JP7204564B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7204564B2
JP7204564B2 JP2019066585A JP2019066585A JP7204564B2 JP 7204564 B2 JP7204564 B2 JP 7204564B2 JP 2019066585 A JP2019066585 A JP 2019066585A JP 2019066585 A JP2019066585 A JP 2019066585A JP 7204564 B2 JP7204564 B2 JP 7204564B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma processing
ring
mounting table
insulating member
processing apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019066585A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020167279A (ja
Inventor
浩史 太田
秀敏 花岡
歩太 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP2019066585A priority Critical patent/JP7204564B2/ja
Priority to CN202010201548.8A priority patent/CN111755312A/zh
Priority to KR1020200034878A priority patent/KR20200115228A/ko
Priority to US16/831,032 priority patent/US11664198B2/en
Publication of JP2020167279A publication Critical patent/JP2020167279A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7204564B2 publication Critical patent/JP7204564B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532Electrodes
    • H01J37/32559Protection means, e.g. coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623Mechanical discharge control means
    • H01J37/32642Focus rings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715Workpiece holder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68742Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a lifting arrangement, e.g. lift pins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/03Mounting, supporting, spacing or insulating electrodes
    • H01J2237/038Insulating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334Etching

Description

本開示は、プラズマ処理装置に関する。
半導体装置の製造工程においては、処理ガスのプラズマを用いて基板に対してエッチング等の処理が施される工程がある。このような工程に用いられるプラズマ処理装置では、チャンバ内の載置台に基板が載置され、この載置台の上方の空間において処理ガスをプラズマ化して、基板に対してプラズマ処理が行われる。載置台上の基板の周囲には、基板のエッジ付近におけるプラズマの均一性を向上させるために、フォーカスリングと呼ばれる部材が配置される。また、フォーカスリングの周囲には、カバーリングが配置される。
特開2012-138497号公報
本開示は、カバーリングの外周側に付着する反応副生成物(以下、デポともいう。)を低減することができるプラズマ処理装置を提供する。
本開示の一態様によるプラズマ処理装置は、載置台と、導電性部材と、第1の絶縁部材とを有する。載置台は、基板を載置する載置部と、載置部より低い位置に設けられた段差部を有する導電性の載置台である。導電性部材は、段差部に配設され、載置台の外縁よりも外側まで延伸する。第1の絶縁部材は、導電性部材の上面に配置される。
