JP6076954B2 - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents

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Description

本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。   The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.

例えば半導体デバイスなどの製造プロセスでは、半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という。)に対して成膜処理やエッチング処理などの各種処理が行われる。そして、これら成膜処理やエッチング処理では、ウェハ面内で均一な処理が行われる必要がある。   For example, in a manufacturing process of a semiconductor device or the like, various processes such as a film forming process and an etching process are performed on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”). And in these film-forming processes and etching processes, it is necessary to perform a uniform process within the wafer surface.

ウェハに均一な処理を行うためは、ウェハを載置台に適切に載置する必要がある。このため、載置台には、例えばウェハの反り抑制や面内温度の均一化を目的として、静電チャックやクランプが用いることが試みられている。しかしながら、載置台に静電チャックを用いた場合、上記目的を達成するためには、当該静電チャックに高電圧を印加する必要がある。かかる場合、静電チャックからウェハを脱離させようとしても、ウェハに電荷が残留して脱離不良となるおそれがある。また、載置台にクランプを用いた場合、ウェハ近傍にクランプする機構を配置することによってウェハ処理への影響があり、あるいはパーティクルや異物が発生するおそれがある。   In order to perform uniform processing on the wafer, it is necessary to appropriately place the wafer on a mounting table. For this reason, an attempt has been made to use an electrostatic chuck or clamp for the mounting table, for example, for the purpose of suppressing warpage of the wafer and equalizing the in-plane temperature. However, when an electrostatic chuck is used for the mounting table, it is necessary to apply a high voltage to the electrostatic chuck in order to achieve the above object. In such a case, even if it is attempted to detach the wafer from the electrostatic chuck, there is a possibility that electric charges remain on the wafer and cause detachment failure. In addition, when a clamp is used for the mounting table, there is a possibility that the wafer processing may be affected by the arrangement of the clamping mechanism in the vicinity of the wafer, or particles or foreign matters may be generated.

そこでウェハに均一な処理を行うため、例えば特許文献1に記載された成膜装置では、載置台を回転させながら、載置台に載置されたウェハの表面に膜を成長させることにより、膜厚の均一化を図っている。また、載置台の表面には固体膜が形成されており、固体膜の表面の表面粗さは、固体膜を形成する前の載置台の表面の表面粗さよりも大きくなっている。具体的には、表面粗さとして算術平均粗さ(以下、「Ra」という。)が用いられ、固体膜のRaが大きくなっている。このように載置台(固体膜)のRaを大きくすることにより、載置台の回転によるウェハの位置ずれの抑制を図っている。   Therefore, in order to perform uniform processing on the wafer, for example, in the film forming apparatus described in Patent Document 1, the film thickness is increased by growing a film on the surface of the wafer mounted on the mounting table while rotating the mounting table. To equalize. In addition, a solid film is formed on the surface of the mounting table, and the surface roughness of the surface of the solid film is larger than the surface roughness of the surface of the mounting table before forming the solid film. Specifically, arithmetic average roughness (hereinafter referred to as “Ra”) is used as the surface roughness, and Ra of the solid film is large. In this way, by increasing Ra of the mounting table (solid film), it is possible to suppress the positional deviation of the wafer due to the rotation of the mounting table.

特開2014−33162号公報JP 2014-33162 A

しかしながら、発明者らが調べたところ、特許文献1に記載された方法のように、単に載置台の表面のRaを調整しただけでは、載置台の表面とウェハの裏面との間に生じる摩擦力を十分に大きくできない場合があることが分かった(この理由については、後述において詳細に説明する)。そして、成膜装置では、成膜した膜の応力によりウェハが反る場合があり、摩擦力は特に小さくなってしまう。   However, as a result of investigations by the inventors, friction force generated between the surface of the mounting table and the back surface of the wafer is simply adjusted by adjusting Ra on the surface of the mounting table as in the method described in Patent Document 1. It has been found that there is a case where the value cannot be made sufficiently large (the reason will be described in detail later). In the film forming apparatus, the wafer may be warped by the stress of the formed film, and the frictional force is particularly small.

このように摩擦力が小さい状態で載置台を回転させると、ウェハと載置台の回転が一致しない場合がある。かかる場合、膜厚分布の均一性を向上させるために定めた、ウェハの運転パターンの再現性が得られなくなり、精度よく均一性を向上させることができなくなる。また、ウェハの位置ずれが発生し、搬送不良を起こす可能性もある。したがって、ウェハ処理を適切に行うことができず、改善の余地があった。   When the mounting table is rotated in such a state where the frictional force is small, the rotation of the wafer and the mounting table may not match. In such a case, the reproducibility of the operation pattern of the wafer determined to improve the uniformity of the film thickness distribution cannot be obtained, and the uniformity cannot be improved with high accuracy. Further, the wafer may be misaligned, resulting in a conveyance failure. Therefore, the wafer processing cannot be performed properly, and there is room for improvement.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、載置台に基板を適切に載置して、当該基板に対する処理を適切に行うことを目的とする。   This invention is made | formed in view of this point, and aims at carrying out the process with respect to the said board | substrate appropriately by mounting a board | substrate on a mounting base appropriately.

前記の目的を達成するため、本発明は、基板を処理する基板処理装置であって、基板を載置する載置台と、前記載置台を回転させる回転機構と、を有し、前記載置台は、当該載置台の表面と基板の裏面との間に生じる摩擦力が、載置台の回転における角加速度と、載置台に対する基板の載置のずれとによって基板に生じる慣性力以上になるように、表面粗さ、表面硬度、及び基板を吸着する力が最適化されていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention is a substrate processing apparatus for processing a substrate, and includes a mounting table on which a substrate is mounted , and a rotating mechanism that rotates the mounting table. The frictional force generated between the surface of the mounting table and the back surface of the substrate is equal to or higher than the inertial force generated on the substrate due to the angular acceleration in the rotation of the mounting table and the displacement of the substrate with respect to the mounting table . It is characterized in that the surface roughness, the surface hardness, and the force for adsorbing the substrate are optimized.

載置台の表面と基板の裏面との間の摩擦力を算出するには、例えばアモントン・クーロンの摩擦法則に基づくモデルを用いた考え方もあれば、凝着摩擦に基づくモデルを用いた考え方もある。これらの考え方には、真実接触面積を考えるか否かの違いがいある。アモントン・クーロンの摩擦法則では、真実接触面積を考えないので、摩擦力を変化させるパラメータは表面粗さのみとなる。この場合、摩擦係数を大きくするためには、表面の凹凸形状の斜面を急傾斜にする必要があるので、特許文献1に記載された方法ではRaを大きくしていると推察される。一方、凝着摩擦では、真実接触面積を考えており、特許文献1に記載されたようにRaを大きくすると摩擦力を大きくできない。このため、上記課題で述べたとおり、単に載置台の表面のRaを大きくしただけでは、摩擦力を十分に大きくできない場合がある。   To calculate the frictional force between the surface of the mounting table and the back surface of the substrate, for example, there is an idea using a model based on Ammonton-Coulomb's friction law, or an idea using a model based on adhesion friction. . There is a difference between these ways of thinking about whether or not to consider the true contact area. Amonton-Coulomb's law of friction does not consider the true contact area, so the only parameter that changes the frictional force is surface roughness. In this case, in order to increase the coefficient of friction, it is inferred that Ra is increased in the method described in Patent Document 1 because the uneven slope on the surface needs to be steeply inclined. On the other hand, in the adhesion friction, the true contact area is considered, and if Ra is increased as described in Patent Document 1, the frictional force cannot be increased. For this reason, as described in the above problem, the frictional force may not be sufficiently increased by simply increasing Ra on the surface of the mounting table.

