KR102411913B1 - 배치대 및 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

배치대 및 플라즈마 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102411913B1
KR102411913B1 KR1020170149429A KR20170149429A KR102411913B1 KR 102411913 B1 KR102411913 B1 KR 102411913B1 KR 1020170149429 A KR1020170149429 A KR 1020170149429A KR 20170149429 A KR20170149429 A KR 20170149429A KR 102411913 B1 KR102411913 B1 KR 102411913B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
outer peripheral
electrostatic chuck
conductive layer
peripheral region
power supply
Prior art date
Application number
KR1020170149429A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180057521A (ko
Inventor
도모유키 다카하시
다이스케 하야시
다이 기타가와
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20180057521A publication Critical patent/KR20180057521A/ko
Priority to KR1020220073981A priority Critical patent/KR102618925B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102411913B1 publication Critical patent/KR102411913B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
    • H01J37/32155—Frequency modulation
    • H01J37/32165—Plural frequencies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32422—Arrangement for selecting ions or species in the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32816—Pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/683—Apparatus 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
    • H01L21/6831—Apparatus 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 electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/683—Apparatus 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
    • H01L21/687—Apparatus 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
    • H01L21/68714—Apparatus 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
    • H01L21/68721—Apparatus 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 edge clamping, e.g. clamping ring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/332—Coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3266—Magnetic control means
    • H01J37/32678—Electron cyclotron resonance

Abstract

본 발명은, 피처리체의 둘레 방향을 따르는 전계 강도의 균일성을 향상시키는 것을 과제로 한다.
배치대는, 고주파 전력이 인가되는 베이스와, 베이스 상에 설치되며, 피처리체를 배치하기 위한 배치 영역과, 배치 영역을 둘러싸는 외주 영역을 갖는 정전척과, 배치 영역의 내부에 설치된 히터와, 히터에 접속되며, 외주 영역의 내부까지 연신되는 배선층과, 외주 영역에서 배선층의 접점부에 접속되는 급전 단자와, 외주 영역의 내부에, 또는, 외주 영역의 두께 방향을 따라서 다른 영역에 형성되어, 외주 영역의 두께 방향에서 본 경우에 급전 단자에 겹치는 도전층을 갖는다.

Description

배치대 및 플라즈마 처리 장치{PLACING UNIT AND PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 발명의 여러가지 측면 및 실시형태는 배치대 및 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
플라즈마 처리 장치는 처리 용기의 내부에 배치된 배치대에 피처리체를 배치한다. 배치대는, 예컨대 베이스 및 정전척 등을 갖는다. 베이스에는, 플라즈마 생성용의 고주파 전력이 인가된다. 정전척은 유전체로 형성되어 베이스 상에 설치되며, 피처리체를 배치하기 위한 배치 영역과, 배치 영역을 둘러싸는 외주 영역을 갖는다.
또한, 정전척의 내부에는, 피처리체의 온도 제어에 이용되는 히터가 설치되는 경우가 있다. 예컨대, 정전척 중 배치 영역의 내부에 히터를 설치하고, 히터에 접속된 배선층을 외주 영역의 내부까지 연신시켜, 외주 영역에서 배선층의 접점부와 히터용의 급전 단자를 접속하는 구조가 알려져 있다. 단, 이러한 구조에서는, 베이스에 인가된 고주파 전력의 일부가 히터용의 급전 단자로부터 외부의 전원을 향해 누설되어, 고주파 전력이 쓸데없이 소비된다.
이것에 대하여, 히터용의 급전 단자와 외부의 전원을 접속하는 급전선에 필터를 설치하여, 베이스에 인가되어 히터용의 급전 단자로부터 급전선에 누설되는 고주파 전력을 감쇠시키는 기술이 알려져 있다.
일본 특허 공개 제2013-175573호 공보 일본 특허 공개 제2016-001688호 공보 일본 특허 공개 제2014-003179호 공보
그런데, 필터는, 정전척의 내부에 설치된 히터의 수에 대응하여 설치되기 때문에, 필터의 수가 증대한 경우, 장치의 대형화를 회피하는 관점에서, 각 필터로서 임피던스치가 낮은 소형의 필터가 이용되는 경우가 있다. 이러한 소형의 필터가 배치대에 적용된 경우, 히터용의 급전 단자로부터 급전선에 누설되는 고주파 전력이 충분히 감쇠되지 않고, 피처리체의 둘레 방향의 위치 중 히터용의 급전 단자에 대응하는 위치에서 전위가 국소적으로 저하된다. 그 결과, 피처리체의 둘레 방향을 따르는 전계 강도의 균일성이 손상될 우려가 있다.
개시하는 배치대는, 하나의 실시양태에 있어서, 고주파 전력이 인가되는 베이스와, 상기 베이스 상에 설치되며, 피처리체를 배치하기 위한 배치 영역과, 상기 배치 영역을 둘러싸는 외주 영역을 갖는 정전척과, 상기 배치 영역의 내부에 설치된 히터와, 상기 히터에 접속되며, 상기 외주 영역의 내부까지 연신되는 배선층과, 상기 외주 영역에서 상기 배선층의 접점부에 접속되는 급전 단자와, 상기 외주 영역의 내부에, 또는, 상기 외주 영역의 두께 방향을 따라서 다른 영역에 형성되어, 상기 외주 영역의 두께 방향에서 본 경우에 상기 급전 단자에 겹치는 도전층을 갖는다.
개시하는 배치대의 하나의 양태에 의하면, 피처리체의 둘레 방향을 따르는 전계 강도의 균일성을 향상시킬 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.
도 1은 일 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시형태에 따른 배치대를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I선에서의 단면도이다.
도 4는 일 실시형태에 따른 베이스, 정전척 및 포커스링의 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5는 일 실시형태에 따른 도전층의 작용의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시형태에 따른 도전층의 작용의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도전층의 유무에 따른 전계 강도의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 8은 일 실시형태에 따른 도전층의 설치 양태의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 일 실시형태에 따른 도전층의 설치 양태의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 일 실시형태에 따른 도전층의 설치 양태의 또 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은 일 실시형태에 따른 도전층의 작용의 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 의한 효과(에칭율의 실측 결과)를 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본원이 개시하는 배치대 및 플라즈마 처리 장치의 실시형태에 관해 상세히 설명한다. 또, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이는 것으로 한다.
