(57)【要約】【課題】基板の上方の電界とフォーカスリングの上方の電界との差を小さくし、且つ、プラズマ処理によるその損傷を抑制することを可能とする静電チャックを提供する。【解決手段】一つの例示的実施形態に係る静電チャックは、第１領域及び第２領域を有する。第１領域は、第１上面を有する。第１領域は、第１上面の上に載置される基板を保持するように構成されている。第２領域は、第２上面を有する。第２領域は、第１領域を囲むように周方向に延在している。第２領域は、第２上面の上に搭載されるフォーカスリングを支持するように構成されている。第１上面と第２上面は、単一の平坦な面に沿って延在している。第１領域と第２領域は、それらの間に、第１上面と第２上面を互いから分離する空間を提供している。【選択図】図２
2019216163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板及びフォーカスリングを支持するための静電チャックであって、
第１上面を有し、該第１上面の上に載置される基板を保持するように構成された第１領域と、
第２上面を有し、前記第１領域を囲むように周方向に延在し、該第２上面の上に載置されるフォーカスリングを支持するように構成された第２領域と、
を備え、
前記第１上面と前記第２上面は、単一の平坦な面に沿って延在しており、
前記第１領域と前記第２領域は、それらの間に、前記第１上面と前記第２上面を互いから分離する空間を提供している、
静電チャック。
【請求項２】
前記第１領域を構成する誘電体材料と前記第２領域を構成する誘電体材料は、互いに同一であり、
前記第１領域の厚みと前記第２領域の厚みは、互いに等しい、
請求項１に記載の静電チャック。
【請求項３】
前記第１領域及び前記第２領域のうち一方の領域の誘電率は、他方の領域の誘電率よりも低く、
前記一方の領域の厚みは、前記他方の領域の厚みよりも小さい、
請求項１に記載の静電チャック。
【請求項４】
前記第１領域と前記第２領域との間に設けられた第３領域を更に備え、
前記第３領域は、前記第１領域、前記第２領域、及び前記第３領域を一体化するように、前記第１領域と前記第２領域に接続されており、
前記空間は、前記第１領域と前記第２領域の間、且つ、前記第３領域上に提供された溝である、
請求項１〜３の何れか一項に記載の静電チャック。
【請求項５】
前記第１領域及び前記第２領域は、互いに分離された異なる部材からそれぞれ形成されている、請求項１〜３の何れか一項に記載の静電チャック。
【請求項６】
プラズマ処理装置において基板のエッジを囲むように配置されるフォーカスリングであって、
環形状を有する第１部分と、
環形状を有し、前記第１部分と中心軸線を共有する第２部分と、
を備え、
前記第１部分は、前記第２部分上で延在しており、
前記第２部分の内径は、前記第１部分の内径よりも小さく、
前記第２部分の外径は、前記第１部分の外径よりも小さい、
フォーカスリング。
【請求項７】
電極と、
請求項１〜５の何れか一項に記載の静電チャックであり、前記電極上に搭載された該静電チャックと、
を備える支持台。
【請求項８】
フォーカスリングを更に備え、
前記フォーカスリングは、
環形状を有する第１部分と、
環形状を有し、前記第１部分と中心軸線を共有する第２部分と、
を有し、
前記第１部分は、前記第２部分上で延在しており、
前記第２部分の内径は、前記第１部分の内径よりも小さく、
前記第２部分の外径は、前記第１部分の外径よりも小さく、
前記フォーカスリングの前記第１部分は、前記静電チャックの前記第２領域上に搭載され、
前記フォーカスリングの前記第２部分は、前記静電チャックによって提供された前記空間内に収容されている、
請求項７に記載の支持台。
【請求項９】
チャンバと、
前記チャンバ内で基板を支持するように構成された支持台であり、
電極と、
請求項１〜５の何れか一項に記載の静電チャックであり、前記電極上に搭載された該静電チャックと、
を含む、該支持台と、
を備える、プラズマ処理装置。
【請求項１０】
フォーカスリングを更に備え、
前記フォーカスリングは、
環形状を有する第１部分と、
環形状を有し、前記第１部分と中心軸線を共有する第２部分と、
を有し、
前記第１部分は、前記第２部分上で延在しており、
前記第２部分の内径は、前記第１部分の内径よりも小さく、
前記第２部分の外径は、前記第１部分の外径よりも小さく、
前記フォーカスリングの前記第１部分は、前記静電チャックの前記第２領域上に搭載され、
前記フォーカスリングの前記第２部分は、前記静電チャックによって提供された前記空間内に収容されている、
請求項９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
請求項９に記載されたプラズマ処理装置を用いて実行されるプラズマ処理方法であって、
前記静電チャック上に前記フォーカスリングを搭載する工程と、
前記静電チャック上に基板を載置する工程と、
前記フォーカスリングが前記静電チャック上に搭載され、且つ、前記基板が前記静電チャック上に載置されている状態で、前記チャンバ内で形成されたプラズマを用いて、前記基板を処理する工程と、
を含み、
前記フォーカスリングは、
環形状を有する第１部分と、
環形状を有し、前記第１部分と中心軸線を共有する第２部分と、
を有し、
前記第１部分は、前記第２部分上で延在しており、
前記第２部分の内径は、前記第１部分の内径よりも小さく、
前記第２部分の外径は、前記第１部分の外径よりも小さく、
