JP7333712B2 - 静電チャック、支持台及びプラズマ処理装置 - Google Patents

静電チャック、支持台及びプラズマ処理装置 Download PDF

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Description

本開示は、静電チャック、支持台及びプラズマ処理装置に関する。
電子デバイスの製造においては、基板に対してプラズマ処理が適用される。プラズマ処理ではプラズマ処理装置が用いられる。プラズマ処理装置は、チャンバ及び支持台を備える。支持台は静電チャックを含む。基板は、チャンバ内では静電チャック上に載置され、静電チャックによって保持される。プラズマ処理の均一性を高めるために、フォーカスリングが、基板のエッジを囲むように静電チャック上に搭載される。このようなプラズマ処理装置は、特許文献１及び特許文献２に記載されている。
特許文献１に記載されたプラズマ処理装置では、静電チャックは、中心部及び外周部を有する。基板は中心部上に載置される。中心部は、外周部に対して上方に突出している。中心部の直径は、基板の直径よりも小さい。フォーカスリングは、外周部上に搭載される。フォーカスリングは、基板のエッジを囲むように外周部上に搭載される。基板のエッジ領域は、フォーカスリングの内縁部分の上に配置される。
特許文献２に記載されたプラズマ処理装置では、静電チャックは、平坦な上面を有する。フォーカスリングは、静電チャックの上面の上に搭載されている。基板は、フォーカスリングによって囲まれた領域内で、静電チャックの上面の上に載置される。基板のエッジとフォーカスリングは、互いに離間している。したがって、基板のエッジとフォーカスリングとの間の間隙は、静電チャックを露出させている。
特開２０００－３２３８４１号公報
プラズマ処理においてパーティクルの発生を抑制するためには、プラズマ処理における副生成物の静電チャックへの付着を防ぐことが必要である。
本開示は、副生成物の付着を防ぐ静電チャック、支持台及びプラズマ処理装置を提供する。
本開示の一の態様によれば、基板及びエッジリングを支持するための静電チャックであって、第１上面を有し、前記第１上面の上に載置される基板を保持するように構成された第１領域と、第２上面を有し、前記第１領域を囲むように周方向に延在し、該第２上面の上に載置されるエッジリングを支持するように構成された第２領域と、前記第２領域に設けられた電極と、伸縮性のある部材と、を備え、前記第１上面と前記第２上面は、単一の平坦な面に沿って延在しており、前記第１領域と前記第２領域は、それらの間に、前記第１上面と前記第２上面を互いから分離する空間を提供し、前記伸縮性のある部材は、前記空間内に収容されている前記エッジリングの部分と前記静電チャックとの間に配置される、静電チャックが提供される。
一の側面によれば、副生成物の付着を防ぐ静電チャック、支持台及びプラズマ処理装置を提供することができる。
一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図。 一実施形態に係るシート部材、静電チャック及びエッジリングを示す断面図。 課題を説明するための図。 一実施形態の変形例に係るシート部材、静電チャック及びエッジリングを示す断面図。
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
［プラズマ処理装置］
図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１は、容量結合型の装置である。プラズマ処理装置１は、チャンバ１０を有する。チャンバ１０は、その中に内部空間１０ｓを提供している。
チャンバ１０は、チャンバ本体１２を含んでいる。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有している。内部空間１０ｓは、チャンバ本体１２の内側に提供されている。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウムから形成されている。チャンバ本体１２の内壁面上には、耐腐食性を有する膜が設けられている。耐腐食性を有する膜は、酸化アルミニウム、酸化イットリウムといったセラミックスから形成された膜であり得る。
チャンバ本体１２の側壁には、通路１２ｐが形成されている。基板Ｗは、内部空間１０ｓとチャンバ１０の外部との間で搬送されるときに、通路１２ｐを通過する。通路１２ｐは、ゲートバルブ１２ｇにより開閉可能となっている。ゲートバルブ１２ｇは、チャンバ本体１２の側壁に沿って設けられている。
