JPH1079417A - 静電吸着電極及びプラズマ処理装置 - Google Patents
静電吸着電極及びプラズマ処理装置Info
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- JPH1079417A JPH1079417A JP23279096A JP23279096A JPH1079417A JP H1079417 A JPH1079417 A JP H1079417A JP 23279096 A JP23279096 A JP 23279096A JP 23279096 A JP23279096 A JP 23279096A JP H1079417 A JPH1079417 A JP H1079417A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】プラズマ等により処理されるウエハを静電吸着
力により支持する静電吸着電極において、広い温度範囲
にわたって適用可能な静電吸着電極およびそれを用いた
プラズマ処理装置を提供する。 【解決手段】静電吸着電極１５をＡｌ製の電極１３とＡ
ｌ2Ｏ3にＳｉＣを添加して形成した絶縁膜１４とで構成
する。これにより、広い温度範囲にわたって良好にウエ
ハを吸着保持できる。
力により支持する静電吸着電極において、広い温度範囲
にわたって適用可能な静電吸着電極およびそれを用いた
プラズマ処理装置を提供する。 【解決手段】静電吸着電極１５をＡｌ製の電極１３とＡ
ｌ2Ｏ3にＳｉＣを添加して形成した絶縁膜１４とで構成
する。これにより、広い温度範囲にわたって良好にウエ
ハを吸着保持できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は静電吸着電極および
それを用いたプラズマ処理装置に係り、特にプラズマ等
により処理されるウエハを静電吸着力により支持するの
に好適な静電吸着電極およびそれを用いたプラズマ処理
装置に関するものである。
それを用いたプラズマ処理装置に係り、特にプラズマ等
により処理されるウエハを静電吸着力により支持するの
に好適な静電吸着電極およびそれを用いたプラズマ処理
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の静電吸着電極に用いられている絶
縁膜として、次の４つがある。第１は、特公平６−９７
６７５号公報に記載のようにＡｌ2Ｏ3にＴｉＯ2を０．
５〜２重量％添加し、これを還元雰囲気中で焼成したも
のである。第２は、特開平６−２９１１７５号公報に記
載のように単結晶サファイアの焼結体を用いたものであ
る。第３は、特開平４−２０６９４８号公報に記載のよ
うにＣａＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3等の焼結体を用いたもの
である。第４は、スパッタ，ＣＶＤ等の気相法により形
成したＡｌＮ膜を用いたものである。
縁膜として、次の４つがある。第１は、特公平６−９７
６７５号公報に記載のようにＡｌ2Ｏ3にＴｉＯ2を０．
５〜２重量％添加し、これを還元雰囲気中で焼成したも
のである。第２は、特開平６−２９１１７５号公報に記
載のように単結晶サファイアの焼結体を用いたものであ
る。第３は、特開平４−２０６９４８号公報に記載のよ
うにＣａＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3等の焼結体を用いたもの
である。第４は、スパッタ，ＣＶＤ等の気相法により形
成したＡｌＮ膜を用いたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、プラ
ズマエッチング装置の被エッチング材であるウエハを載
置する電極に適用した場合、次の問題がある。
ズマエッチング装置の被エッチング材であるウエハを載
置する電極に適用した場合、次の問題がある。
【０００４】通常のエッチング処理では、処理するウエ
ハの対象膜種によって電極温度が異なっており、例え
ば、Ａｌ配線膜のエッチング処理では、室温より高い２
０〜６０℃の範囲が用いられ、ゲート膜であるＰｏｌｙ
−Ｓｉ膜および絶縁膜であるＳｉＯ2膜のエッチング処
理では、室温より低い−２０〜−４０℃の範囲が用いら
れている。したがって、一種類の静電吸着電極でこのよ
うな広い電極温度範囲をカバーするためには、絶縁膜と
して固有抵抗値の温度依存性の小さい材料を用いる必要
がある。
