(57)【要約】【課題】均等で、かつ再現性のよい基板加熱を行う。【解決手段】基板載置面を有する静電チャックであって、基板載置面上に形成された凸部３２ａと、静電チャックの内部を通り、基板載置面の中央に設けられたガス放出口３３と、基板載置面において、ガス放出口３３につながり、かつ該ガス放出口３３から放射状に延びた複数の溝４１ａとを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板載置面を有する静電チャックであって、
前記基板載置面上に形成された凸部と、
前記静電チャックの内部を通り、前記基板載置面の中央に設けられたガス放出口と、
前記基板載置面において、前記ガス放出口につながり、かつ該ガス放出口から放射状に延びた複数の溝と
を有することを特徴とする静電チャック。
【請求項２】
前記静電チャック内において、前記ガス放出口の他に、さらに他のガス放出口を有することを特徴とする請求項１記載の静電チャック。
【請求項３】
前記凸部は、グラスビーズブラスト法により形成された凸部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の静電チャック。
【請求項４】
基板載置台上に基板を固定し、該基板上に膜を形成する成膜方法であって、
前記基板載置台は、該基板載置台の前記基板載置面上に、グラスビーズブラスト法により形成された凸部と、
前記基板載置台の内部を通り、前記基板載置面の中央に設けられたガス放出口と、
前記基板載置面において、前記ガス放出口につながり、かつ該ガス放出口から放射状に延びた複数の溝を有し、
前記ガス放出口を通して、前記基板と基板載置台との間にガスを導入し、該ガスを用いて該基板の温度を保持する工程を含むことを特徴とする成膜方法。
【請求項５】
静電チャックを用いて、前記基板載置台上に前記基板を固定することを特徴とする請求項４記載の成膜方法。
【請求項６】
基板載置台上に基板を固定し、該基板上の被エッチング物をエッチングするエッチング方法であって、
前記基板載置台は、該基板載置台の前記基板載置面上に、グラスビーズブラスト法により形成された凸部と、
前記基板載置台の内部を通り、前記基板載置面の中央に設けられたガス放出口と、
前記基板載置面において、前記ガス放出口につながり、かつ該ガス放出口から放射状に延びた複数の溝を有し、
前記ガス放出口を通して、前記基板と基板載置台との間にガスを導入し、該ガスを用いて該基板の温度を保持する工程を含むことを特徴とするエッチング方法。
【請求項７】
静電チャックを用いて、前記基板載置台上に前記基板を固定することを特徴とする請求項６記載のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電チャック、成膜方法及びエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタ装置等を用いてウエハ上に成膜する場合、堆積した薄膜の特性やエッチングレートは成膜時やエッチング処理時の基板温度に著しく依存することが知られている。従って、堆積する薄膜を基板内で均質にするため、又は被エッチング物を基板内で均等にエッチングするため、基板を均等に加熱することが要求される。また、基板間で再現性良く成膜等するためには、再現性良く設定温度に昇温できることが必要である。
【０００３】
スパッタ装置に用いられる、被処理ウエハを載置して設定温度に加熱する従来のヒータ付き基板載置台の構成を図４（ａ），（ｂ）に示す。図４（ａ）は全体の構成図を示す断面図であり、図４（ｂ）は部分構成を示す断面図である。
【０００４】
図４（ａ）に示すように、ヒータ付き基板載置台１は真空処理室内に設置され、基板載置台１内に熱源であるヒータ４と、基板１１の温度をモニタする温度検出素子（熱電対）６が埋め込まれている。また、基板載置台１には加熱用ガス（アルゴン等）を基板載置面に導く通流路９が形成されており、通流路９は基板載置面に開口されたガス放出口１３と基板載置台１の下の部分に開口されたガス導入口１４とを結んでいる。そして、図４（ｂ）に示すように、ガス放出口１３から基板載置面に放出された加熱用ガスは基板１１と基板載置面の間の隙間１２を流れて、ヒータ４からの熱を効率よく基板１１へ伝える。
【０００５】