そこで、発明者らはさらに鋭意検討を行い、表面粗さ、表面硬度、及び基板を吸着する力の3つのパラメータを最適化すれば、摩擦力を基板に作用する力以上に大きくできることを見出した。   Therefore, the inventors conducted further diligent studies and found that the frictional force can be made larger than the force acting on the substrate by optimizing the three parameters of surface roughness, surface hardness, and force for adsorbing the substrate. .

本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、表面粗さ、表面硬度、及び基板を吸着する力が最適化された載置台を用いる。かかる場合、載置台の表面と基板の裏面との間に生じる摩擦力を上記のように大きくできるので、例えば載置台が回転する場合でも、基板と載置台の回転を一致させることができ、基板の最適な運転パターンの再現性を向上させることができる。また、載置台に対する基板の位置ずれも抑制することができる。したがって、載置台に基板を適切に載置して、当該基板に対する処理を適切に行うことができる。   The present invention has been made on the basis of such knowledge, and uses a mounting table in which surface roughness, surface hardness, and force for adsorbing a substrate are optimized. In such a case, since the frictional force generated between the surface of the mounting table and the back surface of the substrate can be increased as described above, for example, even when the mounting table rotates, the rotation of the substrate and the mounting table can be matched. The reproducibility of the optimum driving pattern can be improved. In addition, the positional deviation of the substrate with respect to the mounting table can be suppressed. Therefore, it is possible to appropriately place a substrate on the mounting table and appropriately perform processing on the substrate.

前記載置台は、当該載置台に印加される所定の電圧によって基板を静電吸着し、前記所定の電圧は、前記載置台による基板の静電吸着を停止する際、少なくとも基板に残留する電荷が脱離異常を起こさない電圧であってもよい。なお、脱離異常を起こさないとは、載置台から基板が脱離する際に脱離不良が生じない状態であることを意味する。   The mounting table electrostatically attracts the substrate by a predetermined voltage applied to the mounting table, and the predetermined voltage causes at least a charge remaining on the substrate to be stopped when the electrostatic chucking of the substrate by the mounting table is stopped. A voltage that does not cause desorption abnormality may be used. Note that “no detachment abnormality” means that no detachment failure occurs when the substrate is detached from the mounting table.

前記基板処理装置は、前記載置台に載置された基板の裏面において、当該載置台と接触していない部分を支持する支持部をさらに有していてもよい。   The said substrate processing apparatus may further have a support part which supports the part which is not contacting the said mounting base in the back surface of the board | substrate mounted in the said mounting base.

かかる場合、前記支持部は、当該支持部の表面と基板の裏面との間に生じる摩擦力が、載置台の回転における角加速度と、載置台に対する基板の載置のずれとによって基板に生じる慣性力以上になるように、表面粗さ及び表面硬度が最適化されていてもよい。
In such a case, the support unit is configured such that the frictional force generated between the front surface of the support unit and the back surface of the substrate is an inertia generated on the substrate due to angular acceleration in rotation of the mounting table and displacement of the mounting of the substrate with respect to the mounting table. The surface roughness and surface hardness may be optimized so as to be greater than the force .

前記基板処理装置は、前記載置台を収容する処理容器と、前記処理容器の内部の雰囲気を所定の真空度まで減圧する減圧機構と、をさらに有していてもよい。   The substrate processing apparatus may further include a processing container that accommodates the mounting table, and a decompression mechanism that depressurizes the atmosphere inside the processing container to a predetermined degree of vacuum.

別な観点による本発明は、載置台を回転させながら、当該載置台に載置された基板を処理する基板処理方法であって、前記載置台は、表面粗さ、表面硬度、及び基板を吸着する力が最適化され、前記載置台の表面と基板の裏面との間に生じる摩擦力を、載置台の回転における角加速度と、載置台に対する基板の載置のずれとによって基板に生じる慣性力以上にして、当該載置台に基板が載置されることを特徴としている。
Another aspect of the present invention is a substrate processing method for processing a substrate placed on the mounting table while rotating the mounting table, wherein the mounting table absorbs surface roughness, surface hardness, and the substrate. The inertia force generated on the substrate due to the angular acceleration in the rotation of the mounting table and the deviation of the mounting of the substrate with respect to the mounting table is the friction force generated between the surface of the mounting table and the back surface of the substrate. As described above , the substrate is mounted on the mounting table.

前記載置台に印加される所定の電圧によって基板が静電吸着され、前記所定の電圧は、前記載置台による基板の静電吸着を停止する際、少なくとも基板に残留する電荷が脱離異常を起こさない電圧であってもよい。   The substrate is electrostatically attracted by a predetermined voltage applied to the mounting table, and when the electrostatic chucking of the substrate by the mounting table is stopped, at least the charge remaining on the substrate causes a desorption abnormality. There may be no voltage.

前記載置台に載置された基板は、当該載置台と接触していない部分を支持部によって支持されてもよい。   The substrate placed on the mounting table may be supported by a support portion at a portion that is not in contact with the mounting table.

かかる場合、前記支持部は、表面粗さ及び表面硬度が最適化され、前記支持部の表面と基板の裏面との間に生じる摩擦力を、載置台の回転における角加速度と、載置台に対する基板の載置のずれとによって基板に生じる慣性力以上にして、当該支持部に基板が支持されてもよい。
In such a case, the surface roughness and surface hardness of the support portion are optimized, and the frictional force generated between the front surface of the support portion and the back surface of the substrate is measured by the angular acceleration in the rotation of the mounting table and the substrate with respect to the mounting table. The substrate may be supported by the support portion in excess of the inertial force generated on the substrate due to the mounting displacement .

前記載置台に載置された基板の処理は、減圧雰囲気下で行われてもよい。   The processing of the substrate placed on the mounting table may be performed in a reduced pressure atmosphere.

本発明によれば、載置台に基板を適切に載置して、当該基板に対する処理を適切に行うことができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a board | substrate can be mounted appropriately on a mounting base and the process with respect to the said board | substrate can be performed appropriately.

本実施の形態にかかるプラズマ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of a structure of the plasma processing apparatus concerning this Embodiment. 載置台の概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of a mounting base. 載置台の概略を示す平面図である。It is a top view which shows the outline of a mounting base. 載置台に対して基板が凸型に変形した場合に、当該基板を載置台で載置する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the said board | substrate is mounted with a mounting base, when a board | substrate deform | transforms into a convex shape with respect to a mounting base. 載置台に対して基板が凹型に変形した場合に、当該基板を載置台で載置する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the said board | substrate is mounted with a mounting base when a board | substrate deform | transforms into a concave shape with respect to a mounting base. 他の実施の形態にかかる載置台の概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of the mounting base concerning other embodiment. 他の実施の形態にかかる載置台の概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of the mounting base concerning other embodiment.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態にかかる基板処理装置としてのプラズマ処理装置1の構成の概略を示す縦断面図である。プラズマ処理装置1は、基板としてのウェハWの表面(上面)に対してプラズマCVD(Chemical Vapor Deposiotion)処理を行う成膜装置である。なお、以下に示す実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an outline of a configuration of a plasma processing apparatus 1 as a substrate processing apparatus according to the present embodiment. The plasma processing apparatus 1 is a film forming apparatus that performs plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) processing on the surface (upper surface) of a wafer W as a substrate. The present invention is not limited to the embodiments described below.