ハの対象膜種によって電極温度が異なっており、例え
ば、Ａｌ配線膜のエッチング処理では、室温より高い２
０〜６０℃の範囲が用いられ、ゲート膜であるＰｏｌｙ
−Ｓｉ膜および絶縁膜であるＳｉＯ2膜のエッチング処
理では、室温より低い−２０〜−４０℃の範囲が用いら
れている。したがって、一種類の静電吸着電極でこのよ
うな広い電極温度範囲をカバーするためには、絶縁膜と
して固有抵抗値の温度依存性の小さい材料を用いる必要
がある。
【０００５】従来の絶縁膜は、固有抵抗値の温度依存性
について考慮されておらず、例えば、第１の従来技術の
Ａｌ2Ｏ3にＴｉＯ2を添加した絶縁膜では、電極温度を
２０℃から−５０℃に低くすると固有抵抗値が約３０倍
高くなり、これに伴って、除電時の残留吸着力が大きく
なるため、ウエハ着脱までの時間が長く、適用できる温
度範囲が狭くなるという課題があることが実験によりわ
かった。
について考慮されておらず、例えば、第１の従来技術の
Ａｌ2Ｏ3にＴｉＯ2を添加した絶縁膜では、電極温度を
２０℃から−５０℃に低くすると固有抵抗値が約３０倍
高くなり、これに伴って、除電時の残留吸着力が大きく
なるため、ウエハ着脱までの時間が長く、適用できる温
度範囲が狭くなるという課題があることが実験によりわ
かった。
【０００６】また、この課題を解決するために、適用す
る最低の電極温度において残留吸着力に課題が生じない
ように固有抵抗値をあらかじめ低くする方法が考えられ
る。しかし、逆に電極温度が高くなると固有抵抗値が低
くなるために処理中にウエハを流れるリーク電流が増加
し、処理されるウエハに形成された絶縁膜の耐圧破壊の
点で問題があった。
る最低の電極温度において残留吸着力に課題が生じない
ように固有抵抗値をあらかじめ低くする方法が考えられ
る。しかし、逆に電極温度が高くなると固有抵抗値が低
くなるために処理中にウエハを流れるリーク電流が増加
し、処理されるウエハに形成された絶縁膜の耐圧破壊の
点で問題があった。
【０００７】本発明の目的は、絶縁膜の固有抵抗値の温
度依存性を低減して、広い電極温度範囲で使用すること
のできる静電吸着電極およびそれを用いたプラズマ処理
装置を提供することにある。
度依存性を低減して、広い電極温度範囲で使用すること
のできる静電吸着電極およびそれを用いたプラズマ処理
装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、プラズマに
より処理されるウエハを絶縁膜との間に発生させた静電
吸着力により支持する静電吸着電極において、絶縁膜を
Ａｌ2Ｏ3にＳｉＣを添加して形成することにより、達成
される。
より処理されるウエハを絶縁膜との間に発生させた静電
吸着力により支持する静電吸着電極において、絶縁膜を
Ａｌ2Ｏ3にＳｉＣを添加して形成することにより、達成
される。
【０００９】プラズマ処理装置に用いられる静電吸着電
極用の絶縁膜である各種のセラミックスについて固有抵
抗値の温度依存性を温度２０〜−５０℃の範囲で検討し
た。その結果、固有抵抗値が従来のＡｌ2Ｏ3にＴｉＯ2
を添加した絶縁膜では、約３０倍変化した。これに対し
て、Ａｌ2Ｏ3にＳｉＣを添加した絶縁膜では、約１．８
倍程度の変化であり、ＳｉＣの添加がＡｌ2Ｏ3の電気伝
導の活性化エネルギーを小さくするのに効果があること
が明らかになった。さらに、固有抵抗値は、Ａｌ2Ｏ3に
対するＳｉＣの添加量をコントロールすることにより任
意の値に調整することが可能であり、リ−ク電流、残留
吸着力の点から１０9〜１０10Ω−cmの範囲が最適であ
った。
極用の絶縁膜である各種のセラミックスについて固有抵
抗値の温度依存性を温度２０〜−５０℃の範囲で検討し
た。その結果、固有抵抗値が従来のＡｌ2Ｏ3にＴｉＯ2
を添加した絶縁膜では、約３０倍変化した。これに対し
て、Ａｌ2Ｏ3にＳｉＣを添加した絶縁膜では、約１．８
倍程度の変化であり、ＳｉＣの添加がＡｌ2Ｏ3の電気伝
導の活性化エネルギーを小さくするのに効果があること
が明らかになった。さらに、固有抵抗値は、Ａｌ2Ｏ3に
対するＳｉＣの添加量をコントロールすることにより任
意の値に調整することが可能であり、リ−ク電流、残留
吸着力の点から１０9〜１０10Ω−cmの範囲が最適であ
った。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１な
いし図３により説明する。図１に静電吸着電極の詳細を
示し、図２に該静電吸着電極を搭載したプラズマ処理装
置、この場合、有磁場マイクロ波プラズマエッチング装
