WO2022250097A1 - フォーカスリングおよびプラズマ処理装置 - Google Patents
フォーカスリングおよびプラズマ処理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2022250097A1 WO2022250097A1 PCT/JP2022/021458 JP2022021458W WO2022250097A1 WO 2022250097 A1 WO2022250097 A1 WO 2022250097A1 JP 2022021458 W JP2022021458 W JP 2022021458W WO 2022250097 A1 WO2022250097 A1 WO 2022250097A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- focus ring
- mounting surface
- average value
- roughness curve
- substrate
- Prior art date
Links
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 title 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 67
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 38
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 38
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000007017 scission Effects 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 13
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 6
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 241001334146 Rugopharynx delta Species 0.000 description 2
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 Erbium aluminum Chemical compound 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- BEZBEMZKLAZARX-UHFFFAOYSA-N alumane;gadolinium Chemical compound [AlH3].[Gd] BEZBEMZKLAZARX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVTQWTOTJWCYQT-UHFFFAOYSA-N alumane;neodymium Chemical compound [AlH3].[Nd] VVTQWTOTJWCYQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PSNPEOOEWZZFPJ-UHFFFAOYSA-N alumane;yttrium Chemical compound [AlH3].[Y] PSNPEOOEWZZFPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
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
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
本開示に係るフォーカスリングは、被処理基板を収容して被処理基板の下面に対向する載置面と、載置面の反対側に位置する裏面とを備える。１つの支持部材によって支持される裏面の被支持部は、載置面よりも、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さい。
Description
本発明は、フォーカスリングおよびプラズマ処理装置に関する。
近年、半導体ウエハなどの被処理基板（以下、単に「ウエハ」と記載する場合がある）の大口径化が進むに連れ、ウエハの周縁部、例えば、ウエハの外周から中心に向かって１０ｍｍ以内の領域からも、半導体素子を得ることが求められている。このようなウエハにプラズマ処理を施すプラズマ中のラジカルの分布は、ウエハの温度分布に影響を受ける。したがって、ラジカルによってウエハ全体を均一に処理するには、ウエハ全体の温度をほぼ均一になるように制御する必要がある。
しかし、ウエハにプラズマ処理を施すと、ウエハを囲繞するフォーカスリングの輻射熱が大きくなりやすい。この輻射熱が大きくなると、ウエハの周縁部がそれ以外の部分の温度よりも高くなりやすい。そこで、輻射熱を減少させるために、フォーカスリングを冷却する技術が開発されている。しかし、フォーカスリングを冷却することによって、ウエハ全体の温度が極端に低下するとウエハに塗布されたパターンマスクとしてのレジスト膜がプラズマによって削られやすくなる。このような問題を解消するため、特許文献１では、冷却される内側フォーカスリングと、加熱される外側フォーカスリングとを備えた分割フォーカスリングが提案されている。
一般に、温度差の大きい２つの部品の間に隙間がある場合、堆積物は低温の部品に付着しやすい。そのため、分割フォーカスリングを用いる場合、２つのフォーカスリングの隙間において内側フォーカスリングに堆積物が付着しやすくなるという問題がある。