プラズマ処理装置1は、図1に示すように処理容器10を有している。処理容器10は、天井面が開口した略円筒形状を有し、当該天井面開口部には後述するラジアルラインスロットアンテナ40が配置されている。また、処理容器10の側面にはウェハWの搬入出口(図示せず)が形成され、当該搬入出口にはゲートバルブ(図示せず)が設けられている。そして、処理容器10はその内部を密閉可能に構成されている。なお、処理容器10にはアルミニウム又はステンレス鋼等の金属が用いられ、処理容器10は電気的に接地されている。   The plasma processing apparatus 1 has a processing container 10 as shown in FIG. The processing container 10 has a substantially cylindrical shape with an open ceiling surface, and a radial line slot antenna 40 to be described later is disposed in the opening on the ceiling surface. Further, a loading / unloading port (not shown) for the wafer W is formed on the side surface of the processing container 10, and a gate valve (not shown) is provided at the loading / unloading port. And the processing container 10 is comprised so that the inside can be sealed. The processing container 10 is made of metal such as aluminum or stainless steel, and the processing container 10 is electrically grounded.

処理容器10内の底部には、ウェハWを表面(上面)に載置させる円筒形状の載置台20が設けられている。載置台20の詳細な構造の説明は後述する。   A cylindrical mounting table 20 on which the wafer W is mounted on the surface (upper surface) is provided at the bottom of the processing container 10. The detailed structure of the mounting table 20 will be described later.

載置台20の裏面側には、載置台20を回転させる回転機構21が設けられている。回転機構21は、支柱22と回転駆動部23を有している。支柱22は、載置台20の裏面を支持し、処理容器10の底面を貫通して設けられている。回転駆動部23は、処理容器10の外部において支柱22の下端に設けられている。この回転駆動部23の稼働により、支柱22を介して載置台20が回転する。   A rotating mechanism 21 that rotates the mounting table 20 is provided on the back side of the mounting table 20. The rotation mechanism 21 has a support 22 and a rotation drive unit 23. The support column 22 supports the back surface of the mounting table 20 and is provided so as to penetrate the bottom surface of the processing container 10. The rotation drive unit 23 is provided at the lower end of the support column 22 outside the processing container 10. Due to the operation of the rotation driving unit 23, the mounting table 20 rotates through the support column 22.

載置台20の下方には、載置台20上に置かれたウェハWを適宜昇降させる昇降機構30が設けられている。昇降機構30は、昇降ピン31、プレート32、支柱33、及び昇降駆動部34を有している。昇降ピン31は、プレート32の表面に例えば3本設けられ、載置台20の表面に突出自在に構成されている。プレート32は、処理容器10の底面を貫通する支柱33の上端に支持されている。支柱33の下端には、処理容器10の外部に配置された昇降駆動部34が設けられている。この昇降駆動部34の稼動により、載置台20を貫通している3本の昇降ピン31が昇降し、昇降ピン31の上端が載置台20の表面から上方に突出した状態と、昇降ピン31の上端が載置台20の内部に引き込まれた状態とに切り替えられる。なお、本実施の形態では、昇降ピン31が、本発明の支持部として機能する。   Below the mounting table 20, an elevating mechanism 30 is provided for appropriately moving the wafer W placed on the mounting table 20 up and down. The lifting mechanism 30 includes a lifting pin 31, a plate 32, a support 33, and a lifting drive unit 34. For example, three elevating pins 31 are provided on the surface of the plate 32, and are configured to project freely on the surface of the mounting table 20. The plate 32 is supported on the upper end of a column 33 that penetrates the bottom surface of the processing container 10. At the lower end of the support column 33, an elevating drive unit 34 disposed outside the processing container 10 is provided. With the operation of the lifting drive unit 34, the three lifting pins 31 penetrating the mounting table 20 are lifted and the upper end of the lifting pins 31 protrudes upward from the surface of the mounting table 20, The upper end is switched to the state of being pulled into the mounting table 20. In this embodiment, the elevating pin 31 functions as a support part of the present invention.

処理容器10の天井面開口部には、プラズマ生成用のマイクロ波を供給するラジアルラインスロットアンテナ40(radial line slot antenna)が設けられている。ラジアルラインスロットアンテナ40は、マイクロ波透過板41、スロット板42、遅波板43、及びシールド蓋体44を有している。   A radial line slot antenna 40 (radial line slot antenna) that supplies microwaves for plasma generation is provided at the opening on the ceiling surface of the processing vessel 10. The radial line slot antenna 40 includes a microwave transmission plate 41, a slot plate 42, a slow wave plate 43, and a shield lid 44.

マイクロ波透過板41は、例えばOリング等のシール材(図示せず)を介して、処理容器10の天井面開口部に密に設けられている。したがって、処理容器10の内部は気密に保持される。マイクロ波透過板41には誘電体、例えば石英、Al、AlN等が用いられ、マイクロ波透過板41はマイクロ波を透過させる。 The microwave transmission plate 41 is densely provided in the ceiling surface opening of the processing container 10 via a sealing material (not shown) such as an O-ring, for example. Therefore, the inside of the processing container 10 is kept airtight. The microwave transmitting plate 41 is made of a dielectric material such as quartz, Al 2 O 3 , AlN, or the like, and the microwave transmitting plate 41 transmits microwaves.

スロット板42は、マイクロ波透過板41の表面であって、載置台20と対向するように設けられている。スロット板42には、マイクロ波を透過させる複数のスロットが形成され、スロット板42はアンテナとして機能する。スロット板42には、導電性を有する材料、たとえば銅、アルミニウム、ニッケル等が用いられる。   The slot plate 42 is provided on the surface of the microwave transmission plate 41 so as to face the mounting table 20. The slot plate 42 has a plurality of slots through which microwaves are transmitted, and the slot plate 42 functions as an antenna. The slot plate 42 is made of a conductive material such as copper, aluminum, or nickel.

遅波板43は、スロット板42の表面に設けられている。遅波板43には低損失誘電体材料、例えば石英、Al、AlN等が用いられ、遅波板43はマイクロ波の波長を短縮する。 The slow wave plate 43 is provided on the surface of the slot plate 42. The slow wave plate 43 is made of a low-loss dielectric material such as quartz, Al 2 O 3 , or AlN, and the slow wave plate 43 shortens the wavelength of the microwave.

シールド蓋体44は、遅波板43の表面において、遅波板43とスロット板42を覆うように設けられている。シールド蓋体44の内部には、例えば冷却媒体を流通させる円環状の流路45が複数設けられている。流路45を流れる冷却媒体によって、マイクロ波透過板41、スロット板42、遅波板43、シールド蓋体44が所定の温度に調節される。   The shield lid 44 is provided on the surface of the slow wave plate 43 so as to cover the slow wave plate 43 and the slot plate 42. A plurality of annular channels 45 through which a cooling medium flows, for example, are provided inside the shield lid 44. The microwave transmission plate 41, the slot plate 42, the slow wave plate 43, and the shield lid body 44 are adjusted to a predetermined temperature by the cooling medium flowing through the flow path 45.

