WO2002007212A1 - Dispositif de maintien pour corps traite - Google Patents

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Description

明 細 書
被処理体の保持装置
技術分野
本発明は、 プラズマ処理装置等の処理チャ ンパ内に搭載さ れ、 被処理体を保持する被処理体の保持装置に関する。
背景技術
一般に、 半導体ウェハ等の被処理基板にプラズマ処理を施 す装置と しては、 C V D装置、 エッチング装置等、 レジス ト マスク等を除去するアツシング装置等が広く 知られている。
このプラズマ処理装置は、 プロセスガスを導入した雰囲気 内にプラズマを発生させて、 装填した被処理基板に処理を施 すための処理チャ ンパを有してお り 、 この処理チャ ンパ内 (処理室） には、 プラズマ発生のための電極の機能を持ちつ つ、 被処理体を保持する保持装置が設置されている。
図 5 には、 従来の保持装置の一構成例を示す。
こ の保持装置は、 被処理体と なる半導体ウェハ （以下、 ゥ ェハと称する） Wが載置される載置台 （ホルダー本体） 1 と、 このホルダー本体 1 の上面 （凸部の上面） に配置された静電 チャ ッ ク部 2 と、 この静電チャ ック部 2 を囲むつば部に嵌め 込まれる フォーカス リ ング 3 とで構成される。 また、 フォー カス リ ング 3 の上面は、 載置されたウェハ Wが嵌合する よ う に溝 （段差） が設けられている。
こ のホルダー本体 1 には、 外部からガスを導入してウェハ Wの温度制御を行う ためのガス供給路 6 が形成されている。 このガス供給路 6 は、 図示しない外部のガス供給源に繋がる 基幹部分 6 a と 、 この基幹部分 6 a から分散して静電チヤ ッ ク部 2 を貫通して、 静電チャ ッ ク部 2 の上面に複数開口する 開 口部 7 まで繋がる分岐部分 6 b と 力 らなる。
このガス供給源から熱伝達媒体 （冷却媒体） と して機能す るヘリ ゥムガス等が供給され、 保持されている ウェハの温度 制御を行 う。 こ のホルダー本体 1 には高周波電源 4 が接続さ れて高周波電力が印加される。 また、 静電チャ ック 2 は、 ポ リ イ ミ ド樹脂等からなるシー ト状誘電体と して形成され、 そ の内部には、 直流電源 5 に接続されている電極板 8 が設け ら れている。 この直流電源 5 から電極板 8へ直流電圧を印加す る と、 クーロ ン力等の吸引力が発生し、 ウェハ Wがホルダー 本体 1 側に静電吸着される。
通常、 プラズマ処理装置によ る処理は、 静電チャ ック 2 に ウェハ Wを吸着させて保持させる と と もに、 処理チャ ンバ内 を図示しない排気系によ り 所定の真空度まで排気して、 プロ セスガスを導入した後、 高周波電源 4からホルダー本体 1 に 高周波電力を印加して電極と して機能させて、 対向する電極 (図示せず） と の間でプラズマを発生させる。 こ のプラズマ は、 ホルダー本体 1 上のフォーカス リ ング 3 を介してウェハ W上に収束して、 ウェハ Wに対し所定のプラズマ処理 （例え ば、 エッチング処理） を施す。 このプラズマに晒される処理 によ り ウェハ Wの温度が高く なるが、 前述したヘリ ゥムガス を開口部 7 から ウェハ Wの裏面側に吹き付ける こ と によ り 効 率よ く 冷却する こ とができる。
しかし、 この保持装置の構成においては、 メ ンテナンス等 を考慮してフォーカス リ ング 3 が単にホルダー本体 1 に嵌め 込まれた構造であるため、 フォーカス リ ング 3 とホルダー本 体 1 間に真空細隙があ り 、 両者間での熱伝達が悪く な り 、 ゥ ェハ Wのよ う には冷却する こ と ができない。 そのため、 ゥェ ハ Wの処理を行っていく と、 フォーカス リ ング 3 の温度が経 時的に蓄熱され、 ウェハ Wの温度を越えて高く なる。
こ の影響によ り 、 ウェハ Wの外周縁部のエッチング特性が 変化して、 この部分のエッチングが不十分と な り 、 例えばホ ール抜け性が悪化した り 、 エ ッチングの選択比が低下した り する等の問題が生じてく る。 こ こ で、 ホール抜け性とは所定 の深さまでエッチングによ り 確実に堀込むこ とができる特性 を云 う。 ホール抜け性が悪いと コ ンタク トホールなどでは所 定深さまでエッチングできないこ と と なる。 ■ 特に今 日 では、 生産量の増加及ぴ集積化の向上を図るため に、 ウェハ Wの大口径化、 超微細化が強く 要求され、 且つ、 歩留ま り においても高い水準が要求されている。 ウェハ Wの
1 枚あた り に形成でき るチップ数をでき る限り 多く する レイ ァ ゥ トを取るため、 ウェハ Wの外周間際までデパイスが配置 されてレヽる。 そのため、 フォーカス リ ング 3 の温度上昇は、 デバイ スの歩留 り に大き く 影響する よ う になってきた。
このよ う な問題を解決する もの と して、 特開平 7 — 3 1 0
1 8 7号公報ゃ特開平 1 0 — 3 0 3 2 8 8 号公報 （U S P .