前記フォーカスリングを搭載する前記工程において、前記フォーカスリングの前記第１部分が前記静電チャックの前記第２領域上に搭載され、前記フォーカスリングの前記第２部分が前記静電チャックによって提供された前記空間内に収容されるように、前記フォーカスリングが前記静電チャック上に搭載され、
基板を載置する前記工程において、前記基板の端面が前記フォーカスリングの前記第１部分の内側端面に対面し、前記基板のエッジ領域が前記フォーカスリングの前記第２部分上に位置するように、前記基板が前記静電チャック上に載置される、
プラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の例示的実施形態は、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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの製造においては、基板に対してプラズマ処理が適用される。プラズマ処理ではプラズマ処理装置が用いられる。プラズマ処理装置は、チャンバ及び支持台を備える。支持台は静電チャックを含む。基板は、チャンバ内では静電チャック上に載置され、静電チャックによって保持される。プラズマ処理の均一性を高めるために、フォーカスリングが、基板のエッジを囲むように静電チャック上に搭載される。このようなプラズマ処理装置は、特許文献１及び特許文献２に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載されたプラズマ処理装置では、静電チャックは、中心部及び外周部を有する。基板は中心部上に載置される。中心部は、外周部に対して上方に突出している。中心部の直径は、基板の直径よりも小さい。フォーカスリングは、外周部上に搭載される。フォーカスリングは、基板のエッジを囲むように外周部上に搭載される。基板のエッジ領域は、フォーカスリングの内縁部分の上に配置される。
【０００４】
特許文献２に記載されたプラズマ処理装置では、静電チャックは、平坦な上面を有する。フォーカスリングは、静電チャックの上面の上に搭載されている。基板は、フォーカスリングによって囲まれた領域内で、静電チャックの上面の上に載置される。基板のエッジとフォーカスリングは、互いに離間している。したがって、基板のエッジとフォーカスリングとの間の間隙は、静電チャックを露出させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１２２７４０号公報
【特許文献２】特開２０１２−１０４５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プラズマ処理において基板を径方向に均一に処理するためには、基板の上方の電界とフォーカスリングの上方の電界との差が小さいことが必要である。また、プラズマ処理による静電チャックの損傷を抑制することが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一つの例示的実施形態において、基板及びフォーカスリングを支持するための静電チャックが提供される。静電チャックは、第１領域及び第２領域を有する。第１領域は、第１上面を有する。第１領域は、第１上面の上に載置される基板を保持するように構成されている。第２領域は、第２上面を有する。第２領域は、第１領域を囲むように周方向に延在している。第２領域は、第２上面の上に搭載されるフォーカスリングを支持するように構成されている。第１上面と第２上面は、単一の平坦な面に沿って延在している。第１領域と第２領域は、それらの間に、第１上面と第２上面を互いから分離する空間を提供している。
【発明の効果】
【０００８】
一つの例示的実施形態に係る静電チャックによれば、当該静電チャックの上方にプラズマが生成されている状態において、第１領域上に載置された基板の上方の電界と第２領域上に搭載されたフォーカスリングの上方の電界との差が低減される。また、第１領域と第２領域との間に提供された空間内に物体を収容することによって、プラズマ処理による静電チャックの損傷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図２】一つの例示的実施形態に係る静電チャック及びフォーカスリングを示す断面図である。
【図３】一つの例示的実施形態に係る静電チャック及びフォーカスリングを示す断面図である。
【図４】別の例示的実施形態に係る静電チャック及びフォーカスリングを示す断面図である。
【図５】更に別の例示的実施形態に係る静電チャック及びフォーカスリングを示す断面図である。
【図６】更に別の例示的実施形態に係る静電チャック及びフォーカスリングを示す断面図である。
【図７】更に別の例示的実施形態に係る静電チャック及びフォーカスリングを示す断面図である。
【図８】更に別の例示的実施形態に係る静電チャック及びフォーカスリングを示す断面図である。
【図９】一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法を示す流れ図である。
【図１０】一つの例示的実施形態に係るフォーカスリングが静電チャック上に搭載された状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、種々の例示的実施形態について説明する。
【００１１】
一つの例示的実施形態において、基板及びフォーカスリングを支持するための静電チャックが提供される。静電チャックは、第１領域及び第２領域を有する。第１領域は、第１上面を有する。第１領域は、第１上面の上に載置される基板を保持するように構成されている。第２領域は、第２上面を有する。第２領域は、第１領域を囲むように周方向に延在している。第２領域は、第２上面の上に搭載されるフォーカスリングを支持するように構成されている。第１上面と第２上面は、単一の平坦な面に沿って延在している。第１領域と第２領域は、それらの間に、第１上面と第２上面を互いから分離する空間を提供している。
【００１２】
一つの例示的実施形態に係る静電チャックによれば、第１上面と第２上面は、単一の平坦な面に沿って延在している。したがって、この静電チャックの上方でプラズマが生成されている状態において、第１領域上に載置された基板の上方の電界（例えば電界強度）と第２領域上に搭載されたフォーカスリングの上方の電界（例えば電界強度）との差が低減される。また、第１領域と第２領域との間に提供された空間内に物体を収容することによって、プラズマからの化学種が、基板とフォーカスリングとの間の間隙を通って静電チャックに到達することが抑制される。したがって、プラズマ処理による静電チャックの損傷が抑制される。
【００１３】
一つの例示的実施形態において、第１領域を構成する誘電体材料と第２領域を構成する誘電体材料は、互いに同一であってもよい。この実施形態において、第１領域の厚みと第２領域の厚みは、互いに等しい。
【００１４】
一つの例示的実施形態において、第１領域及び第２領域のうち一方の領域の誘電率は、他方の領域の誘電率よりも低くてもよい。この実施形態において、一方の領域の厚みは、他方の領域の厚みよりも小さい。
【００１５】
一つの例示的実施形態において、静電チャックは、第１領域と第２領域との間に設けられた第３領域を更に備え得る。第３領域は、第１領域、第２領域、及び第３領域を一体化するように、第１領域と第２領域に接続されている。第１領域と第２領域との間の空間は、第１領域と第２領域の間、且つ、第３領域上に提供された溝である。
【００１６】
一つの例示的実施形態において、第１領域及び前記第２領域は、互いに分離された異なる部材からそれぞれ形成されていてもよい。
【００１７】
別の例示的実施形態において、フォーカスリングが提供される。フォーカスリングは、プラズマ処理装置において基板のエッジを囲むように配置される。フォーカスリングは、第１部分及び第２部分を備える。第１部分は、環形状を有する。第２部分は、環形状を有し、第１部分と中心軸線を共有する。第１部分は、第２部分上で延在している。第２部分の内径は、第１部分の内径よりも小さい。第２部分の外径は、第１部分の外径よりも小さい。このフォーカスリングの第１部分が上記静電チャックの第２領域上に搭載されると、第２部分が第１領域と第２領域との間の空間に収容され得る。したがって、プラズマからの化学種が、基板とフォーカスリングとの間の間隙を通って静電チャックに到達することが第２部分によって抑制される。故に、このフォーカスリングによれば、プラズマ処理による静電チャックの損傷が抑制される。
【００１８】
更に別の例示的実施形態において、支持台が提供される。支持台は、電極及び静電チャックを備える。静電チャックは、電極上に搭載されている。静電チャックは、上述した種々の例示的実施形態のうち何れかの静電チャックである。
【００１９】
一つの例示的実施形態において、支持台は、フォーカスリングを更に備えていてもよい。フォーカスリングは、上述した例示的実施形態に係るフォーカスリングである。この支持台では、フォーカスリングの第１部分は、静電チャックの第２領域上に搭載される。フォーカスリングの第２部分は、静電チャックによって提供された上記空間内に収容される。
【００２０】
更に別の例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ及び支持台を備える。支持台は、チャンバ内で基板を支持するように構成されている。支持台は、電極及び静電チャックを有する。静電チャックは、電極上に搭載されている。静電チャックは、上述した種々の例示的実施形態のうち何れかの静電チャックである。
【００２１】
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、フォーカスリングを更に備えていてもよい。フォーカスリングは、上述した例示的実施形態に係るフォーカスリングである。このプラズマ処理装置では、フォーカスリングの第１部分は、静電チャックの第２領域上に搭載される。フォーカスリングの第２部分は、静電チャックによって提供された上記空間内に収容される。
【００２２】
更に別の例示的実施形態においては、上記例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を用いて実行されるプラズマ処理方法が提供される。プラズマ処理方法は、静電チャック上にフォーカスリングを搭載する工程、静電チャック上に基板を載置する工程、及び基板を処理する工程を含む。基板を処理する工程は、フォーカスリングが静電チャック上に搭載され、且つ、基板が静電チャック上に載置されている状態で、チャンバ内で形成されたプラズマを用いて行われる。このプラズマ処理では、上述した例示的実施形態に係るフォーカスリングが用いられる。フォーカスリングを搭載する工程において、フォーカスリングの第１部分が静電チャックの第２領域上に搭載され、フォーカスリングの第２部分が静電チャックによって提供された上記空間内に収容されるように、フォーカスリングが静電チャック上に搭載される。基板を載置する工程において、基板の端面がフォーカスリングの第１部分の内側端面に対面し、基板のエッジ領域がフォーカスリングの第２部分上に位置するように、基板が静電チャック上に載置される。
【００２３】
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００２４】
図１は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１は、容量結合型の装置である。プラズマ処理装置１は、チャンバ１０を備えている。チャンバ１０は、その中に内部空間１０ｓを提供している。
【００２５】
チャンバ１０は、チャンバ本体１２を含んでいる。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有している。内部空間１０ｓは、チャンバ本体１２の内側に提供されている。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウムから形成されている。チャンバ本体１２の内壁面上には、耐腐食性を有する膜が設けられている。耐腐食性を有する膜は、酸化アルミニウム、酸化イットリウムといったセラミックから形成された膜であり得る。
【００２６】
チャンバ本体１２の側壁には、通路１２ｐが形成されている。基板Ｗは、内部空間１０ｓとチャンバ１０の外部との間で搬送されるときに、通路１２ｐを通過する。通路１２ｐは、ゲートバルブ１２ｇにより開閉可能となっている。ゲートバルブ１２ｇは、チャンバ本体１２の側壁に沿って設けられている。
【００２７】
チャンバ本体１２の底部上には、支持部１３が設けられている。支持部１３は、絶縁材料から形成されている。支持部１３は、略円筒形状を有している。支持部１３は、内部空間１０ｓの中で、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。支持部１３上には、部材１５が設けられている。部材１５は、石英といった絶縁体から形成されている。部材１５は、略円筒形状を有し得る。或いは。部材１５は、環形状を有する板状体であり得る。
【００２８】
プラズマ処理装置１は、基板支持台、即ち一つの例示的実施形態に係る支持台１４を更に備えている。支持台１４は、支持部１３によって支持されている。支持台１４は、内部空間１０ｓの中に設けられている。支持台１４は、チャンバ１０内、即ち内部空間１０ｓの中で、基板Ｗを支持するように構成されている。
【００２９】
支持台１４は、下部電極１８及び一つの例示的実施形態に係る静電チャック２０を有している。支持台１４は、電極プレート１６を更に有し得る。電極プレート１６は、例えばアルミニウムといった導体から形成されており、略円盤形状を有している。下部電極１８は、電極プレート１６上に設けられている。下部電極１８は、例えばアルミニウムといった導体から形成されており、略円盤形状を有している。下部電極１８は、電極プレート１６に電気的に接続されている。下部電極１８の外周面及び電極プレート１６の外周面は、支持部１３によって囲まれている。
【００３０】
静電チャック２０は、下部電極１８上に設けられている。静電チャック２０のエッジ及び下部電極１８の外周面は部材１５によって囲まれている。静電チャック２０は、基板Ｗ及び一つの例示的実施形態に係るフォーカスリング２６を支持するように構成されている。基板Ｗは、例えば円盤形状を有する。基板Ｗは、静電チャック２０上に載置される。フォーカスリング２６は、基板Ｗのエッジを囲むように静電チャック２０上に搭載される。フォーカスリング２６の外縁部分は、部材１５上で延在し得る。静電チャック２０及びフォーカスリング２６の詳細については、後述する。
【００３１】
下部電極１８の内部には、流路１８ｆが設けられている。流路１８ｆには、チャンバ１０の外部に設けられているチラーユニット２２から配管２２ａを介して熱交換媒体（例えば冷媒）が供給される。流路１８ｆに供給された熱交換媒体は、配管２２ｂを介してチラーユニット２２に戻される。プラズマ処理装置１では、静電チャック２０上に載置された基板Ｗの温度が、熱交換媒体と下部電極１８との熱交換により、調整される。
【００３２】
プラズマ処理装置１には、ガス供給ライン２４が設けられている。ガス供給ライン２４は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス（例えばＨｅガス）を、静電チャック２０の上面と基板Ｗの裏面との間に供給する。
【００３３】
プラズマ処理装置１は、上部電極３０を更に備えている。上部電極３０は、支持台１４の上方に設けられている。上部電極３０は、部材３２を介して、チャンバ本体１２の上部に支持されている。部材３２は、絶縁性を有する材料から形成されている。上部電極３０と部材３２は、チャンバ本体１２の上部開口を閉じている。
【００３４】
上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含み得る。天板３４の下面は、内部空間１０ｓの側の下面であり、内部空間１０ｓを画成している。天板３４は、ジュール熱の少ない低抵抗の導電体又は半導体から形成され得る。天板３４には、複数のガス吐出孔３４ａが形成されている。複数のガス吐出孔３４ａは、天板３４をその板厚方向に貫通している。
【００３５】
支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持する。支持体３６は、アルミニウムといった導電性材料から形成される。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。支持体３６には、複数のガス孔３６ｂが形成されている。複数のガス孔３６ｂは、ガス拡散室３６ａから下方に延びている。複数のガス孔３６ｂは、複数のガス吐出孔３４ａにそれぞれ連通している。支持体３６には、ガス導入口３６ｃが形成されている。ガス導入口３６ｃは、ガス拡散室３６ａに接続している。ガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。
【００３６】
ガス供給管３８には、ガス供給部ＧＳが接続されている。ガス供給部ＧＳは、ガスソース群４０、バルブ群４１、流量制御器群４２、及びバルブ群４３を含む。ガスソース群４０は、バルブ群４１、流量制御器群４２、及びバルブ群４３を介して、ガス供給管３８に接続されている。ガスソース群４０は、複数のガスソースを含んでいる。バルブ群４１及びバルブ群４３の各々は、複数の開閉バルブを含んでいる。流量制御器群４２は、複数の流量制御器を含んでいる。流量制御器群４２の複数の流量制御器の各々は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。ガスソース群４０の複数のガスソースの各々は、バルブ群４１の対応の開閉バルブ、流量制御器群４２の対応の流量制御器、及びバルブ群４３の対応の開閉バルブを介して、ガス供給管３８に接続されている。
【００３７】
プラズマ処理装置１では、チャンバ本体１２の内壁面に沿って、シールド４６が着脱自在に設けられている。シールド４６は、支持部１３の外周にも設けられている。シールド４６は、チャンバ本体１２にエッチング副生物が付着することを防止する。シールド４６は、例えば、アルミニウムから形成された部材の表面に耐腐食性を有する膜を形成することにより構成される。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウムといったセラミックから形成された膜であり得る。
【００３８】
支持部１３とチャンバ本体１２の側壁との間には、バッフルプレート４８が設けられている。バッフルプレート４８は、例えば、アルミニウムから形成された部材の表面に耐腐食性を有する膜を形成することにより構成される。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウムといったセラミックから形成された膜であり得る。バッフルプレート４８には、複数の貫通孔が形成されている。バッフルプレート４８の下方、且つ、チャンバ本体１２の底部には、排気口１２ｅが設けられている。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、圧力調整弁及びターボ分子ポンプといった真空ポンプを有している。
【００３９】
プラズマ処理装置１は、第１の高周波電源６１を更に備えている。第１の高周波電源６１は、チャンバ１０内でガスからプラズマを生成するために、第１の高周波電力を発生するように構成されている。第１の高周波電力の周波数は、例えば２７ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲内の周波数である。
【００４０】
第１の高周波電源６１は、整合器６３を介して下部電極１８に電気的に接続されている。整合器６３は、整合回路を有している。整合器６３の整合回路は、第１の高周波電源６１の負荷側（下部電極側）のインピーダンスを、第１の高周波電源６１の出力インピーダンスに整合させるよう構成されている。別の実施形態では、第１の高周波電源６１は、整合器６３を介して上部電極３０に電気的に接続されていてもよい。
【００４１】
プラズマ処理装置１は、第２の高周波電源６２を更に備え得る。第２の高周波電源６２は、第２の高周波電力を発生するように構成されている。第２の高周波電力は、主としてイオンを基板Ｗに引き込むことに適した周波数を有する。第２の高周波電力の周波数は、例えば４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数である。
【００４２】
第２の高周波電源６２は、整合器６４を介して下部電極１８に電気的に接続されている。整合器６４は、整合回路を有している。整合器６４の整合回路は、第２の高周波電源６２の負荷側（下部電極側）のインピーダンスを、第２の高周波電源６２の出力インピーダンスに整合させるよう構成されている。
【００４３】
プラズマ処理装置１は、制御部８０を更に備え得る。制御部８０は、プロセッサ、メモリといった記憶部、入力装置、表示装置、信号の入出力インターフェイス等を備えるコンピュータであり得る。制御部８０は、プラズマ処理装置１の各部を制御する。制御部８０では、入力装置を用いて、オペレータがプラズマ処理装置１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができる。また、制御部８０では、表示装置により、プラズマ処理装置１の稼働状況を可視化して表示することができる。さらに、制御部８０の記憶部には、制御プログラム及びレシピデータが格納されている。制御プログラムは、プラズマ処理装置１で各種処理を実行するために、制御部８０のプロセッサによって実行される。制御部８０のプロセッサが、制御プログラムを実行し、レシピデータに従ってプラズマ処理装置１の各部を制御することにより、種々のプロセス、例えばプラズマ処理方法がプラズマ処理装置１で実行される。
【００４４】
以下、静電チャック及びフォーカスリングについて詳細に説明する。以下の説明では、図１と共に、図２及び図３を参照する。図２及び図３の各々は、一つの例示的実施形態に係る静電チャック及びフォーカスリングを示す断面図である。図２では、静電チャック上にフォーカスリングが搭載されている状態が示されている。図３では、静電チャックの上方にフォーカスリングが配置されている状態が示されている。図２及び図３に示す静電チャック２０Ａは、プラズマ処理装置１の静電チャック２０として用いられ得る。
【００４５】
静電チャック２０Ａは、本体を有する。静電チャック２０Ａの本体は、略円盤形状を有している。静電チャック２０Ａの本体は、誘電体材料から形成されている。静電チャック２０Ａの本体は、第１領域２０ａ、第２領域２０ｂ、及び第３領域２０ｃを含んでいる。
【００４６】
第１領域２０ａは、略円盤形状を有する領域である。第１領域２０ａは、第１上面２０１を有する。第１領域２０ａは、第１上面２０１上に載置される基板Ｗを保持するように構成されている。第１領域２０ａの直径は、基板Ｗの直径よりも小さい。
【００４７】
静電チャック２０Ａは、電極２０ｄを更に有している。電極２０ｄは、膜状の電極である。電極２０ｄは、第１領域２０ａ内に設けられている。電極２０ｄは、スイッチ２０ｓを介して直流電源２０ｐに接続されている（図１参照）。電極２０ｄに直流電源２０ｐからの電圧が印加されると、第１領域２０ａと基板Ｗとの間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、基板Ｗは、第１領域２０ａに引き付けられ、第１領域２０ａによって保持される。
【００４８】
第２領域２０ｂは、環形状を有する領域である。第２領域２０ｂは、板形状を更に有し得る。第２領域２０ｂは、第１領域２０ａと中心軸線（図２及び図３では、軸線ＡＸ）を共有している。第２領域２０ｂは、第１領域２０ａを囲むように、その中心軸線に対して周方向に延在している。第２領域２０ｂは、第２上面２０２を有している。第２領域２０ｂは、その上に搭載されるフォーカスリング２６を支持するように構成されている。第１領域２０ａの第１上面２０１と第２領域２０ｂの第２上面２０２は、単一の平坦な面（単一の平坦な仮想面）に沿って延在している。
【００４９】
静電チャック２０Ａは、電極２０ｅ及び電極２０ｆを更に有している。電極２０ｅ及び電極２０ｆの各々は、膜状の電極である。電極２０ｅ及び電極２０ｆは、第２領域２０ｂ内に設けられている。電極２０ｅ及び電極２０ｆの各々は、静電チャック２０Ａの中心軸線に対して周方向に延在している。電極２０ｆは、電極２０ｅの外側に設けられている。電極２０ｅには直流電源２０ｍがスイッチを介して電気的に接続されており、電極２０ｆには直流電源２０ｎがスイッチを介して電気的に接続されている（図１参照）。電極２０ｅ及び電極２０ｆのそれぞれには、電極２０ｅと電極２０ｆとの間で電位差が生じるように直流電源２０ｍ及び直流電源２０ｎから直流電圧が印加される。例えば、電極２０ｅに直流電源２０ｍから印加される直流電圧の極性は、電極２０ｆに直流電源２０ｎから印加される直流電圧の極性とは逆の極性であってもよい。
【００５０】
第３領域２０ｃは、第１領域２０ａと第２領域２０ｂとの間に設けられている。第３領域２０ｃは、第１領域２０ａ、第２領域２０ｂ、及び第３領域２０ｃを一体化するように第１領域２０ａと第２領域２０ｂに接続されている。即ち、静電チャック２０Ａの本体は、一体化されている。静電チャック２０Ａの本体、即ち、第１領域２０ａ、第２領域２０ｂ、及び第３領域２０ｃは、単一の誘電体材料から形成され得る。即ち、第１領域２０ａを構成する誘電体材料及び第２領域２０ｂを構成する誘電体材料は、同一であり得る。例えば、静電チャック２０Ａの本体は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムといったセラミックから形成され得る。この静電チャック２０Ａでは、第１領域２０ａの厚みと第２領域２０ｂの厚みは、互いに等しい。
【００５１】
第１領域２０ａと第２領域２０ｂは、それらの間に空間２０ｇを提供している。第１上面２０１と第２上面２０２は、空間２０ｇによって互いから分離されている。空間２０ｇは、第１領域２０ａ及び第２領域２０ｂの中心軸線（図２及び図３では、軸線ＡＸ）に対して周方向に延びている。空間２０ｇは、静電チャック２０Ａでは溝であり、第１領域２０ａと第２領域２０ｂの間、且つ、第３領域２０ｃ上に提供されている。上述したように、第１領域２０ａの直径は、基板Ｗの直径よりも小さい。したがって、基板Ｗが第１上面２０１上に載置されている状態では、基板Ｗのエッジは、空間２０ｇ上に位置する。
【００５２】
フォーカスリング２６は、環形状を有する部材である。フォーカスリング２６は、略板形状を更に有し得る。フォーカスリング２６は、限定されるものではないが、シリコン、炭化シリコン、又は石英から形成され得る。フォーカスリング２６は、第１部分２６ａ及び第２部分２６ｂを有する。
【００５３】
第１部分２６ａは、環形状を有する。第１部分２６ａは、板形状を更に有し得る。第１部分２６ａの内径（直径）は、基板Ｗの直径よりも大きい。第２部分２６ｂは、環形状を有する。第２部分２６ｂは、板形状を更に有し得る。第２部分２６ｂは、第１部分２６ａと中心軸線（図２及び図３では軸線ＡＸ）を共有している。第１部分２６ａは、第２部分２６ｂ上で延在している。第２部分２６ｂの内径は、第１部分２６ａの内径よりも小さい。第２部分２６ｂの外径は、第１部分２６ａの外径よりも小さく、第１部分２６ａの内径よりも大きい。第２部分２６ｂの内径は、静電チャック２０Ａの第１領域２０ａの外径（即ち、空間２０ｇの内径）と同一か、静電チャック２０Ａの第１領域２０ａの外径よりも大きい。第２部分２６ｂの外径は、静電チャック２０Ａの第２領域２０ｂの内径（即ち、空間２０ｇの外径）と同一か、静電チャック２０Ａの第２領域２０ｂの内径よりも小さい。
【００５４】
フォーカスリング２６の第１部分２６ａは、静電チャック２０Ａの第２領域２０ｂ上に搭載される。また、フォーカスリング２６の第２部分２６ｂは、静電チャック２０Ａによって提供された空間２０ｇ内に収容される。直流電源２０ｍから電極２０ｅに直流電圧が印加され、直流電源２０ｎから電極２０ｆに直流電圧が印加されると、第２領域２０ｂとフォーカスリング２６の第１部分２６ａとの間に静電引力が発生する。発生した静電引力により、フォーカスリング２６の第１部分２６ａは、静電チャック２０Ａの第２領域２０ｂに引き付けられ、第２領域２０ｂによって保持される。
【００５５】
上述したように、静電チャック２０Ａの第１上面２０１と第２上面２０２は、単一の平坦な面（仮想面）に沿って延在している。したがって、静電チャック２０の上方でプラズマが生成されている状態において、第１領域２０ａ上に載置された基板Ｗの上方の電界（例えば電界強度）と第２領域２０ｂ上に搭載されたフォーカスリング２６の上方の電界（例えば電界強度）との差が低減される。
【００５６】
また、フォーカスリング２６は、空間２０ｇ内に第２部分２６ｂが収容されるように静電チャック２０Ａ上に載置される。基板Ｗは、その端面がフォーカスリング２６の第１部分２６ａの内側端面に対面し、そのエッジ領域がフォーカスリング２６の第２部分２６ｂ上に位置するように、静電チャック２０Ａ上に載置される。したがって、チャンバ１０内で生成されたプラズマからの化学種が、基板Ｗとフォーカスリング２６との間の間隙を通って静電チャック２０Ａに到達することが第２部分２６ｂによって抑制される。故に、プラズマ処理による静電チャック２０Ａの損傷が抑制される。なお、基板Ｗのエッジ領域とフォーカスリング２６の第２部分２６ｂとの間には、間隙が存在していてもよい。
【００５７】
以下、図４を参照する。図４は、別の例示的実施形態に係る静電チャック及びフォーカスリングを示す断面図である。図４に示す静電チャック２０Ｂは、プラズマ処理装置１の静電チャック２０として用いられ得る。静電チャック２０Ｂは、第３領域２０ｃを有していない点で、静電チャック２０Ａと異なる。即ち、静電チャック２０Ｂでは、第１領域２０ａ及び第２領域２０ｂは、互いに分離された異なる部材からそれぞれ形成されている。その他の点では、静電チャック２０Ｂの構成は、静電チャック２０Ａの構成と同一である。
【００５８】
以下、図５〜図８を参照する。図５〜図８の各々は、更に別の例示的実施形態に係る静電チャック及びフォーカスリングを示す断面図である。図５に示す静電チャック２０Ｃは、プラズマ処理装置１の静電チャック２０として用いられ得る。静電チャック２０Ｃでは、第２領域２０ｂの厚みは、第１領域２０ａの厚みよりも小さい。静電チャック２０Ｃでは、第２領域２０ｂの誘電体材料は、第１領域２０ａの誘電体材料とは異なる。静電チャック２０Ｃでは、第２領域２０ｂの誘電体材料の誘電率は、第１領域２０ａの誘電体材料の誘電率よりも低い。第１領域２０ａの誘電体材料及び第２領域２０ｂの誘電体材料の各々は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムといったセラミックから選択され得る。第１領域２０ａ及び第２領域２０ｂの各々の誘電体材料、並びに、第１領域２０ａ及び第２領域２０ｂの各々の厚みは、第２領域２０ｂの単位面積当りの静電容量が第１領域２０ａの単位面積当りの静電容量と実質的に等しくなるように設定されている。その他の点では、静電チャック２０Ｃの構成は、静電チャック２０Ａの構成と同一である。
【００５９】
図６に示す静電チャック２０Ｄは、プラズマ処理装置１の静電チャック２０として用いられ得る。静電チャック２０Ｄでは、第２領域２０ｂの厚みは、第１領域２０ａの厚みよりも小さい。静電チャック２０Ｄでは、第２領域２０ｂの誘電体材料は、第１領域２０ａの誘電体材料とは異なる。静電チャック２０Ｄでは、第２領域２０ｂの誘電体材料の誘電率は、第１領域２０ａの誘電体材料の誘電率よりも低い。第１領域２０ａの誘電体材料及び第２領域２０ｂの誘電体材料の各々は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムといったセラミックから選択され得る。第１領域２０ａ及び第２領域２０ｂの各々の誘電体材料、並びに、第１領域２０ａ及び第２領域２０ｂの各々の厚みは、第２領域２０ｂの単位面積当りの静電容量が第１領域２０ａの単位面積当りの静電容量と実質的に等しくなるように設定されている。その他の点では、静電チャック２０Ｄの構成は、静電チャック２０Ｂの構成と同一である。
【００６０】
図７に示す静電チャック２０Ｅは、プラズマ処理装置１の静電チャック２０として用いられ得る。静電チャック２０Ｅでは、第２領域２０ｂの厚みは、第１領域２０ａの厚みよりも大きい。静電チャック２０Ｅでは、第２領域２０ｂの誘電体材料は、第１領域２０ａの誘電体材料とは異なる。静電チャック２０Ｅでは、第２領域２０ｂの誘電体材料の誘電率は、第１領域２０ａの誘電体材料の誘電率よりも高い。第１領域２０ａの誘電体材料及び第２領域２０ｂの誘電体材料の各々は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムといったセラミックから選択され得る。第１領域２０ａ及び第２領域２０ｂの各々の誘電体材料、並びに、第１領域２０ａ及び第２領域２０ｂの各々の厚みは、第２領域２０ｂの単位面積当りの静電容量が第１領域２０ａの単位面積当りの静電容量と実質的に等しくなるように設定されている。その他の点では、静電チャック２０Ｅの構成は、静電チャック２０Ａの構成と同一である。
【００６１】
図８に示す静電チャック２０Ｆは、プラズマ処理装置１の静電チャック２０として用いられ得る。静電チャック２０Ｆでは、第２領域２０ｂの厚みは、第１領域２０ａの厚みよりも大きい。静電チャック２０Ｆでは、第２領域２０ｂの誘電体材料は、第１領域２０ａの誘電体材料とは異なる。静電チャック２０Ｆでは、第２領域２０ｂの誘電体材料の誘電率は、第１領域２０ａの誘電体材料の誘電率よりも高い。第１領域２０ａの誘電体材料及び第２領域２０ｂの誘電体材料の各々は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムといったセラミックから選択され得る。第１領域２０ａ及び第２領域２０ｂの各々の誘電体材料、並びに、第１領域２０ａ及び第２領域２０ｂの各々の厚みは、第２領域２０ｂの単位面積当りの静電容量が第１領域２０ａの単位面積当りの静電容量と実質的に等しくなるように設定されている。その他の点では、静電チャック２０Ｆの構成は、静電チャック２０Ｂの構成と同一である。
【００６２】
以下、図９を参照して、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法について説明する。図９は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法を示す流れ図である。以下の説明では、図９と共に、図１、図２、及び図１０参照する。図１０は、一つの例示的実施形態に係るフォーカスリングが静電チャック上に搭載された状態を示す断面図である。図９に示すプラズマ処理方法（以下、方法ＭＴ」という）は、プラズマ処理装置１を用いて実行される。
【００６３】
方法ＭＴの工程ＳＴ１では、フォーカスリング２６が静電チャック２０上に搭載される。静電チャック２０は、静電チャック２０Ａ〜２０Ｆのうち何れかであり得る。工程ＳＴ１では、図１０に示すように、フォーカスリング２６の第１部分２６ａは、静電チャック２０の第２領域２０ｂ上に搭載される。フォーカスリング２６の第２部分２６ｂは、静電チャック２０によって提供された空間２０ｇ内に収容される。工程ＳＴ１では、第２領域２０ｂによってフォーカスリング２６を保持するために、互いに異なる極性の直流電圧が、電極２０ｅ及び電極２０ｆにそれぞれ印加されてもよい。なお、工程ＳＴ２において基板Ｗが静電チャック２０上に載置された後に、互いに異なる極性の直流電圧が、電極２０ｅ及び電極２０ｆにそれぞれ印加されてもよい。
【００６４】
続く工程ＳＴ２では、基板Ｗが静電チャック２０上に載置される。図２に示すように、基板Ｗは、その端面がフォーカスリング２６の第１部分２６ａの内側端面に対面し、そのエッジ領域がフォーカスリング２６の第２部分２６ｂ上に位置するように、静電チャック２０上に載置される。電極２０ｄに直流電圧が印加されることにより、基板Ｗは第１領域２０ａによって保持される。
【００６５】
続く工程ＳＴ３は、図１及び図２に示すように、フォーカスリング２６が静電チャック２０上に搭載され、基板Ｗが静電チャック２０上に載置された状態で実行される。工程ＳＴ３では、チャンバ１０内で形成されたプラズマを用いて、基板Ｗが処理される。具体的に、工程ＳＴ３では、ガス供給部ＧＳからのガスがチャンバ１０内に供給される。工程ＳＴ３では、チャンバ１０内の圧力が指定された圧力に設定されるよう、排気装置５０が制御される。工程ＳＴ３では、第１の高周波電力及び／又は第２の高周波電力が供給される。工程ＳＴ３では、チャンバ１０内のガスが励起されて、当該ガスからプラズマが生成される。生成されたプラズマからの化学種により、基板Ｗが処理される。
【００６６】
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。
【００６７】
例えば、静電チャック２０Ａ〜２０Ｆの各々の第２領域２０ｂは、双極電極対である電極２０ｅ及び電極２０ｆではなく、単極の電極を有していてもよい。或いは、静電チャック２０Ａ〜２０Ｆの各々の第２領域２０ｂは、電極を有していなくてもよい。この場合には、フォーカスリング２６は、第２領域２０ｂ上に設けられた粘着シート（例えばジェルシート）によって保持され得る。
【００６８】
また、静電チャック２０Ａ〜２０Ｆのうち何れかであり得る静電チャック２０を備え、静電チャック２０上にフォーカスリング２６を搭載するプラズマ処理装置は、任意のタイプのプラズマ処理であってもよい。また、方法ＭＴは、静電チャック２０Ａ〜２０Ｆのうち何れかであり得る静電チャック２０を備え、且つ、静電チャック２０上にフォーカスリング２６を搭載することができれば、任意のタイプのプラズマ処理装置を用いて実行することが可能である。そのようなプラズマ処理装置としては、誘導結合型のプラズマ処理装置、マイクロ波といった表面波を用いてプラズマを生成するプラズマ処理装置が例示される。
【００６９】
以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
【符号の説明】
【００７０】
１…プラズマ処理装置、１４…支持台、２０…静電チャック、２０ａ…第１領域、２０ｂ…第２領域、２０ｇ…空間、２６…フォーカスリング、２６ａ…第１部分、２６ｂ…第２部分。
【図１】
2019216163.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019216163.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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