シールド蓋体44の中央部には同軸導波管50が接続されている。同軸導波管50は、内部導体51と外部導体52を有している。内部導体51は、スロット板42と接続されている。内部導体51の下端部は円錐形に形成され、その径がスロット板42側に向かって拡大するテーパ形状を有している。この下端部により、スロット板42に対してマイクロ波を効率よく伝播するようになっている。   A coaxial waveguide 50 is connected to the center of the shield lid 44. The coaxial waveguide 50 has an inner conductor 51 and an outer conductor 52. The inner conductor 51 is connected to the slot plate 42. The lower end portion of the inner conductor 51 is formed in a conical shape, and has a tapered shape whose diameter increases toward the slot plate 42 side. The lower end portion efficiently propagates microwaves to the slot plate 42.

同軸導波管50には、マイクロ波を所定の振動モードに変換するモード変換器53、矩形導波管54、マイクロ波を発生するマイクロ波発生器55が同軸導波管50側からこの順で接続されている。マイクロ波発生器55は、所定周波数、例えば2.45GHzのマイクロ波を発生させる。   The coaxial waveguide 50 includes a mode converter 53 that converts a microwave into a predetermined vibration mode, a rectangular waveguide 54, and a microwave generator 55 that generates a microwave in this order from the coaxial waveguide 50 side. It is connected. The microwave generator 55 generates a microwave having a predetermined frequency, for example, 2.45 GHz.

かかる構成により、マイクロ波発生器55により発生されたマイクロ波は、矩形導波管54、モード変換器53、同軸導波管50を順次伝播し、ラジアルラインスロットアンテナ40内に供給され、遅波板43で圧縮され短波長化され、スロット板42で円偏波を発生させた後、スロット板42からマイクロ波透過板41を透過して処理容器10内に放射される。このマイクロ波により処理容器10内では処理ガスがプラズマ化し、このプラズマによりウェハWのプラズマ処理が行われる。   With this configuration, the microwave generated by the microwave generator 55 sequentially propagates through the rectangular waveguide 54, the mode converter 53, and the coaxial waveguide 50, is supplied into the radial line slot antenna 40, and is delayed. After being compressed by the plate 43 and shortened in wavelength, circularly polarized waves are generated by the slot plate 42, and then transmitted from the slot plate 42 through the microwave transmission plate 41 and radiated into the processing vessel 10. The processing gas is converted into plasma in the processing chamber 10 by the microwave, and the plasma processing of the wafer W is performed by the plasma.

処理容器10内には、上シャワープレート60と下シャワープレート61が、載置台20の上部に設けられている。これら上シャワープレート60と下シャワープレート61は、例えば石英管などからなる中空の管材で構成されている。上シャワープレート60と下シャワープレート61には、載置台20上のウェハWに対してガスを供給する複数の開口部(図示せず)が分布して設けられている。   In the processing container 10, an upper shower plate 60 and a lower shower plate 61 are provided on the top of the mounting table 20. The upper shower plate 60 and the lower shower plate 61 are made of a hollow tube material made of, for example, a quartz tube. The upper shower plate 60 and the lower shower plate 61 are provided with a plurality of openings (not shown) for supplying gas to the wafer W on the mounting table 20 in a distributed manner.

上シャワープレート60には、処理容器10の外部に配置されたプラズマ生成ガス供給源62が、配管63を介して接続されている。プラズマ生成ガス供給源62には、プラズマ生成用のガスとして例えばArガスなどが貯留されている。このプラズマ生成ガス供給源62から、配管63を通じて、上シャワープレート60内にプラズマ生成ガスが導入され、処理容器10内に均一に分散された状態で、プラズマ生成ガスが供給される。   A plasma generation gas supply source 62 disposed outside the processing container 10 is connected to the upper shower plate 60 via a pipe 63. The plasma generation gas supply source 62 stores, for example, Ar gas as a plasma generation gas. The plasma generation gas is supplied from the plasma generation gas supply source 62 through the pipe 63 into the upper shower plate 60 and is uniformly dispersed in the processing vessel 10.

下シャワープレート61には、処理容器10の外部に配置された処理ガス供給源64が、配管65を介して接続されている。処理ガス供給源64には、成膜される膜に応じた処理ガスが貯留されている。例えばウェハWの表面にSiN膜を成膜する場合には、処理ガスとしてTSA(トリシリルアミン)、Nガス、Hガスなどが貯留され、SiO膜を成膜する場合には、TEOSなどが貯留される。この処理ガス供給源64から、配管65を通じて、下シャワープレート61内に処理ガスが導入され、処理容器10内に均一に分散された状態で、処理ガスが供給される。 A processing gas supply source 64 disposed outside the processing container 10 is connected to the lower shower plate 61 via a pipe 65. A processing gas corresponding to a film to be formed is stored in the processing gas supply source 64. For example, when forming a SiN film on the surface of the wafer W, TSA (trisilylamine), N 2 gas, H 2 gas or the like is stored as a processing gas, and when forming a SiO 2 film, TEOS Etc. are stored. From the processing gas supply source 64, the processing gas is introduced into the lower shower plate 61 through the pipe 65, and the processing gas is supplied in a state of being uniformly dispersed in the processing container 10.

処理容器10の底面には、処理容器10の内部の雰囲気を減圧する減圧機構70が設けられている。減圧機構70は、例えば真空ポンプを備えた排気部71が、排気管72を介して処理容器10の底面に接続された構成を有している。排気部71は、処理容器10内の雰囲気を排気して、所定の真空度まで減圧することができる。   A decompression mechanism 70 that decompresses the atmosphere inside the processing container 10 is provided on the bottom surface of the processing container 10. The decompression mechanism 70 has a configuration in which, for example, an exhaust unit 71 including a vacuum pump is connected to the bottom surface of the processing container 10 via an exhaust pipe 72. The exhaust unit 71 can exhaust the atmosphere in the processing container 10 and reduce the pressure to a predetermined degree of vacuum.

次に、上述した載置台20の詳細な構造について説明する。載置台20には、例えばAlN等が用いられる。   Next, the detailed structure of the mounting table 20 described above will be described. For the mounting table 20, for example, AlN or the like is used.

図2及び図3に示すように載置台20の表面には、第1の接触領域100と第2の接触領域101が形成されている。第1の接触領域100は、載置台20の外周部において、平面視で円環状に形成されている。第2の接触領域101は、載置台20の中心部において、平面視で円形状に形成されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, a first contact region 100 and a second contact region 101 are formed on the surface of the mounting table 20. The first contact region 100 is formed in an annular shape in a plan view on the outer periphery of the mounting table 20. The second contact region 101 is formed in a circular shape in plan view at the center of the mounting table 20.

本実施の形態では、載置台20に載置するウェハWは、成膜した膜の応力によって反っている。第1の接触領域100と第2の接触領域101は、このように反ったウェハWが接触する領域である。すなわち、例えば図4に示すようにウェハWに引張応力が作用し、ウェハWが上方に凸状に反り、載置台20に対してウェハWが凸型に変形する場合、ウェハWの外周部が第1の接触領域100と接触する。また、例えば図5に示すようにウェハWに圧縮応力が作用し、ウェハWが下方に凸状に反り、載置台20に対してウェハWが凹型に変形する場合、ウェハWの中心部は第2の接触領域101と接触する。   In the present embodiment, the wafer W placed on the mounting table 20 is warped by the stress of the film formed. The first contact area 100 and the second contact area 101 are areas where the warped wafer W comes into contact. That is, for example, as shown in FIG. 4, when a tensile stress acts on the wafer W, the wafer W is warped upward and the wafer W is deformed into a convex shape with respect to the mounting table 20, the outer peripheral portion of the wafer W is Contact the first contact area 100. Further, for example, as shown in FIG. 5, when a compressive stress acts on the wafer W, the wafer W is warped downward and the wafer W is deformed into a concave shape with respect to the mounting table 20, the central portion of the wafer W is 2 contact area 101.