5， 9 5 8 , 2 6 5 ) におレヽて、 フォーカス リ ングに相当す る部材の温度を調節する手法が種々提案されている。
これらの う ち、 特開平 1 0 — 3 0 3 2 8 8号公報に開示さ れ る 技術 は 、 フ ォ ー カ ス リ ン グ （ 特性捕正 リ ン グ ： ch ar a c t e r c orrc e t i on r i n g ) を静電吸着によ り 吸着して接 触性を向上させて熱の伝導性を改善し、 フォーカス リ ングの 冷却の効果を高めた技術が開示されている。 しかし、 この従 来技術においては、 フォーカス リ ングの形状が複雑であるた め成形に手間がかかり 、 また、 つば部分等の薄い箇所は熱に よる膨張や収縮が加わる と変形を起こ しやすいとい う 問題が ある。 この変形が起こ る と、 冷却面と の接触性が悪く な り 冷 却に支障を与える恐れがある。
また、 フォーカス リ ングと ウェハ Wの静電吸着は、 同 じ電 源によ り 同時に吸着と開放が行われるため、 ウェハ Wを電極 に対して装着 · 離脱させる際に、 フォーカス リ ングが浮き上 がる場合もあ り 、 浮き上がって搬送機構に接触した場合には、 搬送エラーを招く こ と と なる。 そこで、 この従来技術では、 メ カニカルク ランプ機構を設けてお り 、 フォーカス リ ングを ホルダー本体にさ らに押し付けて、 冷却効果を持たせる と共 に、 浮き上が り を防止する こ と ができ る。 しかし、 このメ カ 二カル機構は、 駆動機構ゃク ラ ンパの着脱可能な連結機構を 有しているため構造が複雑であ り 、 コス トア ップの要因にな つてレヽる。
発明の開示
本発明は、 被処理体にプラズマ処理を施す装置内に搭載さ れ、 熱の蓄積を抑制 し、 フォーカス リ ング近傍におけるプラ ズマ処理特性の経時的変化をなく して、 被処理体全面を均一 に処理する こ とができ、 且つ簡単な構造でコス ト削減を実現 する被処理体の保持装置を提供する こ と を 目 的とする。
本発明は、 前記目 的を達成するために、 内部に温度調節機 構を備えて凸型形状を成し、 被処理体を載置させる凸部上面 の保持部と 、 フォーカス リ ングを嵌め込むために、 前記保持 部の外周縁に形成されたつば部と、 を有するホルダー本体と . 前記保持部上に設け られ、 直流電圧の印加によ り 前記被処理 体を吸着するためのクーロ ン力を発生する第 1 の誘電体膜と、 前記つば部上に設け られ、 直流電圧の印加によ り 前記フォー カス リ ングを吸着するためのジョ ンソンラ一ベック力を発生 する第 2 の誘電体膜と、 前記第 1 の誘電体膜と第 2 の誘電体 膜へそれぞれ直流電圧を印加する直流電源と を備え、 前記温 度調節機構によ り 前記フォーカス リ ングの温度と前記保持部 に保持される被処理体と をほぼ同じ温度に調整する被処理体 の保持装置を提供する。
また、 被処理体の保持装置は、 内部に温度調節機構を備え て凸型形状を成し、 被処理体を載置させる凸部上面の保持部 と、 フォーカス リ ングが嵌め込まれる前記前記保持部外周縁 に形成されたつば部と を有するホルダー本体と 、 前記保持部 上に設けられ、 直流電圧の印加によ り 前記被処理体を吸着す るためのクーロ ンカを発生する第 1 の誘電体膜と、 前記つば 部上に設け られ、 直流電圧の印加によ り 前記フォーカス リ ン グを吸着するためのジョ ンソンラ一ベック力を発生する第 2 の誘電体膜と、 前記第 1 の誘電体膜と第 2 の誘電体膜へそれ ぞれ直流電圧を印加する直流電源と、 前記第 1 の誘電体膜と 前記直流電源と の間に設けられ、 前記被処理体処理時には導 通し、 前記被処理体の搬送時には非導通と なるスィ ツチと を 有し、 前記被処理体の搬送時にも前記フォーカス リ ングを吸 着保持する。