本開示によれば、カバーリングの外周側に付着する反応副生成物を低減することができる。
図1は、本開示の一実施形態における処理システムの一例を示す図である。 図2は、本実施形態における載置台の構造の一例を示す部分拡大図である。 図3は、比較例1における載置台の構造の一例を示す部分拡大図である。 図4は、比較例1における電界強度のシミュレーション結果の一例を示す図である。 図5は、本実施形態における電界強度のシミュレーション結果の一例を示す図である。 図6は、比較例1におけるカバーリングの外観の一例を示す図である。 図7は、本実施形態におけるカバーリングの外観の一例を示す図である。 図8は、比較例1におけるカバーリングの消耗量の一例を示す図である。 図9は、本実施形態におけるカバーリングの消耗量の一例を示す図である。 図10は、変形例における載置台の構造の一例を示す部分拡大図である。
以下に、開示するプラズマ処理装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により開示技術が限定されるものではない。
従来、載置台周囲に絶縁部材を配したプラズマ処理装置が知られている。この様なプラズマ処理装置では、絶縁部材であるカバーリングの外周側にデポが堆積し、堆積したデポがパーティクルとなってウェハに付着することがある。これは、カバーリングの内周側では、電位差があるためカバーリング側にイオンが引き付けられて、カバーリングおよびデポがエッチングされると推測される。一方、カバーリングの外周側では、電位差がないためカバーリングおよびデポがエッチングされないと推測される。そこで、カバーリングの外周側に付着するデポを低減することが期待されている。
[処理システム1の構成]
図1は、本開示の一実施形態における処理システム1の一例を示す図である。処理システム1は、プラズマ処理装置10および制御装置11を備える。本実施形態におけるプラズマ処理装置10は、平行平板の電極を備えるプラズマエッチング装置である。プラズマ処理装置10は、略円筒形状を有する処理チャンバ12を備える。処理チャンバ12は、例えばアルミニウム等で構成されており、その内壁面には陽極酸化処理が施されている。処理チャンバ12は保安接地されている。
処理チャンバ12の底部上には、例えば石英等の絶縁材料で構成された略円筒状の支持部材15が設けられている。支持部材15は、処理チャンバ12内において、処理チャンバ12の底部から鉛直方向に延在している。処理チャンバ12内には、載置台PDが設けられている。載置台PDは、支持部材15によって支持されている。
載置台PDは、カバーリングCR、フォーカスリングFR、静電チャックESC、下部電極LE、シリコンリングSR、および、第2の絶縁部材14を有する。下部電極LEは、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、チタン、チタン合金、またはステンレス等の金属により略円盤状に形成されている。下部電極LEの周囲には、下部電極LEを囲むように第2の絶縁部材14が設けられている。
下部電極LE上には、静電チャックESCが設けられている。下部電極LEおよび静電チャックESCは、載置部の一例である。静電チャックESCは、導電膜である電極を、一対の絶縁層の間または一対の絶縁シートの間に配置した構造を有する。静電チャックESCの電極には、スイッチ23を介して直流電源22が電気的に接続されている。静電チャックESCは、スイッチ23を介して直流電源22から印加された直流電圧により生じるクーロン力等の静電力により、静電チャックESCの上面において、略円形の板状の基板Wを吸着する。基板Wは、被処理体の一例である。これにより、静電チャックESCは、静電チャックESCの上面において基板Wを保持することができる。
下部電極LEの周縁部上には、基板Wのエッジおよび静電チャックESCを囲むようにフォーカスリングFRが設けられている。フォーカスリングFRは、静電チャックESCおよびカバーリングCRの境界部分を覆うように配置される。フォーカスリングFRにより、エッチング等の基板Wに対する処理の均一性が向上する。フォーカスリングFRは、処理対象の膜の材料によって適宜選択される材料から構成されており、例えばシリコンやシリコンカーバイド(SiC)等の導電体から構成され得る。なお、フォーカスリングFRは、エッジリングともいう。また、下部電極LEの周縁部は、静電チャックESCより低い位置に設けられた段差部を有する。下部電極LEの段差部には、シリコンリングSRが配設される。シリコンリングSRは、シリコン等の導電体から構成され得る。さらに、下部電極LEの段差部には、第2の絶縁部材14のフランジが配設される。シリコンリングSRは、第2の絶縁部材14の一部を覆うように配設される。