도 1은, 일 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(10)를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1에 있어서는, 일 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 종단면에서의 구조가 개략적으로 나타나 있다. 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치(10)는 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치이다. 플라즈마 처리 장치(10)는 대략 원통형의 처리 용기(12)를 구비한다. 처리 용기(12)는, 예컨대 알루미늄으로 구성되어 있고, 그 표면에는 양극(陽極) 산화 처리가 실시되어 있다.
처리 용기(12) 내에는 배치대(16)가 설치되어 있다. 배치대(16)는, 정전척(18), 포커스링(FR) 및 베이스(20)를 가진다. 베이스(20)는 대략 원반 형상을 가지며, 그 메인부에 있어서, 예컨대 알루미늄과 같은 도전성의 금속으로 구성되어 있다. 베이스(20)는 하부 전극을 구성하고 있다. 베이스(20)는 지지부(14) 및 지지대(15)에 의해 지지되어 있다. 지지부(14)는 처리 용기(12)의 바닥부로부터 연장되는 원통형의 부재이다. 지지대(15)는 처리 용기(12)의 바닥부에 배치된 원기둥형의 부재이다.
베이스(20)에는, 정합기(MU1)를 통해 제1 고주파 전원(HFS)이 전기적으로 접속되어 있다. 제1 고주파 전원(HFS)은 플라즈마 생성용의 고주파 전력을 발생시키는 전원이며, 27∼100 MHz의 주파수, 일례에 있어서는 40 MHz의 고주파 전력을 발생시킨다. 정합기(MU1)는, 제1 고주파 전원(HFS)의 출력 임피던스와 부하측(베이스(20)측)의 입력 임피던스를 정합시키기 위한 회로를 갖는다.
또한, 베이스(20)에는, 정합기(MU2)를 통해 제2 고주파 전원(LFS)이 전기적으로 접속되어 있다. 제2 고주파 전원(LFS)은, 웨이퍼(W)에 이온을 인입하기 위한 고주파 전력(고주파 바이어스 전력)을 발생시켜, 그 고주파 바이어스 전력을 베이스(20)에 공급한다. 고주파 바이어스 전력의 주파수는 400 kHz∼40 MHz의 범위 내의 주파수이며, 일례에 있어서는 3 MHz이다. 정합기(MU2), 제2 고주파 전원(LFS)의 출력 임피던스와 부하측(베이스(20)측)의 입력 임피던스를 정합시키기 위한 회로를 갖는다.
정전척(18)은, 베이스(20) 상에 설치되며, 쿨롱력 등의 정전력에 의해 웨이퍼(W)를 흡착하여 웨이퍼(W)를 유지한다. 정전척(18)은 유전체제의 본체부 내에 정전 흡착용 전극(E1)을 갖는다. 전극(E1)에는, 스위치(SW1)를 통해 직류 전원(22)이 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 정전척(18)의 내부에는 복수의 히터(HT)가 설치된다. 각 히터(HT)에는 히터 전원(HP)이 전기적으로 접속된다. 각 히터(HT)는 히터 전원(HP)으로부터 개별적으로 공급되는 전력에 기초하여 열을 발생시켜 정전척(18)을 가열한다. 이에 따라, 정전척(18)에 유지된 웨이퍼(W)의 온도가 제어된다.
정전척(18) 상에는 포커스링(FR)이 설치되어 있다. 포커스링(FR)은 플라즈마 처리의 균일성을 향상시키기 위해 설치되어 있다. 포커스링(FR)은 유전체로 구성되어 있고, 예컨대 석영으로 구성될 수 있다.
베이스(20)의 내부에는 냉매 유로(24)가 형성되어 있다. 냉매 유로(24)에는, 처리 용기(12)의 외부에 설치된 칠러 유닛으로부터 배관(26a)을 통해 냉매가 공급된다. 냉매 유로(24)에 공급된 냉매는, 배관(26b)을 통해 칠러 유닛으로 되돌아가도록 되어 있다. 또, 베이스(20) 및 정전척(18)을 포함하는 배치대(16)의 상세에 관해서는 후술한다.
처리 용기(12) 내에는 상부 전극(30)이 설치되어 있다. 이 상부 전극(30)은, 배치대(16)의 상측에 있어서 베이스(20)와 대향 배치되어 있고, 베이스(20)와 상부 전극(30)은 서로 대략 평행하게 설치되어 있다. 베이스(20)와 상부 전극(30) 사이에는 처리 공간(S)이 형성된다.
상부 전극(30)은 절연성 차폐 부재(32)를 통해 처리 용기(12)의 상부에 지지되어 있다. 상부 전극(30)은 전극판(34) 및 전극 지지체(36)를 포함할 수 있다. 전극판(34)은 처리 공간(S)에 면해 있고, 복수의 가스 토출 구멍(34a)을 제공한다. 이 전극판(34)은 줄 열(Joule heat)이 적은 저저항의 도전체 또는 반도체로 구성될 수 있다.
전극 지지체(36)는 전극판(34)을 착탈 가능하게 지지하는 것이며, 예컨대 알루미늄과 같은 도전성 재료로 구성될 수 있다. 이 전극 지지체(36)는 수냉 구조를 가질 수 있다. 전극 지지체(36)의 내부에는 가스 확산실(36a)이 마련되어 있다. 이 가스 확산실(36a)로부터는, 가스 토출 구멍(34a)에 연통하는 복수의 가스 통류 구멍(36b)이 아래쪽으로 연장되어 있다. 또한, 전극 지지체(36)에는 가스 확산실(36a)로 처리 가스를 유도하는 가스 도입구(36c)가 형성되어 있고, 이 가스 도입구(36c)에는 가스 공급관(38)이 접속되어 있다.
가스 공급관(38)에는, 밸브군(42) 및 유량 제어기군(44)을 통해 가스 소스군(40)이 접속되어 있다. 밸브군(42)은 복수의 개폐 밸브를 가지며, 유량 제어기군(44)은 매스플로우 컨트롤러와 같은 복수의 유량 제어기를 갖는다. 또한, 가스 소스군(40)은 플라즈마 처리에 필요한 복수종의 가스용 가스 소스를 갖는다. 가스 소스군(40)의 복수의 가스 소스는 대응하는 개폐 밸브 및 대응하는 매스플로우 컨트롤러를 통해 가스 공급관(38)에 접속되어 있다.
