示すように、半導体ウエハW及びフォーカスリング6の上方に均一なシース電圧のシースが形成される。よって、半導体ウエハWの全面に亘って均一なプラズマエッチング処理を施すことができ、従来に比べてプラズマエッチング処理の面内均一性の向上を図ることができる。
また、薄板状のリング部材6aの厚さが、従来に比べて薄くなっているので、その熱容量が減り、温度変化のレスポンスが良くなる。よって、複数回のプラズマエッチング処理を繰り返して行ってもフォーカスリングの温度が常に同じ温度となり、フォーカスリングの経時的な温度変動によるプラズマエッチング処理に与える影響を軽減することができる。
そして、半導体ウエハWに所定のエッチング処理が実行されると、高周波電源12からの高周波電力の供給を停止することによって、プラズマエッチング処理を停止し、上述した手順とは逆の手順で、半導体ウエハWを処理チャンバ1外に搬出する。
次に本発明の第2の実施形態について、図7を用いて説明する。図7における76aは、アルミニウム等から成る下部電極(サセプタ)上に、Siの溶射により形成された溶射リング(薄型リング)であり、72は、下部電極のプラズマ露出部を被覆するためのY溶射膜である。
本第2の実施形態では、第1の実施形態における薄板状のリング部材6aの代わりに、薄型リングとして溶射リング76aを用いている。電極上にSiの溶射により溶射リング76aを形成するので、溶射リング76aの厚さを容易に半導体ウエハWの厚さと同程度にすることができる。よって、溶射リング76aの単位面積あたりのインピーダンスを、半導体ウエハWの単位面積あたりのインピーダンスと略同じにすることができる。
溶射リング76aは、大気プラズマ溶射法、プラズマ溶射法、高速フレーム溶射、爆発溶射法等により形成することができる。溶射リング76aの厚さは、半導体ウエハWの厚さと同程度が望ましいが、溶射で形成するので、半導体ウエハWよりも薄くすることも可能となる。また、溶射リング76aの厚さを、半導体ウエハWよりも厚くすることも可能である。
また、溶射リング76aはSiに限らず、SiCやY、Al、YF等の材質であってもよい。Y溶射膜72も、溶射リング76aの材質と同様にSiやSiC、Al、YF等の溶射膜であってもよい。
なお、本第2の実施形態におけるフォーカスリングは、薄型リングとしての溶射リング76aのみの構成である。
なお、上記の実施形態では、本発明を半導体ウエハWのプラズマエッチングに適用した場合について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、LCD基板のプラズマ処理等にも同様にして適用できることは勿論である。
W…半導体ウエハ、1…処理チャンバ、2…サセプタ、3…静電チャック、6…フォーカスリング、6a…薄板状のリング部材、6b…下側リング部材、76a…溶射リング。

Claims (7)

  1. プラズマ処理室と、
    前記プラズマ処理室内に配置される載置台と、
    前記載置台上に形成され、被処理基板をその上に載置する静電チャックと、
    前記被処理基板の外周縁部から間隔を設けて前記被処理基板の周囲を囲むように配置された平板状のリング部材とを有し、
    前記静電チャックは、平面板からなり、前記被処理基板及び前記リング部材の下側に位置するように配置され、かつ、前記載置台の上面は全て、前記静電チャックにより覆われていることを特徴とするプラズマ処理装置。
  2. 請求項記載のプラズマ処理装置であって、
    前記被処理基板の単位面積あたりのインピーダンスに対する、前記リング部材の単位面積あたりのインピーダンスの比は、5以下であることを特徴とするプラズマ処理装置。
  3. 請求項記載のプラズマ処理装置であって、
    前記被処理基板の単位面積あたりのインピーダンスに対する、前記リング部材の単位面積あたりのインピーダンスの比は、3以下であることを特徴とするプラズマ処理装置。
  4. 請求項記載のプラズマ処理装置であって、
    前記被処理基板の単位面積あたりのインピーダンスに対する、前記リング部材の単位面積あたりのインピーダンスの比は、1.5以下であることを特徴とするプラズマ処理装置。
  5. 請求項記載のプラズマ処理装置であって、
    前記リング部材を構成する材料は、前記被処理基板とインピーダンスが同一の材料であり、
    前記リング部材の厚さは、前記被処理基板の厚さの5倍以下であることを特徴とするプラズマ処理装置。
  6. 請求項記載のプラズマ処理装置であって、
    前記リング部材を構成する材料は、前記被処理基板と同一の材料であり、
    前記リング部材の厚さは、前記被処理基板の厚さの5倍以下であることを特徴とするプラズマ処理装置。
  7. 請求項1〜のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置であって、
    前記リング部材は、前記被処理基板と同じ厚さであることを特徴とするプラズマ処理装置。
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Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7850174B2 (en) * 2003-01-07 2010-12-14 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and focus ring
US8382942B2 (en) * 2003-03-21 2013-02-26 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for reducing substrate backside deposition during processing
JP5080810B2 (ja) * 2004-11-02 2012-11-21 パナソニック株式会社 プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
US7767055B2 (en) 2004-12-03 2010-08-03 Tokyo Electron Limited Capacitive coupling plasma processing apparatus
JP4336320B2 (ja) * 2005-02-25 2009-09-30 キヤノンアネルバ株式会社 ウエハホルダ
KR101028625B1 (ko) * 2005-03-31 2011-04-12 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판의 질화 처리 방법 및 절연막의 형성 방법
US20070032081A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-08 Jeremy Chang Edge ring assembly with dielectric spacer ring
US7651571B2 (en) * 2005-12-22 2010-01-26 Kyocera Corporation Susceptor
KR100794308B1 (ko) * 2006-05-03 2008-01-11 삼성전자주식회사 반도체 플라즈마 장치
US8034409B2 (en) * 2006-12-20 2011-10-11 Lam Research Corporation Methods, apparatuses, and systems for fabricating three dimensional integrated circuits