本開示に係るフォーカスリングは、被処理基板を収容して被処理基板の下面に対向する載置面と、載置面の反対側に位置する裏面とを備える。１つの支持部材によって支持される裏面の被支持部は、載置面よりも、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さい。
本開示に係る他のフォーカスリングは、被処理基板を収容して被処理基板の下面に対向する載置面と、載置面の反対側に位置する裏面とを備える。複数の支持部材によって支持される裏面の最内周側の被支持部は、載置面よりも、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さい。
本開示に係るプラズマ処理装置は、フォーカスリングを含む。
上述のように、冷却される内側フォーカスリングと、加熱される外側フォーカスリングとを備えた分割フォーカスリングを使用すると、２つのフォーカスリングの隙間において内側フォーカスリングに堆積物が付着しやすくなるという問題がある。したがって、プラズマ処理室内の温度が上昇しても、冷却効率を高く維持することができ、被処理基板の温度を比較的均一に維持しやすいフォーカスリングが求められている。
本開示に係るフォーカスリングは、プラズマ処理室内の温度が上昇しても、被支持部から支持部材に伝わりやすくなる。その結果、冷却効率を高く維持することができ、被処理基板の温度を比較的均一に維持しやすい。
本開示の一実施形態に係るフォーカスリングを、図１に基づいて説明する。図１（Ａ）は、本開示の一実施形態に係るフォーカスリング１の平面図を示す。図１（Ｂ）は、一実施形態に係るフォーカスリング１に、被処理基板２を収容した状態の一部を示す断面図である。具体的には、プラズマ処理装置の内部（プラズマ処理装置を構成しているチャンバなどのプラズマ処理室の内部）に設けられた支持部材３の上に、被処理基板２が水平に支持された状態の一部を示す断面図である。
一実施形態に係るフォーカスリング１は、図１（Ａ）に示すように環状を有する部材である。図１（Ｂ）に記載のフォーカスリング１は、図１（Ａ）に示すＸ－Ｘ線で切断した際の断面を示す。フォーカスリング１の材質は限定されず、例えば、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化セリウムなどの希土類元素酸化物、希土類元素アルミニウム複合酸化物、酸化アルミニウムなどを主成分とするセラミックスが挙げられる。希土類元素アルミニウム複合酸化物としては、例えば、ＹＡＧ（３Ｙ2Ｏ3・５Ａｌ2Ｏ3）、ＹＡＭ（２Ｙ2Ｏ3・Ａｌ2Ｏ3）、ＹＡＬ（Ｙ2Ｏ3・Ａｌ2Ｏ3）、ＹＡＰ（ＹＡｌＯ3）などのイットリウムアルミニウム複合酸化物、ＥＡＧ（Ｅｒ3Ａｌ5Ｏ12）、ＥＡＭ（Ｅｒ4Ａｌ2Ｏ9）、ＥＡＰ（ＥｒＡｌＯ3）などのエルビウムアルミニウム複合酸化物、ＧｄＡＭ（Ｇｄ4Ａｌ2Ｏ9）、ＧｄＡＰ（ＧｄＡｌＯ3）などのガドリニウムアルミニウム複合酸化物、ＮｄＡＧ（Ｎｄ3Ａｌ5Ｏ12）、ＮｄＡＭ（Ｎｄ4Ａｌ2Ｏ9）、ＮｄＡＰ（ＮｄＡｌＯ3）などのネオジムアルミニウム複合酸化物である。
一実施形態に係るフォーカスリング１は、図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、載置面１１と載置面１１の反対側に位置する裏面１２とを備える。載置面１１は、被処理基板２を収容した際に、被処理基板２の下面と対向する面である。一方、裏面１２は、載置面１１の反対側に位置する面、すなわち載置面１１と対向する面に相当する。
裏面１２の少なくとも一部は、１つの支持部材３によって支持されており、支持部材３と対向している部分が被支持部１２ａに相当する。図１（Ｂ）では、裏面１２全体が支持部材３によって支持されているため、裏面１２全体が被支持部１２ａに相当する。
一実施形態に係るフォーカスリング１において、被支持部１２ａは、載置面１１よりも、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さい。
このように、被支持部１２ａの切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値よりも小さい。そのため、一実施形態に係るフォーカスリング１は、被支持部１２ａを支持する支持部材３の支持面の面積が増えるので、プラズマ処理室内において上昇した熱は被支持部１２ａから支持部材３に伝わりやすくなる。その結果、冷却効率を高く維持することができ、被処理基板２の温度を比較的均一に維持しやすくなる。したがって、一実施形態に係るフォーカスリング１を使用することによって、冷却効率を高く維持することができ、エッチングや成膜を効率よく進めることができる。その結果、半導体素子の生産性を向上させることができる。
載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が、被支持部１２ａの切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値よりも大きい。そのため、被処理基板２の周辺部は載置面１１からの輻射熱を維持しやすくなる。その結果、被処理基板２全体の温度が略均一に維持され、被処理基板２の周辺部からも、半導体素子を効率よく得ることができる。さらに、プラズマによって生じる反応生成物（デポ）は、載置面１１の凹部に挿入し、固着される確率が高くなる。したがって、プラズマによって生じる反応生成物が、被処理基板２の裏面に固着するおそれが低減する。被支持部１２ａの切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値と、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値との差は０．０３μｍ以上であってもよい。