チャンバ本体１２の底部上には、支持部１３が設けられている。支持部１３は、絶縁材料から形成されている。支持部１３は、略円筒形状を有している。支持部１３は、内部空間１０ｓの中で、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。支持部１３上には、部材１５が設けられている。部材１５は、石英といった絶縁体から形成されている。部材１５は、略円筒形状を有し得る。或いは、部材１５は、環形状を有する板状体であり得る。
プラズマ処理装置１は、基板支持台、即ち一つの例示的実施形態に係る支持台１４を更に備えている。支持台１４は、支持部１３によって支持されている。支持台１４は、内部空間１０ｓの中に設けられている。支持台１４は、チャンバ１０内、即ち内部空間１０ｓの中で、基板Ｗを支持するように構成されている。
支持台１４は、下部電極１８及び一つの例示的実施形態に係る静電チャック２０を有している。支持台１４は、電極プレート１６を更に有し得る。電極プレート１６は、例えばアルミニウムといった導体から形成されており、略円盤形状を有している。下部電極１８は、電極プレート１６上に設けられている。下部電極１８は、例えばアルミニウムといった導体から形成されており、略円盤形状を有している。下部電極１８は、電極プレート１６に電気的に接続されている。下部電極１８の外周面及び電極プレート１６の外周面は、支持部１３によって囲まれている。
静電チャック２０は、下部電極１８上に設けられている。静電チャック２０のエッジ及び下部電極１８の外周面は部材１５によって囲まれている。静電チャック２０は、基板Ｗ及び一つの例示的実施形態に係るエッジリング２６を支持する。エッジリング２６は、フォーカスリングとも呼ばれる。基板Ｗは、例えば円盤形状を有し、静電チャック２０上に載置される。エッジリング２６は、基板Ｗのエッジを囲むように静電チャック２０上に搭載される。エッジリング２６の外縁部分は、部材１５上で延在し得る。静電チャック２０及びエッジリング２６の詳細については、後述する。
下部電極１８の内部には、流路１８ｆが設けられている。流路１８ｆには、チャンバ１０の外部に設けられているチラーユニット２２から配管２２ａを介して熱交換媒体（例えば冷媒）が供給される。流路１８ｆに供給された熱交換媒体は、配管２２ｂを介してチラーユニット２２に戻される。プラズマ処理装置１では、静電チャック２０上に載置された基板Ｗの温度が、熱交換媒体と下部電極１８との熱交換により、調整される。
プラズマ処理装置１には、ガス供給ライン２４が設けられている。ガス供給ライン２４は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス（例えばＨｅガス）を、静電チャック２０の上面と基板Ｗの裏面との間に供給する。
プラズマ処理装置１は、上部電極３０を更に備えている。上部電極３０は、支持台１４の上方に設けられている。上部電極３０は、部材３２を介して、チャンバ本体１２の上部に支持されている。部材３２は、絶縁性を有する材料から形成されている。上部電極３０と部材３２は、チャンバ本体１２の上部開口を閉じている。
上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含み得る。天板３４の下面は、内部空間１０ｓの側の下面であり、内部空間１０ｓを画成している。天板３４は、ジュール熱の少ない低抵抗の導電体又は半導体から形成され得る。天板３４には、複数のガス吐出孔３４ａが形成されている。複数のガス吐出孔３４ａは、天板３４をその板厚方向に貫通している。
支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持する。支持体３６は、アルミニウムといった導電性材料から形成される。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。支持体３６には、複数のガス孔３６ｂが形成されている。複数のガス孔３６ｂは、ガス拡散室３６ａから下方に延びている。複数のガス孔３６ｂは、複数のガス吐出孔３４ａにそれぞれ連通している。支持体３６には、ガス導入口３６ｃが形成されている。ガス導入口３６ｃは、ガス拡散室３６ａに接続している。ガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。
