JP2022171027A

JP2022171027A - 基板支持部及び処理装置

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Publication number: JP2022171027A
Application number: JP2021077396A
Authority: JP
Inventors: 瑛太郎片岡; Eitaro Kataoka
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2021-04-30
Filing date: 2021-04-30
Publication date: 2022-11-11

Abstract

【課題】静電チャックの温度分布の均一性を向上させる基板支持部及び処理装置を提供する。
【解決手段】プラズマ処理装置において、プラズマ処理チャンバ内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する基板支持部は、被処理体を載置する静電チャック１１３と、静電チャックの載置面を有し、静電チャックの載置面にて静電チャックを支持する基台１１６と、静電チャックと基台との間に配置される接着剤１１７による第１接着層と、静電チャックと基台との間にて第１接着層の周囲に配置される充填剤１１８による第１充填層と、を有する。第１充填層は、基台の周方向において異なる熱伝導率を有する。
【選択図】図３

Description

本開示は、基板支持部及び処理装置に関する。

例えば、特許文献１は、基台の凹部にペースト状の接着剤を塗布し、凹凸やうねりを緩和することで、静電チャックの温度分布の均一性が低下することを抑制する技術が開示されている。

特開２０１７－１１２２９９号公報

本開示は、静電チャックの温度分布の均一性を向上させることができる技術を提供する。

本開示の一の態様によれば、被処理体を載置する静電チャックと、前記静電チャックの載置面を有し、前記静電チャックの載置面にて前記静電チャックを支持する基台と、前記静電チャックと前記基台との間に配置される第１接着層と、前記静電チャックと前記基台との間にて前記第１接着層の周囲に配置される第１充填層と、を有し、前記第１充填層は前記基台の周方向において異なる熱伝導率を有する、基板支持部が提供される。

一の側面によれば、静電チャックの温度分布の均一性を向上させることができる。

実施形態に係るプラズマ処理システムの一例を示す図。実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す断面模式図。実施形態に係る基板支持部の一例を示す図。図３のＡ－Ａ断面図。実施形態に係る基板支持部及びエッジリングの一例を示す断面模式図。

以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

［基板処理システム］
一実施形態において、図１に示すプラズマ処理システムは、プラズマ処理装置１及び制御部２を含む。プラズマ処理装置１は、一実施形態に係る処理装置の一例である。プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、基板支持部１１及びプラズマ生成部１２を含む。プラズマ処理チャンバ１０は、プラズマ処理空間を有する。また、プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間に供給するための少なくとも１つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口とを有する。ガス供給口は、後述するガス供給部２０に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム４０に接続される。基板支持部１１は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。

プラズマ生成部１２は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマを生成するように構成される。プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ（ＣＣＰ：Capacitively Coupled Plasma）、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasma）、ＥＣＲプラズマ（Electron-Cyclotron-resonance plasma）、ヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ：Helicon Wave Plasma）、又は、表面波プラズマ（ＳＷＰ：Surface Wave Plasma）等であってもよい。また、ＡＣ（Alternating Current）プラズマ生成部及びＤＣ（Direct Current）プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。一実施形態において、ＡＣプラズマ生成部で用いられるＡＣ信号（ＡＣ電力）は、１００ｋＨｚ～１０ＧＨｚの範囲内の周波数を有する。従って、ＡＣ信号は、ＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、ＲＦ信号は、２００ｋＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。

制御部２は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置１に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部２は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置１の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部２の一部又は全てがプラズマ処理装置１に含まれてもよい。制御部２は、例えばコンピュータ２ａを含んでもよい。コンピュータ２ａは、例えば、処理部（ＣＰＵ：Central Processing Unit）２ａ１、記憶部２ａ２、及び通信インターフェース２ａ３を含んでもよい。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２に格納されたプログラム及びレシピに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。記憶部２ａ２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース２ａ３は、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信回線を介してプラズマ処理装置１との間で通信してもよい。

次に、図２を参照しながら処理装置１の一例としての容量結合型のプラズマ処理装置１の構成例について説明する。プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａ及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。側壁１０ａは接地される。シャワーヘッド１３及び基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０筐体とは電気的に絶縁される。