一実施形態に係るフォーカスリング１において、被支持部１２ａの切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値は、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値よりも小さければ、限定されない。例えば、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値は、０．１８μｍ以上０．４２μｍ以下であってもよい。載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が０．１８μｍ以上であれば、被処理基板２を載置した場合、被処理基板２と載置面１１との間に適度な摩擦力が生じる。そのため、被処理基板２をフォーカスリング１に安定して固定させることができる。一方、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が０．４２μｍ以下であれば、載置面１１と被処理基板２の下面とが接触しても、載置面１１から脱離する粒子を減少させることができる。そのため、このような粒子がプラズマ処理室内を浮遊するおそれを低減させることができる。
さらに、被支持部１２ａの粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値は、載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値よりも小さくてもよい。このように、被支持部１２ａの粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が、載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値よりも小さい場合、一実施形態に係るフォーカスリング１は、プラズマ処理室内において上昇した熱が被支持部１２ａから支持部材３に伝わりやすくなる。その結果、冷却効率を高く維持することができ、被処理基板２の温度を比較的均一に維持しやすくなる。したがって、一実施形態に係るフォーカスリング１を使用することによって、冷却効率を高く維持することができ、エッチングや成膜を効率よく進めることができる。その結果、半導体素子の生産性を向上させることができる。
載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が、被支持部１２ａの粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値よりも大きい。そのため、被処理基板２の周辺部は載置面１１からの輻射熱を維持しやすくなる。その結果、被処理基板２全体の温度が略均一に維持され、被処理基板２の周辺部からも、半導体素子を効率よく得ることができる。さらに、プラズマによって生じる反応生成物（デポ）は、載置面１１の凹部に挿入し、固着される確率が高くなる。したがって、プラズマによって生じる反応生成物が、被処理基板２の裏面に固着するおそれが低減する。被支持部１２ａの２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値と、載置面１１の２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値との差は０．００１以上であってもよい。
載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値は限定されず、例えば、０．０６６以上０．１以下であってもよい。載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が０．００６以上であれば、被処理基板２を載置した場合、被処理基板２と載置面１１との間に適度な摩擦力が生じる。そのため、被処理基板２をフォーカスリング１にさらに安定して固定させることができる。一方、載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が０．１以下であれば、載置面１１と被処理基板２の下面とが接触しても、載置面１１から脱離する粒子をさらに減少させることができる。そのため、このような粒子がプラズマ処理室内を浮遊するおそれを低減させることができる。
次いで、本開示の他の実施形態に係るフォーカスリングを、図２に基づいて説明する。図２（Ａ）は、本開示の他の実施形態に係るフォーカスリング１’の平面図を示す。図２（Ｂ）は、他の実施形態に係るフォーカスリング１’に、被処理基板２を収容した状態の一部を示す断面図である。具体的には、プラズマ処理装置の内部（プラズマ処理装置を構成しているチャンバの内部）に設けられた支持部材３の上に、被処理基板２が水平に支持された状態の一部を示す断面図である。
他の実施形態に係るフォーカスリング１’は、図２（Ａ）に示すように環状を有する部材である。図２（Ｂ）に記載のフォーカスリング１’は、図２（Ａ）に示すＹ－Ｙ線で切断した際の断面を示す。フォーカスリング１’の材質は、上述の一実施形態に係るフォーカスリング１で説明した通りであり、詳細については省略する。
他の実施形態に係るフォーカスリング１’は、図２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、載置面１１と載置面１１の反対側に位置する裏面１２とを備える。載置面１１は、被処理基板２を収容した際に、被処理基板２の下面と対向する面である。一方、裏面１２は、載置面１１の反対側に位置する面、すなわち載置面１１と対向する面に相当する。