シリコンリングSRおよび第2の絶縁部材14上であって、フォーカスリングFRの外周側には、フォーカスリングFRを囲むようにカバーリングCRが設けられている。カバーリングCRは、例えば石英やアルミナ等の絶縁体により構成される。カバーリングCRは、第1の絶縁部材の一例である。カバーリングCRは、シリコンリングSRおよび第2の絶縁部材14の上面をプラズマから保護する。また、カバーリングCRの内周側の上部は、フォーカスリングFRの外周部分によって覆われている。さらに、カバーリングCRは、シリコンリングSRおよび第2の絶縁部材14の上部側面を覆うように配設される。
第2の絶縁部材14は、内周側にフランジを有し、当該フランジが下部電極LEの段差部に接することによって支持されている。第2の絶縁部材14は、例えば石英等の絶縁材料で構成される。
下部電極LEの内部には、冷媒を循環させるための流路24が設けられている。流路24には、処理チャンバ12の外部に設けられたチラーユニット80から配管26aを介して冷媒が供給される。配管26aを介して流路24に供給された冷媒は、流路24内を流れ、配管26bを介してチラーユニット80に戻される。
また、静電チャックESCの内部には、加熱素子であるヒータHTが設けられている。ヒータHTには、ヒータ電源HPが接続されている。ヒータ電源HPからヒータHTに電力が供給されることにより、静電チャックESCが加熱される。下部電極LEの流路24内を循環する冷媒による冷却と、静電チャックESC内部のヒータHTによる加熱とにより、静電チャックESC上の基板Wの温度が所定温度に制御される。なお、ヒータHTは、下部電極LE内に設けられてもよい。
プラズマ処理装置10には、例えばHeガス等の伝熱ガスが供給される配管27が設けられている。配管27を介して供給された伝熱ガスは、静電チャックESCの上面と基板Wの裏面との間に供給される。制御装置11は、静電チャックESCの上面と基板Wの裏面との間に供給される伝熱ガスの圧力を制御することにより、静電チャックESCと基板Wとの間の熱伝導率を制御することができる。
プラズマ処理装置10は、上部電極30を備える。上部電極30は、載置台PDの上方において、載置台PDと対向する位置に配置されている。下部電極LEと上部電極30とは、互いに略平行に設けられている。上部電極30と下部電極LEとの間は、基板Wにプラズマ処理を行うためのプラズマが生成される処理空間Sである。
上部電極30は、例えば石英等の第3の絶縁部材32を介して、処理チャンバ12の上部に支持されている。上部電極30は、電極板34および電極支持体36を含む。電極板34は、例えばシリコンを含む材料により構成され、電極板34の下面は処理空間Sに面している。電極板34には複数のガス吐出孔34aが設けられている。
電極支持体36は、例えばアルミニウム等の導電性材料で構成され、電極板34を着脱自在に支持する。電極支持体36は、水冷構造を有していてもよい。電極支持体36の内部には、ガス拡散室36aが設けられている。ガス拡散室36aからは、ガス吐出孔34aに連通する複数のガス流通孔36bが下方に延びている。電極支持体36には、ガス拡散室36aに処理ガスを導くガス導入口36cが形成されており、ガス導入口36cには、配管38の第1端が接続されている。
配管38の第2端には、バルブ群42および流量制御器群44を介して、ガスソース群40が接続されている。ガスソース群40、バルブ群42、および流量制御器群44は、供給部の一例である。ガスソース群40は、複数のガスソースを有している。複数のガスソースには、H2ガス、CH2F2ガス、NF3ガス、HBrガス、およびCxFyガス(xおよびyは自然数)等が含まれ得る。また、複数のガスソースには、HeガスやArガス等の希ガスが含まれ得る。
バルブ群42は複数のバルブを含んでおり、流量制御器群44はマスフローコントローラ等の複数の流量制御器を含んでいる。ガスソース群40の複数のガスソースのそれぞれは、バルブ群42の中の対応するバルブおよび流量制御器群44の中の対応する流量制御器を介して、配管38に接続されている。従って、プラズマ処理装置10は、ガスソース群40の中のガスソースのうち選択された一以上のガスソースからのガスを、個別に調整された流量で、処理チャンバ12内に供給することが可能である。
処理チャンバ12内には、処理チャンバ12の内壁に沿ってデポシールド46が着脱自在に設けられている。デポシールド46は、第2の絶縁部材14および支持部材15の外周にも設けられている。デポシールド46は、例えばアルミニウム材にY2O3等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。
