基板处理装置及基板处理方法_4

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控制晶圆W的边缘部的等离子体密度。由此,能够相对于晶圆W的中心部,使晶圆W的边缘部的处理速率得到提升。
[0101]另外,通过第I导热气体采用He气体,并且第2导热气体采用O2气体,能够与上述非活性气体同样地以提高压力的方式来提升边缘部的处理速率(例如蚀刻速率)。02气体能够除去由等离子体处理(例如蚀刻处理)生成的反应生成物(沉积物),因此能够提升处理速率(例如蚀刻速率)。
[0102]另外,通过第I导热气体采用He气体,并且第2导热气体采用CF系(C5F8、C4F6,C3F8, C4F8等)气体、CHF系(CHF 3、CH2F2等)气体,能够与上述非活性气体同样地以提高压力的方式来降低晶圆W的边缘部的处理速率(例如蚀刻速率)。CF系气体或CHF系气体能够使由等离子体处理(例如蚀刻处理)生成的反应生成物(沉积物)沉积,因此能够使晶圆W边缘部的处理速率(例如蚀刻速率)下降。
[0103]这样,本实施方式的导热气体供给机构200能够利用彼此独立的系统向晶圆W背面和聚焦环124背面分别供给第I导热气体、第2导热气体,因此,也能够改变第I导热气体和第2导热气体的压力、气体种类。由此,能够借助这些导热气体分别分开地控制基座114和晶圆W之间的导热系数、及基座114和聚焦环124之间的导热系数,即使有来自等离子体的热量输入,也能够防止聚焦环124的温度变动,因此,能够提高晶圆W的面内均匀性。除此之外,也能够积极地使晶圆W的温度和聚焦环124的温度之间带有温度差来自由地控制晶圆W的面内处理特性。
[0104]另外,在上述实施方式中,作为聚焦环载置面116上的第2导热气体的流通构造,列举了如图2、图3A、图3B所示那样设有多个气孔228的情况,但只要能够向聚焦环124的整个背面没有遗漏地供给第2导热气体即可,并不限定于图2、图3A、图3B所示的构造。
[0105]m 2导热气体的流通构造的变形例
[0106]在此,参照【附图说明】该聚焦环载置面116上的第2导热气体的流通构造的变形例。图7A是用于说明第2导热气体的流通构造的变形例的剖视图,是将该变形例的聚焦环124的附近局部放大的图。图7B是表示图7A所示的、除了聚焦环124之外的部分的立体图。另夕卜,在图7A、图7B中,省略了静电吸盘120的电极122。
[0107]在图7A、图7B所示的结构例中,在聚焦环载置面116的表面沿着聚焦环124的周向设有由环状的凹部构成的第2环状扩散部232。使第2气体流路222连通于该第2环状扩散部232,经由该第2气体流路222向第2环状扩散部232中供给第2导热气体。由此,能够使第2导热气体沿着周向扩散到聚焦环124的背面正下方的整个第2环状扩散部232,因此,能够使第2导热气体没有遗漏地流通于整个聚焦环124背面。
[0108]另外,也可以如图8A所示地在第2环状扩散部232中设置多个突起部233来支承聚焦环124。由此,能够使多个突起部233直接接触于聚焦环124的背面地导热。由此,能够增加直接接触于聚焦环124的背面地进行导热的部分。
[0109]在这种情况下,也可以还如图SB所示地在第2环状扩散部232的下部设置沿着周向的槽部238,使第2气体流路222连通于该槽部238。由此,即使在第2环状扩散部232的突起部233的数量较多而难以扩散的情况下,来自第2气体流路222的第2导热气体也会借助槽部238向周向扩散,因此易于遍布到整个第2环状扩散部232。在这种情况下,通过使槽部238的槽宽度大于第2气体流路222的孔径,能够更高效地使从第2气体流路222流入到槽部238的第2导热气体扩散。
[0110]除上述内容之外,通过增大聚焦环载置面116的表面粗糙度,也能够使来自第2气体流路222的第2导热气体经由聚焦环载置面116的粗糙表面的间隙(凹凸表面的间隙)在聚焦环124的整个周向上扩散。具体地讲,例如图9A所示,在聚焦环载置面116中沿着聚焦环124的周向形成表面粗糙度被加工成能供第2导热气体流通的程度的部位。而且,使第2气体流路222连通于该表面粗糙度增大的部位。
[0111]在这种情况下,也可以如图9A所示地在聚焦环载置面116的内周侧和外周侧均设置用于密封第2导热气体的密封部240。由此,与没有该密封部240的情况相比,能够使第2导热气体难以从聚焦环载置面116的内周侧和外周侧泄漏。由此,通过提高聚焦环124的第2导热气体自身带来的导热效果,能够控制晶圆W的边缘部的处理特性。
[0112]另外,也可以通过在上述聚焦环载置面116的内周侧和外周侧中的一者不设置密封部240或两者均不设置密封部240,来积极地使第2导热气体从内周侧和外周侧这两者或者其中一者泄漏。由此,不仅第2导热气体自身带来的导热效果,还能够在晶圆W的边缘部附近使第2导热气体泄漏,因此,也能够通过改变该边缘部附近的气体成分的比率,来控制晶圆W的边缘部的处理特性。
[0113]图9B是通过仅在聚焦环载置面116的内周侧设置密封部240而使第2导热气体易于从外周侧泄漏的方式。相反,图9C是通过仅在聚焦环载置面116的外周侧设置密封部240而使第2导热气体易于从内周侧泄漏的方式。图9D是通过在聚焦环载置面116的内周侧和外周侧均不设置密封部240而使第2导热气体易于从内周侧和外周侧这两者泄漏的方式。
[0114]另外,也可以在图9A?图9D所示的聚焦环载置面116中设置与图8所示的构造相同的槽部238,使第2气体流路222连通于该槽部238。由此,无论聚焦环载置面116的表面粗糙度的程度如何,来自第2气体流路222的第2导热气体都借助槽部238向周向扩散,因此易于遍布到整个聚焦环载置面116。在这种情况下,通过与图SB所示的情况同样地使槽部238的槽宽度大于第2气体流路222的孔径,也能够更高效地使从第2气体流路222流入到槽部238的第2导热气体扩散。
[0115]另外,图9A?图9C所示的密封部240也可以应用于设有图8A所示的突起部233的聚焦环载置面116的表面构造。另外,在图8A所示的聚焦环载置面116的表面构造中,也可以在内周侧和外周侧均不设置密封部240。
[0116]静电吸盘的表面加工
[0117]接着,说明静电吸盘120的表面加工。静电吸盘120的表面通过喷镀形成有A1203、Y2O3等喷镀膜(例如参照后述的图1OA所示的喷镀膜115A、116A)。在这种情况下,通过相对于基板载置面115的喷镀膜115A的气孔率改变聚焦环载置面116的喷镀膜116A的气孔率,能够改变自聚焦环载置面116向聚焦环124的导热系数,因此,由此也能够控制聚焦环124的温度。
[0118]在此,将来自等离子体的热量设为Q、聚焦环载置面116的面积设为S、喷镀膜的厚度设为L、喷镀膜116A的上表面(聚焦环载置面116的表面)与下表面之间的温度差设为dT时,导热系数k由下述式(I)表示,因此,根据下述式(1),喷镀膜116A的上表面与下表面之间的温度差dT能够由下述(2)式表示。
[0119]k[ff/cmK] = (Q.S)/ (dT.L)...(I)
[0120]dT = (Q.S)/(k.L)...(2)
[0121]根据上述式⑵,喷镀膜116A的气孔率越大、导热系数k越小,聚焦环载置面116的表面(喷镀膜116A的上表面)的温度越高,因此,能够在比较高的温度范围内控制聚焦环124的温度。相对于此,喷镀膜116A的气孔率越小、导热系数k越大,聚焦环载置面116的表面(喷镀膜116A的上表面)的温度越低,因此,能够在比较低的温度范围内控制聚焦环124的温度。
[0122]在此,参照【附图说明】改变了聚焦环载置面116的喷镀膜116A的气孔率的情况的具体例子。图1OA是聚焦环载置面116的喷镀膜116A的气孔率大于基板载置面115的喷镀膜115A的气孔率的情况的局部剖视图,图1OB是聚焦环载置面116的喷镀膜116A的气孔率小于基板载置面115的喷镀膜115A的气孔率的情况的局部剖视图。图10A、图1OB概念性地表示喷镀膜115A、116A的气孔率的差异。另外,在图1OA、图1OB中,省略了导热气体供给机构200、静电吸盘120的电极122的结构的图示。
[0123]若如图1OA所示那样聚焦环载置面116的喷镀膜116A的气孔率大于基板载置面115的喷镀膜115A的气孔率,则聚焦环载置面116的导热系数较低。例如使基板载置面115的喷镀膜115A的气孔率为5%时,使聚焦环载置面116的喷镀膜116A的气孔率为8%。由此,聚焦环124的由第2导热气体带来的对等离子体热量输入所引起的温度上升的冷却效果低于晶圆W,能够在比较高的温度范围(例如100°C以上)内控制聚焦环124的温度。
[0124]相对于此,若如图1OB所示那样聚焦环载置面116的喷镀膜116A的气孔率小于基板载置面115的气孔率,则聚焦环载置面116的导热系数较高。例如使基板载置面115的喷镀膜115A的气孔率为与上述同样的5%时,使聚焦环载置面116的喷镀膜116A的气孔率为2%。由此,聚焦环124的由第2导热气体带来的对等离子体热量输入所引起的温度上升的冷却效果高于晶圆W,能够在比较低的温度范围(例如0°C?20°C)内控制聚焦环124的温度。
[0125]另外,自聚焦环载置面116向聚焦环124的导热除了自接触于喷镀膜116A的部分进行的导热之外,也存在自接触于导热气体(例如He气体)的部分进行的导热。上述喷镀膜116A的气孔率越大,自接触于导热气体的部分进行的导热所产生的作用相对越高。相对于此,上述喷镀膜116A的气孔率越小,自接触于该喷镀膜116A的部分进行的导热所产生的作用相对越高。因而,通过根据需要改变喷镀膜116A的气孔率,能够改变上述的自喷镀膜116A进行的导热和自导热气体进行的导热的贡献率。由此,也能够提高聚焦环124的温度控制效率(例如冷却效率)。
[0126]另外,在图10A、图1OB中,对使聚焦环载置面116的喷镀膜116A为I层的情况进行了说明,但并不限定于此。也可以使聚焦环载置面116的喷镀膜116A为多层并改变各层的气孔率。例如图1OC表示使聚焦
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