置を示す。図２において、１はウエハで、２は石英等の
マイクロ波を透過する材料で成る放電管で、３はウエハ
１の処理に用いられるプロセスガスで、４はプロセスガ
スをプラズマ化するためのマイクロ波で、５は放電管２
内に磁場を形成するためのソレノイドコイルで、６はプ
ロセスガス３のプラズマで、７は真空処理室を形成する
チャンバで、８はチャンバ７との電気絶縁を取るための
絶縁物である。
いし図３により説明する。図１に静電吸着電極の詳細を
示し、図２に該静電吸着電極を搭載したプラズマ処理装
置、この場合、有磁場マイクロ波プラズマエッチング装
置を示す。図２において、１はウエハで、２は石英等の
マイクロ波を透過する材料で成る放電管で、３はウエハ
１の処理に用いられるプロセスガスで、４はプロセスガ
スをプラズマ化するためのマイクロ波で、５は放電管２
内に磁場を形成するためのソレノイドコイルで、６はプ
ロセスガス３のプラズマで、７は真空処理室を形成する
チャンバで、８はチャンバ７との電気絶縁を取るための
絶縁物である。
【００１１】また、９はチャンバ７内に設けられ絶縁物
８を介してチャンバ７に取り付けられた下部電極で、１
０は回路を電気的にオン・オフするスイッチで、１１は
下部電極９にスイッチ１０を介して接続された高周波電
源で、１２は下部電極９に設けられ下部電極９に配置さ
れるウエハ１を載置・除去するためのウエハ押し上げ装
置である。
８を介してチャンバ７に取り付けられた下部電極で、１
０は回路を電気的にオン・オフするスイッチで、１１は
下部電極９にスイッチ１０を介して接続された高周波電
源で、１２は下部電極９に設けられ下部電極９に配置さ
れるウエハ１を載置・除去するためのウエハ押し上げ装
置である。
【００１２】また、１３は電気の良導体でかつ温度の良
伝導体である材料、この場合Ａｌで形成された電極で、
１４はＡｌ2Ｏ3にＳｉＣを添加して形成され、電極１３
の表面を覆って設けた絶縁膜で、１５は電極１３および
絶縁膜１４から成り下部電極９上に固定された静電吸着
電極で、１６はローパスフィルタで、１７はスイッチで
ある。
伝導体である材料、この場合Ａｌで形成された電極で、
１４はＡｌ2Ｏ3にＳｉＣを添加して形成され、電極１３
の表面を覆って設けた絶縁膜で、１５は電極１３および
絶縁膜１４から成り下部電極９上に固定された静電吸着
電極で、１６はローパスフィルタで、１７はスイッチで
ある。
【００１３】また、１８は下部電極９にローパスフィル
タ１６およびスイッチ１７を介して接続された静電吸着
用の直流電源で、１９および２０はスイッチ１７の端子
で、２１は下部電極９と接地電位との間にローパスフィ
ルタ１６およびスイッチ１７を介して接続された抵抗
で、２２はマスフローコントローラで、２３は静電吸着
電極１５上に保持されるウエハ１の裏面にマスフローコ
ントローラ２２を介してＨｅガスを供給するための伝熱
ガス供給ラインで、２４はサーキュレータで、２５はサ
ーキュレータ２４からの温度制御された冷媒を下部電極
９に供給および下部電極９から回収するための冷媒ライ
ンである。
タ１６およびスイッチ１７を介して接続された静電吸着
用の直流電源で、１９および２０はスイッチ１７の端子
で、２１は下部電極９と接地電位との間にローパスフィ
ルタ１６およびスイッチ１７を介して接続された抵抗
で、２２はマスフローコントローラで、２３は静電吸着
電極１５上に保持されるウエハ１の裏面にマスフローコ
ントローラ２２を介してＨｅガスを供給するための伝熱
ガス供給ラインで、２４はサーキュレータで、２５はサ
ーキュレータ２４からの温度制御された冷媒を下部電極
９に供給および下部電極９から回収するための冷媒ライ
ンである。
【００１４】このように構成された本装置では、ウエハ
１のエッチング処理は、図示を省略した搬送装置および
ウエハ押し上げ装置１２によりチャンバ７内の下部電極
９上にウエハ１を配置し、放電管２内に導入したプロセ
スガス３をマイクロ波４とソレノイド５による磁場の相
互作用によってプラズマ６化して行われる。この際、ス
イッチ１０をオンし高周波電源１１により高周波電力を
下部電極９に印加して、ウエハ１に入射するイオンのエ
ネルギーを制御しながら行う。
１のエッチング処理は、図示を省略した搬送装置および
ウエハ押し上げ装置１２によりチャンバ７内の下部電極
９上にウエハ１を配置し、放電管２内に導入したプロセ
スガス３をマイクロ波４とソレノイド５による磁場の相
互作用によってプラズマ６化して行われる。この際、ス