更に、温度検出素子６及びヒータと接続されたヒータ加熱制御手段８を有し、温度検出素子６により検出された基板１１の温度をヒータ加熱制御手段８に取り込んで基板１１が所定の温度になるようにヒータ４に加える電力を適当に調整する。これにより、基板１１内での均等な加熱が行われる。
【０００６】
更に、基板載置台１上の基板１１はクランプ２で固定される。加熱用ガスの導入により基板１１が定位置から外れないようにするためである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記のヒータ付き基板載置台１では、基板１１の裏面と基板載置面間に加熱用ガスを流し込むことにより、基板加熱を効率よく行おうとしているが、その間のガス移動が基板１１全体に均等に行われず、その結果基板加熱が均等でなくなってしまう。
【０００８】
ところで、基板１１裏面と基板載置面の間の隙間１２を移動する加熱用ガスの流量はクランプ２の加重や基板１１の押圧位置等により左右される。従って、基板１１全体に均一にガス移動させること、及び基板１１の装着毎に再現性良くガス移動させることが難しい。
【０００９】
また、このガス移動をより均一にするため、基板載置面に放射状或いはらせん状の溝を設ける等の試みがなされているが、やはり溝部と溝部以外の部分において基板１１への熱交換効率の相違が生じ、基板１１の各位置において温度分布にムラができてしまう。
【００１０】
本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて創作されたものであり、均等で、かつ再現性のよい基板加熱を行うことができる静電チャック、成膜方法及びエッチング方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、第１の発明である、基板載置面を有する静電チャックであって、前記基板載置面上に形成された凸部と、前記静電チャックの内部を通り、前記基板載置面の中央に設けられたガス放出口と、前記基板載置面において、前記ガス放出口につながり、かつ該ガス放出口から放射状に延びた複数の溝とを有することを特徴とする静電チャックによって解決され、
第２の発明である、前記静電チャック内において、前記ガス放出口の他に、さらに他のガス放出口を有することを特徴とする第１の発明の静電チャックによって解決され、
第３の発明である、前記凸部は、グラスビーズブラスト法により形成された凸部であることを特徴とする第１又は第２の発明の静電チャックによって解決され、
第４の発明である、基板載置台上に基板を固定し、該基板上に膜を形成する成膜方法であって、前記基板載置台は、該基板載置台の前記基板載置面上に、グラスビーズブラスト法により形成された凸部と、前記基板載置台の内部を通り、前記基板載置面の中央に設けられたガス放出口と、前記基板載置面において、前記ガス放出口につながり、かつ該ガス放出口から放射状に延びた複数の溝を有し、
前記ガス放出口を通して、前記基板と基板載置台との間にガスを導入し、該ガスを用いて該基板の温度を保持する工程を含むことを特徴とする成膜方法によって解決され、
第５の発明である、静電チャックを用いて、前記基板載置台上に前記基板を固定することを特徴とする第４の発明の成膜方法によって解決され、
第６の発明である、基板載置台上に基板を固定し、該基板上の被エッチング物をエッチングするエッチング方法であって、前記基板載置台は、該基板載置台の前記基板載置面上に、グラスビーズブラスト法により形成された凸部と、前記基板載置台の内部を通り、前記基板載置面の中央に設けられたガス放出口と、前記基板載置面において、前記ガス放出口につながり、かつ該ガス放出口から放射状に延びた複数の溝を有し、前記ガス放出口を通して、前記基板と基板載置台との間にガスを導入し、該ガスを用いて該基板の温度を保持する工程を含むことを特徴とするエッチング方法によって解決され、
第７の発明である、静電チャックを用いて、前記基板載置台上に前記基板を固定することを特徴とする第６の発明のエッチング方法によって解決される。
【００１２】
本発明に係る静電チャックにおいては、基板載置面上に形成された凸部と、静電チャックの内部を通り、基板載置面の中央に設けられたガス放出口と、基板載置面において、ガス放出口につながり、かつ該ガス放出口から放射状に延びた複数の溝とを有する。従って、基板を基板載置面に載置したとき、基板載置面のガス放出口から放出されたガスは凸部の間の凹部内を自由に流れる。凹部はＧＢＢ法等により均一な密度で形成されるので、基板全体にわたり加熱用ガスは均等に行き渡る。これにより、均等な基板加熱を行うことができる。