ガス供給管３８には、ガス供給部ＧＳが接続されている。ガス供給部ＧＳは、ガスソース群４０、バルブ群４１、流量制御器群４２、及びバルブ群４３を含む。ガスソース群４０は、バルブ群４１、流量制御器群４２、及びバルブ群４３を介して、ガス供給管３８に接続されている。ガスソース群４０は、複数のガスソースを含んでいる。バルブ群４１及びバルブ群４３の各々は、複数の開閉バルブを含んでいる。流量制御器群４２は、複数の流量制御器を含んでいる。流量制御器群４２の複数の流量制御器の各々は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。ガスソース群４０の複数のガスソースの各々は、バルブ群４１の対応の開閉バルブ、流量制御器群４２の対応の流量制御器、及びバルブ群４３の対応の開閉バルブを介して、ガス供給管３８に接続されている。
プラズマ処理装置１では、チャンバ本体１２の内壁面に沿って、シールド４６が着脱自在に設けられている。シールド４６は、支持部１３の外周にも設けられている。シールド４６は、チャンバ本体１２にエッチング副生物が付着することを防止する。シールド４６は、例えば、アルミニウムから形成された部材の表面に耐腐食性を有する膜を形成することにより構成される。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウムといったセラミックスから形成された膜であり得る。
支持部１３とチャンバ本体１２の側壁との間には、バッフルプレート４８が設けられている。バッフルプレート４８は、例えば、アルミニウムから形成された部材の表面に耐腐食性を有する膜を形成することにより構成される。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウムといったセラミックスから形成された膜であり得る。バッフルプレート４８には、複数の貫通孔が形成されている。バッフルプレート４８の下方、且つ、チャンバ本体１２の底部には、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、圧力調整弁及びターボ分子ポンプといった真空ポンプを有している。
プラズマ処理装置１は、第１の高周波電源６１を更に備えている。第１の高周波電源６１は、チャンバ１０内でガスからプラズマを生成するために、第１の高周波電力を発生するように構成されている。第１の高周波電力の周波数は、例えば２７ＭＨｚ～１００ＭＨｚの範囲内の周波数である。
第１の高周波電源６１は、整合器６３を介して下部電極１８に電気的に接続されている。整合器６３は、整合回路を有している。整合器６３の整合回路は、第１の高周波電源６１の負荷側（下部電極側）のインピーダンスを、第１の高周波電源６１の出力インピーダンスに整合させるよう構成されている。別の実施形態では、第１の高周波電源６１は、整合器６３を介して上部電極３０に電気的に接続されていてもよい。
プラズマ処理装置１は、第２の高周波電源６２を更に備え得る。第２の高周波電源６２は、第２の高周波電力を発生するように構成されている。第２の高周波電力は、主としてイオンを基板Ｗに引き込むことに適した周波数を有する。第２の高周波電力の周波数は、例えば４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数である。
第２の高周波電源６２は、整合器６４を介して下部電極１８に電気的に接続されている。整合器６４は、整合回路を有している。整合器６４の整合回路は、第２の高周波電源６２の負荷側（下部電極側）のインピーダンスを、第２の高周波電源６２の出力インピーダンスに整合させるよう構成されている。
プラズマ処理装置１は、制御部８０を更に備え得る。制御部８０は、プロセッサ、メモリといった記憶部、入力装置、表示装置、信号の入出力インターフェイス等を備えるコンピュータであり得る。制御部８０は、プラズマ処理装置１の各部を制御する。制御部８０では、入力装置を用いて、オペレータがプラズマ処理装置１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができる。また、制御部８０では、表示装置により、プラズマ処理装置１の稼働状況を可視化して表示することができる。さらに、制御部８０の記憶部には、制御プログラム及びレシピデータが格納されている。制御プログラムは、プラズマ処理装置１で各種処理を実行するために、制御部８０のプロセッサによって実行される。制御部８０のプロセッサが、制御プログラムを実行し、レシピデータに従ってプラズマ処理装置１の各部を制御することにより、種々のプロセス、例えばプラズマ処理方法がプラズマ処理装置１で実行される。