基板支持部１１は、本体部１１１及びリングアセンブリ１１２を含む。一実施形態において、本体部１１１は、基台１１６及び静電チャック１１３を含む。基台１１６は、導電性部材を含む。基台１１６は、アルミニウム又はチタンから形成されている。基台１１６の導電性部材は下部電極として機能する。静電チャック１１３は、基台１１６の上に配置される。静電チャック１１３は、セラミックスから形成されている。本体部１１１は、被処理体の一例である基板（ウェハ）Ｗを支持するための中央領域（基板支持面）１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域（リングアセンブリ１１２の載置面１１１ｂ）とを有する。静電チャック１１３の上面は、基板支持面１１１ａであり、基板支持面１１１ａに基板Ｗを載置する。静電チャック１１３に埋設されたチャック電極１１３ｂに直流電圧を印加することで、基板Ｗを基板支持面１１１ａに吸着保持する。基台１１６の中央領域は静電チャック１１３の載置面１１１ｃであり、載置面１１１ｃを囲む基台１１６の外周領域はリングアセンブリ１１２の載置面１１１ｂである。リングアセンブリ１１２の載置面１１１ｂ（本体部１１１の環状領域１１１ｂ）は、平面視で本体部１１１の中央領域１１１ａ（静電チャック１１３の載置面１１１ｃ）を囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の中央領域１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の中央領域１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１の環状領域１１１ｂ上に配置される。リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。１又は複数の環状部材のうち少なくとも１つはエッジリングである。また、図示は省略するが、基板支持部１１は、静電チャック１１３、リングアセンブリ１１２及び基板のうち少なくとも１つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。本開示では、基台１１６の内部に流路１１５を有し、流路１１５には、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と基板支持面１１１ａとの間に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含む。伝熱ガス供給部は、伝熱ガス源１１９及び伝熱ガスライン１１９ａを有する。基台１１６は貫通孔１１４を有し、基台１１６に設けられた貫通孔１１４は、静電チャック１１３を貫通する貫通孔１１３ｃに連通する。伝熱ガス源１１９から出力された伝熱ガスは、伝熱ガスライン１１９ａ、貫通孔１１４及び貫通孔１１３ｃを介して基板Ｗの裏面に供給される。

シャワーヘッド１３は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。シャワーヘッド１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス拡散室１３ｂ、及び複数のガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３ｂを通過して複数のガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。また、シャワーヘッド１３は、導電性部材を含む。シャワーヘッド１３の導電性部材は上部電極として機能する。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：ＳｉｄｅＧａｓＩｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。

ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してシャワーヘッド１３に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する少なくとも１つの流量変調デバイスを含んでもよい。

電源３０は、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のような少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を、基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ生成部１２の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を基板支持部１１の導電性部材に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。

一実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１３ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給される。第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のバイアスＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。

また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部３２ｂを含む。一実施形態において、第１のＤＣ生成部３２ａは、基板支持部１１の導電性部材に接続され、第１のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第１のＤＣ信号は、基板支持部１１の導電性部材に印加される。一実施形態において、第１のＤＣ信号が、静電チャック内の電極のような他の電極に印加されてもよい。一実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、シャワーヘッド１３の導電性部材に接続され、第２のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第２のＤＣ信号は、シャワーヘッド１３の導電性部材に印加される。種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号がパルス化されてもよい。なお、第１及び第２のＤＣ生成部３２ａ，３２ｂは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第１のＤＣ生成部３２ａが第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。

排気システム４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１０の底部に設けられたガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。

[静電チャックの温度分布]
次に、静電チャック１１３の温度分布について、図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、実施形態に係る本体部１１１の中央領域（基板支持面）１１１ａの下方の静電チャック１１３と基台１１６との接着を示す図である。図４は、図３のＡ－Ａ断面図である。

図３を参照すると、静電チャック１１３と基台１１６との間には、接着剤１１７及び充填剤１１８が配置されている。接着剤１１７及び充填剤１１８により静電チャック１１３と基台１１６とが接着される。接着剤１１７は、静電チャック１１３と基台１１６との間に配置される第１接着層の一例である。充填剤１１８は、静電チャック１１３と基台１１６との間にて接着剤１１７の周囲に配置される第１充填層の一例である。充填剤１１８は、接着機能を有するが、接着機能がなくてもよい。

接着剤１１７の周囲は、静電チャック１１３の最外周領域であり、最外周領域に充填剤１１８が配置される。図３のＡ－Ａ断面である図４を参照すると、充填剤１１８は、静電チャック１１３の最外周領域の全周において接着剤１１７を覆う。