裏面１２の少なくとも一部は、２つの支持部材３、３’によって支持されており、支持部材３、３’と対向している部分が被支持部１２ａ、１２ｂに相当する。他の実施形態に係るフォーカスリング１’は、図２（Ｂ）に示すように、２つの支持部材３、３’によって支持されている点で、一実施形態に係るフォーカスリング１と相違する。他の実施形態に係るフォーカスリング１’は、２つの支持部材３、３’によって支持されているが、３つ以上の支持部材で支持されていてもよい。
他の実施形態に係るフォーカスリング１’において、裏面１２に存在する被支持部１２ａ、１２ｂのうち最内周側の被支持部１２ａは、載置面１１よりも、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さい。
このように、最内周側の被支持部１２ａの切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値よりも小さい。そのため、他の実施形態に係るフォーカスリング１’は、プラズマ処理室内において上昇した熱が最内周側の被支持部１２ａから支持部材３に伝わりやすくなる。その結果、冷却効率を高く維持することができ、被処理基板２の温度を比較的均一に維持しやすくなる。したがって、他の実施形態に係るフォーカスリング１’を使用することによって、冷却効率を高く維持することができ、エッチングや成膜を効率よく進めることができる。その結果、半導体素子の生産性を向上させることができる。
他の実施形態に係るフォーカスリング１’において、最内周側の被支持部１２ａの切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値は、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値よりも小さければ、限定されない。例えば、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値は、０．１８μｍ以上０．４２μｍ以下であってもよい。載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が０．１８μｍ以上であれば、被処理基板２を載置した場合、被処理基板２と載置面１１との間に適度な摩擦力が生じる。そのため、被処理基板２をフォーカスリング１’に安定して固定させることができる。一方、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が０．４２μｍ以下であれば、載置面１１と被処理基板２の下面とが接触しても、載置面１１から脱離する粒子を減少させることができる。そのため、このような粒子がプラズマ処理室内を浮遊するおそれを低減させることができる。
最内周側の被支持部１２ａ以外の被支持部（図２（Ｂ）では被支持部１２ｂ）の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値については限定されない。例えば、最内周側の被支持部１２ａの切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値と同様、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値よりも小さくてもよい。
さらに、最内周側の被支持部１２ａの粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値は、載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値よりも小さくてもよい。このように、最内周側の被支持部１２ａの粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が、載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値よりも小さい場合、他の実施形態に係るフォーカスリング１’は、プラズマ処理室内において上昇した熱が最内周側の被支持部１２ａから支持部材３に伝わりやすくなる。そのため、冷却効率を高く維持することができ、被処理基板２の温度を比較的均一に維持しやすくなる。したがって、他の実施形態に係るフォーカスリング１’を使用することによって、冷却効率を高く維持することができ、エッチングや成膜を効率よく進めることができる。その結果、半導体素子の生産性を向上させることができる。
載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が、最内周側の被支持部１２ａの粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値よりも大きい。そのため、被処理基板２の周辺部は載置面１１からの輻射熱を維持しやすくなる。その結果、被処理基板２全体の温度が略均一に維持され、被処理基板２の周辺部からも、半導体素子を効率よく得ることができる。さらに、プラズマによって生じる反応生成物（デポ）は、載置面１１の凹部に挿入し、固着される確率が高くなる。したがって、プラズマによって生じる反応生成物が、被処理基板２の裏面に固着するおそれが低減する。
載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値は限定されず、例えば、０．０６６以上０．１以下であってもよい。載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が０．０６６以上であれば、被処理基板２を載置した場合、被処理基板２と載置面１１との間に適度な摩擦力が生じる。そのため、被処理基板２をフォーカスリング１’にさらに安定して固定させることができる。一方、載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が０．１以下であれば、載置面１１と被処理基板２の下面とが接触しても、載置面１１から脱離する粒子をさらに減少させることができる。そのため、このような粒子がプラズマ処理室内を浮遊するおそれを低減させることができる。