［静電チャック及びエッジリング］
以下、静電チャック２０及びエッジリング２６について詳細に説明する。以下の説明では、図１と共に、図２を参照する。図２は、一実施形態に係る静電チャック及びエッジリングを示す断面図である。図２では、静電チャック２０Ａ上にエッジリング２６が搭載されている状態が示されている。図２に示す静電チャック２０Ａは、プラズマ処理装置１の静電チャック２０として用いられ得る。
静電チャック２０Ａは、本体を有する。静電チャック２０Ａの本体は、略円盤形状を有している。静電チャック２０Ａの本体は、誘電体材料から形成されている。静電チャック２０Ａの本体は、第１領域２０ａ、第２領域２０ｂ、及び第３領域２０ｃを含んでいる。
第１領域２０ａは、略円盤形状を有する領域である。第１領域２０ａは、第１上面２０１を有する。第１領域２０ａは、第１上面２０１に載置される基板Ｗを保持するように構成される。第１領域２０ａの直径は、基板Ｗの直径よりも小さい。
静電チャック２０Ａは、電極２０ｄを更に有している。電極２０ｄは、膜状の電極である。電極２０ｄは、第１領域２０ａ内に設けられている。電極２０ｄは、スイッチ２０ｓを介して直流電源２０ｐに接続されている（図１参照）。電極２０ｄに直流電源２０ｐからの電圧が印加されると、第１領域２０ａと基板Ｗとの間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、基板Ｗは、第１領域２０ａに引き付けられ、第１領域２０ａによって保持される。
第２領域２０ｂは、環形状を有する領域である。第２領域２０ｂは、第１領域２０ａと中心軸線（図２では、軸線ＡＸ）を共有している。第２領域２０ｂは、第１領域２０ａを囲むように、その中心軸線に対して周方向に延在している。第２領域２０ｂは、第２上面２０２を有している。第２領域２０ｂは、第２上面２０２に搭載されるエッジリング２６を支持するように構成されている。第１領域２０ａの第１上面２０１と第２領域２０ｂの第２上面２０２は、単一の平坦な面（単一の平坦な仮想面）に沿って延在している。
静電チャック２０Ａは、電極２０ｅ及び電極２０ｆを更に有している。電極２０ｅ及び電極２０ｆの各々は、膜状の電極である。電極２０ｅ及び電極２０ｆは、第２領域２０ｂ内に設けられている。電極２０ｅ及び電極２０ｆの各々は、静電チャック２０Ａの中心軸線に対して周方向に延在している。電極２０ｆは、電極２０ｅの外側に設けられている。電極２０ｅには直流電源２０ｍがスイッチ２０ｎを介して電気的に接続されており、電極２０ｆには直流電源２０ｒがスイッチ２０ｔを介して電気的に接続されている。電極２０ｅ及び電極２０ｆのそれぞれには、電極２０ｅと電極２０ｆとの間で電位差が生じるように直流電源２０ｍ及び直流電源２０ｒから直流電圧が印加される。例えば、電極２０ｅに直流電源２０ｍから印加される直流電圧の極性は、電極２０ｆに直流電源２０ｒから印加される直流電圧の極性とは逆の極性であってもよい。ただし、電極２０ｅと電極２０ｆは、双極に限られず、単極の電極であってもよい。単極の電極の場合にも、電極は第２領域２０ｂ内に設けられる。電極２０ｅ及び電極２０ｆに直流電源２０ｍ、２０ｒからの電圧が印加されると、第２領域２０ｂとエッジリング２６との間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、エッジリング２６は、第２領域２０ｂに引き付けられ、第２領域２０ｂによって保持される。
第３領域２０ｃは、第１領域２０ａと第２領域２０ｂとの間に設けられている。第３領域２０ｃは、第１領域２０ａ、第２領域２０ｂ、及び第３領域２０ｃを一体化するように第１領域２０ａと第２領域２０ｂに接続されている。即ち、静電チャック２０Ａの本体は、一体化されている。静電チャック２０Ａの本体、即ち、第１領域２０ａ、第２領域２０ｂ、及び第３領域２０ｃは、単一の誘電体材料から形成され得る。即ち、第１領域２０ａを構成する誘電体材料及び第２領域２０ｂを構成する誘電体材料は、同一であり得る。例えば、静電チャック２０Ａの本体は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムといったセラミックスから形成され得る。この静電チャック２０Ａでは、第１領域２０ａの厚みと第２領域２０ｂの厚みは、互いに等しい。