処理チャンバ12の底部側、かつ、支持部材15と処理チャンバ12の内側壁との間には排気プレート48が設けられている。排気プレート48は、例えば、アルミニウム材にY2O3等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。処理チャンバ12内の排気プレート48の下方には、排気口12eが設けられている。排気口12eには、排気管52を介して排気装置50が接続されている。排気装置50は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、処理チャンバ12内の空間を所望の真空度まで減圧することができる。処理チャンバ12の側壁には基板Wを搬入または搬出するための開口12gが設けられており、開口12gはゲートバルブ54により開閉可能となっている。
プラズマ処理装置10は、第1の高周波電源62および第2の高周波電源64を備える。第1の高周波電源62は、プラズマ生成用の第1の高周波電力を発生する電源である。第1の高周波電源62は、27~100MHzの範囲内の周波数、一例においては40MHzの周波数の高周波電力を発生する。第1の高周波電源62は、整合器66を介して下部電極LEに接続されている。整合器66は、第1の高周波電源62の出力インピーダンスと負荷(下部電極LE)側の入力インピーダンスとを整合させるための回路である。なお、第1の高周波電源62は、整合器66を介して上部電極30に接続されていてもよい。第1の高周波電源62および下部電極LEは、プラズマ生成部の一例である。
第2の高周波電源64は、基板Wにイオンを引き込むための第2の高周波電力、即ち、高周波バイアス電力を発生する電源である。第2の高周波電源64は、200kHz~13.56MHzの範囲内の周波数、一例においては400kHzの周波数の高周波バイアス電力を発生する。第2の高周波電源64は、整合器68を介して下部電極LEに接続されている。整合器68は、第2の高周波電源64の出力インピーダンスと負荷(下部電極LE)側の入力インピーダンスとを整合させるための回路である。
プラズマ処理装置10は、電源70を備える。電源70は、上部電極30に接続されている。電源70は、処理空間S内に存在する正イオンを電極板34に引き込むための電圧を、上部電極30に印加する。一例においては、電源70は、負の直流電圧を発生する直流電源である。このような電圧が電源70から上部電極30に印加されることにより、処理空間Sに存在する正イオンが電極板34に衝突する。これにより、電極板34から二次電子、シリコン原子、またはその両方が放出される。
制御装置11は、プロセッサ、メモリ、および入出力インターフェイスを有する。メモリには、プロセッサによって実行されるプログラム、および、各処理の条件等を含むレシピが格納されている。プロセッサは、メモリから読み出したプログラムを実行し、メモリ内に記憶されたレシピに基づいて、入出力インターフェイスを介してプラズマ処理装置10の各部を制御する。具体的には、制御装置11は、スイッチ23、排気装置50、第1の高周波電源62、整合器66、第2の高周波電源64、整合器68、電源70、チラーユニット80、およびヒータ電源HP等を制御する。
具体的には、制御装置11は、例えば下記の処理条件で基板Wのエッチングが行われるように、プラズマ処理装置10の各部を制御する。
処理チャンバ12内の圧力:3.333Pa(25mTorr)
処理ガス:H2、CH2F2、NF3、HBr、CxFy等を含むガス
基板Wの温度:60℃
第1の高周波電力(40MHz):4.5kW
第2の高周波電力(400kHz):7kW
[載置台PDの詳細]
図2は、本実施形態における載置台PDの構造の一例を示す部分拡大図である。下部電極LEの周縁部に設けられた段差部101には、耐プラズマ性の保護膜、例えば、Y2O3等の誘電体の保護膜が形成される。段差部101上に接するシリコンリングSRは、当該保護膜を介して、下部電極LEと高周波的に導通している。シリコンリングSRは、外周側部分が下部電極LEの外縁よりも外側まで延伸し、第2の絶縁部材14の一部を覆っている。
第2の絶縁部材14は、支持部材15および下部電極LEを囲むように設けられ、上面はシリコンリングSRと接する。また、第2の絶縁部材14は、下部がデポシールド46と接する。さらに、第2の絶縁部材14の上部内周側に設けられたフランジは、段差部101と接する。
カバーリングCRは、シリコンリングSRの上面に配置され、外周側の側面が下部に延伸されることでシリコンリングSRおよび第2の絶縁部材14の側面上部を覆っている。また、カバーリングCRは、内周側の上部がフォーカスリングFRの外周部分によって覆われている部分について、厚み方向から見た場合に、フォーカスリングFRとシリコンリングSRとが重なっている部分がある。この場合、シリコンリングSRの厚さや、重なり具合を変更することで、フォーカスリングFRの内周側と外周側のインピーダンスをコントロールすることができる。つまり、フォーカスリングFRの内周側と外周側のインピーダンスを二次的に変更することができる。これにより、エッチング時のフォーカスリングFRの変形を改善することができる。
