JP2018085372A - 載置台及びプラズマ処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】被処理体の周方向に沿った電界強度の均一性を向上する。【解決手段】載置台は、高周波電力が印加される基台と、基台上に設けられ、被処理体を載置するための載置領域と、載置領域を囲む外周領域とを有する静電チャックと、載置領域の内部に設けられたヒータと、ヒータに接続され、外周領域の内部まで延伸する配線層と、外周領域において配線層の接点部に接続される給電端子と、外周領域の内部に、又は、外周領域の厚み方向に沿って他の領域に設けられて、外周領域の厚み方向から見た場合に給電端子に重なる導電層とを有する。【選択図】図１

Description

本発明の種々の側面及び実施形態は、載置台及びプラズマ処理装置に関するものである。
プラズマ処理装置は、処理容器の内部に配置された載置台に被処理体を載置する。載置台は、例えば、基台及び静電チャック等を有する。基台には、プラズマ生成用の高周波電力が印加される。静電チャックは、誘電体により形成されて基台上に設けられ、被処理体を載置するための載置領域と、載置領域を囲む外周領域とを有する。
また、静電チャックの内部には、被処理体の温度制御に用いられるヒータが設けられることがある。例えば、静電チャックのうち載置領域の内部にヒータを設け、ヒータに接続された配線層を外周領域の内部まで延伸させ、外周領域において配線層の接点部とヒータ用の給電端子とを接続する構造が知られている。ただし、このような構造では、基台に印加された高周波電力の一部がヒータ用の給電端子から外部の電源に向けて漏洩し、高周波電力が無駄に消費される。
これに対して、ヒータ用の給電端子と外部の電源とを接続する給電線にフィルタを設け、基台に印加されてヒータ用の給電端子から給電線に漏洩する高周波電力を減衰させる技術が知られている。
特開２０１３−１７５５７３号公報 特開２０１６−００１６８８号公報 特開２０１４−００３１７９号公報
ところで、フィルタは、静電チャックの内部に設けられたヒータの数に対応して設けられるので、フィルタの数が増大した場合、装置の大型化を回避する観点から、各フィルタとしてインピーダンス値の低い小型のフィルタが用いられることがある。このような小型のフィルタが載置台に適用された場合、ヒータ用の給電端子から給電線に漏洩する高周波電力が十分に減衰されず、被処理体の周方向の位置のうちヒータ用の給電端子に対応する位置において電位が局所的に低下する。結果として、被処理体の周方向に沿った電界強度の均一性が損なわれる恐れがある。
開示する載置台は、１つの実施態様において、高周波電力が印加される基台と、前記基台上に設けられ、被処理体を載置するための載置領域と、前記載置領域を囲む外周領域とを有する静電チャックと、前記載置領域の内部に設けられたヒータと、前記ヒータに接続され、前記外周領域の内部まで延伸する配線層と、前記外周領域において前記配線層の接点部に接続される給電端子と、前記外周領域の内部に、又は、前記外周領域の厚み方向に沿って他の領域に設けられて、前記外周領域の厚み方向から見た場合に前記給電端子に重なる導電層とを有する。
開示する載置台の１つの態様によれば、被処理体の周方向に沿った電界強度の均一性を向上することができるという効果を奏する。
図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。 図２は、一実施形態に係る載置台を示す平面図である。 図３は、図２のＩ−Ｉ線における断面図である。 図４は、一実施形態に係る基台、静電チャック及びフォーカスリングの構成の一例を示す断面図である。 図５は、一実施形態に係る導電層の作用の一例を説明するための図である。 図６は、一実施形態に係る導電層の作用の一例を説明するための図である。 図７は、導電層の有無に応じた電界強度のシミュレーション結果を示す図である。 図８は、一実施形態に係る導電層の設置態様の一例を示す図である。 図９は、一実施形態に係る導電層の設置態様の他の一例を示す図である。 図１０は、一実施形態に係る導電層の設置態様のさらに他の一例を示す図である。 図１１は、一実施形態に係る導電層の作用の他の一例を説明するための図である。 図１２は、一実施形態に係るプラズマ処理装置による効果（エッチングレートの実測結果）を示す図である。
