KR-102961358-B1 - ATTRACTING METHOD, MOUNTING TABLE, AND PLASMA PROCESSING APPARATUS

Abstract

본 개시 내용의 일 양태는, 흡착력 저하를 억제할 수 있도록, 정전 척을 구비하는 거치대에 기판 및 에지 링 중 적어도 하나인 피흡착물을 흡착하는 흡착 방법으로서, 상기 정전 척 상에 상기 피흡착물을 거치하는 단계와, 상기 정전 척의 전극에 서로 위상이 다른 n=2 이상인 n상 교류 전압을 인가하는 단계를 포함하며, 상기 n상 교류 전압은 상기 피접착물의 셀프 바이어스 전압에 기초하여 인가되는 것인 흡착 방법에 관한 것이다.

Inventors

• 마츠야마 쇼이치로

Assignees

• 도쿄엘렉트론가부시키가이샤

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20201021

Priority Date

20191028

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 기판 및 에지 링 중 적어도 하나인 피흡착물을 거치하여 흡착하는 거치대로서, 베이스 테이블과, 상기 베이스 테이블 상에 구비되며, 내부에 전극 갯수 n=2 이상인 n극 전극을 갖는 정전 척과, 상기 n극 전극에 서로 위상이 다른 n=2 이상인 n상 교류 전압을 인가하는 전원을 포함하며, 상기 전원은, 상기 n 극의 전극에 직접 접속되고, 피흡착물을 흡착하기 위한 교류 전원을 인가하는 교류 전원과, 상기 피흡착물의 셀프 바이어스 전압에 기초하여 음(-)의 직류 전압을 상기 교류 전압에 중첩하여 인가하는 직류 전원을 포함하는 거치대.
6. 삭제
7. 제5항에 기재된 거치대를 포함하는 플라즈마 처리 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 거치대에 거치되어 흡착되는 기판 또는 에지링 중 적어도 하나인 상기 피흡착물의 뒷면과 상기 거치대의 표면 사이로 전열 가스를 공급하는 가스 공급 기구를 더 포함하는 플라즈마 처리 장치.
9. 제5항에 있어서, 중첩된 상기 셀프 바이어스 전압은 플라즈마 처리의 조건에 따라 산출되는 거치대.
10. 제5항에 있어서, 중첩된 상기 셀프 바이어스 전압은 상기 피흡착물의 전압을 검출하는 전압 검출기의 검출값인 거치대.

Description

흡착 방법, 거치대 및 플라즈마 처리 장치{ATTRACTING METHOD, MOUNTING TABLE, AND PLASMA PROCESSING APPARATUS} 본 개시 내용은 흡착 방법, 거치대 및 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다. 기판에 에칭 처리 등의 원하는 처리를 하는 처리 장치에 있어, 기판을 흡착하는 거치대가 알려져 있다. 특허문헌 1에는, 교류 전압을 인가하는 정전 척 장치에 있어, 상기 교류 전압이 n=2 이상인 n상 교류 전압으로서, 당해 n상 교류 전압을 인가하는 전극과, 상기 각 전극 사이를 절연시키는 절연체로 이루어지는 시료 테이블과, 상기 n상 교류 전압을 인가하는 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 정전 척 장치가 개시되어 있다. 도 1은 일 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 일 예를 나타내는 단면 모식도이다. 도 2a 및 도 2b는 정전 척의 전극 배치의 일 예를 나타내는 평면도이다. 도 3a는 전극에 인가되는 3상 교류 전압의 일 예를 나타내는 그래프이고, 도 3b는 3상 교류 전압을 인가했을 때의 흡착력 총합의 일 예를 나타내는 그래프이다. 도 4a는 전극에 인가되는 2상 교류 전압의 일 예를 나타내는 그래프이고, 도 4b는 2상 교류 전압을 인가했을 때의 흡착력 총합의 일 예를 나타내는 그래프이다. 도 5a 및 도 5b는 인가 전압과 전열 가스 유량의 일 예를 나타내는 그래프이다. 이하에서는, 도면을 참조하여 본 개시 내용을 실시하기 위한 형태에 대해 설명한다. 각 도면에 있어, 동일한 구성 부분에는 동일한 부호를 붙이며 중복되는 설명을 생략하는 경우가 있다. [플라즈마 처리 장치] 일 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에 대해, 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 일 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)의 일 예를 나타내는 단면 모식도이다. 일 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)는, 용량 결합형의 평행 평판 처리 장치이며, 챔버(10)를 구비한다. 챔버(10)는, 예를 들어, 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 이루어지는 원통 형상 용기이며, 접지되어 있다. 챔버(10)의 바닥부에는, 세라믹 등으로 이루어지는 절연판(12)을 사이에 두고 원기둥 형상의 지지 테이블(14)이 배치되며, 이 지지 테이블(14) 상에, 예를 들어, 거치대(16)가 설치되어 있다. 거치대(16)는, 정전 척(20)과 베이스 테이블(16a)을 포함하며, 정전 척(20)의 상면에 웨이퍼(W)를 거치한다. 웨이퍼(W)의 주위에는, 예를 들어 실리콘으로 이루어지는 환형의 에지 링(24)이 배치되어 있다. 에지 링(24)은 포커스 링이라고도 한다. 에지 링(24)은, 거치대(16)의 주위에 배치되는 외주 부재의 일 예이다. 베이스 테이블(16a) 및 지지 테이블(14)의 주위에는, 예를 들어, 석영으로 이루어지는 환형의 인슐레이터 링(26)이 구비되어 있다. 정전 척(20)의 중앙쪽 내부에서는, 도전막으로 이루어지는 제1 전극(20a)이 절연층(20b) 사이에 끼워져 있다. 제1 전극(20a)은 전원(22)에 접속된다. 전원(22)으로부터 제1 전극(20a)에 인가된 전압에 의해, 정전 척(20) 표면과 피흡착물인 웨이퍼(W) 사이에 전위차가 발생하여, 정전 척(20)의 웨이퍼 거치면에 피흡착물인 웨이퍼(W)가 흡착된다. 또한, 정전 척(20)의 외주쪽 내부에서는, 도전막으로 이루어지는 제2 전극(20c)이 절연층(20b) 사이에 끼워져 있다. 제2 전극(20c)은 전원(23)에 접속된다. 전원(23)으로부터 제2 전극(20c)에 인가된 전압에 의해, 정전 척(20) 표면과 피흡착물인 에지 링(24) 사이에 전위차가 발생하여, 정전 척(20)의 에지 링 거치면에 피흡착물인 에지 링(24)이 흡착된다. 한편, 정전 척(20)은 히터를 구비하여 이로써 온도를 제어할 수도 있다. 지지 테이블(14)의 내부에는, 예를 들어 링 형상 또는 소용돌이 형상의 냉매실(28)이 형성되어 있다. 칠러 유닛(미도시)으로부터 공급되는 소정 온도의 냉매, 예를 들어, 냉각수가 배관(30a), 냉매실(28), 배관(30b)을 통해 칠러 유닛으로 돌아온다. 냉매가 이러한 경로를 순환함으로써, 냉매 온도에 의해 웨이퍼(W) 온도를 제어할 수 있다. 또한, 전열(傳熱) 가스 공급 기구(미도시)로부터 공급된 전열 가스, 예를 들어, He 가스가 가스 공급 라인(32)을 통해 정전 척(20) 표면과 웨이퍼(W) 뒷면 간 틈새로 공급된다. 이러한 전열 가스에 의해 정전 척(20) 표면과 웨이퍼(W) 뒷면 간의 열전달 계수가 상승하여, 냉매 온도에 의한 웨이퍼(W) 온도 제어가 보다 효과적으로 된다. 또한, 정전 척(20)에 히터를 구비하는 경우, 히터에 의한 가열과 냉매에 의한 냉각에 의해, 웨이퍼(W) 온도를 응답성이 높으면서 또한 정밀도가 좋게 제어할 수가 있다. 또한, 전열 가스 공급 기구(미도시)로부터 공급되는 전열 가스, 예를 들어, He 가스가 가스 공급 라인(미도시)을 통해 정전 척(20) 표면과 에지 링(24) 뒷면 간 틈새로도 공급되는 구성일 수 있다. 또한, 정전 척(20) 표면과 피흡착물(웨이퍼(W), 에지 링(24)) 뒷면 간 틈새로 공급되는 He 가스의 압력을 제어함으로써, 정전 척(20)과 피흡착물(웨이퍼(W), 에지 링(24))의 전열 특성을 제어하여, 피흡착물(웨이퍼(W), 에지 링(24))의 온도를 제어할 수 있다. 상부 전극(34)은 거치대(16)에 대향하여 챔버(10)의 천정부에 구비된다. 상부 전극(34)과 거치대(16)의 사이는 플라즈마 처리 공간이다. 상부 전극(34)은 절연성 차폐부재(42)를 사이에 두고 챔버(10) 천정부의 개구를 폐색한다. 상부 전극(34)은 전극 플레이트(36)와 전극 지지체(38)를 포함한다. 전극 플레이트(36)는, 거치대(16)와의 대향면에 형성된 다수의 가스 토출 구멍(37)을 가지며, 실리콘, SiC 등과 같은 실리콘 함유물로 형성된다. 전극 지지체(38)는 전극 플레이트(36)를 착탈 가능하게 지지하며, 도전성 재료, 예를 들어, 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 형성된다. 전극 지지체(38)의 내부에서는, 다수의 가스 통류 구멍(41a,41b)이 가스 확산실(40a,40b)로부터 아랫쪽으로 연장되어 가스 토출 구멍(37)에 연통되어 있다. 가스 도입구(62)는 가스 공급관(64)을 통해 처리 가스 공급원(66)에 접속된다. 가스 공급관(64)에는, 처리 가스 공급원(66)이 배치된 상류측에서부터 매스 플로우 컨트롤러(MFC,68), 개폐 밸브(70)의 순서로 구비되어 있다. 처리 가스는, 처리 가스 공급원(66)으로부터 공급되며, 매스 플로우 컨트롤러(68) 및 개폐 밸브(70)에 의해 유량 및 개폐를 제어받아 가스 공급관(64)을 통해 가스 확산실(40a,40b), 가스 통류 구멍(41a,41b)을 지나, 가스 토출 구멍(37)으로부터 샤워 형상으로 토출된다. 즉, 상부 전극(34)은 가스를 공급하는 샤워 헤드로서도 기능한다. 플라즈마 처리 장치(1)는 제1 고주파 전원(90)과 제2 고주파 전원(48)을 구비한다. 제1 고주파 전원(90)은 제1 고주파 전력(이하, "HF 파워"라고도 함)을 발생시키는 전원이다. 제1 고주파 전력은 플라즈마 생성에 적합한 주파수를 가진다. 제1 고주파 전력의 주파수는, 예를 들어, 27MHz~100MHz 범위 내의 주파수이다. 제1 고주파 전원(90)은 정합기(88) 및 급전 라인(89)을 사이에 두고 베이스 테이블(16a)에 접속되어 있다. 정합기(88)는 제1 고주파 전원(90)의 출력 임피던스와 부하측(베이스 테이블(16a)측) 임피던스를 정합시키기 위한 회로를 갖는다. 한편. 제1 고주파 전원(90)은 정합기(88)를 사이에 두고 상부 전극(34)에 접속되어 있을 수도 있다. 제2 고주파 전원(48)은 제2 고주파 전력(이하, "LF 파워"라고도 함)을 발생시키는 전원이다. 제2 고주파 전력은 제1 고주파 전력의 주파수보다 낮은 주파수를 가진다. 제1 고주파 전력과 함께 제2 고주파 전력이 사용되는 경우에는, 제2 고주파 전력은 이온을 웨이퍼(W)로 끌어당기기 위한 바이어스용 고주파 전력으로서 사용된다. 제2 고주파 전력의 주파수는, 예를 들어, 400kHz~13.56MHz 범위 내의 주파수이다. 제2 고주파 전원(48)은 정합기(46) 및 급전 라인(47)을 사이에 두고 베이스 테이블(16a)에 접속되어 있다. 정합기(46)는 제2 고주파 전원(48)의 출력 임피던스와 부하측(베이스 테이블(16a)측) 임피던스를 정합시키기 위한 회로를 갖는다. 이러한 구성에 의해 거치대(16)는 하부 전극으로서도 기능한다. 한편, 이온을 웨이퍼(W)로 끌어당기기 위한 바이어스용 전력으로서, DC 펄스를 사용할 수도 있다. 이 경우, 플라즈마 처리 장치(1)는 제2 고주파 전원(48) 대신에 DC 펄스 전원(미도시)을 구비한다. DC 펄스 전원은 급전 라인(47)을 통해 베이스 테이블(16a)에 접속되어 있다. 또한, 이온을 웨이퍼(W)로 끌어당기기 위한 바이어스용 전력으로서, DC 펄스(사각형 파), 삼각형 파 등과 같은 복수 개의 입력 전압을 합성시킨 합성파를 사용할 수도 있다. 이 경우, 플라즈마 처리 장치(1)는 제2 고주파 전원(48) 대신에 합성파를 출력하는 전원(미도시)을 구비한다. 합성파를 출력하는 전원은 급전 라인(47)을 통해 베이스 테이블(16a)에 접속되어 있다. 한편, 제1 고주파 전력을 사용하지 않고 제2 고주파 전력을 사용하여, 즉, 단일의 고주파 전력만을 사용하여 플라즈마를 생성할 수도 있다. 이 경우에는, 제2 고주파 전력의 주파수는 13.56MHz보다 큰 주파수, 예를 들어, 40MHz일 수 있다. 플라즈마 처리 장치(1)는 제1 고주파 전원(90) 및 정합기(88)를 구비하지 않을 수도 있다. 제2 가변 전원(50)은 상부 전극(34)에 접속되어, 직류 전압을 상부 전극(34)으로 인가한다. 제1 가변 전원(55)은 에지 링(24)에 접속되어, 직류 전압을 에지 링(24)으로 인가한다. 제1 가변 전원(55)으로부터, 에지 링(24)의 소모량에 따른 소정의 직류 전압을 에지 링(24)에 인가함으로써, 에지 링(24) 상의 시스(sheath) 두께