플라즈마 처리 장치(10)에서는, 가스 소스군(40)의 복수의 가스 소스 중 선택된 1 이상의 가스 소스로부터의 1 이상의 가스가 가스 공급관(38)에 공급된다. 가스 공급관(38)에 공급된 가스는 가스 확산실(36a)에 이르고, 가스 통류 구멍(36b) 및 가스 토출 구멍(34a)을 통해 처리 공간(S)에 토출된다.
또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(10)는 접지 도체(12a)를 더 구비할 수 있다. 접지 도체(12a)는 대략 원통형의 접지 도체이며, 처리 용기(12)의 측벽으로부터 상부 전극(30)의 높이 위치보다 위쪽으로 연장되도록 설치되어 있다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 처리 용기(12)의 내벽을 따라서 디포지션 실드(46)가 착탈 가능하게 설치되어 있다. 또한, 디포지션 실드(46)는 지지부(14)의 외주에도 설치되어 있다. 디포지션 실드(46)는, 처리 용기(12)에 에칭 부생물(디포지션)이 부착되는 것을 방지하는 것이며, 알루미늄재에 Y2O3 등의 세라믹스를 피복함으로써 구성될 수 있다.
처리 용기(12)의 바닥부측에는, 지지부(14)와 처리 용기(12)의 내벽 사이에 배기 플레이트(48)가 설치되어 있다. 배기 플레이트(48)는, 예컨대 알루미늄재에 Y2O3 등의 세라믹스를 피복함으로써 구성될 수 있다. 이 배기 플레이트(48)의 아래쪽에 있어서 처리 용기(12)에는 배기구(12e)가 마련되어 있다. 배기구(12e)에는, 배기관(52)을 통해 배기 장치(50)가 접속되어 있다. 배기 장치(50)는, 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 가지며, 처리 용기(12) 내부를 원하는 진공도까지 감압할 수 있다. 또한, 처리 용기(12)의 측벽에는 웨이퍼(W)의 반입 반출구(12g)가 마련되어 있고, 이 반입 반출구(12g)는 게이트 밸브(54)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)는 제어부(Cnt)를 더 구비할 수 있다. 이 제어부(Cnt)는, 프로세서, 기억부, 입력 장치, 표시 장치 등을 구비하는 컴퓨터이며, 플라즈마 처리 장치(10)의 각 부를 제어한다. 이 제어부(Cnt)에서는, 입력 장치를 이용하여, 오퍼레이터가 플라즈마 처리 장치(10)를 관리하기 위해 커맨드의 입력 조작 등을 행할 수 있고, 또한, 표시 장치에 의해, 플라즈마 처리 장치(10)의 가동 상황을 가시화하여 표시할 수 있다. 또한, 제어부(Cnt)의 기억부에는, 플라즈마 처리 장치(10)에서 실행되는 각종 처리를 프로세서에 의해 제어하기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라서 플라즈마 처리 장치(10)의 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉, 처리 레시피가 저장된다.
다음으로, 배치대(16)에 관해 상세히 설명한다. 도 2는 일 실시형태에 따른 배치대(16)를 나타내는 평면도이다. 도 3은 도 2의 I-I선에서의 단면도이다. 도 4는 일 실시형태에 따른 베이스(20), 정전척(18) 및 포커스링(FR)의 구성의 일례를 나타내는 단면도이다. 또, 도 2에서는, 설명의 편의상 포커스링(FR)이 생략되어 있다.
도 2∼도 4에 나타낸 바와 같이, 배치대(16)는 정전척(18), 포커스링(FR) 및 베이스(20)를 갖는다. 정전척(18)은 배치 영역(18a) 및 외주 영역(18b)을 가진다. 배치 영역(18a)은 평면에서 볼 때 대략 원형의 영역이다. 배치 영역(18a) 상에는 피처리체인 웨이퍼(W)가 배치된다. 배치 영역(18a)의 상면은, 예컨대 복수의 볼록부의 정상면에 의해 구성되어 있다. 또한, 배치 영역(18a)의 직경은, 웨이퍼(W)와 대략 동일한 직경이거나, 또는, 웨이퍼(W)의 직경보다 약간 작게 되어 있다. 외주 영역(18b)은 배치 영역(18a)을 둘러싸는 영역이며, 대략 고리형으로 연장되어 있다. 일 실시형태에서는, 외주 영역(18b)의 상면은, 배치 영역(18a)의 상면보다 낮은 위치에 있다. 외주 영역(18b) 상에는 포커스링(FR)이 설치된다.
또한, 외주 영역(18b)에는, 외주 영역(18b)을 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(18b-1)이 형성되고, 관통 구멍(18b-1)에는, 베이스(20)를 지지대(15)에 고정하기 위한 체결 부재(21)가 삽입 관통된다. 일 실시형태에서는, 복수의 체결 부재(21)에 의해 베이스(20)가 지지대(15)에 고정되기 때문에, 체결 부재(21)의 수에 따라서 복수의 관통 구멍(18b-1)이 외주 영역(18b)에 형성된다.
정전척(18)은 배치 영역(18a) 내에 정전 흡착용 전극(E1)을 갖는다. 전극(E1)은 전술한 바와 같이, 스위치(SW1)를 통해 직류 전원(22)에 접속되어 있다.
또한, 배치 영역(18a)의 내부에는 복수의 히터(HT)가 설치되어 있다. 예컨대, 도 2에 나타낸 바와 같이, 배치 영역(18a)의 중앙의 원형 영역 내, 그리고 그 원형 영역을 둘러싸는 동심형의 복수의 고리형 영역에, 복수의 히터(HT)가 설치되어 있다. 또한, 복수의 고리형 영역의 각각에는, 복수의 히터(HT)가 둘레 방향으로 배열되어 있다. 복수의 히터(HT)에는, 히터 전원(HP)로부터 개별적으로 조정된 전력이 공급된다. 이에 따라, 각 히터(HT)가 발하는 열이 개별적으로 제어되어, 배치 영역(18a) 내의 복수의 부분 영역의 온도가 개별적으로 조정된다.
