JPH09205132A - クランプ板 - Google Patents

クランプ板

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JPH09205132A
JPH09205132A JP1098196A JP1098196A JPH09205132A JP H09205132 A JPH09205132 A JP H09205132A JP 1098196 A JP1098196 A JP 1098196A JP 1098196 A JP1098196 A JP 1098196A JP H09205132 A JPH09205132 A JP H09205132A
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wafer
clamp plate
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curved surface
orientation flat
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Toshiya Miyazaki
俊也 宮崎
Kenjiro Koizumi
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】試料台載置面にウエハを均一に押さえることが
できるクランプ板を提供する。 【解決手段】ウエハSのオリエンテーションフラット部
(X1−X2)に対応するクランプ板の押さえ部10a
が、ウエハのオリエンテーションフラット部が位置する
試料台21の載置面の曲面または試料台21の載置面に
ウエハを密着させたときのウエハの曲面に合わせて成形
されているクランプ板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置の
試料台上などにウエハを保持するクランプ板に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路の製造に用いられるエッ
チング装置やCVD装置の試料台上に半導体ウエハを保
持する方法として、ウエハの周縁部を押さえて保持する
機械的なクランプ方法がある。
【0003】図2は、この機械的クランプ法により試料
台上にウエハを保持する機構を備えた平行平板型エッチ
ング装置の模式的断面図である。
【0004】処理室11は、処理容器壁19で囲まれて
おり、処理室11の上方には上部基台13に固定された
上部電極12が配設されている。上部電極12には、上
部基台13および高周波整合器(図示せず)を介して高
周波電源31が接続されている。上部電極12および上
部基台13は、絶縁部材17および18により処理容器
壁19から絶縁されており、上部電極12には、上部電
極12を冷却するための冷媒循環路15が設けられてい
る。プロセスガスは、上部基台13および上部電極12
に形成されたプロセスガス供給路16、拡散空間14お
よび多数の孔12aから処理室11に供給され、排気路
27から排気される。
【0005】処理室11の下方には、下部基台22上に
固定され、かつ電気的に接地された試料台(下部電極)
21が配設されている。この試料台21は、アルミニウ
ムなどの熱伝導率の大きい金属で形成されており、その
周囲はシールド部材25で覆われ、また絶縁部材26に
よって処理室11と絶縁されている。
【0006】試料台21の下部には、試料台21を冷却
してウエハSの温度を制御するために、冷媒循環路23
が形成されている。また、試料台21とウエハSとの間
にHeガスを供給して、試料台21とウエハSとの間の
熱伝達を向上させるためのHeガス供給路24が設けら
れている。
【0007】ウエハSは、その周縁部をクランプ板10
で押さえつけることにより、試料台21上に保持され
る。ウエハSをエッチング処理する場合には、エッチン
グ用のガスを処理室11内に供給し、上部電極12と試
料台(下部電極)21との間に高周波電力を印加してプ
ラズマを生成させて、ウエハSをエッチングする。その
際、ウエハSと試料台21との間にヘリウム(He)を
導入し、ウエハSを均一に効率よく冷却する。
【0008】ウエハSの温度制御性をさらに高める手段
として、試料台の試料載置面の形状を凸状とする方法が
いくつか提案されている。例えば、特開平1−2274
38号公報では、この試料台の試料載置面の形状をウエ
ハが等分布荷重により変形した曲面と同一の曲面形状と
することにより、ウエハ面内における試料台とウエハと
の間の接触圧力の均一性を高めるものが提案されてい
る。
【0009】図3は、ウエハSをクランプ板10で押さ
えている部分を拡大した模式的断面図である。その下端
面が水平のクランプ板の押さえ部10aにより、ウエハ
Sが試料台21上に押さえられている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】図5は、従来のクラン
プ板を説明する模式図であり、(a)はその平面図、