最内周側の被支持部１２ａ以外の被支持部（図２（Ｂ）では被支持部１２ｂ）の２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値については限定されない。例えば、最内周側の被支持部１２ａの２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値と同様、載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値よりも小さくてもよい。
載置面１１は被支持部１２ａ、１２ｂよりも、粗さ曲線における平均長さ（ＲＳｍ）の平均値が大きくてもよい。載置面１１が被支持部１２ａ、１２ｂよりも、粗さ曲線における平均長さ（ＲＳｍ）の平均値が大きい場合、載置面１１において凸部である山の間隔が広い。そのため、被処理基板２の下面との接点が少なくなり、被処理基板２の下面から粒子が脱離し浮遊するおそれが抑制される。
この場合、被支持部１２ａ、１２ｂは載置面１１よりも粗さ曲線における平均長さ（ＲＳｍ）の平均値が小さくなる。その結果、被支持部１２ａ、１２ｂにおいて凸部である山の間隔が狭く、支持部材３の被支持部１２ａ、１２ｂを支持する支持面との接点が多くなり、この支持面に対する被支持部１２ａ、１２ｂの摩擦力が高くなる。そのため、プラズマ処理が被処理基板２に施されて、プラズマ処理室内の温度が高くなっても、被支持部１２ａ、１２ｂに対するフォーカスリング１’の径方向および周方向の位置決め精度を十分維持することができる。
被支持部１２ａの平均長さ（ＲＳｍ）の平均値と、載置面１１の平均長さ（ＲＳｍ）の平均値との差は、３μｍ以上であってもよい。特に、載置面１１の平均長さ（ＲＳｍ）の平均値は、２０μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。
載置面１１の平均長さ（ＲＳｍ）の平均値が２０μｍ以上であると、プラズマ化された腐食性ガスが載置面１１に触れても、載置面１１から脱離する粒子を抑制することができる。そのため、このような粒子がプラズマ処理室内を浮遊するおそれを低減させることができる。載置面１１の平均長さ（ＲＳｍ）の平均値が５０μｍ以下であると、被処理基板２の下面に対する載置面１１の摩擦力が高くなる。そのため、プラズマ処理室内の温度が高くなっても、フォーカスリング１’に対する被処理基板２の径方向および周方向の位置決め精度を十分維持することができる。
さらに、載置面１１の平均長さ（ＲＳｍ）の変動係数は、０．１５以下であるとよい。変動係数は、０．１５以下であると、載置面の平均長さ（ＲＳｍ）のばらつきが小さくなるため、載置面１１から脱離する粒子の径も小さくなる。
さらに、本開示に係るフォーカスリングは、図２（Ｂ）に示すような周面１３を有していてもよい。具体的には、周面１３は裏面１２から上方に向かって延出し、支持部材３’に対向している。周面１３は、載置面１１よりも、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さい方がよい。
このように、周面１３の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値よりも小さい場合、他の実施形態に係るフォーカスリング１’は、プラズマ処理室内において上昇した熱が周面１３から支持部材３’に伝わりやすくなる。そのため、冷却効率を高く維持することができ、被処理基板２の温度を比較的均一に維持しやすくなる。したがって、他の実施形態に係るフォーカスリング１’を使用することによって、冷却効率を高く維持することができ、エッチングや成膜を効率よく進めることができる。その結果、半導体素子の生産性を向上させることができる。
さらに、周面１３の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値は、載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値よりも小さくてもよい。このように、周面１３の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が、載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値よりも小さい場合、他の実施形態に係るフォーカスリング１’は、プラズマ処理室内において上昇した熱が周面１３から支持部材３’に伝わりやすくなる。そのため、冷却効率を高く維持することができ、被処理基板２の温度を比較的均一に維持しやすくなる。したがって、他の実施形態に係るフォーカスリング１’を使用することによって、冷却効率を高く維持することができ、エッチングや成膜を効率よく進めることができる。その結果、半導体素子の生産性を向上させることができる。
上述した切断レベル差（Ｒδｃ）、２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）および平均長さ（ＲＳｍ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に準拠し、形状解析レーザ顕微鏡（(株)キーエンス製、ＶＫ－Ｘ１１００またはその後継機種）を用いて測定することができる。測定条件としては、まず、照明方式を同軸落射方式、倍率を２４０倍、カットオフ値λｓを無し、カットオフ値λｃを０．０８ｍｍ、カットオフ値λｆを無し、終端効果の補正を有り、測定対象とする載置面、裏面の被支持部および周面から１か所当たりの測定範囲を、例えば、１４２０μｍ×１０７０μｍに設定する。各測定範囲に、測定範囲の長手方向に沿って測定対象とする線を略等間隔に４本引いて、線粗さ計測を行えばよい。測定範囲はそれぞれ周方向に沿って等間隔となるように合計３箇所とし、計測の対象とする線１本当たりの長さは、例えば、１２８０μｍである。各面で得られる測定値から平均値を算出し、平均値を比べればよい。