載置台20には、当該載置台20を厚み方向に貫通する貫通孔102が例えば3箇所に形成されている。貫通孔102には、昇降ピン31が挿通して設けられている。   The mounting table 20 has, for example, three through holes 102 penetrating the mounting table 20 in the thickness direction. The elevating pins 31 are inserted into the through holes 102.

載置台20の内部には、静電チャック用の電極103が設けられている。電極103は、処理容器10の外部に設けられた直流電源104に接続されている。この直流電源104により載置台20の表面にジョンソン・ラーベック力を生じさせて、ウェハWを載置台20上に静電吸着することができる。   An electrode 103 for electrostatic chuck is provided inside the mounting table 20. The electrode 103 is connected to a DC power source 104 provided outside the processing container 10. This DC power supply 104 can generate a Johnson-Rahbek force on the surface of the mounting table 20 to electrostatically attract the wafer W onto the mounting table 20.

また、載置台20の内部には、例えば冷却媒体を流通させる温度調節機構105が設けられている。温度調節機構105は、処理容器10の外部に設けられ、冷却媒体の温度を調整する液温調節部106に接続されている。そして、液温調節部106によって冷媒媒体の温度が調節され、載置台20の温度を制御でき、この結果、載置台20上に載置されたウェハWを所定の温度に維持できる。   In addition, a temperature adjusting mechanism 105 that circulates a cooling medium, for example, is provided inside the mounting table 20. The temperature adjustment mechanism 105 is provided outside the processing container 10 and is connected to a liquid temperature adjustment unit 106 that adjusts the temperature of the cooling medium. Then, the temperature of the refrigerant medium is adjusted by the liquid temperature adjusting unit 106, and the temperature of the mounting table 20 can be controlled. As a result, the wafer W mounted on the mounting table 20 can be maintained at a predetermined temperature.

なお、載置台20には、RFバイアス用の高周波電源(図示せず)が接続されていてもよい。高周波電源は、ウェハWに引き込むイオンのエネルギーを制御するのに適した一定の周波数、例えば13.56MHzの高周波を所定のパワーで出力する。   The mounting table 20 may be connected to a high frequency power source (not shown) for RF bias. The high frequency power source outputs a certain frequency suitable for controlling the energy of ions drawn into the wafer W, for example, a high frequency of 13.56 MHz with a predetermined power.

以上のように構成された載置台20は、ウェハWを載置した状態で、回転機構21によって回転する。そこで、載置台20に対するウェハWの位置ずれを抑制し、ウェハWと載置台20の回転を一致させるため、ウェハWの裏面と載置台20の表面との間に生じる摩擦力をウェハWに作用する力以上、すなわち角加速度や載置のずれによって生じる慣性力以上に大きくする。以下では、このように摩擦力を大きくするための載置台20の構成について、さらに詳細に説明する。   The mounting table 20 configured as described above is rotated by the rotating mechanism 21 with the wafer W mounted thereon. Therefore, the frictional force generated between the back surface of the wafer W and the surface of the mounting table 20 acts on the wafer W in order to suppress the positional deviation of the wafer W with respect to the mounting table 20 and to match the rotation of the wafer W and the mounting table 20. Greater than the force to be applied, that is, greater than the inertial force generated by angular acceleration or mounting displacement. Below, the structure of the mounting base 20 for enlarging a frictional force in this way is demonstrated in detail.

ウェハWと載置台20との間に生じる摩擦力を算出するには、例えばアモントン・クーロンの摩擦法則に基づくモデルを用いた考え方もあれば、凝着摩擦に基づくモデルを用いた考え方もある。例えばアモントン・クーロンの摩擦法則に基づく考え方の場合、摩擦力は下記式(1)によって導出される。また、凝着摩擦(介在物を介して生じる摩擦)に基づく考え方の場合、摩擦力は下記式(2)によって導出される。
F=μ・N ・・・・(1)
F=s・A=s・N/H ・・・・(2)
但し、F:摩擦力、μ:摩擦係数、N:垂直抗力、s:せん断強さ、A:真実接触面積、H:表面硬度
In order to calculate the frictional force generated between the wafer W and the mounting table 20, for example, there is a concept using a model based on Ammonton-Coulomb's friction law, and a concept using a model based on adhesion friction. For example, in the case of the idea based on Ammonton-Coulomb's friction law, the frictional force is derived by the following equation (1). In the case of the idea based on adhesion friction (friction generated through inclusions), the frictional force is derived by the following equation (2).
F = μ · N (1)
F = s · A = s · N / H (2)
Where F: friction force, μ: friction coefficient, N: normal force, s: shear strength, A: true contact area, H: surface hardness

そこで、発明者らがさらに鋭意検討した結果、載置台20において、表面粗さ、表面硬度、及びウェハWを吸着する力の3つのパラメータを最適化すれば、摩擦力をウェハWに作用する力以上に大きくできることを見出した。   Accordingly, as a result of further intensive studies by the inventors, if the three parameters of the surface roughness, the surface hardness, and the force for attracting the wafer W are optimized in the mounting table 20, the force acting on the wafer W by the frictional force. I found that I could make it bigger.

先ず、1つ目のパラメータである、表面粗さについて説明する。例えば物造りにおいて、表面粗さは表面状態を管理する指標として確立されており、計測も容易であるため、当該表面粗さをパラメータとして用いる。そして、表面粗さとしては、真実接触面積と相関の高い表面粗さのパラメータが用いられる。例えば算術平均粗さRa、最大高さRy、十点平均粗さRz等を用いることができる。また、本実施の形態では、第1の接触領域100の表面粗さと第2の接触領域101の表面粗さは同一である。   First, surface roughness, which is the first parameter, will be described. For example, in manufacturing, the surface roughness is established as an index for managing the surface state, and is easy to measure. Therefore, the surface roughness is used as a parameter. As the surface roughness, a parameter of surface roughness having a high correlation with the true contact area is used. For example, arithmetic average roughness Ra, maximum height Ry, ten-point average roughness Rz, and the like can be used. In the present embodiment, the surface roughness of the first contact region 100 and the surface roughness of the second contact region 101 are the same.

次に、2つ目のパラメータである、表面硬度について説明する。例えば上記式(2)に従えば、表面硬度は小さくする必要がある。すなわち、接触領域100、101の表面硬度を小さくするのがよい。具体的には、例えば接触領域100、101の材料を変更し、あるいは接触領域100、101の表面に膜を形成することにより、載置台20の表面硬度10.4(GPa)より、接触領域100、101の表面硬度を小さくする。接触領域100、101の材料にAlを用いれば、表面硬度を6.0(GPa)にできる。接触領域100、101にAlを溶射すれば、表面硬度を9.8(GPa)にできる。接触領域100、101にYを溶射すれば、表面硬度を5.8(GPa)にできる。接触領域100、101にYFを溶射すれば、表面硬度を2.9(GPa)にできる。 Next, the second parameter, surface hardness, will be described. For example, according to the above formula (2), the surface hardness needs to be reduced. That is, the surface hardness of the contact areas 100 and 101 is preferably reduced. Specifically, for example, by changing the material of the contact regions 100 and 101 or forming a film on the surface of the contact regions 100 and 101, the contact region 100 can be obtained from the surface hardness 10.4 (GPa) of the mounting table 20. , 101 to reduce the surface hardness. If Al 2 O 3 is used as the material of the contact regions 100 and 101, the surface hardness can be 6.0 (GPa). If Al 2 O 3 is sprayed on the contact regions 100 and 101, the surface hardness can be 9.8 (GPa). If Y 2 O 3 is sprayed on the contact regions 100 and 101, the surface hardness can be 5.8 (GPa). If YF 3 is sprayed on the contact areas 100 and 101, the surface hardness can be 2.9 (GPa).