図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明の被処理体の保持装置の第 1 の実施形態の 一構成例の断面図である。
図 2 A、 2 B は、 第 1 の実施形態の変形例を示す図である 図 3 は、 本発明の第 2 の実施形態と なる被処理体の保持装 置の一構成例の断面図である。
図 4 は、 本発明の第 3 の実施形態となる被処理体の保持装 置の一構成例の断面図である。
図 5 は、 従来の被処理体の保持装置の一構成例の断面図で める。
発明を実施するための最良の形態
以下、 図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説 明する。
図 1 には、 本発明の第 1 の実施形態と なる被処理体の保持 装置の一構成例の断面図を示して説明する。
この被処理体の保持装置 1 0 は、 被処理体と なる半導体ゥ ェハ （以下、 ウェハと称する） Wが図示しない搬送機構によ り搬送されて載置される凸形状のホルダー本体 1 と、 こ のホ ルダ一本体 1 の凸部上面のウェハ載置面 （保持部） 1 1 a を 覆 う よ う に設けられた第 1 の誘電体膜 1 4 a と、 ホルダー本 体 1 の凸部外周縁部分のフォーカス リ ング載置面 （つば部）
1 1 b と 凸部側壁面 1 1 c を覆う よ う に設け られた第 2 の誘 電体膜 1 4 b と 、 つば部 1 1 b へ着脱可能に嵌め込まれるフ オーカス リ ング 1 2 とで構成される。
こ のホルダー本体 1 1 には、 例えば 1 3 . 5 6 M H z の高 周波電力を供給する高周波電源 1 3及び、 後述する静電吸着 力を発生させるため直流電圧を出力する直流電源 1 5が接続 される。 こ の直流電源 1 5 は、 出力の調整が可能である。 ま た、 ホルダー本体 1 1 は、 絶縁性を有する材料例えば、 A 1 N、 A 1 2 O 3等に力 らな り 、 フォーカス リ ング 1 2 は、 例 えばシ リ コ ン、 窒化シリ コ ン若しく は、 シ リ コ ンカーバイ ト 等のセラ ミ ッ ク によって形成されている。 尚、 ホルダー本体 1 1 は、 図示 しない下部電極に密着する こ と によ り 、 下部電 極を介して高周波電力や直流電力を供給されても よい。
前記第 1 の誘電体膜 1 4 a と第 2 の誘電体膜 1 4 b は、 そ れぞれに異なる比抵抗率を有するセラ ミ ック等の無機材料や ポリ イ ミ ド樹脂等の耐熱性榭脂等の誘電体からなる。 これら の第 1 、 第 2 の誘電体膜 1 4 a 、 1 4 b は、 セラ ミ ック の溶 射技術によって、 例えば 6 0 0 /z m程度の厚さ に形成され、 ウェハ W及びフォーカス リ ング 1 2 を静電吸着する静電チヤ ック と して機能する。
第 1 、 第 2 の誘電体膜 1 4 a 、 1 4 b は、 例えば共にアル ミナに導電性不純物を添加した混合物によって形成されるが それぞれの比抵抗率は添加する導電性不純物の添加量によつ て適宜調整する こ とができる。 また、 これらの第 1 、 第 2 の 誘電体膜 1 4 a 、 1 4 b の膜厚は、 薄ければ絶縁耐性が低下 し、 厚ければ吸着力が低下する とい う 関係があ り 、 ウェハ W 及ぴフォーカ ス リ ング 1 2 に応じて適宜の膜厚を設定する。 例えば、 膜厚 d、 誘電率 ε の誘電体膜を静電チャ ック と し て機能させるために、 その片側から直流電圧 Vを印加する と . 