周面１３について、図２（Ｂ）を参照して説明しているが、１つの支持部材３によって支持されるような一実施形態に係るフォーカスリング１においても、周面１３が設けられていてもよい。具体的には、図１（Ｂ）に示す支持部材３が、図２（Ｂ）に示す支持部材３と支持部材３’とが一体化されたような形状を有する場合、一実施形態に係るフォーカスリング１においても、周面１３が形成され得る。
本開示に係るフォーカスリングを製造する方法は限定されない。一実施形態に係るフォーカスリング１は、例えば、下記のような手順で得られる。
出発原料としてＹ2Ｏ3を９９．９質量％以上含み、ＡＥＯ（ＡＥは周期表第２族元素）、ＳｉＯ2、Ｆｅ2Ｏ3およびＡｌ2Ｏ3の少なくともいずれかを含む粉末を準備する。この粉末を、粉砕用ミルに溶媒（イオン交換水）ととともに投入する。粉末の平均粒径を１μｍ以下に粉砕した後、有機結合剤を添加してスラリーを得る。ＳｉＯ2、Ｆｅ2Ｏ3およびＡｌ2Ｏ3の少なくともいずれかが出発原料１００質量％に含まれる場合、例えば、ＳｉＯ2は２５０質量ｐｐｍ以下、Ｆｅ2Ｏ3は４０質量ｐｐｍ以下、Ａｌ2Ｏ3は５０質量ｐｐｍ以下、ＡＥＯは２５０質量ｐｐｍ以下である。
粉砕用ミルは、例えば粉砕用ボールを用いたボールミル、振動ミルまたはビーズミルである。スラリーへの粉砕用ボールの摩耗による混入を抑制するために、粉砕用ボールとしてはＺｒＯ2ボールを用いるとよい。ＺｒＯ2ボールの純度は９９．９質量％以上、特に、９９．９９質量％以上であるとよい。
上記有機結合剤としては、パラフィンワックス、ワックスエマルジョン（ワックス＋乳化剤）、ＰＶＡ（ポリビニールアルコール）、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）、ＰＥＯ（ポリエチレンオキサイド）などである。溶媒は、蒸留水、有機溶媒などであってもよい。
スラリー作製後、スラリーをスプレードライ装置などの造粒機にて造粒し、得られた造粒体を、例えば静水圧プレス成形装置などを用いて環状平板状の成形体を得る。成形体を２００～１２００℃の温度で脱脂して脱脂体を得る。
得られた脱脂体を、大気雰囲気などの酸素を含む雰囲気中にて、融点が２０００℃を超える焼成用治具、例えば、高純度アルミナ、高純度マグネシアなどからなる板状の焼成用治具に載置し、平均２０℃／時間以下の昇温速度で昇温後、１５００～２０００℃で２時間以上５時間以下保持して焼結体を得ることができる。焼結は１０００℃以上で促進されるので、１０００℃以上では、平均１８℃／時間以下の昇温速度で昇温するとよい。高純度とは、９９．９質量％以上を含有することを意味し、特に、９９．９９質量％以上であるとよい。
酸素を含む雰囲気中で焼成する場合、酸素分圧を０．０５ＭＰａ～１ＭＰａとし、酸素を５０体積％以上含む雰囲気中、特に酸素を８０体積％含む雰囲気中で焼成することによって、焼結体は、より緻密質になる。
焼結体の両側の主面からダイヤモンド砥粒を備えた砥石で研削することによって、本開示に係るフォーカスリングを得ることができる。被処理基板を収容する部分は、研削代を多くすることによって載置面を得ることができる。
１つの支持部材によって支持される裏面の被支持部、複数の支持部材によって支持される裏面の最内周側の被支持部、または裏面から上方に向かって延出し支持部材に対向する周面が、載置面よりも切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さいフォーカスリングを得るには、粒度が＃３２０以上＃６００以下のダイヤモンド砥粒を備えた砥石のうち、被支持部となる面や周面となる面を粒度の番号が大きい（平均粒径の小さい）砥石で研削し、載置面となる面を粒度の番号が小さい（平均粒径の大きい）砥石で研削すればよい。粒度は、ＪＩＳ Ｒ６００１－２：２０１７に準拠する。
載置面の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が０．１８μｍ以上０．４２μｍ以下であるフォーカスリングを得るには、例えば、粒度が＃３６０以上＃５００以下のダイヤモンド砥粒を備えた砥石で載置面となる面を研削すればよい。
このようにして、一実施形態に係るフォーカスリング１に相当するフォーカスリングを得た。得られたフォーカスリングにおいて、載置面の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値を求めると０．３μｍであり、被支持部の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値を求めると０．２６μｍであった。得られたフォーカスリングにおいて、載置面の２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値を求めると０．０８であり、被支持部の２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値を求めると０．０６であった。
載置面が被支持部よりも、粗さ曲線における平均長さ（ＲＳｍ）の平均値が大きいフォーカスリングを得るには、少なくとも載置面をゼロ研削し、ゼロ研削する回数を被支持部よりも載置面を多くすればよい。ゼロ研削とは、研削加工の最後に切込みをしないで、送りだけをかけることを意味し、スパークアウトまたはゼロカットとも称する。載置面の平均長さ（ＲＳｍ）の平均値が２０μｍ以上５０μｍ以下であるフォーカスリングを得るには、例えば、載置面のゼロ研削を３０秒以上７５秒以下行えばよい。
