JP6545613B2 - フォーカスリング - Google Patents
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Description
その際、被処理基板のプラズマ処理を均一にするために、被処理基板の周囲を囲むように、フォーカスリングが配置される。
このフォーカスリングは、被処理基板の外側に設けられ、例えばその内周部に被処理基板を載置することにより、被処理基板の周囲にいわゆる擬似被処理基板(擬似ウエハ)を形成し、当該被処理基板(当該ウエハ)のプラズマ処理を均一になすものである。
一般的には、前記フォーカスリングは単結晶シリコンのインゴットを輪切りにし、円板状部材を切り出し、更に前記円板状部材の中央部分をくりぬくことにより、リング状のフォーカスリングを製作している。
そのため、フォーカスリング全体を新規に交換するのではなく、フォーカスリングの劣化した一部を交換することができる、分割型のフォーカスリングが特許文献1,2において提案されている。
このフォーカスリング40は、第1の部材41と、第2に部材42からなる二体構造のフォーカスリングであって、それぞれの部材41、42の外周部に相互に嵌合する、位置決め用凹凸41a、42aが設けられている。
また、第1の部材41の内周部には、被処理基板を載置する段部41bが形成され、第2の部材42には、前記段部41bの内周面に一致した貫通孔42bが形成されている。
このフォーカスリング50は、シリコンフォーカスリングの使用済み廃棄品を再加工することによって得られた、第1の部材51および第2の部材52を重ね合わせることによって、形成される。
前記第1の部材51の下面51a、第2の部材52の上面52aには、それらの重ね合わせ面の各外周縁部に凹凸のハメ合わせ部51b、52bを設け、各リングを重ね合わせる際の位置合わせ基準としている。
そのため、第1の部材の下面と第2の部材の上面との間から(特に外周部から)、プラズマ処理の際用いられるエッチングガスが侵入し、第1の部材の下面及び第2の部材の上面が侵食され、前記第1の部材と第2の部材との密着性が損なわれるという技術的課題があった。更に言えば、この密着性が損なわれた状態でプラズマ処理が行われると、第1の部材と第2の部材との間の熱の伝導性が損なわれ、被処理基板近傍の温度コントロールが十分になされず当該基板のエッチングが面内不均一となるという技術的課題があった。
特に、位置決め用の凸部は、位置決めのために(嵌合するために)所定の長さ以上の長さ寸法Tを必要するため、凸部が形成される第1の部材はより厚い材料から切り出す必要があり、材料のロスがより大きく、より製造コストが嵩むという技術的課題があった。
その結果、前記第1の部材と第2の部材との内周面側において、良好な密着性が維持され、被処理基板近傍の適切な温度コントロールを行うことができ、当該基板の面内均一なエッチングを行うことができる。
その結果、前記特定領域における、第1の部材下面及び第2の部材上面の侵食が抑制され、良好な密着状態が維持され、熱の伝導性が損なわれることなく、被処理基板近傍の適切な温度コントロールを行うことができ、当該基板の面内均一なエッチングを行うことができる。
尚、第1、2のリング状凹部より内周面側の特定領域は、前記全面積の60%以上の領域を確保することにより、上記効果をより確実に得ることができる。
第1の部材の下面及び第2の部材の上面の平坦度が10μm以下である場合には、第1の部材と第2の部材の熱の伝導効果に優れ、被処理基板近傍の適切な温度コントロールを行うことができ、当該基板の面内均一なエッチングを行うことができる。
このエッチングガスの侵入抑制効果をより確実にするためには、酸エッチングによる好ましくは面取り寸法が50μm以下、さらに好ましくは30μm以下の曲線状の面取り部とすることがより好ましい。
このように、第1のリング状凹部、第2のリング状凹部、前記リング状部材には、平面視上、直線状部と曲線状部から形成されているため、第1のリング状凹部及び第2のリング状凹部内における特定の位置に、前記リング状部材を確実に固定することができる。
このように、リング状部材の外周面の下側部に屈曲部が形成されているため、前記第1、2のリング状凹部より内周面側へのエッチングガスの侵入がより抑制され、前記内周面側の第1の部材下面及び第2の部材上面の侵食が抑制される。