JP5317424B2 (ja) * 2007-03-28 2013-10-16 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5248038B2 (ja) * 2007-05-22 2013-07-31 東京エレクトロン株式会社 載置台およびそれを用いたプラズマ処理装置
JP5227197B2 (ja) * 2008-06-19 2013-07-03 東京エレクトロン株式会社 フォーカスリング及びプラズマ処理装置
US9136105B2 (en) * 2008-06-30 2015-09-15 United Microelectronics Corp. Bevel etcher
US9543181B2 (en) * 2008-07-30 2017-01-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Replaceable electrostatic chuck sidewall shield
US8869741B2 (en) * 2008-12-19 2014-10-28 Lam Research Corporation Methods and apparatus for dual confinement and ultra-high pressure in an adjustable gap plasma chamber
CN102341902A (zh) * 2009-03-03 2012-02-01 东京毅力科创株式会社 载置台结构、成膜装置和原料回收方法
JP2010278166A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理用円環状部品、及びプラズマ処理装置
CN101989543B (zh) * 2009-08-07 2012-09-05 中微半导体设备(上海)有限公司 一种用于减少基片背面聚合物的装置
JP5395633B2 (ja) 2009-11-17 2014-01-22 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置の基板載置台
JP5563347B2 (ja) 2010-03-30 2014-07-30 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及び半導体装置の製造方法
JP5503503B2 (ja) 2010-11-09 2014-05-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5741124B2 (ja) * 2011-03-29 2015-07-01 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
CN103165494B (zh) * 2011-12-08 2015-12-09 中微半导体设备(上海)有限公司 一种清洁晶片背面聚合物的装置和方法
CN102522305B (zh) * 2011-12-27 2015-01-07 中微半导体设备(上海)有限公司 等离子体处理装置及聚焦环组件
CN103187232B (zh) * 2011-12-28 2015-09-16 中微半导体设备(上海)有限公司 一种减少晶片背面生成聚合物的聚焦环
KR20140101996A (ko) * 2013-02-13 2014-08-21 삼성전자주식회사 기판 지지유닛 및 이를 구비한 플라즈마 식각장치
CN103646841B (zh) * 2013-11-22 2016-01-27 上海华力微电子有限公司 一种等离子体刻蚀设备
JP5615454B1 (ja) * 2014-02-25 2014-10-29 コバレントマテリアル株式会社 フォーカスリング
CN105097630A (zh) * 2014-05-14 2015-11-25 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 承载装置以及等离子刻蚀设备
CN105575863B (zh) * 2014-11-10 2019-02-22 中微半导体设备(上海)有限公司 等离子体处理装置、基片卸载装置及方法
JP6383647B2 (ja) * 2014-11-19 2018-08-29 東京エレクトロン株式会社 測定システムおよび測定方法
US20170002465A1 (en) * 2015-06-30 2017-01-05 Lam Research Corporation Separation of Plasma Suppression and Wafer Edge to Improve Edge Film Thickness Uniformity
US10340171B2 (en) 2016-05-18 2019-07-02 Lam Research Corporation Permanent secondary erosion containment for electrostatic chuck bonds
US11069553B2 (en) 2016-07-07 2021-07-20 Lam Research Corporation Electrostatic chuck with features for preventing electrical arcing and light-up and improving process uniformity
US10655224B2 (en) * 2016-12-20 2020-05-19 Lam Research Corporation Conical wafer centering and holding device for semiconductor processing
US10910195B2 (en) * 2017-01-05 2021-02-02 Lam Research Corporation Substrate support with improved process uniformity
WO2018183245A1 (en) * 2017-03-31 2018-10-04 Mattson Technology, Inc. Material deposition prevention on a workpiece in a process chamber
US20210305070A1 (en) * 2017-10-17 2021-09-30 Ulvac, Inc. Object processing apparatus
US11450545B2 (en) * 2019-04-17 2022-09-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Capacitively-coupled plasma substrate processing apparatus including a focus ring and a substrate processing method using the same
KR102214333B1 (ko) 2019-06-27 2021-02-10 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US20220293397A1 (en) * 2021-03-10 2022-09-15 Applied Materials, Inc. Substrate edge ring that extends process environment beyond substrate diameter