イッチ１０をオンし高周波電源１１により高周波電力を
下部電極９に印加して、ウエハ１に入射するイオンのエ
ネルギーを制御しながら行う。
【００１５】ウエハ１のエッチングが終了するとエッチ
ング済みのウエハ１は、ウエハ押し上げ装置１２の作動
により下部電極９から図示を省略した搬送装置に渡さ
れ、その後、該搬送装置により他の場所に搬送される。
ング済みのウエハ１は、ウエハ押し上げ装置１２の作動
により下部電極９から図示を省略した搬送装置に渡さ
れ、その後、該搬送装置により他の場所に搬送される。
【００１６】なお、本装置において、エッチング処理開
始時にウエハ１を静電吸着電極１５に吸着させるときに
は、プラズマ６を生成した状態でスイッチ１７を端子１
９と接続させ、静電吸着電極１５に直流電圧を印加して
行う。エッチング処理終了後、ウエハ１を静電吸着電極
１５から解放するときには、プラズマ６を生成した状態
でスイッチ１７を端子２０と接続させ、抵抗２１を介し
て静電吸着電極１５を接地させて行う。
始時にウエハ１を静電吸着電極１５に吸着させるときに
は、プラズマ６を生成した状態でスイッチ１７を端子１
９と接続させ、静電吸着電極１５に直流電圧を印加して
行う。エッチング処理終了後、ウエハ１を静電吸着電極
１５から解放するときには、プラズマ６を生成した状態
でスイッチ１７を端子２０と接続させ、抵抗２１を介し
て静電吸着電極１５を接地させて行う。
【００１７】一方、エッチングされるウエハ１の冷却
は、ウエハ１を静電吸着電極１５上に静電吸着・保持さ
せた状態で、マスフローコントローラ２２を開いて伝熱
ガス供給ライン２３からＨｅガスをウエハ１裏面に導入
することにより行う。このとき、下部電極９はサーキュ
レータ２４により冷媒ライン２５を循環する温調された
冷媒によって温度コントロールされる。
は、ウエハ１を静電吸着電極１５上に静電吸着・保持さ
せた状態で、マスフローコントローラ２２を開いて伝熱
ガス供給ライン２３からＨｅガスをウエハ１裏面に導入
することにより行う。このとき、下部電極９はサーキュ
レータ２４により冷媒ライン２５を循環する温調された
冷媒によって温度コントロールされる。
【００１８】次に、絶縁膜１４の固有抵抗値の温度依存
性を測定した結果を図３に示す。また、図３は、同時に
Ａｌ2Ｏ3にＴｉＯ2を添加して形成した従来の絶縁膜の
場合も合せて示した。Ａｌ2Ｏ3にＴｉＯ2を添加して形
成した従来の絶縁膜では、電極温度を２０℃から−５０
℃に低くすると固有抵抗値は約３０倍高くなるのに比べ
て、本実施例のＡｌ2Ｏ3にＳｉＣを添加して形成した絶
縁膜１４では約１．８倍程度であることがわかる。これ
は、ＴｉＯ2に比べてＳｉＣの方がＡｌ2Ｏ3の電気伝導
の活性化エネルギーを小さくする効果が大きいためであ
ると考えられる。 これにより、本実施例の絶縁膜１４
では、従来の絶縁膜に比べて適用できる電極温度の範囲
を広くすることが可能となる。また、ＳｉＣの添加量を
最適化して固有抵抗値を１０9〜１０10Ω−cmの範囲と
することにより、電極温度２０〜−５０℃の範囲で残留
吸着力およびリーク電流ともに問題となる値は生じなか
った。 以上、本実施例によれば、ウエハの処理温度範
囲が変わっても実用上の残留吸着力および耐圧破壊に影
響を与えることなく、安定してウエハを静電吸着するこ
とができる。
性を測定した結果を図３に示す。また、図３は、同時に
Ａｌ2Ｏ3にＴｉＯ2を添加して形成した従来の絶縁膜の
場合も合せて示した。Ａｌ2Ｏ3にＴｉＯ2を添加して形
成した従来の絶縁膜では、電極温度を２０℃から−５０
℃に低くすると固有抵抗値は約３０倍高くなるのに比べ
て、本実施例のＡｌ2Ｏ3にＳｉＣを添加して形成した絶
縁膜１４では約１．８倍程度であることがわかる。これ
は、ＴｉＯ2に比べてＳｉＣの方がＡｌ2Ｏ3の電気伝導
の活性化エネルギーを小さくする効果が大きいためであ
ると考えられる。 これにより、本実施例の絶縁膜１４
では、従来の絶縁膜に比べて適用できる電極温度の範囲
を広くすることが可能となる。また、ＳｉＣの添加量を
最適化して固有抵抗値を１０9〜１０10Ω−cmの範囲と
することにより、電極温度２０〜−５０℃の範囲で残留
吸着力およびリーク電流ともに問題となる値は生じなか
った。 以上、本実施例によれば、ウエハの処理温度範
囲が変わっても実用上の残留吸着力および耐圧破壊に影
響を与えることなく、安定してウエハを静電吸着するこ
とができる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、広い温度範囲に渡って