最後に、3つ目のパラメータである、ウェハWを吸着する力について説明する。例えば上記式(1)、(2)に従えば、載置台20の垂直抗力を大きくする必要がある。ウェハWの自重は変更できないので、例えばウェハWを吸着する力を大きくして、ウェハWの見かけの荷重を大きくし、載置台20の垂直抗力を大きくするのがよい。   Finally, the third parameter, the force for attracting the wafer W, will be described. For example, according to the above formulas (1) and (2), it is necessary to increase the vertical drag of the mounting table 20. Since the weight of the wafer W cannot be changed, for example, the force for attracting the wafer W is increased, the apparent load of the wafer W is increased, and the vertical drag of the mounting table 20 is increased.

上述したように、載置台20に高電圧を印加してウェハWを静電吸着すると、載置台20からウェハWを脱離させようとしても、ウェハWに電荷が残留して脱離不良となるおそれがある。このため、載置台20でウェハWを吸着する際には、載置台20に低電圧を印加する。具体的には、この所定の低電圧は、載置台20によるウェハWの吸着を停止する際(すなわち、電圧の印加を停止する際)、少なくともウェハWに残存する電荷が、載置台20からウェハWが脱離する際の脱離異常を起こさない電圧である。かかる場合、上述した脱離不良が生じない。   As described above, when a high voltage is applied to the mounting table 20 to electrostatically attract the wafer W, even if an attempt is made to detach the wafer W from the mounting table 20, charges remain on the wafer W, resulting in detachment failure. There is a fear. For this reason, when the wafer W is attracted by the mounting table 20, a low voltage is applied to the mounting table 20. Specifically, the predetermined low voltage is generated when at least the charge remaining on the wafer W is transferred from the mounting table 20 to the wafer when the adsorption of the wafer W by the mounting table 20 is stopped (that is, when the application of the voltage is stopped). This is a voltage that does not cause desorption abnormality when W is desorbed. In such a case, the above-described detachment failure does not occur.

以上のように載置台20において、表面粗さ、表面硬度、及びウェハWを吸着する力の3つのパラメータを、プラズマ処理の処理条件に応じて最適化する。そして、ウェハWと載置台20との間の摩擦力をウェハWに作用する力以上に大きくする。   As described above, in the mounting table 20, the three parameters of the surface roughness, the surface hardness, and the force for attracting the wafer W are optimized in accordance with the processing conditions of the plasma processing. Then, the frictional force between the wafer W and the mounting table 20 is made larger than the force acting on the wafer W.

なお、例えば図5に示したようにウェハWに圧縮応力が作用し、載置台20に対してウェハWが凹型に変形した場合、第2の接触領域101と接触するウェハWの中心部以外の部分において、ウェハWの裏面と昇降ピン31を接触させてもよい。そうすると、ウェハWの裏面が昇降ピン31と接触する分、ウェハWに作用する摩擦力を大きくすることができる。なお、本実施の形態では、昇降ピン31が、本発明の支持部として機能する。   For example, as shown in FIG. 5, when a compressive stress acts on the wafer W and the wafer W is deformed into a concave shape with respect to the mounting table 20, a portion other than the central portion of the wafer W in contact with the second contact region 101 is used. In the portion, the back surface of the wafer W and the lift pins 31 may be brought into contact with each other. If it does so, the frictional force which acts on the wafer W can be enlarged by the part which the back surface of the wafer W contacts the raising / lowering pin 31. FIG. In this embodiment, the elevating pin 31 functions as a support part of the present invention.

かかる場合、昇降ピン31の先端部31aについても、上記載置台20と同様に、その表面粗さ及び表面硬度の2つのパラメータを、プラズマ処理の処理条件に応じて最適化するのが好ましい。そうすると、ウェハWの裏面と先端部31aの表面との間に生じる摩擦力を大きくして、ウェハWに作用する摩擦力をさらに大きくすることができる。   In this case, it is preferable to optimize the two parameters of the surface roughness and surface hardness of the tip 31a of the elevating pin 31 in accordance with the plasma processing conditions as in the mounting table 20 described above. Then, the frictional force generated between the back surface of the wafer W and the front surface portion 31a can be increased, and the frictional force acting on the wafer W can be further increased.

なお、昇降ピン31は、例えばバネ(図示せず)によって支持され、当該バネの弾性力によってウェハWの重量と同等の力で支持するように構成されていてもよい。また、載置台20と昇降ピン31の温度が同じになるように、昇降ピン31には比熱の小さい材料を用い、特に先端部31aには熱伝導性の高い材料を用いるのが好ましい。   The elevating pins 31 may be supported by, for example, a spring (not shown), and may be configured to be supported by a force equivalent to the weight of the wafer W by the elastic force of the spring. Further, it is preferable to use a material having a small specific heat for the lifting pins 31 and particularly a material having high thermal conductivity for the tip 31a so that the temperature of the mounting table 20 and the lifting pins 31 is the same.

次に、以上のように構成されたプラズマ処理装置1で行われるウェハWのプラズマ処理について説明する。   Next, plasma processing of the wafer W performed by the plasma processing apparatus 1 configured as described above will be described.

先ず、処理容器10内に搬入されたウェハWは、昇降ピン31によって載置台20上に載置される。このとき、直流電源104をオンにして載置台20の電極103に直流電圧を所定の低電圧で印可し、載置台20によってウェハWを吸着する。   First, the wafer W carried into the processing container 10 is mounted on the mounting table 20 by the lift pins 31. At this time, the DC power supply 104 is turned on, a DC voltage is applied to the electrode 103 of the mounting table 20 at a predetermined low voltage, and the wafer W is attracted by the mounting table 20.

その後、処理容器10内を密閉した後、減圧機構70によって、処理容器10内の雰囲気を所定の圧力、例えば400mTorr(=53Pa)に減圧する。さらに、上シャワープレート60から処理容器10内にプラズマ生成ガスを供給すると共に、下シャワープレート61から処理容器10内にプラズマ成膜用の処理ガスを供給する。   Thereafter, after the inside of the processing container 10 is sealed, the atmosphere in the processing container 10 is reduced to a predetermined pressure, for example, 400 mTorr (= 53 Pa) by the decompression mechanism 70. Further, a plasma generating gas is supplied from the upper shower plate 60 into the processing container 10, and a processing gas for plasma film formation is supplied from the lower shower plate 61 into the processing container 10.