誘電体膜の両側に単位面積当た り Q = E V / d の正負の電荷 が蓄積される。 この時の電荷がクーロ ン力等と なって半導体 ウェハ W及ぴフォーカス リ ング 1 2 が誘電体膜を介 .して吸着 される。 し力、し、 誘電体膜の比抵抗率力； 1 Χ 1 0 1 2 Ω · c mよ り 小さい材料によって形成されている場合には、 誘電体 膜に微小電流が流れ、 電荷が誘電体膜の表面に蓄積されるた め、 見かけ上 d が非常に小さ く な り 、 強い吸着力が得られる , これは、 ジョ ンソンラ一ベック力を利用 した静電チャ ッ ク と して知られている。
そこで、 本実施形態では、 第 1 の誘電体膜 1 4 a は、 例え ば比抵抗率力 1 X 1 0 1 2 Ω · c mよ り 大きい材料 （例えば アルミ ナに導電性不純物を添加した混合物） によって形成し て、 クーロ ン力で半導体ウェハ Wを吸着する よ う にしている , 半導体ウェハ Wを吸着する場合には、 強い吸着力よ り もむ し ろ電荷の自然放散が速く 、 半導体ウェハ Wの着脱を素早く す る こ とが優先でき る。
一方、 第 2 の誘電体膜 1 4 b は、 例えば比抵抗率が 1 X 1 0 1 2 Ω · c mよ り 小さい材料 （例えば、 アルミ ナに T i O 等の導電性不純物を添加した混合物） によって形成され、 ジ ョ ンソンラ一ベック力で半導体ウェハ Wを吸着する よ う に し ている。 フォーカス リ ング 1 2 を吸着する場合、 フォーカス リ ング 1 2 は例えば、 6 m m程度の厚みがあるため、 電荷の 素早い自然放散よ り も、 むしろ長い吸着力が優先される。 従 つて、 直流電圧の印加を停止 した後における蓄積電荷の自然 放散は、 クーロ ン力の場合に比べてジョ ンソンラ一ベック力 によ る場合の方が長時間と なっている。
前記フォーカス リ ング 1 2 の上面には、 内周縁部に沿った 段部 1 2 a が形成されている。 この段部 1 2 a は、 フォー力 ス リ ング 1 2 をホルダー本体 1 1 に取り 付けた際に、 第 1 の 誘電体膜 1 4 a の表面と、 ほぼ同一面と なる よ う な段差 （深 さ） で形成され、 この段差内に嵌め込まれたウェハ Wの裏面 が第 1 の誘電体膜 1 4 a に密着できる よ う になつている。
そ して、 ホルダー本体 1 1 へ直流電源 1 5 から任意に設定 された、 例えば 2 K Vの直流電圧が印加される と、 第 1 、 第 2 の誘電体膜 1 4 a、 1 4 b のそれぞれ表面に静電気が帯電 して、 静電吸着力が発生する。 第 1 の誘電体膜 1 4 a は、 ゥ ェハ Wをクーロ ン力で吸着し、 第 2 の誘電体膜 1 4 b は、 フ 才ーカス リ ング 1 2 をジ ョ ン ソ ンラ一ベッ ク力で吸着する。
この被処理体の保持装置には、 2つの温度調整機構が搭載 され、 共に冷却に用いられてお り 、 一方は流体によ り 冷却を 行う機構と、 他方は気体によ り 冷却を行う機構である。 即ち ホルダー本体 1 1 内には冷媒流路 1 8 が形成され、 この冷媒 流路 1 8 内に冷却媒体 （例えば、 エチレングリ コール） を流 通させて、 ホルダー本体 1 1 を介してウェハ Wを間接的に冷 却する。 また、 ホルダー本体 1 1 内に、 外部のガス供給源 1 6 カゝらガスを導入してウェハ Wの温度制御を行 う ためのガス 供給路 1 7 が形成されている。 このガス供給路 1 7 は、 基幹 部分 1 7 a と、 この基幹部分 1 7 a から分散して第 1 、 第 2 の誘電体膜 1 4 a 、 1 4 b を貫通して、 それらの上面に複数 開 口する開口部 1 7 c まで繋がる分岐部分 1 7 b とからなる , こ の構成において、 温度コ ン ト ロールされた冷却用ガス、 例 えばヘリ ウム （ H e ) ガスをガス供給源 1 6 からガス供給路 1 7 を通じてウェハ Wの裏面やフォーカス リ ングの底面に吹 き付け、 それぞれを冷却する。