基板支持部１１の製造では、シミュレーション結果に基づき静電チャック１１３の温度分布が均一となるように基板支持部１１の設計が行われ、かかる設計に従い基板支持部１１が製造される。しかしながら、実際に製造された基板支持部１１では、静電チャック１１３の温度分布が均一にならない場合が生じる。

現状では、基板支持部１１の製造後に構造を変更して静電チャック１１３の温度分布を均一にする方法がないため、静電チャック１１３の温度分布の不均一が許容範囲を超える場合には基板支持部１１の再設計及び再製造が必要になる。そこで、基板支持部１１の製造時及び製造後において、静電チャック１１３の温度分布を均一にする方法が望まれる。

そこで、本開示では、基板支持部１１の製造時及び製造後において、静電チャック１１３の温度分布の均一性を向上させることが可能な基板支持部１１を提供する。そのために、本開示の静電チャック１１３では、接着剤１１７の周囲に充填剤１１８を設ける。充填剤１１８は、プラズマ耐性を有するため、接着剤１１７の全周に配置され、接着剤１１７がプラズマに露出しないようにする。

接着剤１１７及び充填剤１１８には熱伝導性がある。このため、接着剤１１７の周囲に充填剤１１８を配置しない場合、接着剤１１７の周囲の接着剤１１７を配置していない静電チャック１１３の最外周領域が高温になる。一方、接着剤１１７を静電チャック１１３の最外周領域まで配置すると、接着剤１１７がプラズマに暴露され、消耗する。このため、接着剤１１７の周囲において全周に充填剤１１８を配置する。これにより、充填剤１１８によって、接着剤１１７がプラズマにより消耗することを抑制しつつ、接着剤１１７の周囲において静電チャック１１３の最外周領域が高温になり、静電チャック１１３の温度分布が不均一になることを防止できる。

加えて、充填剤１１８は、基台１１６の周方向において異なる熱伝導率を有する。例えば、充填剤１１８の熱伝導率を低くした場合、セラミックス板の静電チャック１１３から導電性材料の基台１１６に熱が伝わり難くなり、その充填剤１１８の上部における静電チャック１１３の温度が上がる。逆に充填剤１１８の熱伝導率を高くした場合、静電チャック１１３から基台１１６に熱が伝わり易くなり、その充填剤１１８の上部における静電チャック１１３の温度が下がる。よって、静電チャック１１３の温度を低くしたい部分の下には、熱伝導率の高い充填剤１１８を配置することでその部分の静電チャック１１３の温度を積極的に下げることができる。逆に、静電チャック１１３の温度を高くしたい部分の下には、熱伝導率の低い充填剤１１８を配置することでその部分の静電チャック１１３の温度を積極的に上げることができる。このようにして基台１１６の周方向において異なる熱伝導率を有する充填剤１１８を静電チャック１１３の最外周領域に配置することにより、静電チャック１１３の温度分布の均一性を高めることができる。

静電チャック１１３には温度の特異点が生じる。例えば、静電チャック１１３に設けられた貫通孔１１３ｃの付近は熱の伝わりが悪く、温度の特異点になり易い。よって、貫通孔１１３ｃの付近には熱伝導率の高い充填剤１１８を配置する。これにより、貫通孔１１３ｃの付近の熱伝導を高くして貫通孔１１３ｃが静電チャック１１３における温度の特異点となることを抑制する。

また、基台１１６の流路１１５にブライン等の冷媒が流れることにより流路１１５の付近は冷やされ易く、温度の特異点になり易い。よって、流路１１５の付近には熱伝導率の低い充填剤１１８を配置する。これにより、流路１１５の付近の熱伝導を低くして流路１１５が静電チャック１１３における温度の特異点となることを抑制する。

静電チャック１１３に配置されたヒータ（図５のヒータ（加熱素子）１１３ａ参照）についても同様に、ヒータが配置されている部分は静電チャック１１３の温度の特異点となり易い。このため、ヒータの付近には熱伝導率の高い充填剤１１８を配置する。これにより、ヒータの付近の熱伝導を高くしてヒータが静電チャック１１３における温度の特異点となることを抑制する。なお、特異点となる構造は、これに限らず、静電チャック１１３及び／又は基台１１１に設けられたリフターピンの貫通孔、その他の凸部、凹部等が挙げられる。