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、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付すこととする。
図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置１０を概略的に示す図である。図１においては、一実施形態に係るプラズマ処理装置の縦断面における構造が概略的に示されている。図１に示すプラズマ処理装置１０は、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置である。プラズマ処理装置１０は、略円筒状の処理容器１２を備えている。処理容器１２は、例えば、アルミニウムから構成されており、その表面には陽極酸化処理が施されている。
処理容器１２内には、載置台１６が設けられている。載置台１６は、静電チャック１８、フォーカスリングＦＲ及び基台２０を有する。基台２０は、略円盤形状を有しており、その主部において、例えばアルミニウムといった導電性の金属から構成されている。基台２０は、下部電極を構成している。基台２０は、支持部１４及び支持台１５によって支持されている。支持部１４は、処理容器１２の底部から延びる円筒状の部材である。支持台１５は、処理容器１２の底部に配置された円柱状の部材である。
基台２０には、整合器ＭＵ１を介して第１の高周波電源ＨＦＳが電気的に接続されている。第１の高周波電源ＨＦＳは、プラズマ生成用の高周波電力を発生する電源であり、２７〜１００ＭＨｚの周波数、一例においては４０ＭＨｚの高周波電力を発生する。整合器ＭＵ１は、第１の高周波電源ＨＦＳの出力インピーダンスと負荷側（基台２０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。
また、基台２０には、整合器ＭＵ２を介して第２の高周波電源ＬＦＳが電気的に接続されている。第２の高周波電源ＬＦＳは、ウエハ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台２０に供給する。高周波バイアス電力の周波数は、４００ｋＨｚ〜４０ＭＨｚの範囲内の周波数であり、一例においては３ＭＨｚである。整合器ＭＵ２は、第２の高周波電源ＬＦＳの出力インピーダンスと負荷側（基台２０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。
静電チャック１８は、基台２０上に設けられ、クーロン力等の静電力によりウエハＷを吸着し、ウエハＷを保持する。静電チャック１８は、誘電体製の本体部内に静電吸着用の電極Ｅ１を有している。電極Ｅ１には、スイッチＳＷ１を介して直流電源２２が電気的に接続されている。また、静電チャック１８の内部には、複数のヒータＨＴが設けられる。各ヒータＨＴには、ヒータ電源ＨＰが電気的に接続される。各ヒータＨＴは、ヒータ電源ＨＰから個別に供給される電力に基づいて熱を発生し、静電チャック１８を加熱する。これにより、静電チャック１８に保持されたウエハＷの温度が制御される。
静電チャック１８上には、フォーカスリングＦＲが設けられている。フォーカスリングＦＲは、プラズマ処理の均一性を向上させるために設けられている。フォーカスリングＦＲは、誘電体から構成されており、例えば、石英から構成され得る。
基台２０の内部には、冷媒流路２４が形成されている。冷媒流路２４には、処理容器１２の外部に設けられたチラーユニットから配管２６ａを介して冷媒が供給される。冷媒流路２４に供給された冷媒は、配管２６ｂを介してチラーユニットに戻るようになっている。なお、基台２０及び静電チャック１８を含む載置台１６の詳細については、後述する。
処理容器１２内には、上部電極３０が設けられている。この上部電極３０は、載置台１６の上方において、基台２０と対向配置されており、基台２０と上部電極３０とは、互いに略平行に設けられている。基台２０と上部電極３０との間には、処理空間Ｓが形成される。
上部電極３０は、絶縁性遮蔽部材３２を介して、処理容器１２の上部に支持されている。上部電極３０は、電極板３４及び電極支持体３６を含み得る。電極板３４は、処理空間Ｓに面しており、複数のガス吐出孔３４ａを提供している。この電極板３４は、ジュール熱の少ない低抵抗の導電体又は半導体から構成され得る。