第１領域２０ａと第２領域２０ｂは、それらの間に空間２０ｇを提供している。第１上面２０１と第２上面２０２は、空間２０ｇによって互いから分離されている。空間２０ｇは、第１領域２０ａ及び第２領域２０ｂの中心軸線（図２では、軸線ＡＸ）に対して周方向に延びている。空間２０ｇは、静電チャック２０Ａでは溝であり、第１領域２０ａと第２領域２０ｂの間、且つ、第３領域２０ｃ上に提供されている。上述したように、第１領域２０ａの直径は、基板Ｗの直径よりも小さい。したがって、基板Ｗが第１上面２０１上に載置されている状態では、基板Ｗのエッジは、空間２０ｇ上に位置する。
エッジリング２６は、環形状を有する部材である。エッジリング２６は、限定されるものではないが、シリコン、炭化シリコン、又は石英から形成され得る。エッジリング２６は、第１部分２６ａ及び第２部分２６ｂを有する。
第１部分２６ａ及び第２部分２６ｂは、環形状を有する。第２部分２６ｂの内径（直径）は、基板Ｗの直径よりも大きい。第１部分２６ａは、第２部分２６ｂと中心軸線（図２では軸線ＡＸ）を共有している。第２部分２６ｂは、第１部分２６ａ上で延在している。第１部分２６ａの内径は、第２部分２６ｂの内径よりも小さい。第１部分２６ａの外径は、第２部分２６ｂの外径よりも小さく、第２部分２６ｂの内径よりも大きい。第１部分２６ａの内径は、静電チャック２０Ａの第１領域２０ａの外径（即ち、空間２０ｇの内径）よりも大きい。第１部分２６ａの外径は、静電チャック２０Ａの第２領域２０ｂの内径（即ち、空間２０ｇの外径）よりも小さい。第１部分２６ａの外径は、静電チャック２０Ａの第２領域２０ｂの内径と同一であってもよい。
エッジリング２６の第２部分２６ｂは、静電チャック２０Ａの第２領域２０ｂ上に搭載される。また、エッジリング２６の第１部分２６ａは、静電チャック２０Ａによって提供された空間２０ｇ内に収容される。直流電源２０ｍから電極２０ｅに直流電圧が印加され、直流電源２０ｒから電極２０ｆに直流電圧が印加されると、第２領域２０ｂとエッジリング２６の第２部分２６ｂとの間に静電引力が発生する。発生した静電引力により、エッジリング２６の第２部分２６ｂは、静電チャック２０Ａの第２領域２０ｂに引き付けられ、第２領域２０ｂによって保持される。
上述したように、静電チャック２０Ａの第１上面２０１と第２上面２０２は、単一の平坦な面（仮想面）に沿って延在している。したがって、静電チャック２０の上方でプラズマが生成されている状態において、第１領域２０ａ上に載置された基板Ｗの上方の電界（例えば電界強度）と第２領域２０ｂ上に搭載されたエッジリング２６の上方の電界（例えば電界強度）との差が低減される。
また、エッジリング２６は、空間２０ｇ内に第１部分２６ａが収容されるように静電チャック２０Ａ上に載置される。基板Ｗは、その端面がエッジリング２６の第２部分２６ｂの内側端面に対面し、そのエッジ領域がエッジリング２６の第１部分２６ａ上に位置するように、静電チャック２０Ａ上に載置される。ただし、基板Ｗのエッジは、第１部分２６ａの内側端面よりも内側に位置していてもよい。
シート部材１００は、静電チャック２０Ａの第３領域２０ｃの上面とエッジリング２６の第１部分２６ａの下面との間に配置されている。シート部材１００は、環状に形成され、周方向に全周に亘って配置されている。シート部材１００は、第３領域２０ｃと中心軸線（図２では、軸線ＡＸ）を共有している。シート部材１００は、弾性のある素材であって、例えば、スポンジ状のテフロン（登録商標）シート等であってもよい。直流電源２０ｍ及び直流電源２０ｒから直流電圧を印加したとき、シート部材１００には、第２領域２０ｂとエッジリング２６の第２部分２６ｂとの間に発生した静電引力により、外力が加わる。これにより、シート部材１００を変形させ、第３領域２０ｃとエッジリング２６の第１部分２６ａとの間の隙間をなくし、シート部材１００と第２領域２０ｂ、及びシート部材１００とエッジリング２６の第２部分２６ｂの間の密着性を高めることができる。
シート部材１００は、伸縮性のある部材の一例であり、テフロン（登録商標）に限られず伸縮性のある素材であればよい。例えば伸縮性のある部材は、樹脂により形成されてもよい。また、伸縮性のある部材は、シート状又はフィルム状であってもよい。これにより、空間２０ｇ内に収容された第１部分２６ａと静電チャック２０Ａとの間の隙間をなくすことができる。
図３に示すように、空間２０ｇ内に収容された第１部分２６ａと静電チャック２０Ａとの間の隙間に、プラズマ処理において生成された副生成物やチャンバ１０内で生成されたプラズマからのラジカルが進入すると、副生成物Ａ等が付着し、パーティクルが発生する原因となる。また、空間２０ｇ内に進入したラジカルによって静電チャック２０Ａが侵食される場合がある。