또한, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 정전척(18) 내에는 복수의 배선층(EW)이 형성된다. 복수의 배선층(EW)은 복수의 히터(HT)에 각각 접속되며, 외주 영역(18b)의 내부까지 연신된다. 예컨대, 각 배선층(EW)은, 수평으로 연장되는 라인형의 패턴, 및, 라인형의 패턴에 대하여 교차하는 방향(예컨대 수직 방향)으로 연장되는 컨택트 비아를 포함할 수 있다. 또한, 각 배선층(EW)은 외주 영역(18b)에 접점부(CT)를 구성한다. 접점부(CT)는 외주 영역(18b)에 있어서 그 외주 영역(18b)의 하면으로부터 노출되어 있다.
접점부(CT)에는, 히터 전원(HP)에 의해 생성된 전력을 공급하기 위한 급전 단자(ET)가 접속된다. 일 실시형태에 있어서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 급전 단자(ET)는, 배선층(EW)마다 설치되며, 베이스(20)를 관통하여, 외주 영역(18b)에 있어서 대응하는 배선층(EW)의 접점부(CT)에 접속된다. 급전 단자(ET)와 히터 전원(HP)은 급전선(EL)에 의해 접속된다. 급전선(EL)에는 필터(60)가 설치된다. 필터(60)는, 베이스(20)에 인가되어 급전 단자(ET)로부터 급전선(EL)에 누설되는 고주파 전력을 감쇠시킨다. 필터(60)는 히터(HT)의 수에 대응하여 설치된다. 일 실시형태에서는, 복수의 히터(HT)가 설치되기 때문에, 히터(HT)의 수에 대응하여 복수의 필터(60)가 설치된다. 여기서, 플라즈마 처리 장치(10)의 대형화를 회피하는 관점에서, 각 필터(60)로서 임피던스치가 낮은 소형의 필터가 이용되는 경우가 있다. 이러한 소형의 필터가 배치대(16)에 적용된 경우, 베이스(20)에 인가되어 급전 단자(ET)로부터 급전선(EL)에 누설되는 고주파 전력이 충분히 감쇠되지 않는다.
또한, 도 2∼도 4에 나타낸 바와 같이, 외주 영역(18b)의 내부에는, 도전체로 형성되는 도전층(62)이 마련된다. 도전층(62)은, 외주 영역(18b)의 두께 방향에서 본 경우에 급전 단자(ET)에 겹친다. 구체적으로는, 도전층(62)은, 외주 영역(18b)의 두께 방향에서 본 경우에 급전 단자(ET)에 겹치는 부분과 급전 단자(ET)에 겹치지 않는 부분을 포함하는 링형으로 형성된다. 그리고, 도전층(62)은 다른 부위와 전기적으로 절연된다. 이에 따라, 도전층(62)에 있어서, 급전 단자(ET)에 겹치는 부분의 전위와, 급전 단자(ET)에 겹치지 않는 부분의 전위가 같아진다. 도전층(62)은, 예컨대 W, Ti, Al, Si, Ni, C 및 Cu 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
여기서, 플라즈마 처리 장치(10)의 등가 회로를 이용하여 도전층(62)의 작용을 설명한다. 도 5 및 도 6은 일 실시형태에 따른 도전층(62)의 작용의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 5에 나타내는 등가 회로는 도전층(62)이 존재하지 않는 플라즈마 처리 장치(10)에 해당한다. 도 6에 나타내는 등가 회로는, 일 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(10), 즉, 외주 영역(18b)의 내부에 도전층(62)이 형성된 플라즈마 처리 장치(10)에 해당한다. 또, 도 5 및 도 6에 있어서, 화살표는 고주파 전력의 흐름을 나타내고, 화살표의 폭은 고주파 전력의 크기를 나타낸다.
도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 고주파 전원(HFS)으로부터 베이스(20)에 인가된 고주파 전력의 일부는, 급전 단자(ET)로부터 급전선(EL)에 누설된다. 급전 단자(ET)로부터 급전선(EL)에 누설되는 고주파 전력은, 필터(60)의 임피던스치가 비교적 낮기 때문에 충분히 감쇠되지 않는다. 이 때문에, 도전층(62)이 존재하지 않는 경우, 도 5에 나타낸 바와 같이, 외주 영역(18b)의 내부의 위치(즉, 웨이퍼(W)의 둘레 방향의 위치) 중 급전 단자(ET)에 대응하는 위치에 있어서 전위가 국소적으로 저하되고, 처리 공간(S)에 공급되는 고주파 전력이 국소적으로 저하된다. 그 결과, 도전층(62)이 존재하지 않는 경우, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 전계 강도의 균일성이 손상된다. 도 5의 예에서는, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 처리 공간(S)의 영역 중, 급전 단자(ET)에 대응하는 영역 A, B의 전계 강도가, 급전 단자(ET)에 대응하지 않는 영역 C의 전계 강도와 비교하여 저하된다.
이것에 대하여, 외주 영역(18b)의 내부에 도전층(62)이 형성되는 경우, 도전층(62)에 있어서, 급전 단자(ET)에 겹치는 부분의 전위와, 급전 단자(ET)에 겹치지 않는 부분의 전위가 같아진다. 이 때문에, 외주 영역(18b)의 내부에 도전층(62)이 형성되는 경우, 도 6에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따라서, 도전층(62)과 처리 공간(S) 사이의 전위차가 일정해지고, 처리 공간(S)에 고주파 전력이 균등하게 공급된다. 그 결과, 외주 영역(18b)의 내부에 도전층(62)이 형성되는 경우, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 전계 강도의 균일성을 향상시킬 수 있다. 도 6의 예에서는, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 처리 공간(S)의 영역 중, 급전 단자(ET)에 대응하는 영역 A, B의 전계 강도와, 급전 단자(ET)에 대응하지 않는 영역 C의 전계 강도의 차가 감소한다.
도 7은 도전층(62)의 유무에 따른 전계 강도의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 도 7에 있어서, 횡축은 300 mm 사이즈의 웨이퍼(W)의 중심 위치를 기준으로 한 웨이퍼(W)의 직경 방향의 위치[mm]를 나타내고, 종축은 처리 공간(S)의 전계 강도[V/m]를 나타낸다. 또, 처리 공간(S)의 전계 강도는, 정전척(18)의 배치 영역(18a)으로부터 3 mm만큼 위쪽의 위치에서의 전계 강도인 것으로 한다. 또한, 웨이퍼(W)의 직경 방향에 있어서 150 mm의 위치가 배치 영역(18a)의 엣지부에 대응하고, 웨이퍼(W)의 직경 방향에 있어서 157 mm의 위치가 급전 단자(ET)에 대응하고, 웨이퍼(W)의 직경 방향에 있어서 172 mm의 위치가 외주 영역(18b)의 엣지부에 대응하는 것으로 한다.