電極支持体３６は、電極板３４を着脱自在に支持するものであり、例えばアルミニウムといった導電性材料から構成され得る。この電極支持体３６は、水冷構造を有し得る。電極支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。このガス拡散室３６ａからは、ガス吐出孔３４ａに連通する複数のガス通流孔３６ｂが下方に延びている。また、電極支持体３６にはガス拡散室３６ａに処理ガスを導くガス導入口３６ｃが形成されており、このガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。
ガス供給管３８には、バルブ群４２及び流量制御器群４４を介してガスソース群４０が接続されている。バルブ群４２は複数の開閉バルブを有しており、流量制御器群４４はマスフローコントローラといった複数の流量制御器を有している。また、ガスソース群４０は、プラズマ処理に必要な複数種のガス用のガスソースを有している。ガスソース群４０の複数のガスソースは、対応の開閉バルブ及び対応のマスフローコントローラを介してガス供給管３８に接続されている。
プラズマ処理装置１０では、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択された一以上のガスソースからの一以上のガスが、ガス供給管３８に供給される。ガス供給管３８に供給されたガスは、ガス拡散室３６ａに至り、ガス通流孔３６ｂ及びガス吐出孔３４ａを介して処理空間Ｓに吐出される。
また、図１に示すように、プラズマ処理装置１０は、接地導体１２ａを更に備え得る。接地導体１２ａは、略円筒状の接地導体であり、処理容器１２の側壁から上部電極３０の高さ位置よりも上方に延びるように設けられている。
また、プラズマ処理装置１０では、処理容器１２の内壁に沿ってデポシールド４６が着脱自在に設けられている。また、デポシールド４６は、支持部１４の外周にも設けられている。デポシールド４６は、処理容器１２にエッチング副生物（デポ）が付着することを防止するものであり、アルミニウム材にＹ2Ｏ3等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。
処理容器１２の底部側においては、支持部１４と処理容器１２の内壁との間に排気プレート４８が設けられている。排気プレート４８は、例えば、アルミニウム材にＹ2Ｏ3等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。この排気プレート４８の下方において処理容器１２には、排気口１２ｅが設けられている。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、処理容器１２内を所望の真空度まで減圧することができる。また、処理容器１２の側壁にはウエハＷの搬入出口１２ｇが設けられており、この搬入出口１２ｇはゲートバルブ５４により開閉可能となっている。
また、プラズマ処理装置１０は、制御部Ｃｎｔを更に備え得る。この制御部Ｃｎｔは、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、プラズマ処理装置１０の各部を制御する。この制御部Ｃｎｔでは、入力装置を用いて、オペレータがプラズマ処理装置１０を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができ、また、表示装置により、プラズマ処理装置１０の稼働状況を可視化して表示することができる。さらに、制御部Ｃｎｔの記憶部には、プラズマ処理装置１０で実行される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１０の各構成部に処理を実行させるためのプログラム、即ち、処理レシピが格納される。
次に、載置台１６について詳細に説明する。図２は、一実施形態に係る載置台１６を示す平面図である。図３は、図２のＩ−Ｉ線における断面図である。図４は、一実施形態に係る基台２０、静電チャック１８及びフォーカスリングＦＲの構成の一例を示す断面図である。なお、図２では、説明の便宜上、フォーカスリングＦＲが省略されている。