これに対して、本実施形態では、シート部材１００によって静電チャック２０Ａと第１部分２６ａとの隙間をなくす。これにより、副生成物及びラジカルが空間２０ｇ内へ進入することを防止でき、空間２０ｇ内に副生成物が付着してパーティクルが発生したり、ラジカルが空間２０ｇ内へ進入して静電チャック２０Ａが腐食されたりすることを回避できる。
なお、シート部材１００の素材はプラズマ耐性があるものが好ましい。これにより、シート部材１００がプラズマからのラジカルに暴露されたときに、シート部材１００の腐食を抑制することができる。
［変形例］
一実施形態の変形例に係るシート部材１００の構成及び配置について、図４を参照して説明する。図４は、一実施形態の変形例に係るシート部材、静電チャック及びエッジリングを示す断面図である。
例えば図４（ａ）に示すように、シート部材１００は、空間２０ｇ内の基板Ｗの下方にて縦方向に配置されてもよい。また、図４（ｂ）に示すように、シート部材１００は、縦方向及び横方向に配置されてもよい。
具体的には、図４（ａ）では、第１領域２０ａの外側端面と第１部分２６ａの内側端面との間の隙間に、縦方向に延びる断面がＩ字状のシート部材１００が配置されている。図４（ｂ）では、断面がＬ字状のシート部材１００が配置される。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すシート部材１００は、いずれの場合も副生成物及びラジカルの空間２０ｇ内への進入を防止できる。これにより、空間２０ｇ内に副生成物が付着してパーティクルが発生したり、ラジカルが空間２０ｇ内へ進入して静電チャック２０Ａが腐食されたりすることを回避できる。
なお、シート部材１００は、分割された複数のシートから構成されてもよい。例えば、図４（ｂ）に示す断面がＬ字状のシート部材１００は、縦方向に延びる断面がＩ字状のシートと横方向に延びる断面がＩ字状のシートとに分割されていてもよい。ただし、シート部材１００の各分割部分は、第３領域２０ｃとエッジリング２６の第１部分２６ａとの間及び／又は第１領域２０ａの外側端面と第１部分２６ａの内側端面との間を、周方向に全周に亘って隙間なく密着されるように配置する必要がある。
以上に説明したように、本実施形態の静電チャック２０、支持台１４及びプラズマ処理装置１によれば、プラズマ処理において発生する副生成物の空間２０ｇ内への進入を防止できる。また、チャンバ１０内で生成されたプラズマからのラジカルの空間２０ｇ内への進入を防止できる。これにより、パーティクルの発生を抑制することができる。
今回開示された一実施形態に係る静電チャック、支持台及びプラズマ処理装置は、すべての点において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、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
本開示のプラズマ処理装置は、Atomic Layer Deposition(ALD)装置、Capacitively Coupled Plasma(CCP),Inductively Coupled Plasma(ICP),Radial Line Slot Antenna(RLSA), Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR),Helicon Wave Plasma(HWP)のいずれのタイプの装置でも適用可能である。
１…プラズマ処理装置、１０…チャンバ、１４…支持台、２０…静電チャック、２０ａ…第１領域、２０ｂ…第２領域、２０ｃ…第３領域、２０ｇ…空間、２６…エッジリング、２６ａ…第１部分、２６ｂ…第２部分、１００…シート部材

Claims (8)

  1. 基板及びエッジリングを支持するための静電チャックであって、
    第１上面を有し、前記第１上面の上に載置される基板を保持するように構成された第１領域と、
    第２上面を有し、前記第１領域を囲むように周方向に延在し、該第２上面の上に載置されるエッジリングを支持するように構成された第２領域と、
    前記第２領域に設けられた電極と、
    伸縮性のある部材と、を備え、
    前記第１上面と前記第２上面は、単一の平坦な面に沿って延在しており、
    前記第１領域と前記第２領域は、それらの間に、前記第１上面と前記第２上面を互いから分離する空間を提供し、
    前記伸縮性のある部材は、前記空間内に収容されている前記エッジリングの部分と前記静電チャックとの間に配置される、静電チャック。
  2. 前記エッジリングは、
    環形状を有する第１部分と、