また、カバーリングCRの外周側であってシリコンリングSRの上部に位置するカバーリングCRの厚さは、高周波バイアス電力の周波数とカバーリングCRの誘電率とをファクタとして定めることができる。例えば、カバーリングCRが石英であり高周波バイアス電力が3MHzの場合は、25mm以下とすることが望ましい。また、カバーリングCRが石英であり、高周波バイアス電力が400kHzの場合は、10mm以下とすることが望ましい。カバーリングCRが石英より誘電率が高いアルミナであれば、さらに薄くすることができる。
本実施形態では、シリコンリングSRが下部電極LEの外縁よりも外側まで延伸されることで、カバーリングCRの外周側においても電位差が発生し、カバーリングCRの外周側もエッチングされる。これにより、カバーリングCRの外側に付着するデポを低減することができる。
[比較例1]
ここで、比較例1における載置台PD’について説明する。図3は、比較例1における載置台PD’の構造の一例を示す部分拡大図である。図3に例示された載置台PD’では、カバーリングCRおよび第2の絶縁部材14に代えて、カバーリングCR’および第2の絶縁部材14aが用いられている点、ならびに、シリコンリングSRが無い点が、図2に例示された本実施形態の載置台PDとは異なる。なお、フォーカスリングFR、静電チャックESC、下部電極LE、支持部材15およびデポシールド46は、載置台PDと同様である。
比較例1における第2の絶縁部材14aでは、下部電極LEの段差部101全体に第2の絶縁部材14aのフランジが配置されるような形状となっている。このため、下部電極LEの外縁よりも外側には、導電性部材が存在せず、カバーリングCR’の外周側では電位差がなく、デポが堆積する場合がある。
ここで、図4および図5を用いて載置台PD’および載置台PDにおける電界強度について説明する。図4は、比較例1における電界強度のシミュレーション結果の一例を示す図である。図4に示すように、比較例1における載置台PD’では、カバーリングCR’の外周側において、電位0[V]を示す線がカバーリングCR’の表面と略同一となっている。すなわち、カバーリングCR’の外周側では、電位差がないためカバーリングCR’側にイオンが引き付けられない。
図5は、本実施形態における電界強度のシミュレーション結果の一例を示す図である。一方、図5に示すように、本実施形態における載置台PDでは、シリコンリングSRによって電界が載置台PDの外側方向に広がるため、カバーリングCRの外周側のエッジ付近を電位0[V]を示す線が通っている。すなわち、カバーリングCRの外周側においても、電位差が発生しているため、カバーリングCR側にイオンが引き付けられる。
[実験結果]
比較例1の載置台PD’と、本実施形態における載置台PDとを用いて、カバーリングにおけるプラズマ処理後のデポおよび消耗量について実験を行った。図6は、比較例1におけるカバーリングの外観の一例を示す図である。図7は、本実施形態におけるカバーリングの外観の一例を示す図である。図6に示すように、比較例1におけるカバーリングCR’では、外周側の領域110に多くのデポが付着している。このとき、基板W上のパーティクル数は、プラズマ処理時間が250時間で133個であった。一方、本実施形態におけるカバーリングCRでは、外周側の領域111には、ほとんどデポが付着していない。このとき、基板W上のパーティクル数は、プラズマ処理時間が300時間で22個であった。
図8は、比較例1におけるカバーリングの消耗量の一例を示す図である。図9は、本実施形態におけるカバーリングの消耗量の一例を示す図である。図8に示すように、比較例1におけるカバーリングCR’では、外周側が消耗していないことがわかる。一方、本実施形態におけるカバーリングCRでは、外周側まで消耗していることがわかる。つまり、本実施形態では、カバーリングCRの外周側においてもイオンが引き付けられて、カバーリングおよびデポがエッチングされている。
[変形例]
プラズマ処理においては、カバーリングCRの外周側にデポが付着しない処理条件の場合がある。この場合、電界強度の分布を図4に示す載置台PD’の場合と同様にすることで、カバーリングCRの消耗を防ぐことができる。図10は、変形例における載置台PD”の構造の一例を示す部分拡大図である。図10に示す変形例の載置台PD”では、シリコンリングSRbの上部に空間123を設け、シリコンリングSRbを上下に移動可能としている点が、図2に示す本実施形態の載置台PDと異なる。なお、フォーカスリングFR、静電チャックESC、デポシールド46およびカバーリングCRは、載置台PDと同様である。
変形例におけるシリコンリングSRbには、下部電極LEおよび支持部材15内に設けた穴120を貫通する駆動ピン121が接触している。駆動ピン121は、処理チャンバ12の底部に設けた駆動機構122によって上下に移動可能である。駆動ピン121は、例えば石英やアルミナ等の絶縁体で構成されている。また、駆動ピン121および駆動機構122は、シリコンリングSRbを均等に持ち上げられるように、例えばシリコンリングSRbの円周上の複数箇所、例えば4箇所に設けられる。