図２〜図４に示すように、載置台１６は、静電チャック１８、フォーカスリングＦＲ及び基台２０を有している。静電チャック１８は、載置領域１８ａ及び外周領域１８ｂを有する。載置領域１８ａは、平面視において略円形の領域である。載置領域１８ａ上には、被処理体であるウエハＷが載置される。載置領域１８ａの上面は、例えば、複数の凸部の頂面によって構成されている。また、載置領域１８ａの直径は、ウエハＷと略同一の直径であるか、或いは、ウエハＷの直径よりも若干小さくなっている。外周領域１８ｂは、載置領域１８ａを囲む領域であり、略環状に延在している。一実施形態では、外周領域１８ｂの上面は、載置領域１８ａの上面より低い位置にある。外周領域１８ｂ上には、フォーカスリングＦＲが設けられる。
また、外周領域１８ｂには、外周領域１８ｂを厚み方向に貫通する貫通孔１８ｂ−１が形成され、貫通孔１８ｂ−１には、基台２０を支持台１５に固定するための締結部材２１が挿通される。一実施形態においては、複数の締結部材２１によって基台２０が支持台１５に固定されているため、締結部材２１の数に応じて複数の貫通孔１８ｂ−１が外周領域１８ｂに形成される。
静電チャック１８は、載置領域１８ａ内に静電吸着用の電極Ｅ１を有している。電極Ｅ１は、上述したように、スイッチＳＷ１を介して直流電源２２に接続されている。
また、載置領域１８ａの内部には、複数のヒータＨＴが設けられている。例えば、図２に示すように、載置領域１８ａの中央の円形領域内、及び、当該円形領域を囲む同心状の複数の環状領域に、複数のヒータＨＴが設けられている。また、複数の環状領域のそれぞれにおいては、複数のヒータＨＴが周方向に配列されている。複数のヒータＨＴには、ヒータ電源ＨＰから個別に調整された電力が供給される。これにより、各ヒータＨＴが発する熱が個別に制御され、載置領域１８ａ内の複数の部分領域の温度が個別に調整される。
また、図３及び図４に示すように、静電チャック１８内には、複数の配線層ＥＷが設けられる。複数の配線層ＥＷは、複数のヒータＨＴにそれぞれ接続され、外周領域１８ｂの内部まで延伸している。例えば、各配線層ＥＷは、水平に延びるライン状のパターン、及び、ライン状のパターンに対して交差する方向（例えば、垂直方向）に延びるコンタクトビアを含み得る。また、各配線層ＥＷは、外周領域１８ｂにおいて接点部ＣＴを構成している。接点部ＣＴは、外周領域１８ｂにおいて、当該外周領域１８ｂの下面から露出されている。
接点部ＣＴには、ヒータ電源ＨＰによって生成された電力を供給するための給電端子ＥＴが接続される。一実施形態においては、図４に示すように、給電端子ＥＴは、配線層ＥＷ毎に設けられ、基台２０を貫通して、外周領域１８ｂにおいて対応する配線層ＥＷの接点部ＣＴに接続される。給電端子ＥＴとヒータ電源ＨＰとは、給電線ＥＬによって接続される。給電線ＥＬには、フィルタ６０が設けられる。フィルタ６０は、基台２０に印加されて給電端子ＥＴから給電線ＥＬに漏洩する高周波電力を減衰させる。フィルタ６０は、ヒータＨＴの数に対応して設けられる。一実施形態では、複数のヒータＨＴが設けられるので、ヒータＨＴの数に対応して複数のフィルタ６０が設けられる。ここで、プラズマ処理装置１０の大型化を回避する観点から、各フィルタ６０としてインピーダンス値の低い小型のフィルタが用いられることがある。このような小型のフィルタが載置台１６に適用された場合、基台２０に印加されて給電端子ＥＴから給電線ＥＬに漏洩する高周波電力が十分に減衰されない。
また、図２〜図４に示すように、外周領域１８ｂの内部には、導電体により形成される導電層６２が設けられる。導電層６２は、外周領域１８ｂの厚み方向から見た場合に給電端子ＥＴに重なる。具体的には、導電層６２は、外周領域１８ｂの厚み方向から見た場合に給電端子ＥＴに重なる部分と給電端子ＥＴに重ならない部分とを含むリング状に形成される。そして、導電層６２は、他の部位と電気的に絶縁される。これにより、導電層６２において、給電端子ＥＴに重なる部分の電位と、給電端子ＥＴに重ならない部分の電位とが等しくなる。導電層６２は、例えば、Ｗ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｃ及びＣｕのうち少なくともいずれか一つを含む。
ここで、プラズマ処理装置１０の等価回路を用いて、導電層６２の作用を説明する。図５及び図６は、一実施形態に係る導電層６２の作用の一例を説明するための図である。図５に示す等価回路は、導電層６２が存在しないプラズマ処理装置１０に相当する。図６に示す等価回路は、一実施形態に係るプラズマ処理装置１０、すなわち、外周領域１８ｂの内部に導電層６２が設けられたプラズマ処理装置１０に相当する。なお、図５及び図６において、矢印は、高周波電力の流れを示し、矢印の幅は、高周波電力の大きさを示す。