【００１３】
また、基板は凸部により支えられるので、凸部間の凹部は基板の装着毎に変化せず、基板毎の基板加熱の再現性がよい。
【００１４】
また、ガス放出口と繋がる放射状の溝や同心円状の溝又は格子状の溝を設けることにより、それらの溝を介して加熱用ガスを素早く基板載置面の周辺部まで行き渡らせることができる。その溝からさらに凹部を通して基板裏面全面に加熱用ガスを流すことができる。従って、加熱の均等性が一層増すことになる。
【００１５】
更に、２つ以上のガス放出口を設けることにより、複数のガス放出口から直接基板載置面に加熱用ガスを放出することができるので、加熱用ガスをなお一層均等に基板全面に行き渡らせることができる。
【００１６】
また、基板載置台の基板載置面上に、グラスビーズブラスト法により形成された凸部と、基板載置台の内部を通り、基板載置面の中央に設けられたガス放出口と、基板載置面において、ガス放出口につながり、かつ該ガス放出口から放射状に延びた複数の溝を有する基板載置台を、ガス放出口を通して、基板と基板載置台との間にガスを導入し、ガスを用いて基板の温度を保持する工程を含む成膜方法やエッチング方法に適用している。これにより、基板上に成膜し、基板上の膜をエッチングする際、基板を均一な温度に保持することができるので、均質な膜を成膜し、或いは均等なエッチングを行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明に係る静電チャックにおいては、基板載置台の基板載置面の全面に微小な凸部及びそれらの凸部の間の凹部が形成されている。従って、基板を基板載置面に載置したとき、基板載置面のガス放出口から放出された加熱用ガスを凹部を通して基板全体にわたり均等に行き渡せることができるので、均等な基板加熱を行うことができる。
【００１８】
また、基板は凸部により支えられるので、凸部間の凹部は基板の装着毎に変化せず、基板毎の基板加熱の再現性がよい。
【００１９】
更に、ガス放出口とつながる溝を設けることにより、それらの溝を介して加熱用ガスを素早く基板載置面の周辺部まで行き渡らせ、さらに凹部を通して基板裏面全体にガスを流すことができるので、加熱の均等性が一層増すことになる。
【００２０】
また、基板載置台の基板載置面上に、グラスビーズブラスト法により形成された凸部と、基板載置台の内部を通り、基板載置面の中央に設けられたガス放出口と、基板載置面において、ガス放出口につながり、かつ該ガス放出口から放射状に延びた複数の溝を有する基板載置台を、ガス放出口を通して、基板と基板載置台との間にガスを導入し、ガスを用いて基板の温度を保持する工程を含む成膜方法やエッチング方法に適用している。これにより、基板上に成膜し、基板上の膜をエッチングする際、基板を均一な温度に保持することができるので、均質な膜を成膜し、或いは均等なエッチングを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台について示す断面図である。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、ヒータ付き基板載置台１０１は真空処理室内に設置されている。同図にはチャンバの仕切り壁２３の一部が描かれている。基板載置台２１はアルミニウムで作成されており、基板載置台２１内には熱源であるヒータ２４と、基板５０の温度をモニタする温度検出素子（熱電対）２６が埋め込まれている。
【００２４】
また、基板載置台２１の中央部には加熱用ガス（アルゴン等不活性ガス）を基板載置面に導く通流路２９が形成されており、通流路２９は基板載置面に開口されたガス放出口３３と基板載置台２１の下の部分に開口されたガス導入口３４とを結んでいる。そして、図１（ｂ）に示すように、ガス放出口３３から基板載置面に放出された加熱用ガスは基板５０と基板載置面の間の隙間３２を流れて、ヒータ２４からの熱を効率よく基板５０へ伝える。
【００２５】
更に、温度検出素子２６及びヒータ２４と接続されたヒータ加熱制御手段２８を有し、温度検出素子２６から基板５０の温度をヒータ加熱制御手段２８に取り込んで基板５０が所定の温度になるようにヒータ２４に加える電力を適当に調整する。これにより、基板５０内での均等な加熱が行われる。
【００２６】