その結果、前記第1の部材と第2の部材との内周面側の密着性が良好な状態に維持され、被処理基板近傍の適切な温度コントロールを行うことができ、当該基板の面内均一なエッチングを行うことができる。
このフォーカスリング1は、例えば、内径が450mm、外径が550mm、厚さが7mm(特に、有効な範囲は、内径が290mm〜448mm、外径が350mm〜550mm、厚さが3mm〜10mm)の大きさを有している。
尚、多結晶シリコンの場合は、プロセス時の発塵(パーティクル)発生原因になり得るため、単結晶シリコンで形成することがより好ましい。
この第1のリング状凹部15と第2のリング状凹部25は、対応した位置に配置され、第1の部材10の下面13と第2の部材20の上面21が重ね合わせられることにより、一つのリング状部材30を収容するリング状の空間Sが形成される。
このリング状部材30は、第1のリング状凹部15内及び前記第2のリング状凹部25内、すなわち前記空間Sに収容される。
このように、前記第1の部材10の厚さt1、第2の部材20の厚さt2に設定されることにより、第1の部材のみを交換する場合、コストメリットを最大限に活かすことができる。
即ち、リング状部材30の周りに、第1のリング状凹部15と前記第2のリング状凹部25による空間Sが形成されるように設定される。
尚、図4では、理解を容易ならしめるため、リング状部材30が第2のリング状凹部25から浮いた状態で図示しているが、実際はリング状部材30が第2のリング状凹部25に接して配置される。
その結果、前記第1、2のリング状凹部15,25より内周面側の領域へのエッチングガスの侵入が抑制され、前記内周面側の第1の部材下面13及び第2の部材上面21の侵食が抑制される。
このように、内周面側の第1の部材下面13及び第2の部材上面21の侵食が抑制されることにより、前記内周面側領域の良好な密着性は維持され、被処理基板近傍の適切な温度コントロールを行うことができ、当該基板の面内均一なエッチングを行うことができる。
この特定領域は、前記したようにエッチングガスの侵入が抑制される領域であり、第1の部材10と第2の部材20との良好な密着性が維持される領域である。また、被処理基板に近接する領域である。
したがって、この特定領域が全面積に占める割合が高い方がより好ましく、好ましくは前記全面積の60%以上であることが好ましい。
前記第1の部材10の下面13と第2の部材20の上面21の平坦度が10μm以下に形成されることにより、前記下面13及び上面21が密着するため、熱の伝導性が損なわれることなく、被処理基板近傍の適切な温度コントロールを行うことができ、当該基板の面内均一なエッチングを行うことができる。
前記特定領域における第1の部材の下面13及び第2の部材の上面21は、良好な密着性が維持される領域であり、この領域の平坦度を他の領域よりさらに高めることにより被処理基板近傍のより適切な温度コントロールを行うことができ、当該基板の面内をより均一にエッチングすることができる。
一方、第1の部材下面13の外周端部(角部)と第2の部材上面21の外周端部(角部)の面取り寸法が100μmより大きい場合には、前記面取り部から第1の部材下面13と第2の部材上面21との間に、エッチングガスが侵入し易く、好ましくない。
このことは、第1の部材下面13の内周端部(角部)と第2の部材上面21の内周端部(角部)の面取り部においても同様である。
図5に示すように、第1の部材10の外周面12及び下面13に面取り寸法t3、t4が100μm以下となるように面取り部17が形成されている。
この面取り部17の形状は、直線状の形状に限定されるものではなく、曲線状の形状であっても良い。
尚、この面取り部17の形成は酸エッチング等の化学的研磨で面取り寸法を50μm以下に形成することがより好ましい。さらに好ましくは30μm以下の曲線状の面取り部とすることがより好ましい。
即ち、第1の部材下面13及び第2の部材上面21に、前記第1のリング状凹部15、第2のリング状凹部25を切り出す(切削)することによって製造することができ、切り出し量も少なく、製造コストをより安価になすことができる。
上記実施形態では、第1のリング状凹部15及び第2のリング状凹部25は、平面視上、環状に形成され、またリング状部材30についても、第1のリング状凹部15及び第2のリング状凹部25に収容されるように、環状に形成されている場合について説明した。
また、前記リング状部材30には、前記第1のリング状凹部15及び第2のリング状凹部25の直線状部と曲線状部に対応する、直線状部35と曲線状部36が形成されている。