    環形状を有し、前記第１部分と中心軸線を共有する第２部分と、
    を有し、
    前記第２部分は、前記第１部分の上で延在しており、
    前記第１部分の内径は、前記第２部分の内径よりも小さく、
    前記第１部分の外径は、前記第２部分の外径よりも小さく、
    前記エッジリングの前記第２部分は、前記静電チャックの前記第２領域の上に搭載され、
    前記エッジリングの前記第１部分は、前記静電チャックによって提供された前記空間内に収容されている、
    請求項１に記載の静電チャック。
  3. 前記伸縮性のある部材は、前記第１領域の外側端面と前記第１部分の内側端面との間及び／又は前記第１部分の下面と前記静電チャックの対向面との間に配置される、
    請求項２に記載の静電チャック。
  4. 前記第１領域と前記第２領域との間に設けられた第３領域を更に備え、
    前記第３領域は、前記第１領域、前記第２領域、及び前記第３領域を一体化するように、前記第１領域と前記第２領域に接続されており、
    前記空間は、前記第１領域と前記第２領域の間、且つ、前記第３領域の上に提供された溝であり、
    前記伸縮性のある部材は、前記第１領域の外側端面と前記第１部分の内側端面との間及び／又は前記第１部分の下面と前記第３領域の上面との間に配置される、
    請求項３に記載の静電チャック。
  5. 電極と、
    請求項１～４の何れか一項に記載の静電チャックであり、前記電極の上に搭載された該静電チャックと、
    を備える支持台。
  6. 前記エッジリングは、
    環形状を有する第１部分と、
    環形状を有し、前記第１部分と中心軸線を共有する第２部分と、
    を有し、
    前記第２部分は、前記第１部分の上で延在しており、
    前記第１部分の内径は、前記第２部分の内径よりも小さく、
    前記第１部分の外径は、前記第２部分の外径よりも小さく、
    前記エッジリングの前記第２部分は、前記静電チャックの前記第２領域の上に搭載され、
    前記エッジリングの前記第１部分は、前記静電チャックによって提供された前記空間内に収容されている、
    請求項５に記載の支持台。
  7. チャンバと、
    前記チャンバ内で基板を支持するように構成された支持台であり、
    電極と、
    請求項１～４の何れか一項に記載の静電チャックであり、前記電極の上に搭載された該静電チャックと、
    を含む、該支持台と、
    を備える、プラズマ処理装置。
  8. エッジリングを更に備え、
    前記エッジリングは、
    環形状を有する第１部分と、
    環形状を有し、前記第１部分と中心軸線を共有する第２部分と、
    を有し、
    前記第２部分は、前記第１部分の上で延在しており、
    前記第１部分の内径は、前記第２部分の内径よりも小さく、
    前記第１部分の外径は、前記第２部分の外径よりも小さく、
    前記エッジリングの前記第２部分は、前記静電チャックの前記第２領域の上に搭載され、
    前記エッジリングの前記第１部分は、前記静電チャックによって提供された前記空間内に収容されている、
    請求項７に記載のプラズマ処理装置。
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CN202010493660.3A CN112053930B (zh) 2019-06-05 2020-06-03 静电卡盘、支承台及等离子体处理装置
US16/891,425 US11894218B2 (en) 2019-06-05 2020-06-03 Electrostatic chuck, support platform, and plasma processing apparatus

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7101055B2 (ja) * 2018-06-12 2022-07-14 東京エレクトロン株式会社 静電チャック、フォーカスリング、支持台、プラズマ処理装置、及びプラズマ処理方法
US10971327B1 (en) * 2019-12-06 2021-04-06 Applied Materials, Inc. Cryogenic heat transfer system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005033181A (ja) 2003-05-12 2005-02-03 Tokyo Electron Ltd 処理装置