또한, 도 7에 있어서, 그래프 501은, 도전층(62)이 존재하지 않는 경우에, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 처리 공간(S)의 영역 중, 급전 단자(ET)에 대응하는 영역에 있어서 계산된 전계 강도의 분포를 나타낸다. 또한, 그래프 502는, 도전층(62)이 존재하지 않는 경우에, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 처리 공간(S)의 영역 중, 급전 단자(ET)에 대응하지 않는 영역에 있어서 계산된 전계 강도의 분포를 나타낸다.
한편, 도 7에 있어서, 그래프 601은, 외주 영역(18b)의 내부에 도전층(62)이 형성되는 경우에, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 처리 공간(S)의 영역 중, 급전 단자(ET)에 대응하는 영역에 있어서 계산된 전계 강도의 분포를 나타낸다. 또한, 그래프 602는, 외주 영역(18b)의 내부에 도전층(62)이 형성되는 경우에, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 처리 공간(S)의 영역 중, 급전 단자(ET)에 대응하지 않는 영역에 있어서 계산된 전계 강도의 분포를 나타낸다. 또, 도 7의 시뮬레이션에서는, 도전층(62)으로서 W가 이용되었다.
도 7의 그래프 501, 502에 나타낸 바와 같이, 도전층(62)이 존재하지 않는 경우, 급전 단자(ET)에 대응하는 영역의 전계 강도가, 급전 단자(ET)에 대응하지 않는 영역의 전계 강도와 비교하여 저하되었다.
이것에 대하여, 도 7의 그래프 601, 602에 나타낸 바와 같이, 외주 영역(18b)의 내부에 도전층(62)이 형성되는 경우, 급전 단자(ET)에 대응하는 영역의 전계 강도와, 급전 단자(ET)에 대응하지 않는 영역의 전계 강도의 차가 감소했다. 즉, 외주 영역(18b)의 내부에 도전층(62)이 형성되는 경우, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 전계 강도의 균일성을 향상시킬 수 있었다.
다음으로, 일 실시형태에 따른 도전층(62)의 설치 양태에 관해 설명한다. 일 실시형태에 있어서는, 외주 영역(18b)의 내부에 도전층(62)이 형성되는 경우를 나타냈지만, 외주 영역(18b)의 두께 방향을 따라서 다른 영역에 도전층(62)이 형성되어도 좋다. 즉, 도전층(62)은, 외주 영역(18b)의 두께 방향을 따라서 다른 영역에 형성되어, 외주 영역(18b)의 두께 방향에서 본 경우에 급전 단자(ET)에 겹친다.
일례로서, 예컨대 도 8에 나타낸 바와 같이, 도전층(62)은, 외주 영역(18b)의 두께 방향을 따라서 포커스링(FR)의 내부에 형성되어, 외주 영역(18b)의 두께 방향에서 본 경우에 급전 단자(ET)에 겹치도록 해도 좋다. 도 8은 일 실시형태에 따른 도전층(62)의 설치 양태의 일례를 나타내는 도면이다. 도 8에 나타내는 도전층(62)은, 도 2에 나타낸 도전층(62)과 마찬가지로, 외주 영역(18b)의 두께 방향에서 본 경우에 급전 단자(ET)에 겹치는 부분과 급전 단자(ET)에 겹치지 않는 부분을 포함하는 링형으로 형성된다. 그리고, 도전층(62)은 다른 부위와 전기적으로 절연된다. 이에 따라, 도전층(62)에 있어서, 급전 단자(ET)에 겹치는 부분의 전위와, 급전 단자(ET)에 겹치지 않는 부분의 전위가 같아진다.
다른 일례로는, 예컨대 도 9에 나타낸 바와 같이, 도전층(62)은, 외주 영역(18b)의 두께 방향을 따라서 포커스링(FR)과 외주 영역(18b) 사이에 형성되어, 외주 영역(18b)의 두께 방향에서 본 경우에 급전 단자(ET)에 겹치도록 해도 좋다. 도 9는 일 실시형태에 따른 도전층(62)의 설치 양태의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 9에 나타내는 도전층(62)은, 도 2에 나타낸 도전층(62)과 마찬가지로, 외주 영역(18b)의 두께 방향에서 본 경우에 급전 단자(ET)에 겹치는 부분과 급전 단자(ET)에 겹치지 않는 부분을 포함하는 링형으로 형성된다. 그리고, 도전층(62)은 다른 부위와 전기적으로 절연된다. 이에 따라, 도전층(62)에 있어서, 급전 단자(ET)에 겹치는 부분의 전위와, 급전 단자(ET)에 겹치지 않는 부분의 전위가 같아진다. 또, 도 9의 설명에서는, 도전층(62)과 포커스링(FR)이 별개의 부재인 경우를 나타냈지만, 도전층(62)은 포커스링(FR)의 외주 영역(18b)과 대향하는 면을 덮는 도전막이어도 좋다.
또한, 도전층(62)은, 외주 영역(18b)의 두께 방향을 따라서 다른 영역에 형성되어, 외주 영역(18b)의 두께 방향에서 본 경우에 급전 단자(ET)에 더하여 외주 영역(18b)의 관통 구멍(18b-1)에 겹치도록 해도 좋다. 예컨대, 도전층(62)은, 도 10에 나타낸 바와 같이, 외주 영역(18b)의 두께 방향을 따라서 포커스링(FR)의 내부에 형성되어, 외주 영역(18b)의 두께 방향에서 본 경우에 급전 단자(ET)에 더하여 외주 영역(18b)의 관통 구멍(18b-1)에 겹친다. 도 10은 일 실시형태에 따른 도전층(62)의 설치 양태의 또 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 10은 도 2의 J-J선에서의 단면도에 해당한다. 도 10에 나타내는 도전층(62)은, 외주 영역(18b)의 두께 방향에서 본 경우에, 급전 단자(ET)에 겹치는 부분과, 급전 단자(ET)에 겹치지 않는 부분과, 관통 구멍(18b-1)에 겹치는 부분과, 관통 구멍(18b-1)에 겹치지 않는 부분을 포함하는 링형으로 형성된다. 그리고, 도전층(62)은 다른 부위와 전기적으로 절연된다. 이에 따라, 도전층(62)에 있어서, 급전 단자(ET)에 겹치는 부분의 전위와, 급전 단자(ET)에 겹치지 않는 부분의 전위와, 관통 구멍(18b-1)에 겹치는 부분의 전위와, 관통 구멍(18b-1)에 겹치지 않는 부분의 전위가 같아진다.