このように処理容器10内にプラズマ生成ガスと処理ガスが供給される際、マイクロ波発生器55を作動させ、当該マイクロ波発生器55において、例えば2.45GHzの周波数で所定のパワーのマイクロ波を発生させる。そして、マイクロ波透過板41の下面に電界が発生し、プラズマ生成ガスがプラズマ化され、さらに処理ガスがプラズマ化されて、その際に発生した活性種によって、ウェハW上に成膜処理がなされる。こうして、ウェハWの表面に所定の膜が形成される。   As described above, when the plasma generation gas and the processing gas are supplied into the processing container 10, the microwave generator 55 is operated, and the microwave generator 55 has a microwave with a predetermined power at a frequency of 2.45 GHz, for example. Is generated. Then, an electric field is generated on the lower surface of the microwave transmission plate 41, the plasma generation gas is turned into plasma, and the processing gas is turned into plasma, and a film forming process is performed on the wafer W by the active species generated at that time. The In this way, a predetermined film is formed on the surface of the wafer W.

ウェハWにプラズマ成膜処理を行っている間、回転機構21によって載置台20を回転させる。このように載置台20に載置されたウェハWを回転させることにより、当該ウェハWに対してウェハ面内で均一な成膜処理が行われ、所定の膜が均一な膜厚で形成される。   While the plasma film forming process is performed on the wafer W, the mounting table 20 is rotated by the rotating mechanism 21. By rotating the wafer W mounted on the mounting table 20 in this way, a uniform film formation process is performed on the wafer W within the wafer surface, and a predetermined film is formed with a uniform film thickness. .

また、載置台20を回転させて、ウェハWに角加速度や載置のずれによって生じる慣性力がかかっても、ウェハWの裏面と載置台20の表面との間に生じる摩擦力が上記力以上であるので、ウェハWと載置台20の回転を一致させることができ、ウェハWの最適な運転パターンの再現性を向上させることができる。また、載置台20に対するウェハWの位置ずれも抑制することができ、ウェハWの搬送不良を抑制することができる。   Further, even when the mounting table 20 is rotated and an inertial force generated by angular acceleration or mounting displacement is applied to the wafer W, the frictional force generated between the back surface of the wafer W and the surface of the mounting table 20 exceeds the above force. Therefore, the rotation of the wafer W and the mounting table 20 can be matched, and the reproducibility of the optimum operation pattern of the wafer W can be improved. Moreover, the position shift of the wafer W with respect to the mounting table 20 can also be suppressed, and the conveyance failure of the wafer W can be suppressed.

その後、所定の膜が成長し、ウェハWに所定の膜厚の膜が形成されると、プラズマ生成ガス及び処理ガスの供給と、マイクロ波の照射とが停止される。その後、ウェハWは処理容器10から搬出されて、一連のプラズマ成膜処理が終了する。   Thereafter, when a predetermined film is grown and a film having a predetermined film thickness is formed on the wafer W, the supply of the plasma generation gas and the processing gas and the microwave irradiation are stopped. Thereafter, the wafer W is unloaded from the processing container 10 and a series of plasma film forming processes is completed.

以上の実施の形態によれば、表面粗さ、表面硬度、及びウェハWを吸着する力が最適化された載置台20を用いているので、ウェハWの裏面と載置台20の表面との間に生じる摩擦力をウェハWに作用する力以上に大きくすることができる。このため、プラズマ処理において載置台20が回転しても、ウェハWと載置台20の回転を一致させることができ、また載置台20に対するウェハWの位置ずれも抑制することができる。したがって、載置台20にウェハWを適切に載置して、当該ウェハWに対するプラズマ処理を適切に行うことができる。   According to the above embodiment, since the mounting table 20 with optimized surface roughness, surface hardness, and force for attracting the wafer W is used, the gap between the back surface of the wafer W and the surface of the mounting table 20 is used. It is possible to make the frictional force generated in the step larger than the force acting on the wafer W. For this reason, even if the mounting table 20 rotates in the plasma processing, the rotation of the wafer W and the mounting table 20 can be matched, and the positional deviation of the wafer W with respect to the mounting table 20 can be suppressed. Therefore, it is possible to appropriately place the wafer W on the mounting table 20 and appropriately perform plasma processing on the wafer W.

また、図5に示したように載置台20に対してウェハWが凹型に変形した場合、ウェハWの裏面と昇降ピン31を接触させるので、当該ウェハWに作用する摩擦力を大きくすることができる。さらに、昇降ピン31の先端部31aにおいて、表面粗さ及び表面硬度を最適化しているので、ウェハWに作用する摩擦力をさらに大きくすることができる。   Also, as shown in FIG. 5, when the wafer W is deformed into a concave shape with respect to the mounting table 20, the back surface of the wafer W and the lift pins 31 are brought into contact with each other, so that the frictional force acting on the wafer W can be increased. it can. Furthermore, since the surface roughness and surface hardness are optimized at the tip 31a of the elevating pin 31, the frictional force acting on the wafer W can be further increased.

なお、以上の実施の形態では、図4に示したように載置台20に対してウェハWが凸型に変形する場合と、図5に示したように載置台20に対してウェハWが凹型に変形する場合を想定して、載置台20に第1の接触領域100と第2の接触領域101を形成した。しかしながら、例えばウェハWはウェハ面内で波打っている場合もあるし、平坦な場合もあり、すなわち載置台20の表面においてウェハWの接触箇所が特定できない場合もある。そこで、図7に示すように載置台20の表面全面に接触領域200を形成してもよい。接触領域200は、上記接触領域100、101と同様に、その表面粗さ及び表面硬度が最適化されて形成される。   In the above embodiment, the wafer W is deformed into a convex shape with respect to the mounting table 20 as shown in FIG. 4, and the wafer W is concave with respect to the mounting table 20 as shown in FIG. The first contact region 100 and the second contact region 101 were formed on the mounting table 20 assuming the case of deformation. However, for example, the wafer W may be wavy in the wafer surface, or may be flat, that is, the contact location of the wafer W may not be specified on the surface of the mounting table 20. Therefore, the contact region 200 may be formed on the entire surface of the mounting table 20 as shown in FIG. Similar to the contact areas 100 and 101, the contact area 200 is formed by optimizing its surface roughness and surface hardness.

本実施の形態でも、上記実施の形態と同様の効果を享受でき、すなわち、ウェハWの裏面と載置台20の表面との間に生じる摩擦力を大きくして、載置台20にウェハWを適切に載置することができる。しかも、例えば載置台20の電極103を省略して、接触領域200のみで摩擦力を大きくする場合、載置台20の材料にAlN等を用いる必要がなく、プラズマ処理装置1の製造コストを大幅に低廉化することができる。   Also in this embodiment, the same effect as the above embodiment can be enjoyed, that is, the frictional force generated between the back surface of the wafer W and the surface of the mounting table 20 is increased, and the wafer W is appropriately applied to the mounting table 20. It can be mounted on. Moreover, for example, when the electrode 103 of the mounting table 20 is omitted and the frictional force is increased only by the contact region 200, it is not necessary to use AlN or the like as the material of the mounting table 20, and the manufacturing cost of the plasma processing apparatus 1 is greatly increased. It can be cheaper.

また、以上の実施の形態では、マイクロ波を用いたプラズマ処理を例にとって説明したが、これに限定されず、高周波電圧を用いたプラズマ処理についても本発明を適用できるのは勿論である。さらに、以上の実施の形態では、本発明を成膜処理を行うプラズマ処理に適用していたが、本発明は、成膜処理以外の基板処理、例えばエッチング処理やスパッタリングを行うプラズマ処理にも適用できる。   In the above embodiment, the plasma processing using microwaves has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can of course be applied to plasma processing using high-frequency voltages. Furthermore, in the above embodiment, the present invention is applied to plasma processing for performing film formation processing, but the present invention is also applied to substrate processing other than film formation processing, for example, plasma processing for performing etching processing and sputtering. it can.