このよ う に構成された被処理体の保持装置がプラズマ処理 装置 （エッチング装置） に搭載された例を想定して、 保持動 作について説明する。
被処理体の保持装置は、 処理チャ ンパ内に平行で対峙して 配置される上、 下部電極の下部電極上に取り 付け られてお り 高周波電力が下部電極を介して与えられ、 直流電圧が直接的 若しく は下部電極を介して与え られる もの とする。
外部から搬送機構によ り 、 ウェハ載置面 （保持部 1 1 a の 第 1 の誘電体膜 1 4 a ) 上にウェハが搬入されて載置される その後、 直流電源 1 5 からホルダー本体 1 1 へ所定の直流電 圧が印加されて、 第 1 、 第 2 の誘電体膜 1 4 a 、 1 4 b に静 電気が帯電する。 ウェハ Wは、 この帯電によ り 第 1 の誘電体 膜 1 4 a が発生させたクーロ ン力で保持部 1 2 a 上に静電吸 着されて保持される。 これと 同時に、 フォーカス リ ング 1 2 も第 2 の誘電体膜 1 4 が発生させたジョ ンソンラ一ベック力 でつば部 l i b に強く 静電吸着される。 そ して、 処理チャ ン バのゲー トバルブが閉 じられて、 気密状態と なった後、 排気 系によ り 処理チャンバ内を排気して減圧して所定の真空度と なる。
次いで、 処理チャ ンパ内にプロセスガスを導入してプロセ スガス雰囲気を形成する と共に、 高周波電源 1 3 からホルダ 一本体 1 1 へ高周波電力を印加して、 プラズマを発生させる , このプラズマは、 ホルダ一本体 1 1 のフォーカス リ ング 1 2 によ り ホルダー本体 1 1 上の半導体ウェハ Wに収束し、 半導 体ウェハ wの表面に所定のェツチング処理を施す。
この時、 ウェハ wはプラズマに晒されて温度が上昇するが 温度管理された冷媒流路 1 8 の冷媒によってホルダー本体 1 1 が冷却されて、 ホルダー本体 1 1 上の ウェハ Wは冷却され る。 加えて、 冷却用ガスをウェハ裏面側から吹き付けて効率 良く 冷却され、 温度制御される。 一方、 フォーカス リ ング 1 2 もプラズマに晒され、 温度が上昇する。 ウェハ Wと同様に フォーカス リ ング 1 2 も冷媒流路 1 8 の冷媒及ぴガス供給路 1 7 の冷却用ガス によって効率良く 冷却され、 ウェハ Wと略 同一のレベルの温度に維持され、 両者間で殆ど温度差が生じ るこ とがないか、 温度差がある と しても極めて僅かである。 従って、 ウェハ Wの外周縁部はフォーカス リ ング 1 2 の温 度による影響を受ける こ とがなく 、 半導体ウェハ W全面で一 定のエッチング処理を行う こ とができ、 従来のよ う にホール 抜け性が悪化した り 、 エッチングの選択比が悪化した り する こ とがない。
以上説明 したよ う に本実施形態によれば、 フォーカス リ ン グ 1 2 が第 2 の誘電体膜 1 4 b によるジ ョ ンソ ンラーベック 力でホルダー本体 1 1 へ強く 吸着され、 冷媒流路 1 8 の冷媒 及びガス供給路 1 7 の冷却用ガスによって効率良く 冷却され ウェハ Wと温度差な く 維持される。 これによ り 、 半導体ゥェ ハ W外周縁部でのエッチング特性の悪化を防止 し、 半導体ゥ ェハ Wの外周縁部をその内側と 同様に均一にェ ツチングする こ とができ、 歩留 り を高める こ とができる。
図 2 A , B には、 第 1 の実施形態の変形例を示す。
こ こでは、 特徴と なる部分のみを示しているが、 他の構成 は、 図 1 に示した構成と 同等である。
この被処理体の保持装置において、 前述した実施形態では セラ ミ ック によ り 第 1 、 第 2 の誘電体膜 1 4 a、 1 4 b を形 成していたが、 これに換わって、 ポリ イ ミ ド樹脂や四フッ化 エチレン樹脂等の耐熱性樹脂によって形成する こ と もでき る このよ う な樹脂を用いて、 誘電体膜を形成する際に、 図 2 に 示すよ う にホルダー本体 1 の凸部側壁面 1 1 c に リ ング状ス ト ッパー 2 1 を形成して、 フォーカス リ ング 1 2 を嵌め込む こ と によ り 、 無通電時の浮き上が り を抑制する こ とができ る この例では、 3 段の リ ング状ス ト ッパー 2 1 をこれに制限さ れるものではない。
また、 本実施形態においても、 静電吸着方法と してウェハ Wに対しては離脱性のよいクーロ ン力を採用 し、 フォーカス リ ングに対しては吸着力が強く 、 離脱しづらぃジョ ンソンラ 一ベック力を採用 して、 簡単な構成で直流電源の供給停止時 のフォーカ ス リ ングの浮き上が り を抑制 して搬送エラーを発 生しにく く する こ と ができ る。
次に図 3 には、 本発明の第 2 の実施形態と なる被処理体の 保持装置の一構成例の断面図を示して説明する。 こ こでは、 特徴となる部分のみを示しているが、 他の構成は、 図 1 に示 した構成と 同等である。
この被処理体の保持装置の構成は、 前述した第 1 の実施形 態の構成と ほぼ同等であるが、 第 1 、 第 2 の誘電体膜が異な つている。
通常、 誘電体膜の静電吸着力を異ならせる場合には、 異な る誘電率の材料を用いて形成すればよい。 また、 誘電率が同 じ場合は、 前述 したよ う に、 その膜厚が薄いほど吸着力が増 加するが絶縁耐性が低下し、 反対に膜厚が厚いほど絶縁耐性 が増すが吸着力が低下する とい う 関係を利用すればよい。
そこで、 本実施形態では、 同 じ誘電率の誘電体膜を用いて ウェハ Wを保持させるための第 1 の誘電体膜 1 4 a の膜厚 d 1 よ り も、 フ ォーカス リ ングを保持させるための第 2 の誘電 体膜 1 4 b の膜厚 d 2 を薄く 形成する。 こ の よ う な構成によ り 、 フォーカ ス リ ングを保持させる吸着力を、 ウェハ Wの吸 着力よ り も大き く する。 尚、 ホルダ一本体 1 の側壁面 1 1 c の誘電体膜 1 4 c は、 フォーカス リ ング 1 2 のメ ンテナンス の着脱の際に擦れる場合が想定されるため、 耐久性を考慮し て膜厚を厚く する。
本実施形態によれば、 前述した第 1 の実施形態と 同様に、 フォーカス リ ングをホルダー本体に吸着させて、 冷却を効率 よ く 行う こ と によ り 、 ウェハ Wと温度差なく 維持させて、 ェ ツチング特性の悪化を防止し、 歩留 り を高める こ とができ る 次に図 4 には、 本発明の第 3 の実施形態と なる被処理体の保 持装置の一構成例の断面図を示して説明する。 こ こでは、 特 徴と なる部分のみを示しているが、 他の構成は、 図 1 に示し た構成と 同等である。 '
ホルダー本体 1 のウェハ載置面 （保持部） i 1 a を覆う よ う に形成された第 1 の誘電体膜 1 4 a の内部にウェハ吸着用 電極 2 2 を設け、 フォーカス リ ング載置面 （つば部） l i b を覆う よ う に形成された第 2 の誘電体膜 1 4 b の内部にフォ 一カス リ ング吸着用電極 2 3 を設ける。 ウェハ吸着用電極 2 2 はスィ ッ チ 2 4 を介在させて直流電源 1 5 へ接続され、 フ オーカス リ ング吸着用電極 2 3 は直接的に直流電源 1 5 へ接 続される。
このよ う なスィ ッチ 2 4 は、 スィ ッチ制御部 2 5 によ り切 り換えられ、 ウェハ吸着の状態が制御される。 つま り 、 ゥェ ハ Wの処理中はスィ ツチ 2 4 をオンさせて、 直流電圧をゥェ ハ吸着用電極 2 2 に印加して、 静電吸着によ り ウェハ Wをゥ ェハ载置面 1 1 a に保持させる。 そ して、 ウェハ Wの搬送時 には、 スィ ツチ 2 4 をオフ させてウェハ吸着用電極 2 2への 直流電圧の印加を停止させて、 ウェハ Wが離脱でき る状態に する。 一方、 フォーカス リ ング吸着用電極 2 3 は、 直流電源 1 5 から直に直流電圧が印加され、 スィ ッチ 2 4 の動作とは 連動していない。
従って、 ウェハ Wの処理時には、 ウェハ吸着用電極 2 2及 びフォーカ ス リ ング吸着用電極 2 3 へ直流電圧を印加して、 ウェハ W及びフォーカス リ ング 1 2 をそれぞれ保持し、 ゥェ ハ Wの搬送時には、 フォーカス リ ング 1 2 を吸着した状態を 維持させておく こ とができ る。
尚、 吸着力に変えるために、 ウェハ吸着用電極 2 2 と フォ 一カス リ ング吸着用電極 2 3 へ印加される直流電圧を異なる 電圧にする場合には、 スィ ツチ 2 4 と ウェハ吸着用電極 2 2 と の間に抵抗器を介在させて、 直流電圧を電圧降下しても よ い。 また、 電極のそれぞれに独立した電圧を出力できる直流 電源を接続しても よいし、 前述した第 2 の実施形態のよ う に、 誘電体膜の膜厚を異な らせても よい。
産業上の利用可能性
以上説明 したよ う に、 本発明の被処理体の保持装置は、 簡 単な構造でフォーカス リ ングのホルダ本体への静電吸着力を 増して冷却効果を高め、 フォーカス リ ング近傍でのプラズマ 処理特性の経時的変化をなく し、 被処理体全面を均一に処理 する こ と ができ る。 さ らに、 ウェハ Wの搬送時における フォ 一カス リ ングの浮き上が り を防止 して、 搬送エラーの発生を 防止する こ と ができる。 また、 前述した各実施形態では、 被 処理体と して、 半導体ウェハを例と していたが、 これに限ら ず、 L C D用基板等を保持する装置に対しても容易に適用す る こ とができ る。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 被処理体の保持装置は、
被処理体を載置する載置面を有し、 冷却機構を内蔵するホ ノレタ一本体と、
前記ホルダー本体の前記載置面の外周縁部に配置される フ オーカス リ ングと、
前記ホルダー本体の載置面上に設けられ、 前記被処理体を 吸着するための第 1 の静電吸着手段と、
前記ホルダー本体の前記外周縁部上に設け られ、 前記フォ 一カス リ ングを前記第 1 の静電吸着手段よ り も大きぃ静電力 で吸着するための第 2 の静電吸着手段と、
を有する。
2 . 請求項 1 に記載の前記第 1 、 第 2 の静電吸着手段は、 前記載置面及び前記外周縁部の上面を被覆する誘電体膜と この誘電体膜に静電力を付与する電源と、
を有する。
3 . 請求項 2 に記載の前記誘電体膜は、 セラ ミ ックによ り 形成される。
4 . 被処理体の保持装置は、 '
内部に温度調節機構を備えて凸型形状を成し、 被処理体を 載置させる凸部上面の保持部と、 フォーカス リ ングを嵌め込 むために、 前記保持部の外周縁に形成されたつば部と、 を有 するホルダー本体と、
前記保持部上に設けられ、 直流電圧の印加によ り 前記被処 理体を吸着するためのクーロ ン力を発生する第 1 の誘電体膜 と、