適用できる静電吸着電極とすることができるという効果
がある。
適用できる静電吸着電極とすることができるという効果
がある。
【図１】本発明の静電吸着電極の一実施例を示す縦断面
図である。
図である。
【図２】図１の静電吸着電極を用いたプラズマ処理装置
の一実施例である概略構成を示す縦断面図である。
の一実施例である概略構成を示す縦断面図である。
【図３】本発明および従来技術の静電吸着電極の絶縁膜
の固有抵抗値の温度依存性を示した特性図である。
の固有抵抗値の温度依存性を示した特性図である。
１…ウエハ、６…プラズマ、７…チャンバ、９…下部電
極、１４…絶縁膜、１５…静電吸着電極、１８…直流電
源。
極、１４…絶縁膜、１５…静電吸着電極、１８…直流電
源。
Claims (2)
- 【請求項１】プラズマにより処理されるウエハを絶縁膜
との間に発生させた静電吸着力により支持する静電吸着
電極において、前記絶縁膜をＡｌ2Ｏ3にＳｉＣを添加し
て形成したことを特徴とする静電吸着電極。 - 【請求項２】真空処理室内に設けられた試料台に試料を
静電吸着保持し、該試料を所定の温度に保ってプラズマ
処理するプラズマ処理装置において、前記試料が配置さ
れる面に設けられる絶縁膜をＡｌ2Ｏ3にＳｉＣを添加し
て構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23279096A JPH1079417A (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 静電吸着電極及びプラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23279096A JPH1079417A (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 静電吸着電極及びプラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1079417A true JPH1079417A (ja) | 1998-03-24 |
Family
ID=16944801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23279096A Pending JPH1079417A (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 静電吸着電極及びプラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1079417A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015111616A1 (ja) * | 2014-01-22 | 2015-07-30 | 株式会社アルバック | プラズマ処理装置、及びウェハ搬送用トレイ |
-
1996
- 1996-09-03 JP JP23279096A patent/JPH1079417A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015111616A1 (ja) * | 2014-01-22 | 2015-07-30 | 株式会社アルバック | プラズマ処理装置、及びウェハ搬送用トレイ |
| CN105917457A (zh) * | 2014-01-22 | 2016-08-31 | 株式会社爱发科 | 等离子体处理装置以及晶片搬送用托盘 |
| KR20160110392A (ko) * | 2014-01-22 | 2016-09-21 | 가부시키가이샤 아루박 | 플라즈마 처리 장치 및 웨이퍼 반송용 트레이 |
| JP6088670B2 (ja) * | 2014-01-22 | 2017-03-01 | 株式会社アルバック | プラズマ処理装置、及びウェハ搬送用トレイ |
| JPWO2015111616A1 (ja) * | 2014-01-22 | 2017-03-23 | 株式会社アルバック | プラズマ処理装置、及びウェハ搬送用トレイ |
| TWI635553B (zh) * | 2014-01-22 | 2018-09-11 | 日商愛發科股份有限公司 | 電漿處理裝置 |
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