US20240274401A1 (en) * 2023-02-14 2024-08-15 Kla Corporation Substrate position monitoring devices
WO2024181204A1 (ja) * 2023-02-28 2024-09-06 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置、基板支持部及びエッジリングの消耗補正方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3204836B2 (ja) * 1994-03-25 2001-09-04 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
TW434745B (en) * 1995-06-07 2001-05-16 Tokyo Electron Ltd Plasma processing apparatus
US5904778A (en) * 1996-07-26 1999-05-18 Applied Materials, Inc. Silicon carbide composite article particularly useful for plasma reactors
US6284093B1 (en) * 1996-11-29 2001-09-04 Applied Materials, Inc. Shield or ring surrounding semiconductor workpiece in plasma chamber
US5740009A (en) * 1996-11-29 1998-04-14 Applied Materials, Inc. Apparatus for improving wafer and chuck edge protection
JP3071729B2 (ja) 1997-06-20 2000-07-31 九州日本電気株式会社 プラズマ処理装置
US6251215B1 (en) * 1998-06-03 2001-06-26 Applied Materials, Inc. Carrier head with a multilayer retaining ring for chemical mechanical polishing
US6159299A (en) * 1999-02-09 2000-12-12 Applied Materials, Inc. Wafer pedestal with a purge ring
US7141757B2 (en) * 2000-03-17 2006-11-28 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with overhead RF source power electrode having a resonance that is virtually pressure independent
JP4592916B2 (ja) * 2000-04-25 2010-12-08 東京エレクトロン株式会社 被処理体の載置装置
US6489249B1 (en) * 2000-06-20 2002-12-03 Infineon Technologies Ag Elimination/reduction of black silicon in DT etch
JP4559595B2 (ja) * 2000-07-17 2010-10-06 東京エレクトロン株式会社 被処理体の載置装置及びプラズマ処理装置
JP2002110652A (ja) 2000-10-03 2002-04-12 Rohm Co Ltd プラズマ処理方法およびその装置
US6475336B1 (en) * 2000-10-06 2002-11-05 Lam Research Corporation Electrostatically clamped edge ring for plasma processing
US6391787B1 (en) * 2000-10-13 2002-05-21 Lam Research Corporation Stepped upper electrode for plasma processing uniformity
JP4676074B2 (ja) 2001-02-15 2011-04-27 東京エレクトロン株式会社 フォーカスリング及びプラズマ処理装置
JP4686867B2 (ja) 2001-02-20 2011-05-25 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US6554954B2 (en) * 2001-04-03 2003-04-29 Applied Materials Inc. Conductive collar surrounding semiconductor workpiece in plasma chamber
US20030106646A1 (en) * 2001-12-11 2003-06-12 Applied Materials, Inc. Plasma chamber insert ring
TWI272877B (en) * 2001-12-13 2007-02-01 Tokyo Electron Ltd Ring mechanism, and plasma processing device using the ring mechanism
JP4106948B2 (ja) * 2002-03-29 2008-06-25 東京エレクトロン株式会社 被処理体の跳上り検出装置、被処理体の跳上り検出方法、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US6896765B2 (en) * 2002-09-18 2005-05-24 Lam Research Corporation Method and apparatus for the compensation of edge ring wear in a plasma processing chamber
US7252738B2 (en) * 2002-09-20 2007-08-07 Lam Research Corporation Apparatus for reducing polymer deposition on a substrate and substrate support
US7850174B2 (en) * 2003-01-07 2010-12-14 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and focus ring
US7244336B2 (en) * 2003-12-17 2007-07-17 Lam Research Corporation Temperature controlled hot edge ring assembly for reducing plasma reactor etch rate drift

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