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KR102424818B1 - 플라즈마 처리 장치 및 포커스 링 - Google Patents

플라즈마 처리 장치 및 포커스 링 Download PDF

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KR102424818B1
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히로키 키시
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

포커스 링의 소모에 수반하는 홀의 기울기의 변동을 억제한다. 플라즈마 처리 장치는 챔버와 배치대(2)와 포커스 링(8)을 구비한다. 챔버는 반도체 웨이퍼(W)를 플라즈마 처리한다. 배치대(2)는 챔버의 내부에 마련되고, 반도체 웨이퍼(W)가 배치되는 유지면(9a)을 가진다. 포커스 링(8)은 유지면(9a)에 배치된 반도체 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 배치대의 주위에 마련되고, 유지면(9a)보다 낮은 제 1 평탄부(8a)와, 제 1 평탄부(8a)보다 낮은 제 2 평탄부(8b)와, 제 1 평탄부(8a)보다 높은 제 3 평탄부(8c)가 내주측으로부터 외주측을 향해 차례로 형성된다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 포커스 링 {PLASMA PROCESSING APPARATUS AND FOCUS RING}
본 발명의 각종 측면 및 실시 형태는, 플라즈마 처리 장치 및 포커스 링에 관한 것이다.
종래, 플라즈마 처리 장치에서는, 챔버의 내부에 배치된 배치대에 피처리체를 배치한다. 배치대에는 배치면에 배치된 피처리체를 둘러싸도록 도전성 엣지 링(포커스 링이라고도 함)이 마련된다. 이러한 포커스 링으로서는, 예를 들면, 배치대의 배치면보다 낮은 제 1 평탄부와, 제 1 평탄부 및 피처리체의 피처리면보다 높은 제 2 평탄부가 내주측으로부터 외주측을 향해 차례로 형성된 포커스 링이 알려져 있다(예를 들면, 하기 특허 문헌 1 참조).
일본등록실용신안공보 제3,166,974호
그런데, 피처리체에의 처리가 반복되면, 포커스 링이 소모된다. 포커스 링이 소모되면, 포커스 링의 형상이 변하여, 포커스 링의 상방에 형성되는 플라즈마 시스와, 피처리체의 상방에 형성되는 플라즈마 시스 간의 높이의 대소 관계가 변동한다. 그 때문에, 포커스 링의 소모에 의해, 플라즈마 중의 이온 등의 입자가 피처리체에 입사하는 기울기가 변동하게 된다.
포커스 링의 소모에 수반하여, 플라즈마 중의 이온 등의 입자가 피처리체에 입사하는 기울기의 변동이 커지면, 홀의 기울기의 불균일을 미리 정해진 스펙 내로 억제하는 것이 곤란해진다. 이 때문에, 홀의 기울기의 불균일이 미리 정해진 스펙을 초과하기 전에 포커스 링을 교환하게 된다. 포커스 링을 빈번하게 교환하면, 그때마다 프로세스를 정지시키게 되어, 프로세스의 스루풋이 저하된다.
본 발명의 일측면은, 예를 들면 플라즈마 처리 장치로서, 챔버와 배치대와 포커스 링을 구비한다. 챔버는 피처리체를 플라즈마 처리한다. 배치대는 챔버의 내부에 마련되고, 피처리체가 배치되는 배치면을 가진다. 포커스 링은 배치면에 배치된 피처리체를 둘러싸도록 배치대의 주위에 마련되고, 배치면보다 낮은 제 1 평탄부와, 제 1 평탄부보다 낮은 제 2 평탄부와, 제 1 평탄부보다 높은 제 3 평탄부가 내주측으로부터 외주측을 향해 차례로 형성된다.
본 발명의 각종 측면 및 실시 형태에 따르면, 포커스 링의 소모에 수반하는 홀의 기울기의 변동을 억제할 수 있다.
도 1은 플라즈마 처리 장치 전체의 개략 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 포커스 링, 반도체 웨이퍼, 정전 척 및 배치대의 위치 관계의 일례를 모식적으로 나타내는 확대 단면도이다.
도 3은 종래의 포커스 링의 소모에 수반하는 이온의 입사 방향의 기울기의 변동을 나타내는 설명도이다.
도 4는 실시 형태에 있어서의 포커스 링의 소모에 수반하는 이온의 입사 방향의 기울기의 변동을 나타내는 설명도이다.
도 5는 실시 형태에 있어서의 포커스 링의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 6은 제 2 평탄부의 두께, 제 3 평탄부의 두께 및 포커스 링의 중심으로부터 벽면까지의 거리와, 홀의 기울기의 변동량의 개선율과의 관계의 시뮬레이션 결과의 일례를 나타내는 도이다.
도 7은 포커스 링의 단면 형상의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 8은 포커스 링의 단면 형상의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 9는 포커스 링의 단면 형상의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 10은 포커스 링의 단면 형상의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 11은 포커스 링의 단면 형상의 다른 예를 나타내는 도이다.
개시하는 플라즈마 처리 장치는, 하나의 실시 형태에 있어서, 챔버와 배치대와 포커스 링을 구비한다. 챔버는 피처리체를 플라즈마 처리한다. 배치대는 챔버의 내부에 마련되고, 피처리체가 배치되는 배치면을 가진다. 포커스 링은 배치면에 배치된 피처리체를 둘러싸도록 배치대의 주위에 마련된 포커스 링으로서, 배치면보다 낮은 제 1 평탄부와, 제 1 평탄부보다 낮은 제 2 평탄부와, 제 1 평탄부보다 높은 제 3 평탄부가 내주측으로부터 외주측을 향해 차례로 형성된다.
또한, 개시하는 플라즈마 처리 장치의 하나의 실시 형태에 있어서, 제 1 평탄부와 제 2 평탄부의 사이에는, 포커스 링의 내주측으로부터 외주측으로 진행됨에 따라 낮아지는 경사면이 마련되어도 된다.
또한, 개시하는 플라즈마 처리 장치의 하나의 실시 형태에 있어서, 제 2 평탄부와 제 3 평탄부의 사이에는, 포커스 링의 내주측으로부터 외주측으로 진행됨에 따라 높아지는 경사면이 마련되어도 된다.
또한, 개시하는 플라즈마 처리 장치의 하나의 실시 형태에 있어서, 제 2 평탄부와 제 3 평탄부의 사이에는, 포커스 링의 두께 방향으로 제 2 평탄부로부터 제 1 높이까지 연장되는 벽면부가 마련되어도 되고, 경사면은, 제 1 높이로부터 제 3 평탄부까지의 사이에 마련되어도 된다.
또한, 개시하는 플라즈마 처리 장치의 하나의 실시 형태에 있어서, 제 1 높이는 제 2 평탄부로부터 제 1 평탄부까지의 높이와 동일하거나 그것보다 높아도 된다.
또한, 개시하는 플라즈마 처리 장치의 하나의 실시 형태에 있어서, 포커스 링의 직경 방향에 있어서, 제 1 평탄부의 폭은 제 2 평탄부의 폭보다 좁아도 된다.
또한, 개시하는 플라즈마 처리 장치의 하나의 실시 형태에 있어서, 포커스 링의 직경 방향에 있어서, 제 2 평탄부의 폭은 제 3 평탄부의 폭보다 좁아도 된다.
또한, 개시하는 플라즈마 처리 장치의 하나의 실시 형태에 있어서, 제 3 평탄부는 배치대의 배치면에 배치된 피처리체의 피처리면보다 높은 위치에 마련되어도 된다.
또한, 개시하는 플라즈마 처리 장치의 하나의 실시 형태에 있어서, 제 1 평탄부는 배치대의 배치면보다 낮은 위치에 마련되어도 된다.
또한, 개시하는 포커스 링의 하나의 실시 형태는, 피처리체를 플라즈마 처리하기 위한 챔버의 내부에 마련되고, 배치대의 배치면에 배치된 피처리체를 둘러싸도록 배치대의 주위에 마련된 포커스 링으로서, 배치면보다 낮은 제 1 평탄부와, 제 1 평탄부보다 낮은 제 2 평탄부와, 제 1 평탄부보다 높은 제 3 평탄부를 구비하고, 제 1 평탄부, 제 2 평탄부 및 제 3 평탄부는 포커스 링의 내주측으로부터 외주측을 향해 차례로 배치된다.
또한, 개시하는 포커스 링의 하나의 실시 형태에 있어서, 제 1 평탄부와 제 2 평탄부의 사이에는, 포커스 링의 내주측으로부터 외주측으로 진행됨에 따라 낮아지는 경사면이 마련되어도 된다.
또한, 개시하는 포커스 링의 하나의 실시 형태에 있어서, 제 2 평탄부와 제 3 평탄부의 사이에는, 포커스 링의 내주측으로부터 외주측으로 진행됨에 따라 높아지는 경사면이 마련되어도 된다.
또한, 개시하는 포커스 링의 하나의 실시 형태에 있어서, 제 2 평탄부와 제 3 평탄부의 사이에는, 포커스 링의 두께 방향으로 제 2 평탄부로부터 제 1 높이까지 연장되는 벽면부가 마련되어도 되고, 경사면은 제 1 높이로부터 제 3 평탄부까지의 사이에 마련되어도 된다.
또한, 개시하는 포커스 링의 하나의 실시 형태에 있어서, 제 1 높이는 제 2 평탄부로부터 제 1 평탄부까지의 높이와 동일하거나 그것보다 높아도 된다.
또한, 개시하는 포커스 링의 하나의 실시 형태에 있어서, 포커스 링의 직경 방향에 있어서, 제 1 평탄부의 폭은 제 2 평탄부의 폭보다 좁아도 된다.
또한, 개시하는 포커스 링의 하나의 실시 형태에 있어서, 포커스 링의 직경 방향에 있어서, 제 2 평탄부의 폭은 제 3 평탄부의 폭보다 좁아도 된다.
또한, 개시하는 포커스 링의 하나의 실시 형태에 있어서, 제 3 평탄부는 배치대의 배치면에 배치된 피처리체의 피처리면보다 높은 위치에 마련되어도 된다.
또한, 개시하는 포커스 링의 하나의 실시 형태에 있어서, 제 1 평탄부는 배치대의 배치면보다 낮은 위치에 마련되어도 된다.
이하에, 개시하는 플라즈마 처리 장치 및 포커스 링의 실시 형태에 대하여, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 의해 개시되는 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한 각 실시 형태는, 처리 내용을 모순시키지 않는 범위에서 적절히 조합하는 것이 가능하다.
[플라즈마 처리 장치(100)의 구성]
도 1은 플라즈마 처리 장치(100) 전체의 개략 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(100)는 내부를 기밀하게 폐색 가능하게 구성된 처리실을 구성하는 원통 형상의 챔버(1)를 가진다. 챔버(1)는 예를 들면 알루미늄 등으로 형성된다. 챔버(1)의 내부에는 피처리체인 반도체 웨이퍼(W)가 배치되고, 하부 전극으로서도 기능하는 배치대(2)가 마련되어 있다. 배치대(2)는 예를 들면 알루미늄 등의 도전성 재료에 의해 블록 형상으로 형성된다.
배치대(2)는 세라믹 등의 절연판(3)을 개재하여 챔버(1) 내에 지지되어 있다. 배치대(2)의 상면에는 반도체 웨이퍼(W)를 흡착하기 위한 정전 척(9)이 마련되어 있다. 정전 척(9)은 절연체로 형성되고, 내부에 전극(9b)을 가진다. 전극(9b)은 직류 전원(10)에 접속된다. 정전 척(9)의 상면에는 반도체 웨이퍼(W)를 유지하는 유지면(9a)이 형성되어 있다. 정전 척(9)은 직류 전원(10)으로부터 전극(9b)에 인가되는 직류 전압에 의해 발생하는 쿨롱력에 의해, 유지면(9a)에서 반도체 웨이퍼(W)를 흡착 유지한다.
정전 척(9)의 유지면(9a)은 배치대(2)의 배치면에 상당한다. 따라서 이하에서는, 정전 척(9), 절연성 부재(31), 도전성 부재(32) 및 배치대(2)를 아울러 '배치대(2)'라고 적당히 표기하고, 배치대(2)의 배치면을 '정전 척(9)의 유지면(9a)'이라고 적당히 표기한다.
정전 척(9)의 외주에는 주변 숄더부(9c)가 형성되어 있다. 주변 숄더부(9c)의 상면은 유지면(9a)보다 낮다. 정전 척(9)의 주변 숄더부(9c)의 외측면에는, 예를 들면 석영 등으로 형성된 절연성 부재(31)가 배치된다. 또한, 정전 척(9)의 주변 숄더부(9c)의 상면에는, 예를 들면 알루미늄 등으로 형성된 도전성 부재(32)가 배치된다.
또한 배치대(2)의 내부에는, 온도 제어를 위한 열 매체인 절연성 유체를 순환시키기 위한 유로(4)와, 헬륨 가스 등의 온도 제어용의 가스를 반도체 웨이퍼(W)의 이면으로 공급하기 위한 가스 유로(5)가 마련되어 있다. 유로(4) 내에 정해진 온도로 제어된 절연성 유체를 순환시킴으로써, 배치대(2)를 정해진 온도로 제어하고, 이 배치대(2)와 반도체 웨이퍼(W)의 이면과의 사이로 가스 유로(5)를 통하여 온도 제어용의 가스를 공급하여 이들 간의 열 교환을 촉진함으로써, 배치대(2)는 배치면에 배치된 반도체 웨이퍼(W)를 정밀도 좋게 또한 효율적으로 정해진 온도로 제어할 수 있다.
배치대(2)에는 정합기(6)를 개재하여 고주파 전원(7)이 접속되어 있다. 고주파 전원(7)은 정해진 주파수의 고주파 전력을 정합기(6)를 거쳐 배치대(2)에 공급한다.
또한 도 1에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(100)는 배치대(2)의 배치면, 즉, 정전 척(9)의 유지면(9a)에 배치된 반도체 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 배치대(2)의 주위에 마련된 포커스 링(8)을 가진다. 포커스 링(8)은, 예를 들면 실리콘, 카본, SiC 등의 도전성 재료에 의해 링 형상으로 형성된다.
또한, 포커스 링(8)의 외측에는 환상으로 형성된 배기 링(11)이 마련된다. 배기 링(11)에는 다수의 배기홀이 형성되어 있다. 배기 링(11)을 개재하여 배기 포트(12)에 접속된 진공 펌프 등의 배기 장치(13)에 의해, 챔버(1) 내의 처리 공간이 진공 배기된다.
한편, 배치대(2)의 상방의 챔버(1)의 천장 부분에는, 샤워 헤드(14)가 배치대(2)에 대향하도록 마련되어 있다. 샤워 헤드(14) 및 배치대(2)는 한 쌍의 전극(상부 전극과 하부 전극)으로서 기능한다. 또한, 샤워 헤드(14)에는 정합기(15)를 개재하여 고주파 전원(16)이 접속되어 있다.
샤워 헤드(14)는 하면에 다수의 가스 토출홀(17)이 마련되어 있고, 그 상부에 가스 도입부(18)를 가지고 있다. 샤워 헤드(14)의 내부에는 가스 확산용 공극(19)이 형성되어 있다. 가스 도입부(18)에는 가스 공급 배관(20)의 일단이 접속되어 있고, 가스 공급 배관(20)의 타단에는 가스 공급계(21)가 접속되어 있다. 가스 공급계(21)는 가스 유량을 제어하기 위한 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(22)와, 예를 들면 에칭용의 처리 가스 등을 공급하기 위한 처리 가스 공급원(23)을 가진다.
[포커스 링(8)의 상세]
이어서, 도 2를 이용하여, 도 1에 나타낸 포커스 링(8)에 대하여 더 설명한다. 도 2는 포커스 링(8), 반도체 웨이퍼(W), 정전 척(9) 및 배치대(2)의 위치 관계의 일례를 모식적으로 나타내는 확대 단면도이다.
예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 포커스 링(8)에는 제 1 평탄부(8a)와 제 2 평탄부(8b)와 제 3 평탄부(8c)가, 포커스 링(8)의 내주측(도 2의 좌측)으로부터 외주측(도 2의 우측)을 향해 차례로 형성되어 있다. 제 1 평탄부(8a)는 배치대(2)의 배치면, 즉, 정전 척(9)의 유지면(9a)보다 낮고, 일부가 반도체 웨이퍼(W) 아래에 배치된다. 제 2 평탄부(8b)는 제 1 평탄부(8a)보다 낮은 위치에 배치된다. 제 3 평탄부(8c)는 제 1 평탄부(8a)보다 높은 위치에 배치된다. 본 실시 형태에 있어서, 제 3 평탄부(8c)는 정전 척(9)의 유지면(9a)에 배치된 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면보다 높은 위치에 배치된다.
또한, 본 실시 형태의 포커스 링(8)에서는, 포커스 링(8)의 직경 방향(도 2의 좌우 방향)에 있어서, 제 1 평탄부(8a)의 폭(L1)은 제 2 평탄부(8b)의 폭(L2)보다 좁다. 또한, 포커스 링(8)의 직경 방향에 있어서, 제 2 평탄부(8b)의 폭(L2)은 제 3 평탄부(8c)의 폭(L3)보다 좁다.
여기서, 제 1 평탄부(8a), 제 2 평탄부(8b) 및 제 3 평탄부(8c)가 포커스 링(8)에 형성되는 이유에 대하여, 종래의 포커스 링(FR)과, 본 실시 형태에 있어서의 포커스 링(8)을 대비하면서 설명한다. 도 3은 종래의 포커스 링(FR)의 소모에 수반하는 이온의 입사 방향의 기울기의 변동을 나타내는 설명도이다. 도 4는 실시 형태에 있어서의 포커스 링(8)의 소모에 수반하는 이온의 입사 방향의 기울기의 변동을 나타내는 설명도이다. 또한 도 3에 나타낸 포커스 링(FR)에는, 배치대(2)의 배치면, 즉, 정전 척(9)의 유지면(9a)보다 낮은 제 1 평탄면(8i)과, 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면보다 높은 제 2 평탄면(8k)이 포커스 링(FR)의 내주측으로부터 외주측을 향해 차례로 형성되어 있다. 또한, 제 1 평탄면(8i)과 제 2 평탄면(8k)의 사이에는, 포커스 링(FR)의 내주측으로부터 외주측으로 진행됨에 따라 높아지는 경사면(8j)이 형성되어 있다.
먼저, 도 3을 이용하여, 종래의 포커스 링(FR)에 대하여 설명한다. 포커스 링(FR)이 소모되어 있지 않은 경우에는, 예를 들면 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 포커스 링(FR)의 상방의 플라즈마 시스는, 반도체 웨이퍼(W)의 상방의 플라즈마 시스보다 높은 위치에 형성된다. 이 경우, 반도체 웨이퍼(W)의 주연부 부근에서는, 플라즈마 중의 이온이 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 중심부로부터 주연부를 향해 비스듬하게 입사한다. 이에 의해, 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 주연부 부근에 형성되는 홀의 형상은, 연직 방향에 대하여 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 주연부를 향해 비스듬하게 기운다.
그리고, 포커스 링(FR)이 플라즈마에 의해 소모되면, 포커스 링(FR)의 높이가 낮아진다. 이에 의해, 예를 들면 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 포커스 링(FR)의 상방의 플라즈마 시스의 위치가 낮아져, 반도체 웨이퍼(W)의 중심부 부근의 상방에 형성된 플라즈마 시스보다, 반도체 웨이퍼(W)의 주연부 부근의 상방에 형성된 플라즈마 시스의 위치가 낮아진다. 이에 의해, 반도체 웨이퍼(W)의 주연부 부근에 있어서, 플라즈마 중의 이온이 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 주연부로부터 중심부를 향해 비스듬하게 입사한다. 이에 의해, 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 주연부 부근에 형성되는 홀의 형상은, 연직 방향에 대하여 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 중심부를 향해 비스듬하게 기운다.
종래의 포커스 링(FR)에서는, 도 3의 (a)에 예시한 플라즈마 시스의 분포에 있어서, 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 주연부 부근에 형성되는 홀은, 연직 방향에 대하여 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 주연부를 향해 예를 들면 1 도 기울고, 도 3의 (b)에 예시한 플라즈마 시스의 분포에 있어서, 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 주연부 부근에 형성되는 홀은, 연직 방향에 대하여 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 중심부를 향해 예를 들면 1 도 기운다. 이 경우, 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 주연부측을 플러스의 각도로서, 포커스 링(FR)이 정해진 양 소모된 경우의 홀의 기울기의 변동량은 1 도 - (-1 도) = 2 도가 된다.
이어서, 도 4를 이용하여, 실시 형태에 있어서의 포커스 링(8)에 대하여 설명한다. 포커스 링(8)이 소모되어 있지 않은 경우에는, 예를 들면 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 포커스 링(8)의 상방의 플라즈마 시스는, 반도체 웨이퍼(W)의 상방의 플라즈마 시스보다 높은 위치에 형성되고, 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 주연부 부근에서는, 플라즈마 중의 이온이 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 중심부로부터 주연부를 향해 비스듬하게 입사한다. 이에 의해, 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 주연부 부근에 형성되는 홀은, 연직 방향에 대하여 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 주연부를 향해 비스듬하게 기운다. 또한 도 4의 (a)에서는, 도 3의 (a)와의 비교를 위하여, 포커스 링(8)이 소모되어 있지 않은 경우에, 반도체 웨이퍼(W)의 주연부 부근에 형성되는 홀의 기울기가 도 3의 (a)와 동일한 기울기가 되는 포커스 링(8)의 형상을 가정하고 있다.
그리고 포커스 링(8)이, 플라즈마에 의해, 도 3의 (b)에 나타낸 종래의 포커스 링(FR)과 동일한 정도의 소모량이 된 경우, 예를 들면 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제 3 평탄부(8c)의 높이가 낮아진다. 이에 의해, 예를 들면 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제 3 평탄부(8c)의 상방의 플라즈마 시스의 위치가 낮아진다. 이에 의해, 반도체 웨이퍼(W)의 주연부 부근에 있어서, 플라즈마 중의 이온이 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 주연부로부터 중심부를 향해 비스듬하게 입사한다. 이에 의해, 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 주연부 부근에 형성되는 홀은, 연직 방향에 대하여 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 중심부를 향해 비스듬하게 기운다.
여기서, 본 실시 형태에 있어서의 포커스 링(8)은, 플라즈마에 의해 전체적으로 소모되지만, 포커스 링(8)의 단면 형상은 유지된다. 그 때문에, 본 실시 형태에서의 포커스 링(8)에서는, 플라즈마에 의해 소모된 경우라도, 제 2 평탄부(8b)의 상방에서 낮고, 제 3 평탄부(8c)의 상방에서 높은 플라즈마 시스의 분포는 유지된다. 그 때문에, 종래의 포커스 링(FR)과 동일한 정도의 소모량이 된 경우라도, 반도체 웨이퍼(W)의 주연부 부근에 있어서, 플라즈마 중의 이온이 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 주연부로부터 중심부를 향해 비스듬하게 입사하는 각도는, 종래의 포커스 링(FR)에 비해 작아진다.
본 실시 형태의 포커스 링(8)에서는, 플라즈마에 의한 소모가 없는 경우, 반도체 웨이퍼(W)의 주연부 부근의 홀 형상이 반도체 웨이퍼(W)의 주연부를 향해 예를 들면 1 도 기울고, 플라즈마에 의한 소모량이 도 3의 (b)에 나타낸 종래의 포커스 링(FR)과 동일한 정도가 되면, 예를 들면 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 홀 형상이 반도체 웨이퍼(W)의 중심부를 향해 예를 들면 0.5 도 기운다. 이 경우, 포커스 링(8)이 정해진 양 소모된 경우의 홀의 기울기의 변동량은 1 도 - (-0.5 도) = 1.5 도가 된다.
이와 같이, 본 실시 형태의 포커스 링(8)은 제 1 평탄부(8a)와 제 2 평탄부(8b)와 제 3 평탄부(8c)가 내주측으로부터 외주측을 향해 차례로 형성되어 있고, 제 2 평탄부(8b)는 제 1 평탄부(8a)보다 낮고, 제 3 평탄부(8c)는 제 1 평탄부(8a)보다 높다. 이에 의해, 플라즈마에 의해 포커스 링(8)이 소모된 경우라도, 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면의 상방에 형성되는 플라즈마 시스의 분포의 변동을 낮게 억제할 수 있다. 그 때문에, 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면에 형성되는 홀의 기울기의 변동량을 종래의 포커스 링(FR)보다 적게 억제할 수 있다. 따라서, 포커스 링(8)의 교환 빈도를 줄일 수 있어, 프로세스의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
[시뮬레이션 결과]
이어서, 제 2 평탄부(8b)의 두께 및 제 3 평탄부(8c)의 두께 등과, 이온의 입사 방향의 기울기의 개선율과의 관계에 대하여 행한 시뮬레이션 결과에 대하여 설명한다. 도 5는 실시 형태에 있어서의 포커스 링의 일례를 나타내는 단면도이다. 시뮬레이션에서는, 예를 들면 도 5에 나타내는 바와 같이, 제 1 평탄부(8a)의 부분에 있어서의 포커스 링(8)의 두께를 T1, 제 2 평탄부(8b)의 부분에 있어서의 포커스 링(8)의 두께를 T2, 제 3 평탄부(8c)의 부분에 있어서의 포커스 링(8)의 두께를 T3라고 정의한다.
또한, 예를 들면 도 5에 나타내는 바와 같이, 포커스 링(8)의 내주면에 의해 그려지는 원의 중심으로부터, 제 2 평탄부(8b)와 제 3 평탄부(8c)의 사이의 벽면(8d)까지의 거리를 φ라고 정의한다.
또한 본 실시 형태에 있어서, 대상이 되는 포커스 링(8)에 있어서의 홀의 기울기의 변동량의 개선율(I)(%)은, 기준이 되는 포커스 링에 있어서의 홀의 기울기의 변동량을 θ1, 대상이 되는 포커스 링(8)에 있어서의 홀의 기울기의 변동량을 θ2로 한 경우, I = {(θ1 / θ2) - 1} × 100이라 정의한다. 기준이 되는 포커스 링은 예를 들면 도 3에 예시한 종래의 포커스 링(FR)을 이용했다.
도 6은 제 2 평탄부(8b)의 두께(T2), 제 3 평탄부(8c)의 두께(T3) 및 포커스 링(8)의 중심으로부터 벽면(8d)까지의 거리(φ)와, 홀의 기울기의 변동량의 개선율(I)과의 관계의 시뮬레이션 결과의 일례를 나타내는 도이다. 도 6에 있어서, 좌측의 종축은 제 2 평탄부(8b)의 두께(T2)를 나타내고 있고, 우측의 종축은 제 3 평탄부(8c)의 두께(T3)를 나타내고 있으며, 모두 제 1 평탄부(8a)의 두께(T1)에 대한 비로 나타나 있다. 또한, 도 6에서의 실선은 제 3 평탄부(8c)의 두께(T3)를 나타내고 있다. 또한, 도 6에서 횡축은 포커스 링(8)의 중심으로부터 벽면(8d)까지의 거리(φ)를 나타내고 있고, 포커스 링(8)의 내반경에 대한 비로 나타나 있다. 또한 도 6에서는, 홀의 기울기의 변동량의 개선율(I)은 정해진 값의 범위마다 상이한 해칭으로 나타나 있다.
도 6에 나타낸 시뮬레이션 결과를 참조하면, 예를 들면 제 2 평탄부(8b)의 두께(T2)가 제 1 평탄부(8a)의 두께(T1)의 약 0.9 배, 포커스 링(8)의 중심으로부터 벽면(8d)까지의 거리(φ)가 약 1.065, 제 3 평탄부(8c)의 두께(T3)가 제 1 평탄부(8a)의 두께(T1)의 약 2.2 배인 A 점에서는, 홀의 기울기의 변동량의 개선율(I)이 40 ~ 50%의 범위 내의 값이 되어 있다.
도 6에 나타낸 시뮬레이션 결과로부터 명백한 바와 같이, 도 6의 위에서 아래를 향할수록, 즉, 제 2 평탄부(8b)의 두께(T2)가 얇아질수록, 홀의 기울기의 변동량의 개선율(I)이 향상되어 있다. 그리고 예를 들면, 제 2 평탄부(8b)의 두께(T2)가 제 1 평탄부(8a)의 두께(T1)보다 얇아지면, 즉, 제 2 평탄부(8b)의 위치가 제 1 평탄부(8a)의 위치보다 낮아지면, 홀의 기울기의 변동량의 개선율(I)을 40% 이상으로 하는 것이 가능해지는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 도 1 및 도 2에 나타낸 형상의 포커스 링(8)에 있어서, 제 2 평탄부(8b)의 위치를 제 1 평탄부(8a)의 위치보다 낮게 함으로써, 홀의 기울기의 변동량의 개선율(I)을 40% 이상으로 하는 것이 가능해진다.
또한, 도 6에 나타낸 시뮬레이션 결과로부터 명백한 바와 같이, 도 6의 왼쪽 상측으로부터 오른쪽 하측을 향할수록, 즉, 포커스 링(8)의 중심으로부터 벽면(8d)까지의 거리(φ)가 길어지고, 또한 제 1 평탄부(8a)의 두께(T1)에 대하여 제 3 평탄부(8c)의 두께(T3)가 두꺼워질수록, 홀의 기울기의 변동량의 개선율(I)이 향상되어 있다. 그리고 예를 들면, 제 2 평탄부(8b)의 두께(T2)가 제 1 평탄부(8a)의 두께(T1)보다 얇아지면, 홀의 기울기의 변동량의 개선율(I)을 40%로 하는 것이 가능해진다. 그리고 예를 들면, 제 2 평탄부(8b)의 두께(T2)가 제 1 평탄부(8a)의 두께(T1)보다 얇고, 또한, 포커스 링(8)의 중심으로부터 벽면(8d)까지의 거리(φ)가 약 1.065보다 길고, 또한, 제 3 평탄부(8c)의 두께(T3)가 제 1 평탄부(8a)의 두께(T1)의 약 2.2 배 이상이 되면, 홀의 기울기의 변동량의 개선율(I)이 40% 이상이 되는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 도 1 및 도 2에 나타낸 형상의 포커스 링(8)에 있어서, 제 2 평탄부(8b)의 두께(T2)를 제 1 평탄부(8a)의 두께(T1)보다 얇게 하고, 또한, 포커스 링(8)의 중심으로부터 벽면(8d)까지의 거리(φ)를 약 1.065보다 길게 하고, 또한, 제 3 평탄부(8c)의 두께(T3)를 제 1 평탄부(8a)의 두께(T1)의 약 2.2 배 이상으로 함으로써, 홀의 기울기의 변동량의 개선율(I)을 40% 이상으로 하는 것이 가능해진다.
이상, 일실시 형태에 대하여 설명했다. 상기 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치(100)에 의하면, 포커스 링(8)의 소모에 수반하는 홀의 기울기의 변동을 억제할 수 있다.
또한 개시된 기술은, 상기한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.
예를 들면 다른 예로서, 포커스 링(8)의 단면 형상은, 도 7 ~ 도 9에 나타내는 것과 같은 형상이어도 된다. 도 7 ~ 도 9는 포커스 링(8)의 단면 형상의 다른 예를 나타내는 도이다. 예를 들면 도 7에 예시한 포커스 링(8)에서는, 제 1 평탄부(8a)와 제 2 평탄부(8b)의 사이에, 포커스 링(8)의 내주측으로부터 외주측으로 진행됨에 따라 낮아지는 경사면(8e)이 마련되어 있다. 또한, 예를 들면 도 8에 예시한 포커스 링(8)에서는, 제 2 평탄부(8b)와 제 3 평탄부(8c)의 사이에, 포커스 링(8)의 내주측으로부터 외주측으로 진행됨에 따라 높아지는 경사면(8f)이 마련되어 있다. 또한, 예를 들면 도 9에 예시한 포커스 링(8)에서는, 제 1 평탄부(8a)와 제 2 평탄부(8b)의 사이에, 포커스 링(8)의 내주측으로부터 외주측으로 진행됨에 따라 낮아지는 경사면(8e)이 마련되고 또한, 제 2 평탄부(8b)와 제 3 평탄부(8c)의 사이에, 포커스 링(8)의 내주측으로부터 외주측으로 진행됨에 따라 높아지는 경사면(8f)이 마련되어 있다.
또한 예를 들면 다른 예로서, 포커스 링(8)의 단면 형상은 도 10에 나타내는 것과 같은 형상이어도 된다. 도 10은 포커스 링(8)의 단면 형상의 다른 예를 나타내는 도이다. 예를 들면 도 10에 예시한 포커스 링(8)에서는, 제 2 평탄부(8b)와 제 3 평탄부(8c)의 사이에는, 포커스 링(8)의 두께 방향으로 제 2 평탄부(8b)로부터 높이(h1)까지 연장되는 벽면부(8g)가 마련되어 있다. 또한, 벽면부(8g)의 높이(h1)의 위치로부터 제 3 평탄부(8c)까지의 사이에는 경사면(8f)이 마련되어 있다. 또한, 도 10에 예시한 포커스 링(8)에 있어서, 벽면부(8g)의 높이(h1)는 제 2 평탄부(8b)로부터 제 1 평탄부(8a)까지의 높이(h2)보다 높다. 또한 벽면부(8g)의 높이(h1)는, 제 2 평탄부(8b)로부터 제 1 평탄부(8a)까지의 높이(h2)와 동일한 높이여도 된다.
또한, 도 10에 예시한 포커스 링(8)에 있어서, 제 1 평탄부(8a)와 제 2 평탄부(8b)의 사이에는, 예를 들면 도 11에 나타내는 바와 같이, 포커스 링(8)의 내주측으로부터 외주측으로 진행됨에 따라 낮아지는 경사면(8e)이 마련되어 있어도 된다. 도 11은 포커스 링(8)의 단면 형상의 다른 예를 나타내는 도이다.
또한 상기한 실시 형태에서는, 반도체 웨이퍼(W)에 대하여 플라즈마를 이용한 에칭을 행하는 플라즈마 처리 장치(100)를 예로 설명했지만, 개시된 기술은 이에 한정되지 않는다. 포커스 링(8)의 단면 형상이 도 1 ~ 도 2 또는 도 7 ~ 도 11에 나타낸 형상이면, 플라즈마를 이용하여 성막을 행하는 장치, 또는 반도체 웨이퍼(W) 상에 적층된 막을 플라즈마를 이용하여 개질하는 장치 등에서도, 상기한 포커스 링(8)을 적용할 수 있다.
이상, 본 발명을 실시의 형태를 이용하여 설명했지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시의 형태에 기재의 범위에는 한정되지 않는다. 상기 실시의 형태에 다양한 변경 또는 개량을 가하는 것이 가능하다는 것이 당업자에게는 명백하다. 또한, 그러한 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있는 것이, 특허 청구의 범위의 기재로부터 명백하다.
W : 반도체 웨이퍼
100 : 플라즈마 처리 장치
1 : 챔버
2 : 배치대
8 : 포커스 링
8a : 제 1 평탄부
8b : 제 2 평탄부
8c : 제 3 평탄부
9 : 정전 척
9a : 유지면

Claims (20)

  1. 피처리체를 플라즈마 처리하기 위한 챔버와,
    상기 챔버의 내부에 마련되고, 상기 피처리체가 배치되는 배치면을 가지는 배치대와,
    상기 배치면에 배치된 상기 피처리체를 둘러싸도록 상기 배치대의 주위에 마련된 포커스 링으로서, 상기 배치면보다 낮은 제 1 평탄부와, 상기 제 1 평탄부보다 낮은 제 2 평탄부와, 상기 제 1 평탄부보다 높은 제 3 평탄부가 내주측으로부터 외주측을 향해 차례로 배치된 포커스 링
    을 구비하며,
    상기 제 2 평탄부의 두께는 상기 제 1 평탄부의 두께보다 얇고,
    상기 포커스 링의 중심으로부터 상기 제 2 평탄부와 상기 제 3 평탄부 사이에 형성된 벽면까지의 거리의 상기 포커스 링의 내반경에 대한 비율이 1.065보다 크고,
    상기 제 3 평탄부의 두께는 상기 제 1 평탄부의 두께의 2.2배 이상인
    것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 평탄부와 상기 제 2 평탄부의 사이에는, 상기 포커스 링의 내주측으로부터 외주측으로 진행됨에 따라 낮아지는 경사면이 마련되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 평탄부와 상기 제 3 평탄부의 사이에는, 상기 포커스 링의 내주측으로부터 외주측으로 진행됨에 따라 높아지는 경사면이 마련되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 평탄부와 상기 제 3 평탄부의 사이에는, 상기 포커스 링의 두께 방향으로 상기 제 2 평탄부로부터 제 1 높이까지 연장되는 벽면부가 마련되고,
    상기 경사면은, 상기 제 1 높이로부터 상기 제 3 평탄부까지의 사이에 마련되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 높이는, 상기 제 2 평탄부로부터 상기 제 1 평탄부까지의 높이와 동일하거나 그것보다 높은 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 포커스 링의 직경 방향에 있어서, 상기 제 1 평탄부의 폭은 상기 제 2 평탄부의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 포커스 링의 직경 방향에 있어서, 상기 제 2 평탄부의 폭은 상기 제 3 평탄부의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 3 평탄부는, 상기 배치대의 배치면에 배치된 상기 피처리체의 피처리면보다 높은 위치에 마련되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 평탄부는, 상기 배치대의 배치면보다 낮은 위치에 마련되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  10. 피처리체를 플라즈마 처리하기 위한 챔버의 내부에 마련되고, 배치대의 배치면에 배치된 상기 피처리체를 둘러싸도록 상기 배치대의 주위에 마련된 포커스 링으로서,
    상기 배치면보다 낮은 제 1 평탄부와,
    상기 제 1 평탄부보다 낮은 제 2 평탄부와,
    상기 제 1 평탄부보다 높은 제 3 평탄부
    를 구비하고,
    상기 제 1 평탄부, 상기 제 2 평탄부 및 상기 제 3 평탄부가, 상기 포커스 링의 내주측으로부터 외주측을 향해 차례로 배치되며,
    상기 제 2 평탄부의 두께는 상기 제 1 평탄부의 두께보다 얇고,
    상기 포커스 링의 중심으로부터 상기 제 2 평탄부와 상기 제 3 평탄부 사이에 형성된 벽면까지의 거리의 상기 포커스 링의 내반경에 대한 비율이 1.065보다 크고,
    상기 제 3 평탄부의 두께는 상기 제 1 평탄부의 두께의 2.2배 이상인
    것을 특징으로 하는 포커스 링.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 평탄부와 상기 제 2 평탄부의 사이에는, 상기 포커스 링의 내주측으로부터 외주측으로 진행됨에 따라 낮아지는 경사면이 마련되는 것을 특징으로 하는 포커스 링.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 평탄부와 상기 제 3 평탄부의 사이에는, 상기 포커스 링의 내주측으로부터 외주측으로 진행됨에 따라 높아지는 경사면이 마련되는 것을 특징으로 하는 포커스 링.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 평탄부와 상기 제 3 평탄부의 사이에는, 상기 포커스 링의 두께 방향으로 상기 제 2 평탄부로부터 제 1 높이까지 연장되는 벽면부가 마련되고,
    상기 경사면은 상기 제 1 높이로부터 상기 제 3 평탄부까지의 사이에 마련되는 것을 특징으로 하는 포커스 링.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 높이는 상기 제 2 평탄부로부터 상기 제 1 평탄부까지의 높이와 동일하거나 그것보다 높은 것을 특징으로 하는 포커스 링.
  15. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 포커스 링의 직경 방향에 있어서, 상기 제 1 평탄부의 폭은 상기 제 2 평탄부의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 포커스 링.
  16. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 포커스 링의 직경 방향에 있어서, 상기 제 2 평탄부의 폭은 상기 제 3 평탄부의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 포커스 링.
  17. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 3 평탄부는, 상기 배치대의 배치면에 배치된 상기 피처리체의 피처리면보다 높은 위치에 마련되는 것을 특징으로 하는 포커스 링.
  18. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 평탄부는, 상기 배치대의 배치면보다 낮은 위치에 마련되는 것을 특징으로 하는 포커스 링.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 포커스 링은 상기 피처리체의 상방에 형성되는 플라즈마 시스를 조정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 포커스 링의 직경 방향에 있어서 상기 제 1 평탄부의 폭은 상기 제 2 평탄부의 폭보다 좁고,
    상기 직경 방향에 있어서 상기 제 2 평탄부의 폭은 상기 제 3 평탄부의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102424818B1 (ko) * 2015-05-27 2022-07-25 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 포커스 링
US20180122670A1 (en) * 2016-11-01 2018-05-03 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Removable substrate plane structure ring
JP6797079B2 (ja) * 2017-06-06 2020-12-09 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置、プラズマ制御方法、及びプラズマ制御プログラム
CN109427610B (zh) * 2017-08-23 2021-01-29 北京北方华创微电子装备有限公司 晶片温控系统、晶片温控方法及反应腔室
JP6974088B2 (ja) 2017-09-15 2021-12-01 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
KR102538177B1 (ko) 2017-11-16 2023-05-31 삼성전자주식회사 상부 샤워 헤드 및 하부 샤워 헤드를 포함하는 증착 장치
KR102404061B1 (ko) 2017-11-16 2022-05-31 삼성전자주식회사 상부 샤워 헤드 및 하부 샤워 헤드를 포함하는 증착 장치
US11450545B2 (en) 2019-04-17 2022-09-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Capacitively-coupled plasma substrate processing apparatus including a focus ring and a substrate processing method using the same
KR102684970B1 (ko) 2019-04-17 2024-07-16 삼성전자주식회사 포커스 링을 포함하는 용량성 결합 플라즈마 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법
US11380575B2 (en) * 2020-07-27 2022-07-05 Applied Materials, Inc. Film thickness uniformity improvement using edge ring and bias electrode geometry
CN113436955B (zh) * 2021-06-24 2022-05-27 长江存储科技有限责任公司 一种聚焦环及刻蚀设备
KR20240012883A (ko) 2022-07-21 2024-01-30 에스케이엔펄스 주식회사 포커스 링 및 이를 포함하는 플라즈마 식각장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005064460A (ja) 2003-04-24 2005-03-10 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置、フォーカスリング及び被処理体の載置装置

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5262029A (en) * 1988-05-23 1993-11-16 Lam Research Method and system for clamping semiconductor wafers
US5529657A (en) * 1993-10-04 1996-06-25 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
US5673922A (en) * 1995-03-13 1997-10-07 Applied Materials, Inc. Apparatus for centering substrates on support members
US6284093B1 (en) * 1996-11-29 2001-09-04 Applied Materials, Inc. Shield or ring surrounding semiconductor workpiece in plasma chamber
US5942039A (en) * 1997-05-01 1999-08-24 Applied Materials, Inc. Self-cleaning focus ring
KR100292410B1 (ko) * 1998-09-23 2001-06-01 윤종용 불순물 오염이 억제된 반도체 제조용 반응 챔버
KR20000011739U (ko) * 1998-12-08 2000-07-05 김영환 배선 공정 식각장치의 포커스 링 구조
US6344105B1 (en) * 1999-06-30 2002-02-05 Lam Research Corporation Techniques for improving etch rate uniformity
US20040261946A1 (en) * 2003-04-24 2004-12-30 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus, focus ring, and susceptor
CN101303997B (zh) 2003-04-24 2010-06-02 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置、聚焦环和基座
US7713380B2 (en) * 2004-01-27 2010-05-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method and apparatus for backside polymer reduction in dry-etch process
KR100733269B1 (ko) * 2005-08-18 2007-06-28 피에스케이 주식회사 반도체 식각 장비의 척 조립체
US8647484B2 (en) * 2005-11-25 2014-02-11 Applied Materials, Inc. Target for sputtering chamber
US7988814B2 (en) * 2006-03-17 2011-08-02 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus, plasma processing method, focus ring, and focus ring component
JP2008103403A (ja) * 2006-10-17 2008-05-01 Tokyo Electron Ltd 基板載置台及びプラズマ処理装置
KR100849179B1 (ko) * 2007-01-10 2008-07-30 삼성전자주식회사 갭 발생방지구조 및 이를 갖는 플라즈마 처리설비
JP5035884B2 (ja) * 2007-03-27 2012-09-26 東京エレクトロン株式会社 熱伝導シート及びこれを用いた被処理基板の載置装置
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
JP5192214B2 (ja) * 2007-11-02 2013-05-08 東京エレクトロン株式会社 ガス供給装置、基板処理装置および基板処理方法
JP5264231B2 (ja) * 2008-03-21 2013-08-14 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5916384B2 (ja) 2008-04-16 2016-05-11 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ウェハ処理堆積物遮蔽構成材
JP2010045200A (ja) * 2008-08-13 2010-02-25 Tokyo Electron Ltd フォーカスリング、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US8486221B2 (en) * 2009-02-05 2013-07-16 Tokyo Electron Limited Focus ring heating method, plasma etching apparatus, and plasma etching method
DE202010015933U1 (de) * 2009-12-01 2011-03-31 Lam Research Corp.(N.D.Ges.D.Staates Delaware), Fremont Eine Randringanordnung für Plasmaätzkammern
JP5654297B2 (ja) * 2010-09-14 2015-01-14 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP5719599B2 (ja) * 2011-01-07 2015-05-20 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
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
JP2013258244A (ja) * 2012-06-12 2013-12-26 Tokyo Electron Ltd エッチング方法及びプラズマ処理装置
US20140127911A1 (en) * 2012-11-07 2014-05-08 Lam Research Corporation Palladium plated aluminum component of a plasma processing chamber and method of manufacture thereof
JP2014107387A (ja) * 2012-11-27 2014-06-09 Tokyo Electron Ltd 載置台構造及びフォーカスリングを保持する方法
JP5981358B2 (ja) * 2013-01-23 2016-08-31 東京エレクトロン株式会社 伝熱シート貼付方法
JP6400273B2 (ja) * 2013-03-11 2018-10-03 新光電気工業株式会社 静電チャック装置
US9449797B2 (en) * 2013-05-07 2016-09-20 Lam Research Corporation Component of a plasma processing apparatus having a protective in situ formed layer on a plasma exposed surface
JP6027492B2 (ja) * 2013-05-22 2016-11-16 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法及びエッチング装置
JP2015109249A (ja) * 2013-10-22 2015-06-11 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP6215002B2 (ja) * 2013-10-25 2017-10-18 東京エレクトロン株式会社 フォーカスリングの製造方法及びプラズマ処理装置の製造方法
KR101489828B1 (ko) * 2013-11-25 2015-02-06 에이피시스템 주식회사 기판 지지 모듈
JP2015115421A (ja) * 2013-12-10 2015-06-22 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びフォーカスリング
JP6231370B2 (ja) * 2013-12-16 2017-11-15 東京エレクトロン株式会社 消耗量測定装置、温度測定装置、消耗量測定方法、温度測定方法及び基板処理システム
KR102233920B1 (ko) * 2014-09-30 2021-03-30 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤 정전 척 장치
JP6539986B2 (ja) * 2014-11-05 2019-07-10 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP6346855B2 (ja) * 2014-12-25 2018-06-20 東京エレクトロン株式会社 静電吸着方法及び基板処理装置
US10041868B2 (en) * 2015-01-28 2018-08-07 Lam Research Corporation Estimation of lifetime remaining for a consumable-part in a semiconductor manufacturing chamber
KR102424818B1 (ko) * 2015-05-27 2022-07-25 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 포커스 링
KR20170014384A (ko) * 2015-07-30 2017-02-08 삼성전자주식회사 건식 식각장치
JP6435247B2 (ja) * 2015-09-03 2018-12-05 新光電気工業株式会社 静電チャック装置及び静電チャック装置の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005064460A (ja) 2003-04-24 2005-03-10 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置、フォーカスリング及び被処理体の載置装置

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