変形例の載置台PD”では、第2の絶縁部材14bの上端が下部電極LEの段差部124と同じ高さとなっており、シリコンリングSRbが上下に移動可能な空間123を設けている。なお、第2の絶縁部材14bの下端は、本実施形態の第2の絶縁部材14と同様に、デポシールド46と接している。
駆動ピン121が下がった状態では、シリコンリングSRbが下部電極LEの段差部124と接触しており、シリコンリングSRbと下部電極LEとが高周波的に導通している状態となる。この場合、図2に示す本実施形態の載置台PDと同様に、カバーリングCRの外周側へのデポの付着を抑えられる。
次に、駆動機構122を動作させ、駆動ピン121を上昇させた状態では、例えば、シリコンリングSRbの上面がカバーリングCRと接触する位置まで移動し、シリコンリングSRbが段差部124から浮いた状態となる。つまり、シリコンリングSRbと段差部124との間に、例えば、1~2mmの空間が空くことになる。すると、シリコンリングSRbと下部電極LEとは、高周波的に導通していない状態となる。この場合、図3に示す比較例1の載置台PD’と同様に、カバーリングCRの外周側は電位差がない状態となり、カバーリングCRの消耗を防ぐことができる。
以上、本実施形態によれば、プラズマ処理装置10は、載置台PDと、導電性部材(シリコンリングSR)と、第1の絶縁部材(カバーリングCR)とを有する。載置台PDは、基板を載置する載置部と、載置部より低い位置に設けられた段差部101を有する導電性の載置台である。導電性部材は、段差部101に配設され、載置台PDの外縁よりも外側まで延伸する。第1の絶縁部材は、導電性部材の上面に配置される。これにより、第1の絶縁部材(カバーリングCR)の外側に付着する反応副生成物(デポ)を低減することができる。
また、本実施形態によれば、第1の絶縁部材は、導電性部材を覆うように配置される。その結果、第1の絶縁部材の外周側もエッチングを行うことができる。
また、本実施形態によれば、プラズマ処理装置10は、さらに、載置台PDの側面を覆う第2の絶縁部材14を有する。その結果、導電性部材がプラズマに曝されることを防ぐことができる。
また、本実施形態によれば、段差部101には、誘電体の保護膜が形成される。その結果、載置台PDの下部電極LEと導電性部材とを高周波的に導通させることができる。
また、本実施形態によれば、第1の絶縁部材の上に、導電性のフォーカスリングFRが載置される。その結果、フォーカスリングFRの内周側と外周側のインピーダンスをコントロールすることができる。
また、変形例によれば、載置台PD”には、導電性部材(シリコンリングSRb)と、第1の絶縁部材(カバーリングCR)との間には、導電性部材が上下に移動可能な空間が設けられる。プラズマ処理装置10は、さらに、導電性部材を上下に駆動させる駆動機構122を有する。その結果、第1の絶縁部材の外周側に対するエッチング量を制御することができる。
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形体で省略、置換、変更されてもよい。
また、上記した実施形態では、プラズマ源として容量結合型プラズマを用いて基板Wに対してエッチング等の処理を行うプラズマ処理装置10を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。プラズマを用いて基板Wに対して処理を行う装置であれば、プラズマ源は容量結合プラズマに限られず、例えば、誘導結合プラズマ、マイクロ波プラズマ、マグネトロンプラズマ等、任意のプラズマ源を用いることができる。
また、上記した実施形態の処理システム1では、0℃以下の温度に保たれた状態の基板Wに対してプラズマ処理が行われるが、開示の技術はこれに限られない。0℃以上の温度に保たれた状態の基板Wに対してプラズマ処理を行う処理システム1に対しても、開示の技術を適用することができる。
CR カバーリング
ESC 静電チャック
FR フォーカスリング
HP ヒータ電源
HT ヒータ
LE 下部電極
PD 載置台
S 処理空間
SR,SRb シリコンリング
W 基板
1 処理システム
10 プラズマ処理装置
11 制御装置
12 処理チャンバ
12e 排気口
12g 開口
14,14a,14b 第2の絶縁部材
15 支持部材
22 直流電源
23 スイッチ
24 流路
26a,26b 配管
27 配管
30 上部電極
32 第3の絶縁部材
34 電極板
34a ガス吐出孔
36 電極支持体
36a ガス拡散室
36b ガス流通孔
36c ガス導入口
38 配管
40 ガスソース群
42 バルブ群
44 流量制御器群
46 デポシールド
48 排気プレート
50 排気装置
52 排気管
54 ゲートバルブ
62 第1の高周波電源
64 第2の高周波電源
66 整合器
68 整合器
70 電源
80 チラーユニット
101,124 段差部
110,111 領域
120 穴
121 駆動ピン
122 駆動機構
123 空間