図４は、図３のＡ－Ａ断面であり、基台１１６の周方向において異なる熱伝導率を有する充填剤１１８の配置の一例を示す。図４の例では、基台１１６の周方向において異なる熱伝導率を有する充填剤１１８ａ、１１８ｂを示している。ただし、充填剤１１８ａ、１１８ｂの配置は一例であり、これに限らない。また、充填剤１１８が持つ熱伝導率の値は２つに限られず、複数の組み合わせであってよい。

図４に示すように、熱の伝わりが悪くなり易い貫通孔１１３ｃの付近には充填剤１１８ａの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する充填剤１１８ｂを配置する。これにより、貫通孔１１３ｃの付近の熱伝導を高くして貫通孔１１３ｃが温度の特異点となることを抑制する。貫通孔１１３ｃ以外にも温度の特異点となる箇所がある。図４ではその他の特異点となる構造の図示を省略するが、以上から、貫通孔１１３ｃ及びその他の温度の特異点に応じて、熱伝導率の低い充填剤１１８ａと熱伝導率の高い充填剤１１８ｂの配置及び範囲を定める。

図４の例では、充填剤１１８の熱伝導率を充填剤１１８ａが持つ熱伝導率と、充填剤１１８ｂが持つ熱伝導率の２種類で示したが、これに限らない。静電チャック１１３の凹凸、穴の構造及び形状、その他の構成に対して様々な熱伝導率の充填剤１１８を配置することにより、静電チャック１１３の温度分布の均一性をより高めることができる。例えば、充填剤１１８は、基台１１６の周方向の複数個所において熱伝導率が異なってもよい。また、充填剤１１８は、基台１１６の周方向に徐々(グラデーション状)に熱伝導率が異なってもよい。また、充填剤１１８は、異なる熱伝導率材料による高さ方向への多層構造を有してもよい。また、充填剤１１８は、異なる熱伝導率材料による基台１１６の径方向への多層構造を有してもよい。

例えば、図５に示すように、静電チャック１１３は、内部に加熱素子１１３ａを有してもよい。加熱素子１１３ａは、ヒータであってもよいし、ペルチェ素子であってもよい。加熱素子１１３ａは、静電チャック１１３の温度分布に影響を及ぼすパーツの一つである。よって、加熱素子１１３ａも含めた静電チャック１１３の構造から温度分布の均一性が得られるように、異なる熱伝導率の充填剤１１８を配置することが好ましい。ただし、貫通孔１１３ｃ及び加熱素子１１３ａは静電チャック１１３の構造およびパーツの一例であり、静電チャック１１３の温度分布に影響を及ぼすその他の構造や部品も考慮して、充填剤１１８の熱伝導率が決定される。

また、製造した静電チャック１１３表面の温度分布を測定し、測定結果を蓄積してビッグデータ化し、機械学習により最適な熱伝導率の充填剤１１８を配置することもできる。製造した静電チャック１１３表面の温度分布を測定し、充填剤１１８を除去し、測定結果に応じて最適な熱伝導率の充填剤１１８を再充填（リポッティング）してもよい。これにより、静電チャック１１３に許容できない温度分布の不均一が生じた場合、静電チャック１１３を再製造することなく、充填剤１１８のみ除去して適切な熱伝導率の充填剤１１８を再充填することで温度分布の不均一をなくすことができる。これにより、静電チャック１１３を再利用することができる。また、静電チャック１１３の使用状況に応じて静電チャック１１３の劣化に応じた温度分布の変化に対しても同様に、充填剤１１８を再充填することで温度分布の不均一を是正することができる。

充填剤１１８は、所定の熱伝導率を持ち、接着剤１１７にはないプラズマ耐性を有する。以上から、本開示の基板支持部１１では、接着剤１１７と充填剤１１８とを分け、接着剤１１７の周囲に全周において充填剤１１８を配置する構成とする。

接着剤１１７は、例えばエポキシ樹脂又はシリコーン樹脂から形成される。充填剤１１８は、接着剤１１７とアルミナセラミックス（Ａｌ_２Ｏ_３）とを所望の配合率で配合したものであり、配合率により熱伝導率が決まる。つまり、充填剤１１８は、接着剤１１７とアルミナセラミックスとの配合率によって熱伝導率を異ならせることができる。これにより、特定の位置に異なる熱伝導率の充填剤１１８を配置することができる。例えば、充填剤１１８は、接着剤１１７とアルミナセラミックスとを、１０：９０の割合で配合したものを使用してもよい。つまり、充填剤１１８の熱伝導は、接着剤１１７に対するアルミナセラミックスの含有率によって決まる。つまり、充填剤１１８は、接着剤１１７とアルミナセラミックスとの配合率を変えることで熱伝導率を変えることができる。