여기서, 플라즈마 처리 장치(10)의 등가 회로를 이용하여, 도 10에 나타낸 도전층(62)의 작용을 설명한다. 도 11은 일 실시형태에 따른 도전층(62)의 작용의 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 11에 나타내는 등가 회로는, 일 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(10), 즉, 포커스링(FR)의 내부에 도전층(62)이 형성된 플라즈마 처리 장치(10)에 해당한다. 또, 도 11에 있어서, 화살표는 고주파 전력의 흐름을 나타내고, 화살표의 폭은 고주파 전력의 크기를 나타낸다.
전술한 바와 같이, 포커스링(FR)의 내부에 도전층(62)이 형성되는 경우, 급전 단자(ET)에 겹치는 부분의 전위와, 급전 단자(ET)에 겹치지 않는 부분의 전위와, 관통 구멍(18b-1)에 겹치는 부분의 전위와, 관통 구멍(18b-1)에 겹치지 않는 부분의 전위가 같아진다. 이 때문에, 포커스링(FR)의 내부에 도전층(62)이 형성되는 경우, 도 11에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따라서, 도전층(62)과 처리 공간(S) 사이의 전위차가 일정해지고, 처리 공간(S)에 고주파 전력이 균등하게 공급된다. 그 결과, 포커스링(FR)의 내부에 도전층(62)이 형성되는 경우, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 전계 강도의 균일성을 향상시킬 수 있다. 도 11의 예에서는, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 처리 공간(S)의 영역 중, 급전 단자(ET)에 대응하는 영역 A의 전계 강도와, 관통 구멍(18b-1)에 대응하는 영역 B의 전계 강도와, 관통 구멍(18b-1)에 대응하지 않는 영역 C의 전계 강도가 대략 같아진다.
다음으로, 일 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(10)에 의한 효과(에칭율의 실측 결과)에 관해 설명한다. 도 12는 일 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(10)에 의한 효과(에칭율의 실측 결과)를 나타내는 도면이다. 도 12는 도표 701∼도표 703을 포함한다.
도표 701은, 도전층(62)이 존재하지 않는 플라즈마 처리 장치(10)(비교예)를 이용하여, 300 mm 사이즈의 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 에칭율의 분포를 실측하여 얻어진 실측 결과를 나타낸다. 도표 702는, 외주 영역(18b)의 내부에 도전층(62)이 형성된 플라즈마 처리 장치(10)(실시예 1)를 이용하여, 300 mm 사이즈의 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 에칭율의 분포를 실측하여 얻어진 실측 결과를 나타낸다. 도표 703은, 포커스링(FR)의 내부에 도전층(62)이 형성된 플라즈마 처리 장치(10)(실시예 2)를 이용하여, 300 mm 사이즈의 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 에칭율의 분포를 실측하여 얻어진 실측 결과를 나타낸다. 도표 701∼도표 703에 있어서, 횡축은, 웨이퍼(W)의 엣지부의 소정 위치를 기준으로 한 웨이퍼(W)의 둘레 방향의 각도[degree(°)]를 나타내고, 종축은, 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따라서 웨이퍼(W)의 단부로부터 3 mm의 위치에서의 에칭율[nm/min]을 나타내고 있다. 또한, 각각의 도표에 있어서, 급전 단자(ET)에 대응하는 영역에서의 에칭율을 흰색 원, 급전 단자(ET)에 대응하지 않는 영역에서의 에칭율을 검은색 원으로 나타낸다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 비교예에서는, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 소정의 범위에 있어서, 급전 단자(ET)에 대응하는 영역에서의 에칭율의 평균치와, 급전 단자(ET)에 대응하지 않는 영역에서의 에칭율의 평균치의 차분인 「진폭」이 0.14 nm/min이었다.
이것에 대하여, 실시예 1에서는, 상기 「진폭」이 0.060 nm/min이고, 실시예 2에서는, 상기 「진폭」이 0.068 nm/min이었다. 즉, 실시예 1, 2에서는, 비교예와 비교하여, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 에칭율의 변동이 억제되었다. 이것은, 외주 영역(18b)의 내부 또는 포커스링(FR)의 내부에 도전층(62)이 형성되는 경우에는, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 전계 강도의 균일성이 향상되어, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 에칭율의 불균일이 국소적으로 개선되었기 때문이라고 생각된다.
이상, 일 실시형태에 의하면, 정전척(18)의 외주 영역(18b)의 내부에, 또는, 외주 영역(18b)의 두께 방향을 따라서 다른 영역에, 외주 영역(18b)의 두께 방향에서 본 경우에 급전 단자(ET)에 겹치는 도전층(62)을 형성한다. 이 때문에, 일 실시형태에 의하면, 웨이퍼(W)의 둘레 방향의 위치 중 급전 단자(ET)에 대응하는 위치에 있어서 전위의 국소적인 저하를 회피할 수 있고, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 전계 강도의 균일성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따르는 에칭율의 불균일을 개선할 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 도전층(62)이, 외주 영역(18b)의 두께 방향에서 본 경우에 급전 단자(ET)에 겹치는 예를 나타냈지만, 외주 영역(18b)의 두께 방향에서 본 경우에 급전 단자(ET)에 더하여 배선층(EW)의 일부에 겹치도록 해도 좋다. 이 경우, 배선층(EW)의 외주 영역(18b)에 대응하는 부분에 대한 배선층(EW)과 도전층(62)의 중합 부분의 비율은, 76% 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시형태에서는, 플라즈마 생성용의 고주파 전력을 발생시키는 전원인 제1 고주파 전원(HFS)은 정합기(MU1)를 통해 베이스(20)에 전기적으로 접속되어 있지만, 제1 고주파 전원(HFS)은 정합기(MU1)를 통해 상부 전극(30)에 접속되어도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서의 플라즈마 처리 장치(10)는, 용량 결합형 평행 평판 플라즈마(CCP) 에칭 장치이지만, 플라즈마원으로는, 유도 결합형 플라즈마(ICP), 마이크로파 플라즈마, 표면파 플라즈마(SWP), 레이디얼 라인 슬롯 안테나(RLSA) 플라즈마, 전자 사이클로트론 공명(ECR) 플라즈마가 이용되어도 좋다.