図５及び図６に示すように、第１の高周波電源ＨＦＳから基台２０に印加された高周波電力の一部は、給電端子ＥＴから給電線ＥＬに漏洩する。給電端子ＥＴから給電線ＥＬに漏洩する高周波電力は、フィルタ６０のインピーダンス値が比較的に低いため、十分に減衰されない。このため、導電層６２が存在しない場合、図５に示すように、外周領域１８ｂの内部の位置（つまり、ウエハＷの周方向の位置）のうち給電端子ＥＴに対応する位置において電位が局所的に低下し、処理空間Ｓへ供給される高周波電力が局所的に低下する。結果として、導電層６２が存在しない場合、ウエハＷの周方向に沿った電界強度の均一性が損なわれる。図５の例では、ウエハＷの周方向に沿った処理空間Ｓの領域のうち、給電端子ＥＴに対応する領域Ａ、Ｂの電界強度が、給電端子ＥＴに対応しない領域Ｃの電界強度と比較して、低下する。
これに対して、外周領域１８ｂの内部に導電層６２が設けられる場合、導電層６２において、給電端子ＥＴに重なる部分の電位と、給電端子ＥＴに重ならない部分の電位とが等しくなる。このため、外周領域１８ｂの内部に導電層６２が設けられる場合、図６に示すように、ウエハＷの周方向に沿って、導電層６２と処理空間Ｓとの間の電位差が一定となり、処理空間Ｓへ高周波電力が均等に供給される。結果として、外周領域１８ｂの内部に導電層６２が設けられる場合、ウエハＷの周方向に沿った電界強度の均一性を向上することができる。図６の例では、ウエハＷの周方向に沿った処理空間Ｓの領域のうち、給電端子ＥＴに対応する領域Ａ、Ｂの電界強度と、給電端子ＥＴに対応しない領域Ｃの電界強度との差が減少する。
図７は、導電層６２の有無に応じた電界強度のシミュレーション結果を示す図である。図７において、横軸は、３００ｍｍサイズのウエハＷの中心位置を基準としたウエハＷの径方向の位置［ｍｍ］を示し、縦軸は、処理空間Ｓの電界強度［Ｖ／ｍ］を示す。なお、処理空間Ｓの電界強度は、静電チャック１８の載置領域１８ａから３ｍｍだけ上方の位置における電界強度であるものとする。また、ウエハＷの径方向において１５０ｍｍの位置が、載置領域１８ａのエッジ部に対応し、ウエハＷの径方向において１５７ｍｍの位置が、給電端子ＥＴに対応し、ウエハＷの径方向において１７２ｍｍの位置が、外周領域１８ｂのエッジ部に対応するものとする。
また、図７において、グラフ５０１は、導電層６２が存在しない場合に、ウエハＷの周方向に沿った処理空間Ｓの領域のうち、給電端子ＥＴに対応する領域において計算された電界強度の分布を示す。また、グラフ５０２は、導電層６２が存在しない場合に、ウエハＷの周方向に沿った処理空間Ｓの領域のうち、給電端子ＥＴに対応しない領域において計算された電界強度の分布を示す。
一方、図７において、グラフ６０１は、外周領域１８ｂの内部に導電層６２が設けられる場合に、ウエハＷの周方向に沿った処理空間Ｓの領域のうち、給電端子ＥＴに対応する領域において計算された電界強度の分布を示す。また、グラフ６０２は、外周領域１８ｂの内部に導電層６２が設けられる場合に、ウエハＷの周方向に沿った処理空間Ｓの領域のうち、給電端子ＥＴに対応しない領域において計算された電界強度の分布を示す。なお、図７のシミュレーションでは、導電層６２としてＷが用いられた。
図７のグラフ５０１、５０２に示すように、導電層６２が存在しない場合、給電端子ＥＴに対応する領域の電界強度が、給電端子ＥＴに対応しない領域の電界強度と比較して、低下した。
これに対して、図７のグラフ６０１、６０２に示すように、外周領域１８ｂの内部に導電層６２が設けられる場合、給電端子ＥＴに対応する領域の電界強度と、給電端子ＥＴに対応しない領域の電界強度との差が減少した。つまり、外周領域１８ｂの内部に導電層６２が設けられる場合、ウエハＷの周方向に沿った電界強度の均一性を向上することができた。
次に、一実施形態に係る導電層６２の設置態様について説明する。一実施形態においては、外周領域１８ｂの内部に導電層６２が設けられる場合を示したが、外周領域１８ｂの厚み方向に沿って他の領域に導電層６２が設けられても良い。すなわち、導電層６２は、外周領域１８ｂの厚み方向に沿って他の領域に設けられて、外周領域１８ｂの厚み方向から見た場合に給電端子ＥＴに重なる。
一例として、例えば図８に示すように、導電層６２は、外周領域１８ｂの厚み方向に沿ってフォーカスリングＦＲの内部に設けられて、外周領域１８ｂの厚み方向から見た場合に給電端子ＥＴに重なるようにしても良い。図８は、一実施形態に係る導電層６２の設置態様の一例を示す図である。図８に示す導電層６２は、図２に示した導電層６２と同様に、外周領域１８ｂの厚み方向から見た場合に給電端子ＥＴに重なる部分と給電端子ＥＴに重ならない部分とを含むリング状に形成される。そして、導電層６２は、他の部位と電気的に絶縁される。これにより、導電層６２において、給電端子ＥＴに重なる部分の電位と、給電端子ＥＴに重ならない部分の電位とが等しくなる。
他の一例としては、例えば図９に示すように、導電層６２は、外周領域１８ｂの厚み方向に沿って、フォーカスリングＦＲと外周領域１８ｂとの間に設けられて、外周領域１８ｂの厚み方向から見た場合に給電端子ＥＴに重なるようにしても良い。図９は、一実施形態に係る導電層６２の設置態様の他の一例を示す図である。図９に示す導電層６２は、図２に示した導電層６２と同様に、外周領域１８ｂの厚み方向から見た場合に給電端子ＥＴに重なる部分と給電端子ＥＴに重ならない部分とを含むリング状に形成される。そして、導電層６２は、他の部位と電気的に絶縁される。これにより、導電層６２において、給電端子ＥＴに重なる部分の電位と、給電端子ＥＴに重ならない部分の電位とが等しくなる。なお、図９の説明では、導電層６２とフォーカスリングＦＲとが別の部材である場合を示したが、導電層６２は、フォーカスリングＦＲの外周領域１８ｂと対向する面を覆う導電膜であっても良い。
また、導電層６２は、外周領域１８ｂの厚み方向に沿って他の領域に設けられて、外周領域１８ｂの厚み方向から見た場合に給電端子ＥＴに加えて外周領域１８ｂの貫通孔１８ｂ−１に重なるようにしても良い。例えば、導電層６２は、図１０に示すように、外周領域１８ｂの厚み方向に沿ってフォーカスリングＦＲの内部に設けられて、外周領域１８ｂの厚み方向から見た場合に給電端子ＥＴに加えて外周領域１８ｂの貫通孔１８ｂ−１に重なる。図１０は、一実施形態に係る導電層６２の設置態様のさらに他の一例を示す図である。図１０は、図２のＪ−Ｊ線における断面図に相当する。図１０に示す導電層６２は、外周領域１８ｂの厚み方向から見た場合に、給電端子ＥＴに重なる部分と、給電端子ＥＴに重ならない部分と、貫通孔１８ｂ−１に重なる部分と、貫通孔１８ｂ−１に重ならない部分とを含むリング状に形成される。そして、導電層６２は、他の部位と電気的に絶縁される。これにより、導電層６２において、給電端子ＥＴに重なる部分の電位と、給電端子ＥＴに重ならない部分の電位と、貫通孔１８ｂ−１に重なる部分の電位と、貫通孔１８ｂ−１に重ならない部分の電位とが等しくなる。
ここで、プラズマ処理装置１０の等価回路を用いて、図１０に示した導電層６２の作用を説明する。図１１は、一実施形態に係る導電層６２の作用の他の一例を説明するための図である。図１１に示す等価回路は、一実施形態に係るプラズマ処理装置１０、すなわち、フォーカスリングＦＲの内部に導電層６２が設けられたプラズマ処理装置１０に相当する。なお、図１１において、矢印は、高周波電力の流れを示し、矢印の幅は、高周波電力の大きさを示す。
上述したように、フォーカスリングＦＲの内部に導電層６２が設けられる場合、給電端子ＥＴに重なる部分の電位と、給電端子ＥＴに重ならない部分の電位と、貫通孔１８ｂ−１に重なる部分の電位と、貫通孔１８ｂ−１に重ならない部分の電位とが等しくなる。このため、フォーカスリングＦＲの内部に導電層６２が設けられる場合、図１１に示すように、ウエハＷの周方向に沿って、導電層６２と処理空間Ｓとの間の電位差が一定となり、処理空間Ｓへ高周波電力が均等に供給される。結果として、フォーカスリングＦＲの内部に導電層６２が設けられる場合、ウエハＷの周方向に沿った電界強度の均一性を向上することができる。図１１の例では、ウエハＷの周方向に沿った処理空間Ｓの領域のうち、給電端子ＥＴに対応する領域Ａの電界強度と、貫通孔１８ｂ−１に対応する領域Ｂの電界強度と、貫通孔１８ｂ−１に対応しない領域Ｃの電界強度とが概ね等しくなる。
次に、一実施形態に係るプラズマ処理装置１０による効果（エッチングレートの実測結果）について説明する。図１２は、一実施形態に係るプラズマ処理装置１０による効果（エッチングレートの実測結果）を示す図である。図１２は、図表７０１〜図表７０３を含む。
図表７０１は、導電層６２が存在しないプラズマ処理装置１０（比較例）を用いて、３００ｍｍサイズのウエハＷの周方向に沿ったエッチングレートの分布を実測して得られた実測結果を示す。図表７０２は、外周領域１８ｂの内部に導電層６２が設けられたプラズマ処理装置１０（実施例１）を用いて、３００ｍｍサイズのウエハＷの周方向に沿ったエッチングレートの分布を実測して得られた実測結果を示す。図表７０３は、フォーカスリングＦＲの内部に導電層６２が設けられたプラズマ処理装置１０（実施例２）を用いて、３００ｍｍサイズのウエハＷの周方向に沿ったエッチングレートの分布を実測して得られた実測結果を示す。図表７０１〜図表７０３において、横軸は、ウエハＷのエッジ部の所定位置を基準としたウエハＷの周方向の角度[degree（°）]を示し、縦軸は、ウエハＷの径方向に沿ってウエハＷの端部から３ｍｍの位置におけるエッチングレート［ｎｍ／ｍｉｎ］を示している。また、それぞれの図表において、給電端子ＥＴに対応する領域におけるエッチングレートを白丸、給電端子ＥＴに対応しない領域におけるエッチングレートを黒丸で示す。
図１２に示すように、比較例では、ウエハＷの周方向に沿った所定の範囲において、給電端子ＥＴに対応する領域におけるエッチングレートの平均値と、給電端子ＥＴに対応しない領域におけるエッチングレートの平均値との差分である「振幅」が０．１４ｎｍ／ｍｉｎであった。
これに対して、実施例１では、上記の「振幅」が０．０６０ｎｍ／ｍｉｎであり、実施例２では、上記の「振幅」が０．０６８ｎｍ／ｍｉｎであった。すなわち、実施例１、２では、比較例と比較して、ウエハＷの周方向に沿ったエッチングレートの変動が抑えられた。これは、外周領域１８ｂの内部又はフォーカスリングＦＲの内部に導電層６２が設けられる場合には、ウエハＷの周方向に沿った電界強度の均一性が向上するため、ウエハＷの周方向に沿ったエッチングレートの不均一が局所的に改善されたためであると考えられる。
以上、一実施形態によれば、静電チャック１８の外周領域１８ｂの内部に、又は、外周領域１８ｂの厚み方向に沿って他の領域に、外周領域１８ｂの厚み方向から見た場合に給電端子ＥＴに重なる導電層６２を設けている。このため、一実施形態によれば、ウエハＷの周方向の位置のうち給電端子ＥＴに対応する位置において電位の局所的な低下を回避することができ、ウエハＷの周方向に沿った電界強度の均一性を向上することができる。結果として、ウエハＷの周方向に沿ったエッチングレートの不均一を改善することができる。
なお、上記の実施形態では、導電層６２が、外周領域１８ｂの厚み方向から見た場合に給電端子ＥＴに重なる例を示したが、外周領域１８ｂの厚み方向から見た場合に給電端子ＥＴに加えて配線層ＥＷの一部に重なるようにしても良い。この場合、配線層ＥＷの外周領域１８ｂに対応する部分に対する、配線層ＥＷと導電層６２との重合部分の比率は、７６％以上であることが好ましい。
また、上記の実施形態では、プラズマ生成用の高周波電力を発生する電源である第１の高周波電源ＨＦＳは、整合器ＭＵ１を介して基台２０に電気的に接続されているが、第１の高周波電源ＨＦＳは、整合器ＭＵ１を介して上部電極３０に接続されてもよい。
また、上記の実施形態におけるプラズマ処理装置１０は、容量結合型平行平板プラズマ（ＣＣＰ）エッチング装置であるが、プラズマ源としては、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）、マイクロ波プラズマ、表面波プラズマ（ＳＷＰ）、ラジアルラインスロットアンテナ（ＲＬＳＡ）プラズマ、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマが用いられても良い。
１０ プラズマ処理装置
１２ 処理容器
１２ａ 接地導体
１２ｅ 排気口
１２ｇ 搬入出口
１４ 支持部
１５ 支持台
１６ 載置台
１８ 静電チャック
１８ａ 載置領域
１８ｂ 外周領域
１８ｂ−１ 貫通孔
２０ 基台
２１ 締結部材
２２ 直流電源
２４ 冷媒流路
２６ａ 配管
２６ｂ 配管
３０ 上部電極
３２ 絶縁性遮蔽部材
３４ 電極板
３４ａ ガス吐出孔
３６ 電極支持体
３６ａ ガス拡散室
３６ｂ ガス通流孔
３６ｃ ガス導入口
３８ ガス供給管
４０ ガスソース群
４２ バルブ群
４４ 流量制御器群
４６ デポシールド
４８ 排気プレート
５０ 排気装置
５２ 排気管
５４ ゲートバルブ
６０ フィルタ
６２ 導電層
ＣＴ 接点部
Ｃｎｔ 制御部
Ｅ１ 電極
ＥＬ 給電線
ＥＴ 給電端子
ＥＷ 配線層
ＦＲ フォーカスリング
ＨＦＳ 第１の高周波電源
ＨＰ ヒータ電源
ＨＴ ヒータ
ＬＦＳ 第２の高周波電源
ＭＵ１、ＭＵ２ 整合器
Ｓ 処理空間
ＳＷ１ スイッチ
Ｗ ウエハ

Claims (11)

  1. 高周波電力が印加される基台と、
    前記基台上に設けられ、被処理体を載置するための載置領域と、前記載置領域を囲む外周領域とを有する静電チャックと、
    前記載置領域の内部に設けられたヒータと、
    前記ヒータに接続され、前記外周領域の内部まで延伸する配線層と、
    前記外周領域において前記配線層の接点部に接続される給電端子と、
    前記外周領域の内部に、又は、前記外周領域の厚み方向に沿って他の領域に設けられて、前記外周領域の厚み方向から見た場合に前記給電端子に重なる導電層と
    を有することを特徴とする載置台。
  2. 前記外周領域上に設けられたフォーカスリングをさらに有し、
    前記導電層は、前記外周領域の厚み方向に沿って前記フォーカスリングの内部に、又は、前記フォーカスリングと前記外周領域との間に設けられて、前記外周領域の厚み方向から見た場合に前記給電端子に重なることを特徴とする請求項１に記載の載置台。
  3. 前記導電層は、前記フォーカスリングの前記外周領域と対向する面を覆う導電膜であることを特徴とする請求項２に記載の載置台。
  4. 前記導電層は、前記外周領域の厚み方向から見た場合に前記給電端子に重なる部分と前記給電端子に重ならない部分とを含むリング状に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の載置台。
  5. 前記導電層は、他の部位と電気的に絶縁されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の載置台。
  6. 前記導電層は、Ｗ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｃ及びＣｕのうち少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の載置台。
  7. 複数の前記ヒータが、前記載置領域の内部に設けられ、
    複数の前記配線層が、複数の前記ヒータにそれぞれ接続され、前記外周領域の内部まで延伸し、
    前記給電端子は、前記配線層毎に設けられ、前記外周領域において対応する前記配線層の接点部に接続され、
    前記導電層は、前記外周領域の厚み方向から見た場合に複数の前記給電端子に重なることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の載置台。
  8. 前記給電端子と外部の電源とを接続する給電線と、
    前記給電線に設けられ、前記基台に印加されて前記給電端子から前記給電線に漏洩する高周波電力を減衰させるフィルタと
    をさらに有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の載置台。
  9. 前記外周領域には、前記基台の固定用の部材が挿通される貫通孔が形成され、
    前記導電層は、前記外周領域の厚み方向に沿って他の領域に設けられて、前記外周領域の厚み方向から見た場合に前記給電端子に加えて前記貫通孔に重なることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の載置台。
  10. 高周波電力が印加される基台と、
    前記基台上に設けられて、被処理体を載置するための載置領域と、前記載置領域を囲む外周領域と、前記外周領域を貫通する貫通孔とを有する静電チャックと、
    前記外周領域の厚み方向に沿って他の領域に設けられて、前記外周領域の厚み方向から見た場合に前記貫通孔に重なる導電層と
    を有することを特徴とする載置台。
  11. 請求項１〜１０のいずれか一つに記載の載置台を有するプラズマ処理装置。
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