前記直線状部35の半径方向の幅t5は、曲線状部36の半径方向の幅t6の0.85〜0.95倍であることが望ましい。
尚、本発明のフォーカスリングにおいては、第1のリング状凹部15及び第2のリング状凹部25が、平面視上、直線状部26と曲線状部27を有し、前記リング状部材30が、前記第1のリング状凹部15及び第2のリング状凹部25の直線状部と曲線状部に対応する、直線状部と曲線状部を有し、かつ、前記リング状部材30の直線状部26は、リング状部材30の外周のみに形成されていることがより好ましい。
これにより、被処理基板の外周から、リング状部材30の内周までの間隔を均等にすることができ、被処理基板近傍のより均一な温度コントロールを行うことができる。
上記実施形態にあっては、第1のリング状凹部15、第2のリング状凹部25、前記リング状部材30の断面形状が矩形形状の場合について説明したが、図8(a)に示すように第1のリング状凹部15、第2のリング状凹部25、前記リング状部材30が逆L字型であっても良い。
また、図8(b)に示すように、第1のリング状凹部15、第2のリング状凹部25、前記リング状部材30がT字型であっても良い。
更に、図8(c)に示すように、第1のリング状凹部15、第2のリング状凹部25、前記リング状部材30が十字型であっても良い。
その結果、前記第1の部材10と第2の部材20との内周面側の良好な密着状態が維持され、被処理基板の面内均一なエッチングを行うことができる。
10 第1の部材
12 外周面
13 下面
15 第1のリング状凹部
20 第2の部材
21 上面
22 外周面
25 第2のリング状凹部
30 リング状部材
S 空間
S1 リング状部材側壁側空間
Claims (6)
- 単結晶シリコンによって形成された環状の第1の部材と、
単結晶シリコンによって形成された環状の第2の部材とを有し、
前記第2の部材の上面に前記第1の部材が重ね合わせられるフォーカスリングであって、
前記第1の部材の下面に形成された第1のリング状凹部と、
前記第1のリング状凹部に重ね合わせられる、前記第2の部材の上面に形成された第2のリング状凹部と、
前記第1のリング状凹部内、及び前記第2のリング状凹部内に収容される単結晶シリコンによって形成されたリング状部材と、
を備え、
前記第1の部材の下面と第2の部材上面とが、前記第1、2のリング状凹部を除いて密着していることを特徴とするフォーカスリング。 - 前記第1、2のリング状凹部を含む、第1の部材の下面と第2の部材の上面とが対向する環状対向面の全面積を100%とした際、
第1の部材と第2の部材の内周面から第1、2のリング状凹部の内周面に至る、第1の部材の下面と第2の部材の上面とが対向する環状対向面の面積が、前記全面積の40%以上となる位置に、第1、2のリング状凹部が設けられ、
前記第1、2のリング状凹部内に、前記リング状部材が配置されていることを特徴とする請求項1記載のフォーカスリング。 - 前記第1の部材と第2の部材の内周面から前記リング状部材の内周面に至る、前記環状対向面における、第1の部材の下面及び第2の部材の上面の平坦度が、10μm以下であることを特徴とする請求項2記載のフォーカスリング。
- 前記環状対向面における、第1の部材下面の内周端部と外周端部及び第2の部材上面の内周端部と外周端部のうち、
少なくとも、第1の部材下面の外周端部及び第2の部材上面の外周端部に、面取り寸法が100μm以下の直線状あるいは曲線状の面取り部が形成されていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のフォーカスリング。 - 第1のリング状凹部及び第2のリング状凹部が、平面視上、直線状部と曲線状部を有し、
前記リング状部材が、前記第1のリング状凹部及び第2のリング状凹部の直線状部と曲線状部に対応する、直線状部と曲線状部を有し、かつ、前記リング状部材の直線状部は、リング状部材の外周のみに形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載されたフォーカスリング。 - 前記リング状部材の径方向の垂直断面において、リング状部材の外周面の下側部に屈曲部が形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載されたフォーカスリング。
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