[エッジリング]
次に、リングアセンブリ１１２がエッジリング１１２ａを含む場合の、エッジリング１１２ａの温度分布の均一性について、図５を参照しながら説明する。図５は、実施形態に係る基板支持部１１及びエッジリング１１２ａの一例を示す断面模式図である。

図５に示すように、基台１１６は、基板Ｗの周囲に配置されるエッジリング１１２ａの載置面１１１ｂを有し、載置面１１１ｂにてエッジリング１１２ａを支持する。エッジリング１１２ａと基台１１６との間には接着剤２１１が配置されている。接着剤２１１は、エッジリング１１２ａと基台１１６との間に配置された第２接着層の一例である。

また、エッジリングと基台１１６との間には、接着剤２１１の周囲に充填剤２１２が配置されている。充填剤２１２は、エッジリング１１２ａと基台１１６との間において接着剤２１１の周囲に配置される第２充填層の一例である。

接着剤２１１の周囲は、エッジリング１１２ａの最外周領域及び最内周領域を含む。充填剤２１２は、エッジリング１１２ａの最外周領域及び最内周領域の全周において接着剤２１１を覆う。充填剤２１２は、基台１１６の周方向において異なる熱伝導率を有する。これにより、エッジリング１１２ａの温度分布の均一性を向上させることができる。

接着剤２１１は、接着剤１１７と同様にエポキシ樹脂又はシリコーン樹脂から形成されている。また、充填剤２１２は、充填剤１１８と同様に接着剤２１１とアルミナセラミックスとを所望の配合率で配合したものであり、配合率により熱伝導率が決まる。つまり、充填剤２１２は、接着剤２１１とアルミナセラミックスとの配合率によって熱伝導率を異ならせることができる。これにより、エッジリング１１２ａの最外周領域及び最内周領域の全周において異なる熱伝導率の充填剤２１２を配置することができる。この結果、エッジリング１１２ａの温度分布の均一性を図ることができる。例えば、充填剤２１２は、基台１１６の周方向の複数個所において熱伝導率が異なってもよい。また、充填剤２１２は、基台１１６の周方向に徐々(グラデーション状)に熱伝導率が異なってもよい。また、充填剤２１２は、異なる熱伝導率材料による高さ方向への多層構造を有してもよい。また、充填剤２１２は、異なる熱伝導率材料による基台１１６の径方向への多層構造を有してもよい。

なお、エッジリング１１２ａの内部に埋設されたエッジリング電極２１０に直流電圧を印加することでエッジリング１１２ａを基台１１６に静電吸着させることができる。

以上に説明したように、実施形態の基板支持部及び処理装置によれば、静電チャック１１３の温度分布の均一性を向上させることができる。また、エッジリング１１２ａ（リングアセンブリ１１２）の温度分布の均一性を向上させることができる。さらに、接着剤の周囲に充填剤を配置することで接着剤の劣化及び消耗を抑制するとともに、従前接着剤をプラズマから保護するために接着剤の周囲に配置した、プラズマ耐性のあるＯリングを不要とすることができる。

なお、図５の例では、エッジリング１１２ａと静電チャック１１３とが一体として形成された基板支持部１１を例に挙げて説明した。しかしながら、これに限らず、エッジリング１１２ａと静電チャック１１３の間で基台１１６が分離し、エッジリング１１２ａと静電チャック１１３とが別体として形成された基板支持部１１にも適用できる。

今回開示された実施形態に係る基板支持部及び処理装置は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

本開示の処理装置は、Atomic Layer Deposition(ALD)装置、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna(RLSA)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のいずれのタイプの装置でも適用可能である。

また、処理装置の一例としてプラズマ処理装置を挙げて説明したが、処理装置は、被処理体に所定の処理（例えば、成膜処理、エッチング処理等）を施す装置であればよく、プラズマ処理装置に限定されるものではない。