本開示に係るフォーカスリングは、プラズマエッチング装置、プラズマ成膜装置などのプラズマ処理装置の部材として使用される。具体的には、図１（Ｂ）および図２（Ｂ）に示すように、被処理基板２を載置して収容する部材として使用される。
１、１’ フォーカスリング
１１ 載置面
１２ 裏面
１２ａ、１２ｂ 被支持部
１３ 周面
２ 被処理基板
３、３’ 支持部材
１１ 載置面
１２ 裏面
１２ａ、１２ｂ 被支持部
１３ 周面
２ 被処理基板
３、３’ 支持部材
Claims (12)
- 被処理基板を収容して該被処理基板の下面に対向する載置面と、該載置面の反対側に位置する裏面とを備え、
１つの支持部材によって支持される前記裏面の被支持部は、前記載置面よりも、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、前記粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さい、
フォーカスリング。 - 前記被支持部は、前記載置面よりも、粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が小さい、請求項１に記載のフォーカスリング。
- 前記載置面の２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値は、０．０６６以上０．１以下である、請求項２に記載のフォーカスリング。
- 被処理基板を収容して該被処理基板の下面に対向する載置面と、該載置面の反対側に位置する裏面とを備え、
複数の支持部材によって支持される前記裏面の最内周側の被支持部は、前記載置面よりも、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、前記粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さい、
フォーカスリング。 - 前記最内周側の被支持部は、前記載置面よりも、粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が小さい、請求項４に記載のフォーカスリング。
- 前記載置面の２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値は、０．０６６以上０．１以下である、請求項５に記載のフォーカスリング。
- 前記載置面は、前記被支持部よりも、粗さ曲線における平均長さ（ＲＳｍ）の平均値が大きい、請求項１～６のいずれかに記載のフォーカスリング。
- 前記載置面の平均長さ（ＲＳｍ）の平均値は、２０μｍ以上５０μｍ以下である、請求項７に記載のフォーカスリング。
- 前記載置面の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値は、０．１８μｍ以上０．４２μｍ以下である、請求項１～８のいずれかに記載のフォーカスリング。
- 前記裏面から上方に向かって延出し、前記支持部材に対向する周面を有しており、
該周面は、前記載置面よりも、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、前記粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さい、請求項１～９のいずれかに記載のフォーカスリング。 - 前記周面は、前記載置面よりも、粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が小さい、請求項１０に記載のフォーカスリング。
- 請求項１～１１のいずれかに記載のフォーカスリングを含む、プラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023524217A JPWO2022250097A1 (ja) | 2021-05-27 | 2022-05-25 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021089599 | 2021-05-27 | ||
| JP2021-089599 | 2021-05-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2022250097A1 true WO2022250097A1 (ja) | 2022-12-01 |
Family
ID=84229881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/021458 WO2022250097A1 (ja) | 2021-05-27 | 2022-05-25 | フォーカスリングおよびプラズマ処理装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPWO2022250097A1 (ja) |
| WO (1) | WO2022250097A1 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012089842A (ja) * | 2010-10-20 | 2012-05-10 | Siltronic Ag | 単結晶シリコンで構成された半導体ウェハを熱処理中に支持するための支持リング、該半導体ウェハの熱処理のための方法、および単結晶シリコンで構成された熱処理された半導体ウェハ |
| US20160181142A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-23 | Applied Materials, Inc. | Edge ring for a substrate processing chamber |