また、基板載置台２１上の基板５０はクランプ２２で固定される。加熱用ガスの導入により基板５０が定位置から外れないようにするためである。
【００２７】
更に、基板載置面の全面には微小な凸部３２ａ及び凸部３２ａの間の凹部３２ｂが形成されている。基板５０を基板載置面に載置したとき、通流路２９から放出された加熱用ガスは凸部３２ａの間の凹部３２ｂ内を四方八方に自由に流れる。凹部３２ｂはＧＢＢ法（グラスビーズブラスト法）等により均一な密度で形成されるので、基板５０全体にわたり加熱用ガスは均等に行き渡る。また、基板５０は凸部３２ａにより支えられるので、凸部３２ａ間の凹部３２ｂは基板５０の装着毎に変化せず、基板５０毎の基板加熱の再現性がよい。
【００２８】
次に、基板載置面の凸部３２ａ及び凹部３２ｂの形成方法について説明する。ＧＢＢ法（グラスビーズブラスト法）を用いた場合について説明する。
【００２９】
まず、粒径約８０μｍのガラスビーズを用意する。次いで、薬液にガラスビーズを混合させた研磨液を研磨装置の研磨面に塗布し、その上に基板載置面を研磨面に対向させて基板載置台を載せる。そして、研磨面及び基板載置台を同じ方向に回転させると、基板載置面と研磨面の間に挟まれたガラスビーズにより基板載置面が研磨される。基板載置面には直径約８０μｍの凸部３２ａが島状に分散して形成されるとともに、凸部３２ａ間に凹部３２ｂが形成される。
【００３０】
以上のように、第１の実施の形態においては、基板載置台２１の基板載置面の全面に微小な凹部３２ｂ及び凸部３２ａが形成されている。
【００３１】
従って、基板５０を基板載置面に載置したとき、基板載置面のガス放出口３３から放出された加熱用ガスは凸部３２ａの間の凹部３２ｂ内を自由に流れる。凹部３２ｂはＧＢＢ法等により均一な密度で形成されるので、基板５０全体にわたり加熱用ガスは均等に行き渡る。これにより、均等な基板加熱を行うことができる。
【００３２】
また、基板５０は凸部３２ａにより支えられるので、凸部３２ａ間の凹部３２ｂは基板５０の装着毎に変化せず、基板毎の基板加熱の再現性がよい。
【００３３】
（第２の実施の形態）
図２（ａ）は第２の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台１０１ａについて示す上面図である。
【００３４】
第２の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台１０１ａは、図１（ｂ）の基板載置台２１ａの基板載置面にさらに加熱用ガスのガス放出口３３を中心とする放射状の溝４１ａを設けたことである。放射状の溝４１ａはガス放出口３３とつながっており、ガス放出口３３から放出された加熱用ガスは放射状の溝４１ａに沿って流れるとともに、凸部３２ａの間の凹部３２ｂ内を自由に流れる。
【００３５】
尚、図中、図１（ａ）〜（ｃ）と同じ符号で示すものは図１（ａ）〜（ｃ）と同じものを示す。
【００３６】
（第３の実施の形態）
図２（ｂ）は第３の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台１０１ｂについて示す上面図である。
【００３７】
図２（ａ）の放射状の溝４１ａにさらに加熱用ガスのガス放出口３３を中心とする同心円状の複数の溝４１ｂを設けたことである。同心円状の溝４１ｂは放射状の溝４１ａと交わるところで放射状の溝４１ａとつながっており、ガス放出口３３から放出された加熱用ガスは放射状の溝４１ａ及び同心円状の溝４１ｂに沿って流れるとともに、凸部３２ａの間の凹部３２ｂ内を自由に流れる。
【００３８】
尚、図中、図２（ａ）と同じ符号で示すものは図２（ａ）と同じものを示す。
【００３９】
（第４の実施の形態）
図２（ｃ）は第４の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台１０１ｃについて示す上面図である。
【００４０】
図２（ａ）や図２（ｂ）と異なるところは、放射状の溝や同心円状の溝の代わりに、格子状の溝４１ｃを設けたことである。格子状の溝４１ｃは交差するところで相互につながっている。また、格子状の溝４１ｃは加熱用ガスのガス放出口３３ともつながっており、ガス放出口３３から放出された加熱用ガスは格子状の溝４１ｃに沿って縦横に流れるとともに、凸部３２ａの間の凹部３２ｂ内を自由に流れる。
【００４１】