JP2012227278A (ja) 2011-04-18 2012-11-15 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置および処理方法
US20130155568A1 (en) 2011-12-15 2013-06-20 Applied Materials, Inc. Extended and independent rf powered cathode substrate for extreme edge tunability
JP2016225376A (ja) 2015-05-28 2016-12-28 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2017157828A (ja) 2016-03-04 2017-09-07 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ユニバーサルプロセスキット

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09213683A (ja) * 1996-02-07 1997-08-15 Sony Corp プラズマエッチング装置
JP2000114353A (ja) * 1998-09-30 2000-04-21 Ibiden Co Ltd 半導体製造装置用部品
JP2000323841A (ja) 1999-05-12 2000-11-24 Meiko:Kk 多層回路基板とその製造方法
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
CN1310285C (zh) * 2003-05-12 2007-04-11 东京毅力科创株式会社 处理装置
KR100849179B1 (ko) * 2007-01-10 2008-07-30 삼성전자주식회사 갭 발생방지구조 및 이를 갖는 플라즈마 처리설비
JP4905855B2 (ja) * 2007-03-29 2012-03-28 三菱マテリアル株式会社 プラズマエッチング用フォーカスリングおよびシールドリング
JP6457307B2 (ja) * 2015-03-16 2019-01-23 東芝メモリ株式会社 半導体装置の製造方法、及び半導体製造装置
JP6435247B2 (ja) * 2015-09-03 2018-12-05 新光電気工業株式会社 静電チャック装置及び静電チャック装置の製造方法
US10910195B2 (en) * 2017-01-05 2021-02-02 Lam Research Corporation Substrate support with improved process uniformity
JP6861579B2 (ja) 2017-06-02 2021-04-21 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置、静電吸着方法および静電吸着プログラム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005033181A (ja) 2003-05-12 2005-02-03 Tokyo Electron Ltd 処理装置
JP2012227278A (ja) 2011-04-18 2012-11-15 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置および処理方法
US20130155568A1 (en) 2011-12-15 2013-06-20 Applied Materials, Inc. Extended and independent rf powered cathode substrate for extreme edge tunability
JP2016225376A (ja) 2015-05-28 2016-12-28 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2017157828A (ja) 2016-03-04 2017-09-07 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ユニバーサルプロセスキット

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