10 : 플라즈마 처리 장치 12 : 처리 용기
12a : 접지 도체 12e : 배기구
12g : 반입 반출구 14 : 지지부
15 : 지지대 16 : 배치대
18 : 정전척 18a : 배치 영역
18b : 외주 영역 18b-1 : 관통 구멍
20 : 베이스 21 : 체결 부재
22 : 직류 전원 24 : 냉매 유로
26a : 배관 26b : 배관
30 : 상부 전극 32 : 절연성 차폐 부재
34 : 전극판 34a : 가스 토출 구멍
36 : 전극 지지체 36a : 가스 확산실
36b : 가스 통류 구멍 36c : 가스 도입구
38 : 가스 공급관 40 : 가스 소스군
42 : 밸브군 44 : 유량 제어기군
46 : 디포지션 실드 48 : 배기 플레이트
50 : 배기 장치 52 : 배기관
54 : 게이트 밸브 60 : 필터
62 : 도전층 CT : 접점부
Cnt : 제어부 E1 : 전극
EL : 급전선 ET : 급전 단자
EW : 배선층 FR : 포커스링
HFS : 제1 고주파 전원 HP : 히터 전원
HT : 히터 LFS : 제2 고주파 전원
MU1, MU2 : 정합기 S : 처리 공간
SW1 : 스위치 W : 웨이퍼

Claims (11)

  1. 고주파 전력이 인가되는 베이스와,
    상기 베이스 상에 설치되며, 피처리체를 배치하기 위한 배치 영역과, 상기 배치 영역을 둘러싸는 외주 영역을 갖는 정전척과,
    상기 배치 영역의 내부에 설치된 히터와,
    상기 히터에 접속되며, 상기 정전척의 상기 외주 영역의 내부까지 연신되는 배선층과,
    상기 정전척의 상기 외주 영역에서 상기 배선층 아래쪽으로부터 상기 배선층의 접점부에 접속되는 급전 단자와,
    상기 정전척의 상기 외주 영역의 내부에, 또는, 상기 정전척의 상기 외주 영역을 따라서 다른 영역에 형성되어, 수직 단면에서 본 경우에 상기 급전 단자와의 사이에 상기 정전척의 상기 외주 영역의 일부와 상기 접점부를 포함하는 상기 배선층의 일부를 개재한 상태에서 상기 급전 단자와 수직 방향으로 겹치는 도전층을 갖고,
    상기 도전층은 상기 베이스 및 상기 급전 단자를 포함하는 다른 부위과 전기적으로 절연되고, 상기 다른 부위와 별도로 설치되는 것을 특징으로 하는 배치대.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정전척의 상기 외주 영역 상에 설치된 포커스링을 더 가지며,
    상기 도전층은, 상기 정전척의 상기 외주 영역을 따라서 상기 포커스링과 상기 정전척의 상기 외주 영역 사이에 형성되어, 상기 수직 단면에서 본 경우에 상기 급전 단자와의 사이에 상기 배선층의 상기 일부를 개재한 상태에서 상기 급전 단자와 상기 수직 방향으로 겹치는 것을 특징으로 하는 배치대.
  3. 제1항에 있어서, 상기 도전층은, 상기 수직 단면에서 본 경우에 상기 급전 단자에 겹치는 부분과 상기 급전 단자에 겹치지 않는 부분을 포함하는 링형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배치대.
  4. 제1항에 있어서, 상기 도전층은, W, Ti, Al, Si, Ni, C 및 Cu 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 배치대.
  5. 제1항에 있어서, 복수의 상기 히터는 상기 배치 영역의 내부에 설치되고,
    복수의 상기 배선층은 복수의 상기 히터에 각각 접속되며, 상기 정전척의 상기 외주 영역의 내부까지 연신되고,
    상기 급전 단자는 상기 배선층마다 설치되며, 상기 정전척의 상기 외주 영역에 있어서 대응하는 상기 배선층의 접점부에 접속되고,
    상기 도전층은, 위에서 본 경우에 복수의 상기 급전 단자에 겹치는 것을 특징으로 하는 배치대.
  6. 제1항에 있어서, 상기 급전 단자와 외부의 전원을 접속하는 급전선과,
    상기 급전선에 설치되며, 상기 베이스에 인가되어 상기 급전 단자로부터 상기 급전선에 누설되는 고주파 전력을 감쇠시키는 필터
    를 더 갖는 것을 특징으로 하는 배치대.
  7. 제1항에 있어서, 상기 정전척의 상기 외주 영역에는, 상기 베이스의 고정용 부재가 삽입 관통되는 관통 구멍이 형성되고,
    상기 도전층은, 상기 정전척의 상기 외주 영역을 따라서 다른 영역에 형성되어, 위에서 본 경우에 상기 급전 단자에 더하여 상기 관통 구멍에 겹치는 것을 특징으로 하는 배치대.
  8. 제1항에 기재된 배치대를 갖는 플라즈마 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 다른 부위와 접촉되는 상기 도전층의 외부 표면은 노출되지 않는 배치대.
  10. 제1항에 있어서, 상기 배선층은 수평 방향으로 연신되는 제1 부분과, 상기 제1 부분과 교차하는 방향으로 연신하는 제2 부분을 포함하는 배치대.
  11. 제10항에 있어서, 상기 배선층의 상기 제1 부분은 상기 접점부를 포함하고, 상기 제1 부분의 상기 접점부는 상기 정전척의 상기 외주 영역의 하면으로부터 노출되는, 배치대.