Claims (8)

  1. 基板を載置する載置部と前記載置部より低い位置に設けられた段差部を有する導電性の載置台と、
    前記段差部に配設され、前記載置台の外縁よりも外側まで延伸する導電性部材と、
    前記導電性部材の上面に配置される第1の絶縁部材と、
    前記導電性部材を上下に駆動させる駆動機構と、
    を有し、
    前記導電性部材と、前記第1の絶縁部材との間には、前記導電性部材が上下に移動可能な空間が設けられる、
    ラズマ処理装置。
  2. 前記第1の絶縁部材は、前記導電性部材を覆うように配置される、
    請求項1に記載のプラズマ処理装置。
  3. さらに、前記載置台の側面を覆う第2の絶縁部材を有する、
    請求項1または2に記載のプラズマ処理装置。
  4. 前記第2の絶縁部材の上端は、前記段差部と同じ高さである、
    請求項3に記載のプラズマ処理装置。
  5. 前記段差部には、誘電体の保護膜が形成される、
    請求項1~のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
  6. 前記第1の絶縁部材の上に、導電性のフォーカスリングが載置される、
    請求項1~のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
  7. さらに、前記導電性部材と接触し、前記駆動機構によって上下に駆動されることで、前記導電性部材を上下に移動可能な複数の駆動ピンを有する、
    請求項1~6のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
  8. 前記複数の駆動ピンを上昇させた状態で、前記導電性部材と前記段差部との間に、1mm以上2mm以下の空間を形成可能である、
    請求項7に記載のプラズマ処理装置。
JP2019066585A 2019-03-29 2019-03-29 プラズマ処理装置 Active JP7204564B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019066585A JP7204564B2 (ja) 2019-03-29 2019-03-29 プラズマ処理装置
CN202010201548.8A CN111755312A (zh) 2019-03-29 2020-03-20 等离子体处理装置
KR1020200034878A KR20200115228A (ko) 2019-03-29 2020-03-23 플라즈마 처리 장치
US16/831,032 US11664198B2 (en) 2019-03-29 2020-03-26 Plasma processing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019066585A JP7204564B2 (ja) 2019-03-29 2019-03-29 プラズマ処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020167279A JP2020167279A (ja) 2020-10-08
JP7204564B2 true JP7204564B2 (ja) 2023-01-16