尚、図中、図２（ａ）と同じ符号で示すものは図２（ａ）と同じものを示す。
【００４２】
以上のように、上記の第２〜第４の実施の形態においては、ガス放出口３３を中心とする放射状の溝４１ａや同心円状の溝４１ｂ又はガス放出口３３と繋がる格子状の溝４１ｃを設けることにより、それらの溝４１ａ，４１ｂ，４１ｃを介して加熱用ガスを素早く基板載置面の周辺部まで行き渡らせ、さらに凹部を通して基板裏面全面に加熱用ガスを均等に流すことができる。従って、基板加熱の均等性が一層増すことになる。
【００４３】
更に、第１〜第４の実施の形態のヒータ付き基板載置台１０１，１０１ａ〜１０１ｃは、スパッタ装置或いはＣＶＤ装置等の成膜装置やドライエッチング装置等、常圧又は減圧状態で成膜やエッチングを行う装置に備えつけることが可能である。これにより、基板上に成膜し、基板上の膜をエッチングする際、基板を均一な温度に保持することができるので、均質な膜を成膜し、或いは均等なエッチングを行うことができる。
【００４４】
なお、上記の基板載置台１０１，１０１ａ〜１０１ｃではガス放出口３３が一つであるが、図３に示すように、基板載置台１０１，１０１ａ〜１０１ｃの内部を通るガスの通流路２９を分岐させて分岐通路２９ａ〜２９ｃを設け、分岐通路２９ａ〜２９ｃと繋がる２つ以上のガス放出口３３ａ〜３３ｃが形成されてもよい。これにより、複数のガス放出口３３ａ〜３３ｃから直接基板載置面に加熱用ガスを放出することができるので、加熱用ガスをなお一層均等にウエハ全面に行き渡らせることができる。
【００４５】
また、上記では特に加熱用ガスを加熱していないが、加熱用ガスの加熱手段を設けて基板載置台に流す前に予め加熱用ガスを基板加熱の温度に加熱しておいてもよい。
【００４６】
更に、基板５０はクランプ２２により固定されているが、静電チャックや真空チャック等により固定することも可能である。
【００４７】
また、加熱用ガスとしてアルゴンの他、他の不活性ガスを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台について示す断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のヒータ付き基板載置台の基板載置面近傍の詳細について示す断面図であり、図１（ｃ）は基板載置面に形成された凸部について示す上面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台の基板載置面について示す上面図及び斜視図であり、図２（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台の基板載置面について示す上面図であり、図２（ｃ）は、本発明の第４の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台の基板載置面について示す上面図である。
【図３】図３は本発明の他の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台について示す断面図である。
【図４】図４（ａ）は、従来例に係るヒータ付き基板載置台について示す断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のヒータ付き基板載置台の基板載置面近傍の詳細について示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
２１，２１ａ  基板載置台、
２２  クランプ、
２３  チャンバの仕切り壁、
２４  ヒータ、
２５，２７  配線、
２６  熱電対（温度検出手段）、
２８  ヒータ加熱制御手段、
２９  通流路、
３０  ガス配管、
３１  流量制御手段、
３２  隙間、
３２ａ  凸部、
３２ｂ  凹部、
３３  ガス放出口、
３４  ガス導入口、
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ  溝、
１０１，１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ  ヒータ付き基板載置台。
【図１】
2006303514.tif 000003
【図２】
2006303514.tif 000004
【図３】
2006303514.tif 000005
【図４】
2006303514.tif 000006