| JP2020196662A (ja) * | 2019-05-30 | 2020-12-10 | 京セラ株式会社 | 載置用部材、検査装置および加工装置 |
| CN113205991A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-08-03 | 华虹半导体(无锡)有限公司 | 一种聚焦环 |
-
2022
- 2022-05-25 WO PCT/JP2022/021458 patent/WO2022250097A1/ja active Application Filing
- 2022-05-25 JP JP2023524217A patent/JPWO2022250097A1/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012089842A (ja) * | 2010-10-20 | 2012-05-10 | Siltronic Ag | 単結晶シリコンで構成された半導体ウェハを熱処理中に支持するための支持リング、該半導体ウェハの熱処理のための方法、および単結晶シリコンで構成された熱処理された半導体ウェハ |
| US20160181142A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-23 | Applied Materials, Inc. | Edge ring for a substrate processing chamber |
| JP2020196662A (ja) * | 2019-05-30 | 2020-12-10 | 京セラ株式会社 | 載置用部材、検査装置および加工装置 |
| CN113205991A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-08-03 | 华虹半导体(无锡)有限公司 | 一种聚焦环 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2022250097A1 (ja) | 2022-12-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7586734B2 (en) | Electrostatic chuck | |
| KR101645043B1 (ko) | 플라즈마 프로세싱 챔버, 플라즈마 프로세싱 콤포넌트 및 플라즈마 식각 챔버 프로세싱 콤포넌트 제조 방법 | |
| TWI697467B (zh) | 對焦環、對焦環的製造方法 | |
| US11107719B2 (en) | Electrostatic chuck device and method for manufacturing electrostatic chuck device | |
| JP4739039B2 (ja) | 静電チャック装置 | |
| US20160046528A1 (en) | Handle Substrates for Composite Substrates for Semiconductors | |
| WO2015102065A1 (ja) | ハンドル基板および半導体用複合ウエハー | |
| KR20150097384A (ko) | 반도체용 복합 기판의 핸들 기판 | |
| JP2015065024A (ja) | プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および環状部材 | |
| US20190115244A1 (en) | Suction member | |
| JP6146413B2 (ja) | 組み合わせ体、プラズマ処理装置用部材、プラズマ処理装置およびフォーカスリングの製造方法 | |
| WO2022250097A1 (ja) | フォーカスリングおよびプラズマ処理装置 | |
| JP7397974B2 (ja) | 通気性部材、半導体製造装置用部材、プラグおよび吸着部材 | |
| WO2022250096A1 (ja) | フォーカスリングおよびプラズマ処理装置 | |
| JP2016124734A (ja) | 耐食性部材、静電チャック装置および耐食性部材の製造方法 | |
| JP5849176B1 (ja) | 半導体用複合基板のハンドル基板および半導体用複合基板 | |
| JP6503689B2 (ja) | 静電チャック装置およびその製造方法 | |
| KR102257529B1 (ko) | 정전 척 및 정전 척 장치 | |
| JP7398011B2 (ja) | ギャップピン | |
| JP7053673B2 (ja) | セラミック複合体およびその製造方法ならびに半導体製造装置用部材 | |
| WO2023189957A1 (ja) | 載置用部材 | |
| JP2019179780A (ja) | 静電チャック装置の製造方法 | |
| JP7205320B2 (ja) | 静電チャック装置およびその製造方法 | |
| JP2015015439A (ja) | プラズマ処理装置用部材、プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置用部材の製造方法 | |
| KR20220092784A (ko) | 반도체 열처리 부재 및 그의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22811367 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2023524217 Country of ref document: JP |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |