JP7499651B2

JP7499651B2 - 載置台及びプラズマ処理装置

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Publication number: JP7499651B2
Application number: JP2020147793A
Authority: JP
Inventors: 信介岡
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2020-09-02
Filing date: 2020-09-02
Publication date: 2024-06-14
Anticipated expiration: 2040-09-02
Also published as: KR20220030173A; JP2022042379A; US20220068615A1; KR102878028B1

Description

本開示は、載置台及びプラズマ処理装置に関する。

特許文献１は、フォーカスリングの径方向内側に、隙間を開けてデポコントロールリングを配置した構成の載置台を開示する。

特開２０１９－２２０４９７号公報

本開示は、エッジリングとエッジリングを載置する載置面との間の隙間への副生成物の堆積を抑制する技術を提供する。

本開示の一態様による載置台は、基板を載置する第１の載置部と、基板の周囲に配置されるリング状のエッジリングを載置する第２の載置部を有する。第２の載置部は、吸着電極と、温度調整機構とを有する。吸着電極は、電圧が印加されることによりエッジリングを吸着する。温度調整機構は、吸着電極に対してエッジリングの内周側及び外周側の少なくとも一方に設けられている。

本開示によれば、エッジリングとエッジリングを載置する載置面との間の隙間への副生成物の堆積を抑制できる。

図１は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。図２は、第１の実施形態に係る載置台の構成の概略を示す要部拡大図である。図３Ａは、第１の実施形態に係る第１の吸着電極、第２の吸着電極、ヒータの配置領域の一例を示す図である。図３Ｂは、第１の実施形態に係る第２の吸着電極の他の一例を示す図である。図３Ｃは、第１の実施形態に係る第２の吸着電極の他の一例を示す図である。図４は、従来の載置台の要部構成を示す概略断面図である。図５は、第１の実施形態に係る第１の吸着電極、第２の吸着電極、ヒータの配置領域の他の一例を示す図である。図６は、第２実施形態に係る載置台の要部構成を示す概略断面図である。図７は、第３実施形態に係る載置台の要部構成を示す概略断面図である。図８は、第３の実施形態に係る第１の吸着電極、第２の吸着電極、ペルチェ素子の配置領域の一例を示す図である。図９は、第４実施形態に係る載置台の要部構成を示す概略断面図である。

以下、図面を参照して本願の開示する載置台及びプラズマ処理装置の実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、開示する載置台及びプラズマ処理装置が限定されるものではない。

半導体デバイスの製造工程では、半導体ウエハなどの基板に対して、プラズマ処理装置により、プラズマエッチングなどのプラズマ処理が行われる。プラズマ処理装置は、所定の真空度まで減圧したチャンバ内で処理ガスを励起させることによりプラズマを生成し、当該プラズマによって基板にプラズマ処理を実施する。プラズマ処理装置は、チャンバ内に基板を載置する載置台が設けられている。また、プラズマ処理装置は、基板面内のプラズマ処理の均一性を維持したり、載置台の外周部分を保護するために、載置台上の基板の周囲に、リング状のエッジリング（フォーカスリングとも呼ばれる）が載置される。プラズマ処理装置は、基板やエッジリングを載置台で静電吸着する。

プラズマ処理装置では、プラズマ処理中、プラズマからの入熱によりエッジリングの温度が上昇して、エッジリングとエッジリングを載置した載置面との間の隙間の幅が広くなる。広くなった隙間には、プラズマ処理により生成される副生成物が堆積する。堆積した副生成物は、デポと呼ばれる。プラズマ処理装置は、プラズマ処理した基板の累積枚数が増えるに従い隙間へのデポの堆積が進み、デポの厚さが厚くなる。プラズマ処理が終わると、エッジリングと載置面との隙間は、元の幅に戻るが、デポの厚さが隙間の幅よりも厚くなるとエッジリングに対して上方向に応力が生じる。デポの厚さがさらに厚くなると、不具合が発生する。

そこで、エッジリングとエッジリングを載置する載置面との間の隙間への副生成物の堆積を抑制する技術が期待されている。

［第１実施形態］
＜プラズマ処理装置＞
実施形態について説明する。最初に、第１実施形態に係るプラズマ処理装置１の概略的な構成を説明する。図１は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置１の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。なお、本実施形態ではプラズマ処理装置１として、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置を例に説明する。

図１に示すように、プラズマ処理装置１は、略円筒形状のチャンバ１０を有している。チャンバ１０は、例えばアルミニウムにより構成されている。チャンバ１０は、表面に陽極酸化処理が施されている。チャンバ１０は、プラズマが生成される処理空間Ｓを画成する。

チャンバ１０内には、半導体ウエハなど、プラズマ処理の対象とされた基板Ｗを載置する載置台１１が設けられている。載置台１１は、基台１２及びエッジリング１３を有している。エッジリング１３は、リング状に形成され、基板Ｗの周囲を囲むように載置台１１上に配置される。

基台１２は、基体部１２ａと、第１の載置部１２ｂと、第２の載置部１２ｃとを有している。第１の載置部１２ｂ及び第２の載置部１２ｃは、基体部１２ａ上に設けられている。第１の載置部１２ｂは、上面に基板Ｗが載置される載置面１２ｄが形成されている。第１の載置部１２ｂは、載置面１２ｄに載置された基板Ｗを保持する。第２の載置部１２ｃは、上面にエッジリング１３が載置される載置面１２ｅが形成されている。第２の載置部１２ｃは、載置面１２ｅに載置されたエッジリング１３を保持する。

基体部１２ａは、略円板形状とされ、基板Ｗの径よりも大きな径を有している。基板Ｗの径は、約３００ｍｍである。第１の載置部１２ｂは、基体部１２ａの径と同程度又は基体部１２ａの径よりも小さな径の略円板形状とされ、基体部１２ａと同軸に設けられる。第２の載置部１２ｃは、略環形状とされ、平面視において第１の載置部１２ｂの周囲を囲うように、基体部１２ａの径方向外側に設けられている。エッジリング１３は、基板Ｗよりも厚く形成されている。第１の載置部１２ｂは、載置された基板Ｗの上面とエッジリング１３の上面との高さが揃うよう、第２の載置部１２ｃよりも高く形成されている。第１の載置部１２ｂの上面は、側面視において第２の載置部１２ｃの上面よりも上方に位置している。第１の載置部１２ｂと第２の載置部１２ｃは、同じ部材により一体として形成されていてもよく、別体として形成し、組み合せて一体として構成してもよい。

基体部１２ａの内部には、冷媒流路１５ａが形成されている。冷媒流路１５ａには、チャンバ１０の外部に設けられたチラーユニット（図示せず）から冷媒入口配管１５ｂを介して冷媒が供給される。冷媒流路１５ａに供給された冷媒は、冷媒出口流路１５ｃを介してチラーユニットに戻るようになっている。冷媒流路１５ａの中に冷媒、例えば冷却水等を循環させることにより、第１の載置部１２ｂに載置された基板Ｗ、第２の載置部１２ｃに保持されたエッジリング１３、及び載置台１１自体を所定の温度、例えば３０℃～５０℃に冷却することができる。基体部１２ａは、導電性の金属、例えばアルミニウム等で構成されており、下部電極としての機能を有している。

第１の載置部１２ｂは、例えばセラミックにより構成され、内部に第１の吸着電極１５ｄが設けられている。第１の吸着電極１５ｄには、スイッチ２０を介して直流電源２１が接続されている。そして、第１の載置部１２ｂは、第１の吸着電極１５ｄに直流電源２１から直流電圧が印加されることによって発生する静電気力によって、基板Ｗを載置面１２ｄに吸着保持する。すなわち、第１の載置部１２ｂは、基板Ｗ用の静電チャックとしての機能を有している。

第２の載置部１２ｃは、例えばセラミックにより構成され、内部に第２の吸着電極１５ｅが設けられている。第２の吸着電極１５ｅには、スイッチ２２を介して直流電源２１が接続されている。そして、第２の載置部１２ｃは、第２の吸着電極１５ｅに直流電源２１から直流電圧が印加されることによって発生する静電気力によって、エッジリング１３を載置面１２ｅに吸着保持する。すなわち、第２の載置部１２ｃは、エッジリング１３用の静電チャックとしての機能を有している。

なお、第２の吸着電極１５ｅに直流電圧を印加する直流電源は、第１の吸着電極１５ｄに直流電圧を印加する直流電源２１とは別に設けてもよい。

第２の載置部１２ｃの載置面１２ｅには、環状に形成されたエッジリング１３が第２の吸着電極１５ｅにより吸着保持されている。エッジリング１３は、平面視において第１の載置部１２ｂに載置された基板Ｗを囲み、当該第１の載置部１２ｂと同軸に保持されている。エッジリング１３は、プラズマ処理の均一性を向上させるために設けられる。このため、エッジリング１３は、第１の載置部１２ｂに載置された基板Ｗと同種の素材、例えば本実施形態においては基板Ｗを構成するシリコン（Ｓｉ）により構成される。

エッジリング１３は、上述のように静電気力により第２の載置部１２ｃに吸着保持される。この際、第２の載置部１２ｃを介して、基体部１２ａの内部に形成された冷媒流路１５ａ中を通流する冷媒によりエッジリング１３が冷却される。このようにエッジリング１３は、第２の載置部１２ｃに吸着されることにより冷却されるように構成されている。

基台１２の基体部１２ａには、第１の整合器２４ａを介して第１のＲＦ（radio frequency）電源２３ａが接続されている。また、基体部１２ａには、第２の整合器２４ｂを介して第２のＲＦ電源２３ｂが接続されている。プラズマ処理を実施する際、載置台１１には、第１のＲＦ電源２３ａ及び第２のＲＦ電源２３ｂからそれぞれ高周波電力が供給される。

第１のＲＦ電源２３ａは、プラズマ発生用の高周波電力を発生する電源である。第１のＲＦ電源２３ａからは２７ＭＨｚ～１００ＭＨｚの周波数であってよく、一例においては４０ＭＨｚの高周波電力が載置台１１の基体部１２ａに供給される。第１の整合器２４ａは、第１のＲＦ電源２３ａの出力インピーダンスと負荷側（基体部１２ａ側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。

第２のＲＦ電源２３ｂは、基板Ｗにイオンを引き込むための高周波電力（高周波バイアス電力）を発生して、当該高周波バイアス電力を基体部１２ａに供給する。高周波バイアス電力の周波数は、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数であってよく、一例においては３ＭＨｚである。第２の整合器２４ｂは、第２のＲＦ電源２３ｂの出力インピーダンスと負荷側（基体部１２ａ側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。

以上のように構成された載置台１１は、チャンバ１０の底部に設けられた略円筒形状の支持部材１６に締結される。支持部材１６は、例えばセラミック等の絶縁体により構成される。

載置台１１の上方には、載置台１１と対向するように、シャワーヘッド３０が設けられている。シャワーヘッド３０は、上部電極としての機能を有する。シャワーヘッド３０は、処理空間Ｓに面して配置される電極板３１、及び電極板３１の上方に設けられる電極支持体３２を有している。電極板３１は、基体部１２ａと一対の電極（上部電極と下部電極）として機能する。なお、シャワーヘッド３０は、絶縁性遮蔽部材３３を介して、チャンバ１０の上部に支持されている。

電極板３１には、後述のガス拡散室３２ａから送られる処理ガスを処理空間Ｓに供給するための複数のガス噴出口３１ａが形成されている。電極板３１は、例えば、発生するジュール熱の少ない低い電気抵抗率を有する導電体又は半導体により構成される。

電極支持体３２は、電極板３１を着脱自在に支持する。電極支持体３２は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウム等の導電性材料により構成される。電極支持体３２の内部には、ガス拡散室３２ａが形成されている。ガス拡散室３２ａには、ガス噴出口３１ａに連通する複数のガス流通孔３２ｂが形成されている。また、電極支持体３２には、ガス拡散室３２ａに処理ガスを供給するガス供給源群４０が、流量制御機器群４１、バルブ群４２、ガス供給管４３、ガス導入孔３２ｃを介して接続されている。

ガス供給源群４０は、プラズマ処理に用いる各種のガスのガス供給源を有している。ガス供給源群４０は、ガス供給源から一以上の種類のガスを処理ガスとして、流量制御機器群４１、バルブ群４２、ガス供給管４３、ガス導入孔３２ｃを介してガス拡散室３２ａに供給する。ガス拡散室３２ａに供給された処理ガスは、ガス流通孔３２ｂ、ガス噴出口３１ａを介して、処理空間Ｓ内にシャワー状に分散されて供給される。

また、プラズマ処理装置１には、チャンバ１０の側壁からシャワーヘッド３０の高さ位置よりも上方に延びるように円筒形状の接地導体１０ａが設けられている。円筒形状の接地導体１０ａは、上部に天板１０ｂを有している。

また、プラズマ処理装置１には、チャンバ１０の内壁に沿ってデポシールド５０が着脱自在に設けられている。デポシールド５０は、チャンバ１０の内壁にデポが付着することを抑制するものである。デポシールド５０は、例えばアルミニウム材にＹ_２Ｏ_３等のセラミックスを被覆することにより構成される。また同様に、デポシールド５０に対向する面であって、支持部材１６の外周面には、デポシールド５１が、着脱自在に設けられている。

チャンバ１０の底部であって、チャンバ１０の内壁と支持部材１６との間には、排気プレート５２が設けられている。排気プレート５２は、例えばアルミニウム材にＹ_２Ｏ_３等のセラミックスを被覆することにより構成される。処理空間Ｓは、排気プレート５２を介して排気口５３に連通されている。排気口５３には、例えば真空ポンプ等の排気装置５４が接続される。排気装置５４は、処理空間Ｓ内を所定の真空度まで減圧する。

また、チャンバ１０の側壁には、基板Ｗの搬入出口５５が形成されている。搬入出口５５は、ゲートバルブ５５ａにより開閉可能とされている。

以上のプラズマ処理装置１には、制御部１００が設けられている。制御部１００は、例えばコンピュータであり、記憶部（図示せず）を有している。記憶部には、プラズマ処理装置１における基板Ｗの処理を制御するプログラムが記憶されている。また、記憶部には、各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラムや、処理条件に応じてプラズマ処理装置１の各構成部に処理を実行させるためのプログラム、即ち、処理レシピが記憶されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御部１００にインストールされたものであってもよい。

次に、図２を参照して第１の実施形態に係る載置台１１について説明する。図２は、第１の実施形態に係る載置台１１の構成の概略を示す要部拡大図である。

載置台１１は、基台１２、及びエッジリング１３を有している。基台１２は、基板Ｗを吸着して保持する第１の載置部１２ｂと、エッジリング１３を吸着して保持する第２の載置部１２ｃと、第１の載置部１２ｂ及び第２の載置部１２ｃを上面に備える基体部１２ａとを有している。基体部１２ａは、略円板形状とされている。第１の載置部１２ｂは、略円板形状とされ、基体部１２ａの上方に、当該基体部１２ａと同軸となるように例えば接着剤を介して固定されている。また、第２の載置部１２ｃは、略環形状とされ、第１の載置部１２ｂを囲むようにして、基体部１２ａの径方向外側に例えば接着剤を介して固定されている。なお、上述のように、第１の載置部１２ｂは、当該第１の載置部１２ｂの上面が、側面視において第２の載置部１２ｃの上面よりも高い位置となるように設けられている。基体部１２ａは、内部に冷媒流路１５ａが形成されている。

第１の載置部１２ｂは、基板Ｗの吸着用の第１の吸着電極１５ｄが内部に設けられている。第１の吸着電極１５ｄは、基板Ｗが載置される載置領域に対応して設けられている。第１の載置部１２ｂは、第１の吸着電極１５ｄに直流電圧が印加されることによって発生する静電気力によって、基板Ｗを載置面１２ｄに吸着することができる。

第２の載置部１２ｃは、エッジリング１３の吸着用の第２の吸着電極１５ｅが内部に設けられている。第２の載置部１２ｃは、第２の吸着電極１５ｅに直流電圧が印加されることによって発生する静電気力によって、エッジリング１３を載置面１２ｅに吸着することができる。

エッジリング１３は、断面が略矩形の環状の形状とされ、第１の載置部１２ｂに載置された基板Ｗを取り囲むように設けられている。

第２の載置部１２ｃは、エッジリング１３が載置される環状の載置面１２ｅの径方向の中央に凹部１５ｆが設けられている。凹部１５ｆは、環状の載置面１２ｅの周方向に沿って環状に延在している。凹部１５ｆには、第２の載置部１２ｃに設けられた不図示の配管を介して伝熱ガス（例えば、Ｈｅガス）が供給される。

プラズマ処理装置１は、プラズマ処理の際、制御部１００の制御により、直流電源２１から第１の吸着電極１５ｄ及び第２の吸着電極１５ｅに直流電圧を印加して、基板Ｗ及びエッジリング１３を吸着する。また、プラズマ処理装置１は、プラズマ処理の際、制御部１００の制御により、エッジリング１３への伝熱効率を上げるため、凹部１５ｆに伝熱ガスが供給される。

ところで、プラズマ処理装置１では、プラズマ処理中、プラズマからの入熱によりエッジリング１３の温度が上昇して、エッジリング１３とエッジリング１３を載置した載置面１２ｅとの間の隙間の幅が広くなる。広くなった隙間には、プラズマ処理により生成されるデポ（副生成物）が堆積する。このデポの厚さが厚くなると、不具合が発生する。

そこで、第１の実施形態に係る載置台１１は、第２の載置部１２ｃにヒータ１７、１８を設けている。ヒータ１７は、第２の吸着電極１５ｅに対してエッジリング１３の内周側に設けられている。ヒータ１８は、第２の吸着電極１５ｅに対してエッジリング１３の外周側に設けられている。

第２の吸着電極１５ｅは、載置面１２ｅの径方向の幅よりも小さい幅で載置面１２ｅの中央付近に沿って設けられている。ヒータ１７及びヒータ１８は、第２の吸着電極１５ｅが配置された配置面と同一面内で、配置された領域が第２の吸着電極１５ｅの領域と重ならないように設けられている。

図３Ａは、第１の実施形態に係る第１の吸着電極１５ｄ、第２の吸着電極１５ｅ、ヒータ１７、１８の配置領域の一例を示す図である。図３Ａには、上方向（載置面１２ｄ、１２ｅ側）から載置台１１を見た概念図が示されている。載置台１１は、上方向から見た場合、円形に形成されている。載置台１１の中央付近には、第１の吸着電極１５ｄを設けた円形の配置領域が示されている。また、第１の吸着電極１５ｄの配置領域を囲むように、第２の吸着電極１５ｅを設けた環状の配置領域が示されている。第１の吸着電極１５ｄの配置領域は、基板Ｗと同程度のサイズとされている。第２の吸着電極１５ｅの径方向の幅を載置面１２ｅの径方向の幅よりも小さくしたため、第２の吸着電極１５ｅの配置領域は、内径がエッジリング１３の内径よりも大きく、外径がエッジリング１３の外径よりも小さくなっている。ヒータ１７は、第２の吸着電極１５ｅの内周に沿って、第１の吸着電極１５ｄの配置領域と第２の吸着電極１５ｅの配置領域の間に設けられている。ヒータ１８は、第２の吸着電極１５ｅの配置領域の外周に沿って設けられている。第２の吸着電極１５ｅ、ヒータ１７及びヒータ１８は、同じ導電性の材料をスクリーン印刷することにより形成される。第２の吸着電極１５ｅは、抵抗を低くすると共に、エッジリング１３を吸着する静電気力を発生させるため、広い幅で形成される。ヒータ１７及びヒータ１８は、抵抗値を高くして発熱させるため、狭い幅で形成される。第２の吸着電極１５ｅは、環状の一部が分離している。ヒータ１７は、一方の端部１７ａが第２の吸着電極１５ｅの一方の端部１５ｅａに接続されている。第２の吸着電極１５ｅは、他方の端部１５ｅｂがヒータ１８の一方の端部１８ａに接続されている。すなわち、ヒータ１７、第２の吸着電極１５ｅ、ヒータ１８は、電気的に直列に接続されている。ヒータ１７の他方の端部１７ｂ及びヒータ１８の他方の端部１８ｂの何れか一方は、スイッチ２２を介して直流電源２１に接続されている。ヒータ１７の他方の端部１７ｂ及びヒータ１８の他方の端部１８ｂの他方も、直流電源２１に接続されている。この場合、直流電源２１としては、高電圧の直流電源と低電圧の直流電源の２つの直流電源を設ける。この場合、例えば、ヒータ１７の端部１７ｂに高電圧の直流電源に接続して高電圧を印加し、ヒータ１８の端部１８ｂに低電圧の直流電源に接続して低電圧を印加して、ヒータ１７の他方の端部１７ｂとヒータ１８の他方の端部１８ｂの間に電位差が生じさせる必要がある。直流電源２１は、ヒータ１７、第２の吸着電極１５ｅ、ヒータ１８の直列回路に直流電圧を印加する。第２の吸着電極１５ｅは、直流電圧が印加されることによってエッジリング１３を吸着する。ヒータ１７、１８は、直流電圧が印加されることによって発熱する。なお、第２の吸着電極１５ｅは、一部を分離せず、環状に形成してもよい。図３Ｂは、第１の実施形態に係る第２の吸着電極の他の一例を示す図である。図３Ｂでは、第２の吸着電極１５ｅは、環状に形成されている。また、第２の吸着電極１５ｅは、ヒータ１７、１８に接続せず、ヒータ１７、１８を直列に接続してもよい。図３Ｃは、第１の実施形態に係る第２の吸着電極の他の一例を示す図である。一部を分離せず、環状に形成してもよい。第２の吸着電極１５ｅは、環状の一部が分離している。ヒータ１７の端部１７ａとヒータ１８の端部１８ａは、第２の吸着電極１５ｅを分離した部分に設けた配線１９を介して接続されている。配線１９は、発熱が問題とならない程度の幅に形成することが好ましい。また、直流電源は、複数設ける必要がある。例えば、図３Ｂにおいて、ヒータ１７の端部１７ｂに印加電圧が電圧Ｖ２の直流電源に接続する。また、ヒータ１８の端部１８ｂに印加電圧が電圧Ｖ１の直流電源に接続する。ここでは、電圧Ｖ１＞電圧Ｖ２＞＞０であるものとする。これにより、ヒータ１７、１８には、発熱のために、Ｖ１―Ｖ２の電圧が印加される。一方、第２の吸着電極１５ｅは、広い幅で形成されているために全面がほぼ同一の電位となり、例えば、（Ｖ２＋Ｖ１）／２の電圧となる。

第１の実施形態に係る載置台１１は、エッジリング１３の内周側及び外周側にヒータ１７、１８を設けて加熱することにより、エッジリング１３の内周側及び外周側の温度を高くできる。プラズマ処理により生成される副生成物は、温度が高い部分には付着し難い。これにより、載置台１１は、エッジリング１３とエッジリング１３を載置する載置面１２ｅとの間の隙間へのデポの堆積を抑制できる。

ここで、比較例として、従来の載置台１１の構成の一例を示す。図４は、従来の載置台１１の要部構成を示す概略断面図である。従来の載置台１１は、ヒータ１７、１８が設けられていない。この場合、エッジリング１３と載置面１２ｅとの間の隙間にデポ６０が堆積する。プラズマ処理装置は、プラズマ処理した基板の累積枚数が増えるに従いデポ６０の堆積が進み、デポ６０の厚さが厚くなる。プラズマ処理が終わると、エッジリング１３と載置面１２ｅとの隙間は、元の幅に戻るが、デポ６０の厚さが隙間の幅よりも厚くなるとエッジリング１３に対して上方向に応力が生じる。デポ６０の厚さがさらに厚くなると、不具合が発生する。例えば、デポ６０の厚さがさらに厚くなると、エッジリング１３の裏面側に供給される伝熱ガスがリークして、プラズマ処理を行えなくなる。プラズマ処理装置では、伝熱ガスのリークが発生すると装置を停止し、チャンバを大気開放してデポを除去する。プラズマ処理装置は、一度、チャンバを大気開放すると、ふたたび基板を処理できる状態になるまでに数日かかるので、稼働率が低下する。

一方、第１の実施形態に係る載置台１１は、図２に示すように、エッジリング１３の内周側及び外周側にヒータ１７、１８を設けて加熱する。温度が高くなると副生成物の堆積速度が小さくなる。これにより、第１の実施形態に係る載置台１１は、エッジリング１３と載置面１２ｅとの間の隙間へのデポの堆積を抑制できる。これにより、第１の実施形態に係る載置台１１は、伝熱ガスのリークが発生するまでの時間を延ばすことができる。この結果、第１の実施形態に係る載置台１１は、デポ６０を除去するためにチャンバ１０を大気開放する周期を延ばすことができるため、稼働率の低下を抑制できる。なお、デポ６０を除去する目的でプラズマ処理装置１がプラズマクリーニングを行う場合、副生成物とエッチングガスとの化学反応を考え、温度が高いほど副生成物の除去速度が高くなる場合は、ヒータ１７、１８により加熱して温度を高くしてもよい。温度が高い方が副生成物の除去速度が低くなる場合は、ヒータ１７、１８による加熱を行わない。

なお、第１の実施形態に係る載置台１１では、第２の吸着電極１５ｅに対してエッジリング１３の内周側及び外周側の両方にヒータ１７、１８を設けた場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。載置台１１は、ヒータ１７、１８の何れか一方のみ設けてもよい。すなわち、載置台１１は、第２の吸着電極１５ｅに対してエッジリング１３の内周側及び外周側の少なくとも一方にヒータを有すればよい。

また、載置台１１は、ヒータ１７、第２の吸着電極１５ｅ及びヒータ１８が電気的に直列に接続されている場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。載置台１１は、ヒータ１７、第２の吸着電極１５ｅ、ヒータ１８にそれぞれ個別に電圧を印加可能な構成としてもよい。図５は、第１の実施形態に係る第１の吸着電極１５ｄ、第２の吸着電極１５ｅ、ヒータ１７、１８の配置領域の他の一例を示す図である。

第２の吸着電極１５ｅは、直流電源２１に接続され、直流電源２１から直流電圧を印加される。ヒータ１７、１８は、端部１７ａ、１７ｂ及び端部１８ａ、１８ｂが異なる直流電源に接続され、それぞれ直流電源から直流電圧を印加される構成としてもよい。これにより、第２の吸着電極１５ｅによるエッジリング１３の吸着、及びヒータ１７、１８による加熱をそれぞれ個別に制御できる。

以上のように、第１実施形態に係る載置台１１は、基板Ｗを載置する第１の載置部１２ｂと、基板Ｗの周囲に配置されるエッジリング１３を載置する第２の載置部１２ｃを有する。第２の載置部１２ｃは、第２の吸着電極１５ｅと、ヒータ１７、１８（温度調整機構）とを有する。第２の吸着電極１５ｅは、電圧が印加されることによりエッジリング１３を吸着する。ヒータ１７、１８は、第２の吸着電極１５ｅに対してエッジリング１３の内周側及び外周側の少なくとも一方に設けられている。これにより、載置台１１は、エッジリング１３とエッジリング１３を載置する載置面１２ｅとの間の隙間へのデポの堆積を抑制できる。

また、ヒータ１７、１８は、エッジリング１３を載置する載置面１２ｅ側から見て、配置された領域が第２の吸着電極１５ｅの領域と重ならないように第２の載置部１２ｃに設けられている。これにより、載置台１１は、エッジリング１３の吸着力を維持しつつ隙間へのデポの堆積を抑制できる。

また、ヒータ１７、１８は、第２の吸着電極１５ｅが配置された配置面と同一面に設けられている。これにより、載置台１１は、ヒータ１７、１８と第２の吸着電極１５ｅをスクリーン印刷等により、同じ工程で一度に形成できる。

また、ヒータ１７、１８は、第２の載置部１２ｃの全周に設けられている。これにより、載置台１１は、第２の載置部１２ｃの全周で、エッジリング１３と載置面１２ｅとの間の隙間へのデポの堆積を抑制できる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態に係るプラズマ処理装置１は、図１に示した第１実施形態に係るプラズマ処理装置１と同様の構成であるため、説明を省略する。

図６は、第２実施形態に係る載置台１１の要部構成を示す概略断面図である。第２実施形態に係る載置台１１は、図２に示した第１実施形態に係る載置台１１と一部同様の構成であるため、同一部分に同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分について主に説明する。

第２実施形態に係る載置台１１は、載置面１２ｅが形成された上面にヒータ１７、１８を設けている。例えば、第２の載置部１２ｃは、上面の内周側及び外周側の凹部１５ｇ、１５ｈが設けられている。凹部１５ｇ、１５ｈは、エッジリング１３の周方向に沿って第２の載置部１２ｃの内周側及び外周側に環状に延在している。ヒータ１７は、内周側の凹部１５ｇに設けられている。ヒータ１８は、外周側の凹部１５ｈに設けられている。

第２実施形態に係る載置台１１は、エッジリング１３と載置面１２ｅとの間の隙間の内周側及び外周側の入り口となる表面付近にヒータ１７、１８を設けて加熱する。これにより、載置台１１は、隙間の内周側及び外周側の入り口付近の温度を高くできるため、隙間への副生成物の堆積を抑制できる。

以上のように、第２実施形態に係る載置台１１は、ヒータ１７、１８が、第２の吸着電極１５ｅが配置された配置面よりも上部に設けられている。これにより、載置台１１は、エッジリング１３と載置面１２ｅとの間の隙間の内周側及び外周側の入り口付近を効率よく加熱できるため、隙間への副生成物の堆積を抑制できる。

また、ヒータ１７、１８は、エッジリング１３を載置する載置面１２ｅに設けられている。これにより、載置台１１は、エッジリング１３と載置面１２ｅとの間の隙間の内周側及び外周側の入り口となる表面付近を効率よく加熱できるため、隙間への副生成物の堆積を抑制できる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。第２実施形態に係るプラズマ処理装置１は、図１に示した第１実施形態に係るプラズマ処理装置１と同様の構成であるため、説明を省略する。

図７は、第３実施形態に係る載置台１１の要部構成を示す概略断面図である。第３実施形態に係る載置台１１は、図２に示した第１実施形態に係る載置台１１と一部同様の構成であるため、同一部分に同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分について主に説明する。

第３の実施形態に係る載置台１１は、第１の載置部１２ｂと第２の載置部１２ｃとの間に溝７０が形成されている。溝７０は、第１の載置部１２ｂと第２の載置部１２ｃとの間を環状に延在している。溝７０は、第２の吸着電極１５ｅの位置よりも深く形成されている。載置台１１の上面は、溝７０により第１の載置部１２ｂと第２の載置部１２ｃに分かれている。

第３の実施形態に係る載置台１１は、第２の載置部１２ｃにペルチェ素子７１、７２を設けている。ペルチェ素子７１は、第２の吸着電極１５ｅに対してエッジリング１３の内周側に設けられている。例えば、ペルチェ素子７１は、溝７０に沿って設けられている。ペルチェ素子７２は、第２の吸着電極１５ｅに対してエッジリング１３の外周側に設けられている。例えば、ペルチェ素子７２は、第２の吸着電極１５ｅが配置された配置面と同一面内で、第２の吸着電極１５ｅの外周側に、配置された領域が第２の吸着電極１５ｅの領域と重ならないように設けられている。

図８は、第３の実施形態に係る第１の吸着電極１５ｄ、第２の吸着電極１５ｅ、ペルチェ素子７１、７２の配置領域の一例を示す図である。図８には、上方向（載置面１２ｄ、１２ｅ側）から載置台１１を見た概念図が示されている。ペルチェ素子７１、７２は、第２の載置部１２ｃの内周側及び外周側の全周に設けられている。

ペルチェ素子７１、７２には、制御部１００の制御により、直流電源２１とは別の電源から電力を供給する。ペルチェ素子７１、７２は、電源から直流電流を流すことにより、熱を移動させることができる。ペルチェ素子７１、７２は、電源から流す直流電流の方向を変えることで熱の移動方向を変えることができ、冷却又は加熱を行うことができる。

第３の実施形態に係るプラズマ処理装置１は、プラズマ処理の際、制御部１００の制御により、ペルチェ素子７１、７２が冷却を行うよう、電源から直流電流を供給する。載置台１１は、ペルチェ素子７１により溝７０が冷却され、ペルチェ素子７２により第２の載置部１２ｃの外側面が冷却される。プラズマ処理により生成される副生成物は、温度が低い部分に付着する。第３の実施形態に係る載置台１１は、ペルチェ素子７１、７２の温度を低下させることで、プラズマ処理により生成される副生成物が溝７０、及び第２の載置部１２ｃの外側面に付着して集まる。すなわち、第３の実施形態に係る載置台１１は、プラズマ処理の際、生成される副生成物を溝７０や、第２の載置部１２ｃの外側面でトラップする。これにより、第３の実施形態に係る載置台１１は、エッジリング１３と載置面１２ｅとの間の隙間へのデポの堆積を抑制できる。

第３の実施形態に係るプラズマ処理装置１は、プラズマクリーニングを行う場合、制御部１００の制御により、ペルチェ素子７１、７２が加熱を行うよう、電源から直流電流を供給してもよい。例えば、温度が高いほど副生成物の除去速度が速くなる場合、プラズマ処理装置１は、制御部１００の制御により、ペルチェ素子７１、７２が加熱を行うよう、電源から直流電流を供給する。これにより、第３の実施形態に係るプラズマ処理装置１は、堆積した副生成物を速やかに除去できる。

なお、第３の実施形態に係る載置台１１では、第２の吸着電極１５ｅに対してエッジリング１３の内周側及び外周側の両方にペルチェ素子７１、７２を設けた場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。載置台１１は、ペルチェ素子７１、７２の何れか一方のみ設けてもよい。すなわち、載置台１１は、第２の吸着電極１５ｅに対してエッジリング１３の内周側及び外周側の少なくとも一方にペルチェ素子を有すればよい。

以上のように、第３実施形態に係る載置台１１の第２の載置部１２ｃは、第２の吸着電極１５ｅと、ペルチェ素子７１、７２（温度調整機構）とを有する。第２の吸着電極１５ｅは、電圧が印加されることによりエッジリング１３を吸着する。ペルチェ素子７１、７２は、第２の吸着電極１５ｅに対してエッジリング１３の内周側及び外周側の少なくとも一方に設けられている。これにより、載置台１１は、エッジリング１３とエッジリング１３を載置する載置面１２ｅとの間の隙間へのデポの堆積を抑制できる。

また、ペルチェ素子７１は、第１の載置部１２ｂと第２の載置部１２ｃとの間に環状に形成された溝７０に設けられている。これにより、載置台１１は、プラズマ処理により生成される副生成物を溝７０でトラップできるため、エッジリング１３とエッジリング１３を載置する載置面１２ｅとの間の隙間へのデポの堆積を抑制できる。

また、第３実施形態に係るプラズマ処理装置１は、ペルチェ素子７１、７２に電力を供給する電源と、プラズマ処理の際、ペルチェ素子７１、７２が冷却を行い、プラズマクリーニングの際、ペルチェ素子７１、７２が加熱を行うよう電源を制御する制御部１００とを有する。これにより、プラズマ処理装置１は、プラズマ処理の際、エッジリング１３とエッジリング１３を載置する載置面１２ｅとの間の隙間へのデポの堆積を抑制でき、プラズマクリーニングの際、堆積した副生成物を速やかに除去できる。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態に係るプラズマ処理装置１は、図１に示した第１実施形態に係るプラズマ処理装置１と同様の構成であるため、説明を省略する。

図９は、第４実施形態に係る載置台１１の要部構成を示す概略断面図である。第４実施形態に係る載置台１１は、図６及び図８に示した第２及び第３実施形態に係る載置台１１と一部同様の構成であるため、同一部分に同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分について主に説明する。

第４の実施形態に係る載置台１１は、第１の載置部１２ｂと第２の載置部１２ｃとの間に溝７０が形成されている。溝７０は、第１の載置部１２ｂと第２の載置部１２ｃとの間を環状に延在している。載置台１１の上面は、溝７０により第１の載置部１２ｂと第２の載置部１２ｃに分かれている。また、第２の載置部１２ｃは、上面の外周側の凹部１５ｈが設けられている。凹部１５ｈは、エッジリング１３の周方向に沿って第２の載置部１２ｃの外周側に環状に延在している。

第４の実施形態に係る載置台１１は、第２の載置部１２ｃにペルチェ素子７１、７２を設けている。ペルチェ素子７１は、第２の吸着電極１５ｅに対してエッジリング１３の内周側に設けられている。例えば、ペルチェ素子７１は、溝７０に沿って設けられている。ペルチェ素子７２は、第２の吸着電極１５ｅに対してエッジリング１３の外周側に設けられている。例えば、ペルチェ素子７２は、凹部１５ｈに設けられている。

第４の実施形態に係るプラズマ処理装置１は、プラズマ処理の際、制御部１００の制御により、ペルチェ素子７１、７２が冷却を行うよう、電源から直流電流を供給する。これにより、プラズマ処理により生成される副生成物が溝７０の下部、凹部１５ｈに付着して集まる。すなわち、第３の実施形態に係る載置台１１は、プラズマ処理の際、生成される副生成物を溝７０や凹部１５ｈでトラップする。これにより、第４の実施形態に係る載置台１１は、エッジリング１３と載置面１２ｅとの間の隙間へのデポの堆積を抑制できる。

第４の実施形態に係るプラズマ処理装置１は、プラズマクリーニングを行う場合、第３の実施形態と同様に、制御部１００の制御により、ペルチェ素子７１、７２が加熱を行うよう、電源から直流電流を供給してもよい。

以上のように、第３実施形態に係る載置台１１では、ペルチェ素子７１、７２は、第１の載置部１２ｂと第２の載置部１２ｃとの間に環状に形成された溝７０、及び第２の載置部１２ｃの外周に沿って形成された凹部１５ｈに設けられている。これにより、載置台１１は、エッジリング１３とエッジリング１３を載置する載置面１２ｅとの間の隙間へのデポの堆積を抑制できる。

以上、実施形態について説明してきたが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上述した実施形態は、多様な形態で具現され得る。また、上述した実施形態は、請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

例えば、上述した実施形態では、プラズマ処理装置１が容量結合型のプラズマ処理装置である場合を例に説明を行ったが、これに限定されるものではない。プラズマ処理装置１は、例えば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によってガスを励起させるプラズマ処理装置のように、任意のタイプのプラズマ処理装置であってもよい。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

１プラズマ処理装置
１１載置台
１２基台
１２ａ基体部
１２ｂ第１の載置部
１２ｃ第２の載置部
１２ｄ、１２ｅ載置面
１３エッジリング
１５ｄ第１の吸着電極
１５ｅ第２の吸着電極
１５ｇ、１５ｈ凹部
１７、１８ヒータ
６０デポ
７０溝
７１、７２ペルチェ素子
Ｗ基板

Claims

基板を載置する第１の載置部と、
前記基板の周囲に配置されるリング状のエッジリングを載置する第２の載置部を有する載置台であって、
前記第２の載置部は、
電圧が印加されることにより前記エッジリングを吸着する吸着電極と、
前記吸着電極に対して前記エッジリングの内周側及び外周側の少なくとも一方に設けられた温度調整機構と、
を有し、
前記温度調整機構は、前記エッジリングを載置する載置面側から見て、配置された領域が前記吸着電極の領域と重ならないように前記第２の載置部に設けられた
載置台。
前記温度調整機構は、前記吸着電極が配置された配置面と同一面、又は前記配置面よりも上部に設けられた
請求項１に記載の載置台。
前記温度調整機構は、前記第２の載置部の全周に設けられた
請求項１又は２に記載の載置台。
前記温度調整機構は、ヒータである
請求項１～３の何れか１つに記載の載置台。
前記ヒータは、前記エッジリングを載置する載置面に設けられた
請求項４に記載の載置台。
前記ヒータは、前記吸着電極と同一面に設けられ、一方の端部が前記吸着電極の一方の端部と接続されている
請求項４又は５に記載の載置台。
前記温度調整機構は、ペルチェ素子である
請求項１～４の何れか１つに記載の載置台。
前記ペルチェ素子は、前記第１の載置部と前記第２の載置部との間に環状に形成された溝、及び前記第２の載置部の外周に沿って形成された凹部の少なくとも一方に設けられた
請求項７に記載の載置台。
請求項１～８の何れか１つに記載の載置台
を有するプラズマ処理装置。
請求項８に記載の載置台と、
前記ペルチェ素子に電力を供給する電源と、
プラズマ処理の際、前記ペルチェ素子が冷却を行い、プラズマクリーニングの際、前記ペルチェ素子が加熱を行うよう前記電源を制御する制御部と、
を有するプラズマ処理装置。