(b)はA−A’断面図、(c)はB−B’斜視図、
(d)はC−C’斜視図、(e)は、従来のクランプ板
により凸状の試料台上にウエハを押さえつけたときのB
−B’断面図、(f)は、従来のクランプ板により凸状
の試料台上にウエハを押さえつけたときのC−C’断面
図である。
【0011】従来のクランプ板のウエハ押さえ部10a
は、その下端面の高さが同一平面上にあり、下端面の高
さが、オリエンテーションフラット部以外もオリエンテ
ーションフラット部(X1−X2)も、周方向で一定で
ある(図5(c)、図5(d))。
【0012】この従来のクランプ板を用いた場合、オリ
エンテーションフラット部(X1−X2)では、試料台
21のウエハ載置面が凸状であり、オリエンテーション
フラット部の中央部が端部に比べて突きだした形状であ
るため、オリエンテーションフラット部(X1−X2)
の中央部で、ウエハはクランプ板に押さえられる。ま
た、その他の部分では、ウエハ中心に対するオリエンテ
ーションフラット部の反対側(Y1−Y2)の中央部
で、ウエハはクランプ板にもっとも強く押さえられる。
したがって、ウエハの周縁すべてを均一に押さえること
ができず、試料台21とウエハSとの間に隙間40を生
じてしまう(図5(e))。
【0013】この隙間40は、オリエンテーションフラ
ット部の両端が最も広いので、この部分から洩れるHe
量がそれ以外の部分から洩れるHe量に比べて多くな
る。そのため、Heによるウエハと試料台との間の熱伝
達が不均一になる。したがって、ウエハを均一に冷却す
ることができず、また、エッチング処理する場合には、
ウエハ面内におけるエッチングレートの分布が不均一と
なっていた。
【0014】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、ウエハの周縁を均一に押さえ
つけることができるクランプ板を提供することを目的と
している。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明のクランプ板は、
載置面が曲面形状の試料台上に載置されたウエハの周縁
部を押さえて、試料台上にウエハを保持するクランプ板
であって、ウエハのオリエンテーションフラット部に対
応するクランプ板の押さえ部が、ウエハのオリエンテー
ションフラット部が位置する試料台載置面の曲面または
試料台載置面にウエハを密着させたときのウエハの曲面
に合わせて成形されていることを特徴としている。
【0016】本発明のクランプ板は、この試料台の断面
形状の変化にあわせて、オリエンテーションフラット部
に対応するクランプ板の押さえ部の形状を、ウエハを押
さえたときにウエハと試料台との間に間隙を生じないよ
うな曲面としている。そのため、従来存在した、ウエハ
のオリエンテーションフラット部の端部を中心としたウ
エハと試料台との間の隙間をなくし、それ以外の部分に
おいても隙間を生じさせることなく、均一な力でウエハ
を押さえることができる。
【0017】その結果、ウエハの全周縁部にわたって洩
れるHe量を均一にして、ウエハの冷却を均一にし、エ
ッチング処理をする場合にはウエハ面内におけるエッチ
ングレートの均一性を向上させることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明のクランプ板の1例につい
て説明する。
【0019】図1は、本発明のクランプ板を説明する模
式図であり、(a)はその平面図、(b)はA−A’断
面図、(c)はB−B’斜視図、(d)はC−C’斜視
図、(e)は、本発明のクランプ板により凸状の試料台
上にウエハを押さえつけたときのB−B’断面図、
(f)は、本発明のクランプ板により凸状の試料台上に
ウエハを押さえつけたときのC−C’断面図である。
【0020】本発明のクランプ板は、ウエハのオリエン
テーションフラット部を押さえる部分(X1−X2)の
ウエハ押さえ部のオリエンテーションフラット方向の形
状が、ウエハを試料台に密着させたときにウエハが持つ
曲率に応じた曲面となっている(図1(c))。また、
ウエハのオリエンテーションフラット部を押さえる部分
以外(例えば、Y1−Y2)のウエハ押さえ部の形状
は、その下端面が同一平面上にある(図1(d))。
【0021】そうすることにより、ウエハのオリエンテ
ーションフラット部を押さえる部分(X1−X2)およ
びそれ以外の部分で、ウエハの周縁部を試料台との間に
隙間を生じさせることなく、均一に押さえることができ
る(図1(e)、(f))。
【0022】なお、載置面が凸状の試料台の例について
説明したが、それ以外の形状、例えば凹状の曲面にも本
発明を適用することができる。
【0023】
【実施例】以下、本発明のクランプ板の実施例につい
て、図1に基づき具体的に説明する。本実施例のクラン
プ板は、8インチシリコンウエハ用のものである。クラ
ンプ板の材料はアルミナ(Al2 3 )である。ウエハ
のオリエンテーションフラット部以外の部分を押さえる
部分の内径Dを195.50mmとし、中心からウエハ
のオリエンテーションフラット部までの長さLを93.
25mmとした。ウエハ押さえ部の下端面は、ウエハの
オリエンテーションフラット部以外の部分では周方向に
同一高さとし、ウエハのオリエンテーションフラット部
では、曲率半径Rが5725mmの曲面となるように加
工した。
【0024】試料台は、その直径が201.78mmで
あり、その試料載置面の曲面形状は、中央が端に対して
35mil(0.889mm)高い凸形とした。
【0025】このクランプ板および試料台を用いて、ウ
エハにエッチング処理を施し、エッチングレートの均一
性を調べることによって、クランプ板の性能を評価した
(本発明例)。この評価に用いた装置は、図2に示した
ものであり、説明は省略する。また、比較例として、図
5に示した従来のクランプ板を用いて同様の評価を行っ
た(従来例)。
【0026】使用したウエハは、表面にSiO2 とSi
Nが順次成膜されたシリコンウエハである。エッチング
条件は以下のとおりである。プロセスガスとして、SF
6 とCHF3 を1:4の流量比で供給し、圧力は425
mTorrとした。高周波電力(13.56MHz)は
250W、試料台冷媒温度は40℃、He背圧は5To
rrとした。
【0027】図4は、SiNのエッチングレートの測定
結果を示すグラフである。○は本発明例の結果であり、
×は従来例の結果である。測定はウエハの周方向の8ヶ
所で行った。本発明例の場合には、ウエハ全面にわたっ
てSiNのエッチングレートが均一であった。それに対
して、比較例は、SiNのエッチングレートの分布が不
均一であった。
【0028】以上の結果から、本発明のクランプ板を用
いることにより、ウエハを試料台に均一に押さえること
ができることが確認された。
【0029】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のクランプ
板によれば、載置面が曲面形状である試料台上にウエハ
の周縁を均一に押さえつけることができる。したがっ
て、例えばエッチング装置に本発明のクランプ板を適用
した場合、ウエハ面内のエッチングレートの均一性を向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のクランプ板を説明する模式図であり、
(a)はその平面図、(b)はA−A’断面図、(c)
はB−B’斜視図、(d)はC−C’斜視図、(e)
は、本発明のクランプ板により凸状の試料台上にウエハ
を押さえつけたときのB−B’断面図、(f)は、本発
明のクランプ板により凸状の試料台上にウエハを押さえ
つけたときのC−C’断面図である。
【図2】機械的クランプ法により試料台上にウエハを保
持する機構を備えた平行平板型エッチング装置の模式的
断面図である。
【図3】ウエハSをクランプ板で押さえている部分を拡
大した模式的断面図である。
【図4】SiNのエッチングレートの測定結果を示すグ
ラフである。
【図5】従来のクランプ板を説明する模式図であり、
(a)はその平面図、(b)はA−A’断面図、(c)
はB−B’斜視図、(d)はC−C’斜視図、(e)
は、従来のクランプ板により凸状の試料台上にウエハを
押さえつけたときのB−B’断面図、(f)は、従来の
クランプ板により凸状の試料台上にウエハを押さえつけ
たときのC−C’断面図である。
【符号の説明】 10 クランプ板 10a ウエハ押さえ部 11 処理室 12 上部電極 12a 孔 13 上部基台 14 拡散空間 15 冷媒循環路 16 ガス供給路 17 絶縁部材 18 絶縁部材 19 処理容器壁 21 試料台(下部電極) 22 下部基台 23 冷媒循環路 24 Heガス供給路 25 シールド部材 26 絶縁部材 27 排気路 31 高周波電源 40 隙間

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】載置面が曲面形状の試料台上に載置された
    ウエハの周縁部を押さえて、試料台上にウエハを保持す
    るクランプ板であって、ウエハのオリエンテーションフ
    ラット部に対応するクランプ板の押さえ部が、ウエハの
    オリエンテーションフラット部が位置する試料台載置面
    の曲面または試料台載置面にウエハを密着させたときの
    ウエハの曲面に合わせて成形されていることを特徴とす
    るクランプ板。
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