前記つば部上に設けられ、 直流電圧の印加によ り 前記フォ 一カス リ ングを吸着するためのジョ ンソンラ一ベック力を発 生する第 2 の誘電体膜と、
前記第 1 の誘電体膜と第 2 の誘電体膜へそれぞれ直流電圧 を印加する直流電源と、
を備え、 前記温度調節機構によ り 前記フォーカス リ ングの温 度と前記保持部に保持される被処理体と をほぼ同 じ温度に調 整する。
5 . 請求項 4 に記載の前記第 1 、 第 2 の誘電体膜は、 セラ ミ ック若しく は、 ポ リ イ ミ ド榭脂や四フ ッ化工チレン樹脂を 含む耐熱性樹脂のいずれかの材料によ り 形成される。
6 . 請求項 4 に記載の前記第 2 の誘電体膜は、
前記保持部の外周側壁上に形成される部分の第 2 の誘電体 膜は、 凸部環状からなるス ト ッパーを有する。
7 . 請求項 4 に記載の前記第 2 の誘電体膜の膜厚は、 前記 第 1 の誘電体膜の膜厚よ り も薄く 、 静電吸着力を大き く する
8 . 請求項 4 に記載の前記第 2 の誘電体膜は、 前記第 1 の 誘電体膜よ り も誘電率が高い材料によ り形成される。
9 . 請求項 4 に記載の前記温度調節機構は、
前記ホルダ本体内部に冷媒流路が形成され、 この冷媒流路 内に流体からなる冷却媒体を流通させて、 前記被処理体及び 前記フォーカス リ ングを間接的に冷却する流体冷却機構と、 前記ホルダ本体内部にガス供給路が形成され、 このガス供 給路内に気体からなる冷却媒体を流通させて、 前記被処理体 及ぴ前記フォーカス リ ングのそれぞれの裏面側から吹き付け て冷却する気体冷却機構と、
で構成される。
1 0 . 被処理体の保持装置は、
内部に温度調節機構を備えて凸型形状を成し、 被処理体を 載置させる凸部上面の保持部と、 フォーカス リ ングが嵌め込 まれる前記保持部外周縁に形成されたつば部と、 を有するホ ルダ一本体と 、 '
前記保持部上に設けられ、 直流電圧の印加によ り 前記被処 理体を吸着するためのクーロ ンカを発生する第 1 の誘電体膜 と、
前記つば部上に設けられ、 直流電圧の印加によ り 前記フォ 一カス リ ングを吸着するためのジョ ンソンラ一ベック力を発 生する第 2 の誘電体膜と、
前記第 1 の誘電体膜と第 2 の誘電体膜へそれぞれ直流電圧 を印加する直流電源と、
前記第 1 の誘電体膜と前記直流電源と の間に設け られ、 前 記被処理体処理時には導通し、 前記被処理体の搬送時には非 導通となるスィ ツチと、
を有し、
前記被処理体の搬送時にも前記フォーカス リ ングを吸着保持 する。
1 1 . 被処理体の載置装置は、
被処理体を載置する冷却機構を内蔵した载置台と、 この載置台の載置面の外周縁部に配釐されたフォーカス リ ングと を備えた被処理体の保持装置において、 上記被処理体及び上記フォーカス リ ングを吸着する静電吸 着部を上記載置面に一体的に設けている。
1 2 . 被処理体の保持装置は、
被処理体を載置する冷却機構を内蔵した載置台と、
この載置台の載置面の外周縁部に配置されたフォーカス リ ングと を備えた被処理体の載置装置において、
上記被処理体及び上記フォーカス リ ングをそれぞれ異なる 静電力で吸着する第 1 の静電吸着部及び、 第 2 の静電吸着部 を上記載置面に設けている。
1 3 . 請求項 1 1 に記載の前記静電吸着部は、
上記載置面を被覆する誘電体膜層 と、
こ の誘電体膜層に静電吸着力を付与する高電圧電源と、 を 有する。
1 4 . 請求項 1 2 に記載の前記静電吸着部は、
上記载置面を被覆する誘電体膜層 と、
この誘電体膜層に静電吸着力を付与する高電圧電源と、 を 有する。
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