１プラズマ処理装置
２制御部
２ａコンピュータ
２ａ１処理部
２ａ２記憶部
２ａ３通信インターフェース
１０プラズマ処理チャンバ
１１基板支持部
１３シャワーヘッド
２１ガスソース
２０ガス供給部
３０電源
３１ＲＦ電源
３１ａ第１のＲＦ生成部
３１ｂ第２のＲＦ生成部
３２ａ第１のＤＣ生成部
３２ｂ第２のＤＣ生成部
４０排気システム
１１１本体部
１１２リングアセンブリ
１１２ａエッジリング
１１３静電チャック
１１３ａ加熱素子
１１５流路
１１６基台
１１７、２１１接着剤
１１８、２１２充填剤

Claims

被処理体を載置する静電チャックと、
前記静電チャックの載置面を有し、前記静電チャックの載置面にて前記静電チャックを支持する基台と、
前記静電チャックと前記基台との間に配置される第１接着層と、
前記静電チャックと前記基台との間にて前記第１接着層の周囲に配置される第１充填層と、を有し、
前記第１充填層は前記基台の周方向において異なる熱伝導率を有する、
基板支持部。
前記第１接着層の周囲は、前記静電チャックの最外周領域である、
請求項１に記載の基板支持部。
前記静電チャックの内部に加熱素子を有する、
請求項１又は２に記載の基板支持部。
前記基台の内部に流路を有する、
請求項１～３のいずれか一項に記載の基板支持部。
前記第１充填層は、前記基台の周方向の複数個所で熱伝導率が異なる、
請求項１～４のいずれか一項に記載の基板支持部。
前記第１充填層は、前記基台の周方向にグラデーション状に熱伝導率が異なる、
請求項１～５のいずれか一項に記載の基板支持部。
前記第１充填層は、異なる熱伝導率材料による高さ方向への多層構造を有する、
請求項１～６のいずれか一項に記載の基板支持部。
前記第１充填層は、異なる熱伝導率材料による前記基台の径方向への多層構造を有する、
請求項１～７のいずれか一項に記載の基板支持部。
前記第１充填層は、前記静電チャックの最外周領域の全周において前記第１接着層を覆う、
請求項１～８のいずれか一項に記載の基板支持部。
前記基台は、被処理体の周囲に配置されるエッジリングの載置面を有し、前記エッジリングの載置面にて前記エッジリングを支持し、
さらにエッジリングと、
前記エッジリングと前記基台との間に配置される第２接着層と、
前記エッジリングと前記基台との間にて前記第２接着層の周囲に配置される第２充填層と、を有し、
前記第２充填層は、前記基台の周方向において異なる熱伝導率を有する、
請求項１～９のいずれか一項に記載の基板支持部。
前記第２接着層の周囲は、前記エッジリングの最外周領域及び最内周領域を含む、
請求項１０に記載の基板支持部。
前記第２充填層は、前記基台の周方向の複数個所で熱伝導率が異なる、
請求項１０又は１１に記載の基板支持部。
前記第２充填層は、前記基台の周方向にグラデーション状に熱伝導率が異なる、
請求項１０～１２のいずれか一項に記載の基板支持部。
前記第２充填層は、異なる熱伝導率材料による高さ方向への多層構造を有する、
請求項１０～１３のいずれか一項に記載の基板支持部。
前記第２充填層は、異なる熱伝導率材料による前記基台の径方向への多層構造を有する、
請求項１０～１４のいずれか一項に記載の基板支持部。
前記第２充填層は、前記エッジリングの最外周領域及び最内周領域の全周において前記第２接着層を覆う、
請求項１０～１５のいずれか一項に記載の基板支持部。
前記第１接着層及び／又は前記第２接着層からなる接着層は、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂から形成される、
請求項１０～１６のいずれか一項に記載の基板支持部。
前記第１充填層及び／又は前記第２充填層からなる充填層は、前記接着層とアルミナセラミックスとを所望の配合率で配合した熱伝導率を有する、
請求項１７に記載の基板支持部。
前記充填層は、前記配合率を変えることで熱伝導率を変える、
請求項１８に記載の基板支持部。
被処理体の処理が行われる処理チャンバと、前記処理チャンバ内に配置される基板支持部と、を有する処理装置であって、
前記基板支持部は、
前記静電チャックの載置面を有し、前記静電チャックの載置面にて前記静電チャックを支持する基台と、
前記静電チャックと前記基台との間に配置される第１接着層と、
前記静電チャックと前記基台との間にて前記第１接着層の周囲に配置される第１充填層と、を有し、
前記第１充填層は前記基台の周方向において異なる熱伝導率を有する、
処理装置。