TWI782251B - 電漿處理裝置及電漿處理方法 - Google Patents
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Abstract
實施形態係關於一種電漿處理裝置及電漿處理方法。
實施形態之電漿處理裝置具備配置於處理室之上部電極、載置台、高頻供電部、虛設環、及冷卻部。載置台於處理室內與上部電極對向配置,具有下部電極,且載置晶圓。高頻供電部對下部電極與上部電極之間供給高頻電力。虛設環為包圍載置於載置台之晶圓之環狀周緣部的環狀部件。於虛設環與晶圓之交界區域中,從自晶圓離開之方向側由冷卻部將虛設環冷卻。
Description
本發明之實施形態係關於一種電漿處理裝置及電漿處理方法。
於電漿處理裝置中,揭示了一種技術,即,藉由於半導體晶圓之外周配置包圍該半導體晶圓之外周之環狀部件,來控制半導體晶圓之外周附近之電漿。又,揭示了藉由使環狀部件上下驅動,來調整環狀部件之上表面位置之技術。於此種技術中,要求抑制電漿處理時之向半導體晶圓之熱輸入。
實施形態提供一種能夠抑制電漿處理中之向被處理基板之熱輸入之電漿處理裝置及電漿處理方法。
實施形態之電漿處理裝置具備:上部電極,其配置於處理室;載置台,其於上述處理室內與上述上部電極對向配置,具有下部電極,且載置被處理基板;高頻供電部,其對上述上部電極與上述下部電極之間供給高頻電力;虛設環,其包圍載置於上述載置台之上述被處理基板之環狀周緣部;及冷卻部,其於上述虛設環與上述被處理基板之交界區域中,從自上述被處理基板離開之方向側冷卻上述虛設環。
以下,參照隨附圖式,詳細地說明實施形態之電漿處理裝置及電漿處理方法。再者,本發明並不由下述實施形態限定。又,下述實施形態中之構成要素包含業者能夠容易地設想者或實質上相同者。
圖1係表示實施形態之電漿處理裝置100之構成例之圖。
電漿處理裝置100具備處理室10、上部電極12、載置台14、高頻供電部16、虛設環18、冷卻部20、及控制部50。
處理室10係用以對晶圓22執行電漿處理之處理室。處理室10例如為鋁或不鏽鋼等金屬製之圓筒型真空容器。處理室10之內部作為進行電漿處理之處理室發揮功能。
上部電極12配置於處理室10。上部電極12只要配置於於與下述之下部電極24之間能夠產生電漿之位置即可。具體而言,上部電極12配置於處理室10內。
晶圓22為作為被電漿處理之對象之被處理基板之一例。晶圓22亦存在被稱為半導體晶圓、半導體基板之情況。
載置台14為用以將晶圓22載置於載置面14A上之台。載置台14配置於處理室10內,且相對於上部電極12對向配置。詳細而言,載置台14之載置面14A相對於上部電極12隔著處理室10內之空間而對向配置。
載置台14具有下部電極24及絕緣部26。下部電極24相對於上部電極12,隔著絕緣部26及處理室10內之空間而對向配置。
絕緣部26為絕緣性之部件。絕緣部26之與上部電極12之對向面為用以載置晶圓22之載置面14A。於本實施形態中,絕緣部26為將載置於載置面14A之晶圓22利用靜電吸附固定之靜電吸盤。例如,絕緣部26由陶瓷組成,且藉由對設置於內部之2個金屬電極施加相互為相反極性之電壓,而於載置面14A產生正負之電荷,利用庫倫力吸附載置於載置面14A上之晶圓22。
於絕緣部26內,設置有用以輸送熱輸送流體(詳細情況將於下文敍述)之獨立之複數個流路28。流路28例如沿著順著絕緣部26內之載置面14A之二維平面配置為螺旋狀。流路28之材質並不限定。例如,流路28由銅(Cu)構成,且於由陶瓷等具有導熱性之材料覆蓋之狀態下埋入於絕緣部26內。流路28經由配管30而連接於供給部32。供給部32分別對複數個流路28經由配管30而供給熱輸送流體。藉由熱輸送流體之供給,而將載置於載置面14A上之晶圓22冷卻。
高頻供電部16對上部電極12與下部電極24之間供給高頻電力。詳細而言,高頻供電部16電連接於下部電極24,且將有助於電漿之產生之規定之頻率(例如,40 MHz等之高頻)之電力供給至下部電極24。
虛設環18為包圍載置於載置台14之晶圓22之環狀周緣部之環狀部件。亦存在將虛設環18稱為蓋部件、聚焦環之情況。
虛設環18之內徑只要為大於載置於載置面14A上之晶圓22之直徑之內徑即可。虛設環18以包圍晶圓22之外周(即,圓盤狀之晶圓22之外周之周緣)之方式配置。藉由設置虛設環18,來控制晶圓22之外周區域之電漿強度。所謂晶圓22之外周,係指圓盤狀之晶圓22之盤面之周緣(沿著外周之緣部)。所謂晶圓22之外周區域,係指從晶圓22之該周緣朝向晶圓22之盤面之中心之規定之區域,且為不包含晶圓22之盤面之中心之區域。
於本實施形態中,虛設環18包括內側虛設環34、外側虛設環36、及支持環38。再者,虛設環18之構成並不限定於該構成。
圖2係晶圓22及虛設環18之俯視圖。如圖2所示,內側虛設環34為包圍晶圓22之環狀周緣部之環狀部件。外側虛設環36配置於內側虛設環34之外周側,且為以與內側虛設環34成為同心圓狀之方式配置之環狀部件。支持環38為以與內側虛設環34及外側虛設環36成為同心圓狀之方式配置之環狀部件。
返回至圖1繼續說明。詳細而言,內側虛設環34為配置於外側虛設環36之內周側之環狀部件。於本實施形態中,內側虛設環34以相對於圓柱狀之載置台14成為同心圓狀之方式,以包圍該載置台14之外周之方式配置。又,內側虛設環34以內側虛設環34之鉛直方向(箭頭ZB方向)之上游側端面之一部分與載置於載置台14之晶圓22之外周區域之下表面(鉛直方向(箭頭ZB方向)之下游側端面)對向之方式配置。
支持環38為支持外側虛設環36之環狀部件。於本實施形態中,支持環38於內側虛設環34之外周側以與內側虛設環34成為同心圓狀之方式配置。而且,支持環38藉由接觸配置於外側虛設環36之下表面(鉛直方向(於圖1中,為箭頭ZB方向)之下游側端面)之至少一部分之區域,來支持外側虛設環36。
支持環38為鉛直方向(箭頭ZB方向)之上游側端面接觸配置於外側虛設環36,且鉛直方向(箭頭ZB方向)之下游側端面連接於驅動部40。
驅動部40藉由使支持環38上下移動,來使由支持環38支持之外側虛設環36上下移動。再者,所謂上下移動,係指向反鉛直方向(於圖1中,為箭頭ZA方向)及鉛直方向(於圖1中,為箭頭ZB方向)之移動。再者,箭頭Z方向(箭頭ZA方向、箭頭ZB方向)只要為相對於水平方向(箭頭X方向、箭頭Y方向)交叉之方向即可,並不限定於與鉛直方向平行之方向。又,於本實施形態中,由箭頭X方向及與箭頭X方向正交之箭頭Y方向規定之二維平面設想與水平方向一致之平面而進行說明,但並不限定於與水平方向一致之平面。
冷卻部20於虛設環18與晶圓22之交界區域E中,從自晶圓22離開之方向側冷卻虛設環18。
所謂交界區域E,係指處理室10內之虛設環18與晶圓22之間之區域。所謂於交界區域E中,從自晶圓22離開之方向側冷卻,係指從較該虛設環18之與該交界區域E之接觸面更遠離晶圓22之方向側向朝該接觸面之方向(接近晶圓22之方向)(箭頭A方向)冷卻虛設環18。
於本實施形態中,冷卻部20具有流路42及供給部44。流路42設置於虛設環18之內部,且為用以輸送熱輸送流體之流路。供給部44經由配管46而對流路42輸送熱輸送流體。
熱輸送流體只要為具有輸送熱之功能之流體即可,亦可為液體、氣體之任一者。所謂輸送熱之功能,係指藉由從熱輸送流體之外部奪取熱來冷卻熱輸送體之外部之功能。
於熱輸送流體為液體之情形時,熱輸送流體例如為冷卻水、乙二醇等。又,於熱輸送流體為氣體之情形時,熱輸送流體例如為He(氦)氣體等。
圖3係將包含電漿處理裝置100中之冷卻部20之部分放大表示之模式圖。
於本實施形態中,流路42包括第1流路42A及第2流路42B。又,供給部44包括第1供給部44A及第2供給部44B。
第1流路42A配置於內側虛設環34之內側。第1流路42A經由配管46A而連接於第1供給部44A。第1供給部44A經由配管46A而對第1流路42A供給熱輸送流體。
第2流路42B配置於支持環38之內側。第2流路42B經由配管46B而連接於第2供給部44B。第2供給部44B經由配管46B而對第2流路42B供給熱輸送流體。
藉由利用第1供給部44A向第1流路42A供給熱輸送流體,於第1流路42A內輸送熱輸送流體,藉此將內側虛設環34冷卻。相同地,藉由利用第2供給部44B向第2流路42B供給熱輸送流體,於第2流路42B內輸送熱輸送流體,藉此將支持環38及由支持環38支持之外側虛設環36冷卻。
再者,流路42(第1流路42A、第2流路42B)之構成材料從將虛設環18(內側虛設環34、外側虛設環36、支持環38)有效地冷卻之觀點而言,較佳為由具有導熱性之材料構成。又,從虛設環18(內側虛設環34、外側虛設環36、及支持環38)被於流路42輸送之熱輸送流體有效地冷卻之觀點而言,較佳為由具有導熱性之材料構成。
再者,所謂具有導熱性,係指具有能夠使於流路42內輸送之熱輸送流體之熱(冷卻熱)經由虛設環18傳導至載置於載置面14A上之晶圓22之至少外周區域之程度之熱導率。
具體而言,虛設環18(內側虛設環34、外側虛設環36、支持環38)較佳由陶瓷(氧化鋁、碳化矽、氧化氟化釔等)、二氧化矽、氧化釔(以氧化釔塗佈鋁母材而成者)等具有導熱性之材料構成。又,虛設環18較佳為具有導熱性、並且即便因電漿處理中之濺鍍等而向附近飛散亦不會對晶圓22之電漿處理賦予實質性之影響之材料。
流路42之構成材料較佳為具有導熱性之材料,可與虛設環18之構成材料相同,亦可不同。於將流路42之構成材料設為與虛設環18之構成材料相同之材料之情形時,能夠將流路42設為設置於虛設環18內之貫通孔。另一方面,於將流路42之構成材料設為與虛設環18之構成材料不同之材料之情形時,例如,可由銅構成流路28,由陶瓷構成虛設環18。再者,虛設環18與流路28之材料之組合並不限定於該組合。
再者,構成虛設環18之內側虛設環34、外側虛設環36、及支持環38可由相同之材料構成,亦可由不同之材料構成。又,構成流路42之第1流路42A及第2流路42B可由相同之材料構成,亦可由不同之材料構成。
再者,於圖3中,將於內側虛設環34設置有第1流路42A、於支持環38設置有第2流路42B之構成作為一例表示。然而,流路42只要配置於內側虛設環34、外側虛設環36、及支持環38之至少一者內部即可。再者,存在將外側虛設環36作為消耗零件及更換零件處理之情況。因此,從作為消耗程度及更換次數更少之零件且更有效地抑制向晶圓22之外周區域之熱輸入之觀點而言,較佳為設為於內側虛設環34、外側虛設環36、及支持環38中至少支持環38設置有流路42之構成。
再者,設置於虛設環18之內部之流路42(第1流路42A、第2流路42B)之數量及形狀並不限定。例如,流路42為螺旋狀。
圖4A、圖4B、圖4C、圖4D係表示配置為螺旋狀之流路42與虛設環18之位置關係之模式圖。詳細而言,圖4A係電漿處理裝置100之一部分之模式圖。圖4B係晶圓22及虛設環18之俯視圖。圖4C係表示第1流路42A之位置關係之鳥瞰圖。圖4D係表示第2流路42B之位置關係之鳥瞰圖。
如圖4A所示,於內側虛設環34之內部配置第1流路42A,於支持環38之內部配置第2流路42B。如圖4B所示,內側虛設環34配置於環狀部件即支持環38及外側虛設環36之內側。因此,第1流路42A成為配置於環狀地配置之第2流路42B之內側(內周側)之狀態。
如圖4C所示,例如,第1流路42A於環狀部件即內側虛設環34之內部以沿著內側虛設環34之周向環繞之方式配置。又,如圖4D所示,例如,第2流路42B藉由於環狀部件即支持環38之內部以沿著支持環38之周向環繞複數次之方式配置,而配置為螺旋狀。再者,第1流路42A及第2流路42B之環繞次數並不限定於1次或2次。
返回至圖3繼續說明。再者,於第1流路42A內輸送之熱輸送流體、及於第2流路42B內輸送之熱輸送流體可為相同之材料,亦可為不同之材料。又,於第1流路42A內輸送之熱輸送流體、及於第2流路42B內輸送之熱輸送流體既可為相同之溫度,亦可為不同之溫度。
再者,於內側虛設環34及支持環38中作為於上下方向移動之環狀部件之支持環38之內部輸送之熱輸送流體較佳為更低溫。具體而言,較佳為,第2供給部44B將較輸送至第1流路42A之熱輸送流體低溫之熱輸送流體輸送至第2流路42B。
再者,電漿處理裝置100亦可為具備可上下驅動之複數個外側虛設環36之構成。於該情形時,複數個外側虛設環36只要包括直徑互不相同且同心圓狀地配置之複數個環狀部件即可。於該情形時,只要設為於複數個外側虛設環36之至少一者設置第2流路42B之構成即可。而且,較佳為,第2供給部44B針對設置於複數個外側虛設環36之至少一者之內部之第2流路42B,以越為於配置於更接近晶圓22之位置之第2流路42B流動之熱輸送流體越低溫之方式進行調整。
返回至圖1繼續說明。控制部50控制電漿處理裝置100。詳細而言,控制部50電連接於驅動部40、高頻供電部16、供給部44(第1供給部44A、第2供給部44B)等電子設備,且控制該等電子設備。
於本實施形態中,控制部50於對上部電極12與下部電極24之間供給高頻電力時(即對於晶圓22執行電漿處理之過程中),以根據載置於載置面14A之晶圓22之溫度而調整虛設環18之冷卻溫度之方式控制供給部44。
例如,設為將用以測定晶圓22之外周區域之溫度之感測器設置於處理室10之構成。感測器既可為直接檢測晶圓22之外周區域之溫度之溫度感測器,亦可為藉由對晶圓22之攝影圖像進行圖像解析來檢測晶圓22之外周區域之溫度之設備。而且,控制部50藉由以晶圓22之外周區域之溫度成為規定之溫度之方式控制於流路42內輸送之熱輸送流體之溫度,來調整虛設環18之冷卻溫度。
又,控制部50亦可預先記憶表示電漿處理條件與晶圓22之外周區域之溫度之關係之關係資訊,用於調整虛設環18之冷卻溫度。電漿處理條件例如為從電漿處理開始之經過時間等,但並不限定於此。於該情形時,控制部50只要藉由將與電漿處理條件對應之晶圓22之外周區域之溫度根據該關係資訊進行特定,且以晶圓22之外周區域之溫度成為規定之溫度之方式,控制於流路42內輸送之熱輸送流體之溫度,來調整虛設環18之冷卻溫度即可。
圖5係表示虛設環18之冷卻溫度之調整之流程之一例之流程圖。例如,控制部50對晶圓22之外周區域之溫度進行特定(步驟S200)。然後,控制部50根據所特定出之溫度,調整虛設環18之冷卻溫度(步驟S202)。然後,本例行程序結束。控制部50只要於電漿處理中重複執行圖5所示之處理即可。
再者,虛設環18之冷卻溫度之調整處理既可由控制部50執行,亦可分別由供給部44(第1供給部44A、第2供給部44B)執行。
返回至圖1繼續說明。於以如上之方式構成之電漿處理裝置100中,高頻供電部16對下部電極24與上部電極12之間供給高頻電力。藉由高頻電力之供給,開始對晶圓22之電漿處理。又,於該電漿處理中,供給部32將熱輸送流體向流路28供給。因此,晶圓22之與載置面14A之接觸面被冷卻。又,驅動部40以隔著支持環38而提昇外側虛設環36之方式驅動。其驅動量相當於與由電漿處理所致之外側虛設環36之消耗量對應之距離。因此,能夠抑制於電漿處理中沿著晶圓22及外側虛設環36形成之離子鞘之應變。再者,驅動部40之驅動只要藉由控制部50之控制來執行即可。
又,於本實施形態中,於虛設環18與晶圓22之交界區域E中,從自晶圓22離開之方向側由冷卻部20將虛設環18冷卻。
如上所述,於本實施形態中,第1供給部44A對配置於內側虛設環34之內部之第1流路42A供給熱輸送流體,第2供給部44B對配置於支持環38之內部之第2流路42B供給熱輸送流體。
藉由對第2流路42B供給熱輸送流體,經由於內部具有第2流路42B之支持環38,將接觸配置於該支持環38之外側虛設環36冷卻。藉由將外側虛設環36冷卻,而抑制從外側虛設環36向晶圓22之熱輸入。
又,藉由對第1流路42A供給熱輸送流體,經由於內部具有第1流路42A之內側虛設環34,將晶圓22中之與該內側虛設環34對向配置之區域即晶圓22之外周區域之下表面冷卻。因此,抑制從內側虛設環34向晶圓22之外周區域之熱輸入。
如以上所說明,本實施形態之電漿處理裝置100具備配置於處理室10之上部電極12、載置台14、高頻供電部16、虛設環18、及冷卻部20。載置台14於處理室10內與上部電極12對向配置,具有下部電極24,且載置晶圓22。高頻供電部16對下部電極24與上部電極12之間供給高頻電力。虛設環18為包圍載置於載置台14之晶圓22之環狀周緣部之環狀部件。於虛設環18與晶圓22之交界區域E中,從自晶圓22離開之方向側由冷卻部20將虛設環18冷卻。
如此,於本實施形態中,於虛設環18與晶圓22之交界區域E中,從自晶圓22離開之方向側由冷卻部20將虛設環18冷卻。因此,抑制從虛設環18向晶圓22之熱輸入。
因此,本實施形態之電漿處理裝置100能夠抑制電漿處理中向晶圓22(被處理基板)之熱輸入。
又,於本實施形態之電漿處理裝置100中,由於能夠抑制向晶圓22之外周區域之熱輸入,故而能夠抑制電漿處理中由於晶圓22之表面溫度不均勻而產生之蝕刻速率變化,能夠抑制晶圓22之加工形狀不良之產生。因此,本實施形態之電漿處理裝置100能夠謀求提高晶圓22之加工製程寬容度及元件之良率。
又,於本實施形態中,於虛設環18與晶圓22之交界區域E中,從自晶圓22離開之方向側由冷卻部20將虛設環18冷卻。雖存在伴隨因電漿處理中向虛設環18之熱輸入導致虛設環材料之介電常數變化而產生鞘應變之可能性,但於本實施形態中,藉由利用虛設環冷卻之溫度維持(調整)效果,能夠抑制鞘應變。
又,於本實施形態中,驅動部40隔著支持環38而使外側虛設環36上下移動。因此,藉由驅動部40以隔著支持環38而升高外側虛設環36之方式驅動與由電漿處理所致之外側虛設環36之消耗量對應之距離,除了能夠獲得上述效果以外,還能夠抑制離子鞘之應變。
即,於本實施形態之電漿處理裝置100中,能夠抑制伴隨於晶圓22之外周區域產生之電漿鞘之應變所致之傾斜之影響。
再者,於本實施形態中,以冷卻部20為具有流路42及供給部44之構成之情況作為一例進行了說明。然而,只要為於虛設環18與晶圓22之交界區域E中,從自晶圓22離開之方向側由冷卻部20將虛設環18冷卻之構成即可,並不限定於具有流路42及供給部44之構成。
例如,亦可設為於虛設環18之外側之相對於晶圓22及交界區域E為非對向之側之位置設置將虛設環18冷卻之冷卻功能之構成。例如,亦可設為於虛設環18之外周面之相對於晶圓22及交界區域E為非對向之區域,接觸配置輸送熱輸送流體之流路之構成。
再者,如上所述,對本發明之實施形態進行了說明,但上述實施形態係作為示例而提出者,並不意圖限定發明之範圍。該新穎之實施形態能夠以其他各種形態實施,於不脫離發明之主旨之範圍內,能夠進行各種省略、置換、變更。上述實施形態及其變化包含於發明之範圍或主旨中,並且包含於申請專利範圍所記載之發明及其均等之範圍中。
[相關申請案]
本申請案享有以2019年8月5日申請之日本專利申請案編號2019-143654之優先權之利益,該日本專利申請案之所有內容被引用於本申請案中。
10:處理室
12:上部電極
14:載置台
14A:載置面
16:高頻供電部
18:虛設環
20:冷卻部
22:晶圓
24:下部電極
26:絕緣部
28:流路
30:配管
32:供給部
34:內側虛設環
36:外側虛設環
38:支持環
40:驅動部
42:流路
42A:第1流路
42B:第2流路
44:供給部
44A:第1供給部
44B:第2供給部
46:配管
46A:配管
46B:配管
50:控制部
100:電漿處理裝置
圖1係表示實施形態之電漿處理裝置之構成例之圖。
圖2係實施形態之晶圓及虛設環之俯視圖。
圖3係將實施形態之電漿處理裝置之包含冷卻部之部分放大表示之模式圖。
圖4A~D係實施形態之電漿處理裝置之一部分之模式圖。
圖5係表示實施形態之虛設環之冷卻溫度調整之流程之一例之流程圖。
10:處理室
12:上部電極
14:載置台
14A:載置面
16:高頻供電部
18:虛設環
20:冷卻部
22:晶圓
24:下部電極
26:絕緣部
28:流路
30:配管
32:供給部
34:內側虛設環
36:外側虛設環
38:支持環
40:驅動部
42:流路
44:供給部
46:配管
50:控制部
100:電漿處理裝置
Claims (8)
- 一種電漿處理裝置,其具備:上部電極,其配置於處理室;載置台,其於上述處理室內與上述上部電極對向配置,具有下部電極,且載置被處理基板;高頻供電部,其對上述上部電極與上述下部電極之間供給高頻電力;虛設環,其包圍載置於上述載置台之上述被處理基板之環狀周緣部;及冷卻部,其於上述虛設環與上述被處理基板之間之交界區域中,從自上述被處理基板離開之方向側冷卻上述虛設環;且上述冷卻部具有:流路,其設置於上述虛設環之內部,用以輸送熱輸送流體;及供給部,其對上述流路輸送上述熱輸送流體。
- 如請求項1之電漿處理裝置,其中上述虛設環包含:內側虛設環,其包圍上述被處理基板之上述環狀周緣部;外側虛設環,其於上述內側虛設環之外周側與上述內側虛設環同心圓地配置;及支持環,其接觸配置於上述外側虛設環,且支持上述外側虛設環;上述流路配置於上述內側虛設環、上述外側虛設環、及上述支持環 中至少一者之內部,該電漿處理裝置更具備隔著上述支持環而使上述外側虛設環上下移動之驅動部。
- 如請求項2之電漿處理裝置,其中上述流路配置於至少上述支持環之內部。
- 如請求項2或3之電漿處理裝置,其中上述流路包括:第1流路,其配置於上述內側虛設環之內部;及第2流路,其配置於上述支持環之內部;上述供給部具有:第1供給部,其對上述第1流路供給上述熱輸送流體;及第2供給部,其對上述第2流路供給上述熱輸送流體。
- 如請求項4之電漿處理裝置,其中上述第2供給部將較輸送至上述第1流路之上述熱輸送流體為低溫之上述熱輸送流體輸送至上述第2流路。
- 如請求項1至3中任一項之電漿處理裝置,其中上述流路配置為螺旋狀。
- 如請求項1至3中任一項之電漿處理裝置,其中上述虛設環具有導熱性。
- 一種電漿處理方法,其係由電漿處理裝置執行之電漿處理方法,上述電漿處理裝置具備:上部電極,其配置於處理室;載置台,其於上述處理室內與上述上部電極對向配置,具有下部電極,且載置被處理基板;高頻供電部,其對上述上部電極與上述下部電極之間供給高頻電力;虛設環,其包圍載置於上述載置台之上述被處理基板之環狀周緣部;及冷卻部,其於上述虛設環與上述被處理基板之間之交界區域中,從自上述被處理基板離開之方向側冷卻上述虛設環;其中上述冷卻部具有:流路,其設置於上述虛設環之內部,用以輸送熱輸送流體;及供給部,其對上述流路輸送上述熱輸送流體;且上述電漿處理方法係:於對上述上部電極與上述下部電極之間供給高頻電力時,根據載置於上述載置台之上述被處理基板之溫度,調整上述虛設環之冷卻溫度。
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|---|---|---|---|---|
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| JP7699048B2 (ja) * | 2021-12-27 | 2025-06-26 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置及び基板処理方法 |
| WO2024029126A1 (ja) * | 2022-08-01 | 2024-02-08 | 株式会社Kokusai Electric | 基板処理装置、半導体装置の製造方法、及びプログラム |
| WO2025215890A1 (ja) * | 2024-04-09 | 2025-10-16 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170243777A1 (en) * | 2016-02-22 | 2017-08-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Plasma processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device |
| US9922857B1 (en) * | 2016-11-03 | 2018-03-20 | Lam Research Corporation | Electrostatically clamped edge ring |
| US20180182647A1 (en) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Plasma processing apparatus |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4322350B2 (ja) * | 1999-05-06 | 2009-08-26 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| JP3388228B2 (ja) * | 2000-12-07 | 2003-03-17 | 株式会社半導体先端テクノロジーズ | プラズマエッチング装置、及びプラズマエッチング方法 |
| US6767844B2 (en) * | 2002-07-03 | 2004-07-27 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd | Plasma chamber equipped with temperature-controlled focus ring and method of operating |
| US20040261946A1 (en) * | 2003-04-24 | 2004-12-30 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus, focus ring, and susceptor |
| US7544270B2 (en) * | 2005-11-14 | 2009-06-09 | Infineon Technologies Ag | Apparatus for processing a substrate |
| US7297894B1 (en) * | 2006-09-25 | 2007-11-20 | Tokyo Electron Limited | Method for multi-step temperature control of a substrate |
| JP5317424B2 (ja) * | 2007-03-28 | 2013-10-16 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| CN101471275B (zh) * | 2007-12-26 | 2011-04-06 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种被处理体的保持装置 |
| JP5686971B2 (ja) * | 2009-02-05 | 2015-03-18 | 東京エレクトロン株式会社 | フォーカスリングの加熱方法及びプラズマエッチング装置及びプラズマエッチング方法 |
| JP2010199421A (ja) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Toshiba Corp | プラズマ処理装置およびプラズマエッチング方法 |
| KR101559913B1 (ko) * | 2009-06-25 | 2015-10-27 | 삼성전자주식회사 | 플라즈마 건식 식각 장치 |
| JP5690596B2 (ja) * | 2011-01-07 | 2015-03-25 | 東京エレクトロン株式会社 | フォーカスリング及び該フォーカスリングを備える基板処理装置 |
| US9448014B2 (en) * | 2011-10-28 | 2016-09-20 | Kyocera Corporation | Channel member, and heat exchanger, semiconductor unit, and semiconductor manufacturing apparatus including the same |
| US9947559B2 (en) * | 2011-10-28 | 2018-04-17 | Applied Materials, Inc. | Thermal management of edge ring in semiconductor processing |
| US9070536B2 (en) * | 2012-04-24 | 2015-06-30 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor electrostatic chuck with cooled process ring and heated workpiece support surface |
| US20140356985A1 (en) * | 2013-06-03 | 2014-12-04 | Lam Research Corporation | Temperature controlled substrate support assembly |
| JP6689020B2 (ja) * | 2013-08-21 | 2020-04-28 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| US20160042961A1 (en) * | 2014-08-06 | 2016-02-11 | Applied Materials, Inc. | Electron beam plasma source with rotating cathode, backside helium cooling and liquid cooled pedestal for uniform plasma generation |
| KR102401501B1 (ko) * | 2014-12-19 | 2022-05-23 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 기판 프로세싱 챔버를 위한 에지 링 |
| US11605546B2 (en) * | 2015-01-16 | 2023-03-14 | Lam Research Corporation | Moveable edge coupling ring for edge process control during semiconductor wafer processing |
| JP6555656B2 (ja) * | 2015-02-17 | 2019-08-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | プラズマ処理装置および電子部品の製造方法 |
| JP6869034B2 (ja) * | 2017-01-17 | 2021-05-12 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| KR102039969B1 (ko) * | 2017-05-12 | 2019-11-05 | 세메스 주식회사 | 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 |
| JP6866255B2 (ja) * | 2017-08-09 | 2021-04-28 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| JP6995008B2 (ja) * | 2018-04-27 | 2022-01-14 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
-
2019
- 2019-08-05 JP JP2019143654A patent/JP2021027152A/ja active Pending
-
2020
- 2020-01-15 TW TW109101377A patent/TWI782251B/zh active
- 2020-01-21 CN CN202010071407.9A patent/CN112331545B/zh active Active
- 2020-03-06 US US16/810,935 patent/US20210043495A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170243777A1 (en) * | 2016-02-22 | 2017-08-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Plasma processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device |
| US9922857B1 (en) * | 2016-11-03 | 2018-03-20 | Lam Research Corporation | Electrostatically clamped edge ring |
| US20180182647A1 (en) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Plasma processing apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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