また、本発明は、プラズマ処理以外の処理にも適用でき、すなわち載置台に載置された基板に対する処理であれば、任意の処理に適用できる。さらに、本発明は、載置台上の基板を回転させながら処理を行う基板処理に限定されるものではないが、上述したように基板を回転させながら行う基板処理に特に有用となる。   The present invention can also be applied to processes other than plasma processing, that is, any process as long as it is a process for a substrate placed on a mounting table. Further, the present invention is not limited to the substrate processing for performing the processing while rotating the substrate on the mounting table, but is particularly useful for the substrate processing performed while rotating the substrate as described above.

また、本発明のプラズマ処理で処理される基板は、半導体ウェハ、有機EL基板、FPD(フラットパネルディスプレイ)用の基板等のいずれのものであってもよい。   Further, the substrate to be processed by the plasma processing of the present invention may be any of a semiconductor wafer, an organic EL substrate, a substrate for FPD (flat panel display), and the like.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood.

1 プラズマ処理装置
10 処理容器
20 載置台
21 回転機構
30 昇降機構
31 昇降ピン
31a 先端部
70 減圧機構
100 第1の接触領域
101 第2の接触領域
103 電極
200 接触領域
W ウェハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma processing apparatus 10 Processing container 20 Mounting base 21 Rotating mechanism 30 Elevating mechanism 31 Elevating pin 31a Tip part 70 Decompression mechanism 100 1st contact area 101 2nd contact area 103 Electrode 200 Contact area W Wafer

Claims (10)

基板を処理する基板処理装置であって、
基板を載置する載置台と、
前記載置台を回転させる回転機構と、を有し、
前記載置台は、当該載置台の表面と基板の裏面との間に生じる摩擦力が、載置台の回転における角加速度と、載置台に対する基板の載置のずれとによって基板に生じる慣性力以上になるように、表面粗さ、表面硬度、及び基板を吸着する力が最適化されていることを特徴とする、基板処理装置。
A substrate processing apparatus for processing a substrate,
A mounting table for mounting the substrate ;
A rotation mechanism for rotating the mounting table ,
In the mounting table described above, the frictional force generated between the surface of the mounting table and the back surface of the substrate is greater than the inertial force generated on the substrate due to the angular acceleration in the rotation of the mounting table and the displacement of the mounting of the substrate with respect to the mounting table. The substrate processing apparatus is characterized in that the surface roughness, the surface hardness, and the force for adsorbing the substrate are optimized.
前記載置台は、当該載置台に印加される所定の電圧によって基板を静電吸着し、
前記所定の電圧は、前記載置台による基板の静電吸着を停止する際、少なくとも基板に残留する電荷が脱離異常を起こさない電圧であることを特徴とする、請求項1に記載の基板処理装置。
The mounting table electrostatically attracts the substrate by a predetermined voltage applied to the mounting table,
2. The substrate processing according to claim 1, wherein the predetermined voltage is a voltage at which at least the charge remaining on the substrate does not cause a desorption abnormality when the electrostatic adsorption of the substrate by the mounting table is stopped. apparatus.
前記載置台に載置された基板の裏面において、当該載置台と接触していない部分を支持する支持部をさらに有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising a support portion that supports a portion that is not in contact with the mounting table on a back surface of the substrate mounted on the mounting table. 前記支持部は、当該支持部の表面と基板の裏面との間に生じる摩擦力が、載置台の回転における角加速度と、載置台に対する基板の載置のずれとによって基板に生じる慣性力以上になるように、表面粗さ及び表面硬度が最適化されていることを特徴とする、請求項3に記載の基板処理装置。 In the support unit, the frictional force generated between the surface of the support unit and the back surface of the substrate is more than the inertial force generated on the substrate due to the angular acceleration in the rotation of the mounting table and the displacement of the mounting of the substrate with respect to the mounting table. The substrate processing apparatus according to claim 3, wherein the surface roughness and the surface hardness are optimized. 前記載置台を収容する処理容器と、
前記処理容器の内部の雰囲気を所定の真空度まで減圧する減圧機構と、をさらに有することを特徴とする、請求項1〜のいずれか一項に記載の基板処理装置。
A processing container for housing the mounting table;
Characterized by further comprising a pressure reducing mechanism for reducing the pressure of an ambient in the interior of the processing container to a predetermined degree of vacuum, the substrate processing apparatus according to any one of claims 1-4.
載置台を回転させながら、当該載置台に載置された基板を処理する基板処理方法であって、
前記載置台は、表面粗さ、表面硬度、及び基板を吸着する力が最適化され、
前記載置台の表面と基板の裏面との間に生じる摩擦力を、載置台の回転における角加速度と、載置台に対する基板の載置のずれとによって基板に生じる慣性力以上にして、当該載置台に基板が載置されることを特徴とする、基板処理方法。
A substrate processing method for processing a substrate mounted on the mounting table while rotating the mounting table,
The mounting table is optimized for surface roughness, surface hardness, and the force to adsorb the substrate,
The friction force generated between the front surface of the mounting table and the back surface of the substrate is set to be greater than the inertial force generated on the substrate due to the angular acceleration in the rotation of the mounting table and the displacement of the substrate with respect to the mounting table. A substrate processing method, wherein a substrate is placed on the substrate.
前記載置台に印加される所定の電圧によって基板が静電吸着され、
前記所定の電圧は、前記載置台による基板の静電吸着を停止する際、少なくとも基板に残留する電荷が脱離異常を起こさない電圧であることを特徴とする、請求項に記載の基板処理方法。
The substrate is electrostatically attracted by a predetermined voltage applied to the mounting table,
The substrate processing according to claim 6 , wherein the predetermined voltage is a voltage at which at least the electric charge remaining on the substrate does not cause a desorption abnormality when the electrostatic adsorption of the substrate by the mounting table is stopped. Method.
前記載置台に載置された基板は、当該載置台と接触していない部分を支持部によって支持されることを特徴とする、請求項又はに記載の基板処理方法。 Substrate placed on the mounting table, characterized in that the supporting portion not in contact with the mounting table by the support unit, the substrate processing method according to claim 6 or 7. 前記支持部は、表面粗さ及び表面硬度が最適化され、
前記支持部の表面と基板の裏面との間に生じる摩擦力を、載置台の回転における角加速度と、載置台に対する基板の載置のずれとによって基板に生じる慣性力以上にして、当該支持部に基板が支持されることを特徴とする、請求項に記載の基板処理方法。
The support is optimized for surface roughness and surface hardness,
The frictional force generated between the front surface of the support portion and the back surface of the substrate is set to be equal to or higher than the inertial force generated on the substrate due to the angular acceleration in the rotation of the mounting table and the deviation of the mounting of the substrate with respect to the mounting table. The substrate processing method according to claim 8 , wherein the substrate is supported by the substrate.
前記載置台に載置された基板の処理は、減圧雰囲気下で行われることを特徴とする、請求項のいずれか一項に記載の基板処理方法。
Processing of the substrate mounted on the mounting table is characterized in that it is carried out in a reduced pressure atmosphere, the substrate processing method according to any one of claims 6-9.
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