KR1020170149429A 2016-11-21 2017-11-10 배치대 및 플라즈마 처리 장치 KR102411913B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220073981A KR102618925B1 (ko) 2016-11-21 2022-06-17 배치대 및 플라즈마 처리 장치

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016226024A JP6698502B2 (ja) 2016-11-21 2016-11-21 載置台及びプラズマ処理装置
JPJP-P-2016-226024 2016-11-21

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220073981A Division KR102618925B1 (ko) 2016-11-21 2022-06-17 배치대 및 플라즈마 처리 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180057521A KR20180057521A (ko) 2018-05-30
KR102411913B1 true KR102411913B1 (ko) 2022-06-23

Family

ID=62147190

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170149429A KR102411913B1 (ko) 2016-11-21 2017-11-10 배치대 및 플라즈마 처리 장치
KR1020220073981A KR102618925B1 (ko) 2016-11-21 2022-06-17 배치대 및 플라즈마 처리 장치

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220073981A KR102618925B1 (ko) 2016-11-21 2022-06-17 배치대 및 플라즈마 처리 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20180144945A1 (ko)
JP (1) JP6698502B2 (ko)
KR (2) KR102411913B1 (ko)
CN (2) CN108091535B (ko)
SG (1) SG10201709531YA (ko)
TW (1) TWI753970B (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6378942B2 (ja) 2014-06-12 2018-08-22 東京エレクトロン株式会社 載置台及びプラズマ処理装置
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
US11037765B2 (en) * 2018-07-03 2021-06-15 Tokyo Electron Limited Resonant structure for electron cyclotron resonant (ECR) plasma ionization
JP7162837B2 (ja) * 2018-12-06 2022-10-31 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置、及び、プラズマ処理方法
JP7398935B2 (ja) * 2019-11-25 2023-12-15 東京エレクトロン株式会社 載置台、及び、検査装置
JP7442365B2 (ja) * 2020-03-27 2024-03-04 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理システム、基板処理装置の制御方法および基板処理システムの制御方法
JP2022060859A (ja) 2020-10-05 2022-04-15 キオクシア株式会社 静電チャック装置及び半導体製造装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005064460A (ja) * 2003-04-24 2005-03-10 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置、フォーカスリング及び被処理体の載置装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10204645A (ja) * 1997-01-17 1998-08-04 Hitachi Electron Eng Co Ltd 下部電極
US20040261946A1 (en) * 2003-04-24 2004-12-30 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus, focus ring, and susceptor
JP2007250967A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置および方法とフォーカスリング
JP2009054871A (ja) * 2007-08-28 2009-03-12 Tokyo Electron Ltd 載置台構造及び処理装置
JP4450106B1 (ja) * 2008-03-11 2010-04-14 東京エレクトロン株式会社 載置台構造及び処理装置
US20100018648A1 (en) * 2008-07-23 2010-01-28 Applied Marterials, Inc. Workpiece support for a plasma reactor with controlled apportionment of rf power to a process kit ring
JP2010232476A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JP5917946B2 (ja) 2012-02-24 2016-05-18 東京エレクトロン株式会社 基板載置台及びプラズマエッチング装置
JP5982887B2 (ja) * 2012-03-09 2016-08-31 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
US9412579B2 (en) * 2012-04-26 2016-08-09 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for controlling substrate uniformity
JP6001932B2 (ja) 2012-06-19 2016-10-05 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びフィルタユニット
JP5996340B2 (ja) * 2012-09-07 2016-09-21 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング装置
JP6081292B2 (ja) * 2012-10-19 2017-02-15 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR102137617B1 (ko) * 2012-10-19 2020-07-24 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치
JP2015176683A (ja) * 2014-03-14 2015-10-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ 静電チャック機構、及び荷電粒子線装置
JP6219229B2 (ja) * 2014-05-19 2017-10-25 東京エレクトロン株式会社 ヒータ給電機構
JP6378942B2 (ja) * 2014-06-12 2018-08-22 東京エレクトロン株式会社 載置台及びプラズマ処理装置
KR20160015510A (ko) * 2014-07-30 2016-02-15 삼성전자주식회사 정전척 어셈블리, 이를 구비하는 반도체 제조장치, 및 이를 이용한 플라즈마 처리방법
WO2016080502A1 (ja) * 2014-11-20 2016-05-26 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
CN107113921B (zh) * 2015-08-20 2020-09-11 日本碍子株式会社 静电卡盘加热器
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

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005064460A (ja) * 2003-04-24 2005-03-10 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置、フォーカスリング及び被処理体の載置装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR102618925B1 (ko) 2023-12-27
TWI753970B (zh) 2022-02-01
JP6698502B2 (ja) 2020-05-27
JP2018085372A (ja) 2018-05-31
CN108091535A (zh) 2018-05-29
CN111584339A (zh) 2020-08-25
CN111584339B (zh) 2023-07-28
SG10201709531YA (en) 2018-06-28
US20180144945A1 (en) 2018-05-24
CN108091535B (zh) 2020-06-09
TW201833977A (zh) 2018-09-16
KR20180057521A (ko) 2018-05-30
KR20220091447A (ko) 2022-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102411913B1 (ko) 배치대 및 플라즈마 처리 장치
US20200266081A1 (en) Placing table and plasma treatment apparatus
CN106356274B (zh) 通过等离子体操作调节极端边缘鞘和晶片轮廓
US11437222B2 (en) Plasma processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device using the same
KR102309968B1 (ko) 유도 결합 플라스마 처리 장치
WO2015174287A1 (ja) ヒータ給電機構及びステージの温度制御方法
KR20210029100A (ko) 플라즈마 처리 장치, 처리 방법 및 상부 전극 구조
US11551909B2 (en) Ultra-localized and plasma uniformity control in a plasma processing system
JP5856791B2 (ja) プラズマ処理装置
KR20190016912A (ko) 플라즈마 처리 장치
JP2013012353A (ja) プラズマ処理装置
KR101562192B1 (ko) 플라즈마 반응기
KR101754439B1 (ko) 유도 결합 플라즈마 처리 방법 및 유도 결합 플라즈마 처리 장치
KR102323580B1 (ko) 플라즈마 발생 유닛 및 기판 처리 장치
KR102278074B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102207755B1 (ko) 플라스마 처리 장치
KR102568804B1 (ko) 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR20140062409A (ko) 유도 결합 플라즈마 처리 장치
KR102607692B1 (ko) 플라스마 처리 장치 및 플라스마 처리 방법
JP6117763B2 (ja) プラズマ処理装置
TW202233023A (zh) 電漿處理裝置與其製造方法及電漿處理方法
KR20230063007A (ko) 기판 처리 방법
KR20080058626A (ko) 유도 결합형 플라즈마 안테나와, 이를 이용한 기판 처리장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right