Family

ID=72604361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019066585A Active JP7204564B2 (ja) 2019-03-29 2019-03-29 プラズマ処理装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11664198B2 (ja)
JP (1) JP7204564B2 (ja)
KR (1) KR20200115228A (ja)
CN (1) CN111755312A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7378276B2 (ja) * 2019-11-12 2023-11-13 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2002246370A (ja) 2001-02-15 2002-08-30 Tokyo Electron Ltd フォーカスリング及びプラズマ処理装置
JP2007515081A (ja) 2003-12-17 2007-06-07 ラム リサーチ コーポレーション プラズマ反応器のエッチング速度ドリフトを低減するための温度制御されたホットエッジリングアセンブリ
JP2008117982A5 (ja) 2006-11-06 2009-10-22
JP2012064671A (ja) 2010-09-14 2012-03-29 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法並びにこれを実施するためのプログラムを記憶する記憶媒体
JP2012221979A (ja) 2011-04-04 2012-11-12 Toshiba Corp プラズマ処理装置
JP2014150187A (ja) 2013-02-01 2014-08-21 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
US20170110295A1 (en) 2015-10-16 2017-04-20 Semes Co., Ltd. Support unit, substrate treating apparatus including the same, and method for treating a substrate

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040261946A1 (en) * 2003-04-24 2004-12-30 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus, focus ring, and susceptor
US20070215284A1 (en) * 2006-03-16 2007-09-20 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and electrode assembly for plasma processing apparatus
JP2008078208A (ja) * 2006-09-19 2008-04-03 Tokyo Electron Ltd フォーカスリング及びプラズマ処理装置
JP4992389B2 (ja) 2006-11-06 2012-08-08 東京エレクトロン株式会社 載置装置、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP5274918B2 (ja) * 2008-07-07 2013-08-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置のチャンバー内部材の温度制御方法、チャンバー内部材及び基板載置台、並びにそれを備えたプラズマ処理装置
JP5255936B2 (ja) * 2008-07-18 2013-08-07 東京エレクトロン株式会社 フォーカスリング及び基板載置台、並びにそれらを備えたプラズマ処理装置
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
JP5759718B2 (ja) 2010-12-27 2015-08-05 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
JP2015115421A (ja) * 2013-12-10 2015-06-22 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びフォーカスリング
JP6263019B2 (ja) * 2013-12-16 2018-01-17 東京エレクトロン株式会社 温度測定方法、基板処理システム及び温度測定用部材
JP2016086099A (ja) * 2014-10-27 2016-05-19 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP7134104B2 (ja) * 2019-01-09 2022-09-09 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の載置台

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2002246370A (ja) 2001-02-15 2002-08-30 Tokyo Electron Ltd フォーカスリング及びプラズマ処理装置
JP2007515081A (ja) 2003-12-17 2007-06-07 ラム リサーチ コーポレーション プラズマ反応器のエッチング速度ドリフトを低減するための温度制御されたホットエッジリングアセンブリ
JP2008117982A5 (ja) 2006-11-06 2009-10-22
JP2012064671A (ja) 2010-09-14 2012-03-29 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法並びにこれを実施するためのプログラムを記憶する記憶媒体
JP2012221979A (ja) 2011-04-04 2012-11-12 Toshiba Corp プラズマ処理装置
JP2014150187A (ja) 2013-02-01 2014-08-21 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
US20170110295A1 (en) 2015-10-16 2017-04-20 Semes Co., Ltd. Support unit, substrate treating apparatus including the same, and method for treating a substrate

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200115228A (ko) 2020-10-07
US20200312634A1 (en) 2020-10-01
US11664198B2 (en) 2023-05-30
CN111755312A (zh) 2020-10-09
JP2020167279A (ja) 2020-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102430205B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
US9275836B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
KR101050641B1 (ko) 기판 처리 장치 및 샤워 헤드
US8440050B2 (en) Plasma processing apparatus and method, and storage medium
JP2019176030A (ja) プラズマ処理装置
US11942357B2 (en) Workpiece placement apparatus and processing apparatus
TW202130226A (zh) 載置台及電漿處理裝置
TWI719958B (zh) 電漿蝕刻方法
US20210183631A1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP7204564B2 (ja) プラズマ処理装置
TW202117913A (zh) 載置台及電漿處理裝置
JP7325294B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2007266296A (ja) 基板処理装置及び側壁部品
US11201039B2 (en) Mounting apparatus for object to be processed and processing apparatus
JP7175160B2 (ja) 基板処理装置
US20220068615A1 (en) Stage and plasma processing apparatus
TW202129827A (zh) 基板處理方法及基板處理裝置
JP2019176017A (ja) 載置台およびプラズマ処理装置
WO2023058480A1 (ja) 上部電極構造及びプラズマ処理装置
KR20220060408A (ko) 기판 처리 장치
TW202205348A (zh) 邊緣環及電漿處理裝置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211203

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220927

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221004

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221118

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221206

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221228

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7204564

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150