JP7145041B2 - 基板支持器、プラズマ処理装置、及びフォーカスリング - Google Patents

Description

本開示の例示的実施形態は、基板支持器、プラズマ処理装置、及びフォーカスリングに関するものである。

プラズマ処理装置が電子デバイスの製造に用いられている。プラズマ処理装置の一種は、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたプラズマ処理装置では、フォーカスリングが、静電チャック上に載置された基板を囲むように配置される。フォーカスリング上でのシースの上端位置を調整するために、直流電圧がフォーカスリングに印加される。

特開２００７－２５８４１７号公報

フォーカスリングを保持する静電引力に対抗する力の発生を抑制しつつフォーカスリングに接続する電気的パスを提供することが求められている。

一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置用の基板支持器が提供される。基板支持器は、第１支持領域、第２支持領域、導電構造、及びホルダーを備える。第１支持領域は、その上に載置される基板を支持するように構成されている。第２支持領域は、その上に載置されるフォーカスリングを支持するように構成されている。第２支持領域は、第１支持領域に対して径方向において外側で周方向に延在している。導電構造は、フォーカスリングに接続するように構成されている。導電構造は、導電路及び接続部材を含む。導電路は、第２支持領域に対して径方向において外側に端子領域を提供し、端子領域から下方に延びている。接続部材は、フォーカスリングと端子領域とを互いに電気的に接続する。接続部材は、該接続部材に対して径方向において外側で下方に延在するフォーカスリングの面に対面するように端子領域上に配置されている。ホルダーは、接続部材を下方に押圧し、且つ、接続部材にフォーカスリングの面を押圧させるように、接続部材を保持する。

一つの例示的実施形態によれば、フォーカスリングを保持する静電引力に対抗する力の発生を抑制しつつフォーカスリングに接続する電気的パスを提供することが可能となる。

一つの例示的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。 一つの例示的実施形態に係る基板支持器の断面図である。 一つの例示的実施形態に係る基板支持器の一部拡大断面図である。 一つの例示的実施形態に係る基板支持器のフォーカスリング用のチャック領域における第１電極及び第２電極のレイアウトを概略的に示す図である。 図５の（ａ）及び図５の（ｂ）は、一つの例示的実施形態に係る基板支持器の一部拡大断面図である。 別の例示的実施形態に係る基板支持器のチャック領域における第１電極及び第２電極のレイアウトを概略的に示す図である。 別の例示的実施形態に係る基板支持器のチャック領域における第１電極及び第２電極のレイアウトを概略的に示す図である。

以下、種々の例示的実施形態について説明する。

一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置用の基板支持器が提供される。基板支持器は、第１支持領域、第２支持領域、導電構造、及びホルダーを備える。第１支持領域は、その上に載置される基板を支持するように構成されている。第２支持領域は、その上に載置されるフォーカスリングを支持するように構成されている。第２支持領域は、第１支持領域に対して径方向において外側で周方向に延在している。導電構造は、フォーカスリングに接続するように構成されている。導電構造は、導電路及び接続部材を含む。導電路は、第２支持領域に対して径方向において外側に端子領域を提供し、端子領域から下方に延びている。接続部材は、フォーカスリングと端子領域とを互いに電気的に接続する。接続部材は、該接続部材に対して径方向において外側で下方に延在するフォーカスリングの面に対面するように端子領域上に配置されている。ホルダーは、接続部材を下方に押圧し、且つ、接続部材にフォーカスリングの面を押圧させるように、接続部材を保持する。

上記例示的実施形態に係る基板支持器では、ホルダーによって接続部材が下方に押圧されるので、接続部材と端子領域との間の確実な電気的接続が実現される。また、接続部材は、ホルダーによって保持されている状態では、径方向において接続部材の外側に配置されるフォーカスリングの面を押圧する。したがって、接続部材とフォーカスリングとの間の確実な電気的接続が実現される。また、接続部材がフォーカスリングの面を押圧する方向は、チャック領域とフォーカスリングとの間で発生する静電引力が発揮される方向に略直交する方向である。したがって、フォーカスリングを保持する静電引力に対抗する力の発生を抑制しつつフォーカスリングに接続することが可能な電気的パスが提供される。この基板支持器によれば、フォーカスリングは第２支持領域に安定的に保持される。

一つの例示的実施形態において、接続部材は、第１部分及び第２部分を有していてもよい。第１部分は、フォーカスリングの上記面に対面する。第２部分は、第１部分の下部に連続して、第１部分から径方向において外側に延在する。ホルダーは、第２部分を下方に押圧するように接続部材を保持する。この実施形態によれば、第２部分が下方に押圧されることにより、第１部分が径方向において外側に力を発揮する。

一つの例示的実施形態において、基板支持器は、導電部材を更に有していてもよい。導電部材は、弾性を有し、接続部材と端子領域との間で挟持される。

一つの例示的実施形態において、基板支持器は、別の導電部材を更に有していてもよい。この導電部材は、弾性を有し、接続部材とフォーカスリングの上記面との間で挟持される。

一つの例示的実施形態において、基板支持器は、フォーカスリングを更に備えていてもよい。

一つの例示的実施形態において、フォーカスリングは、第１環状部及び第２環状部を有していてもよい。第１環状部は、環状且つ板状をなし、第２支持領域上に配置される。第２環状部は、フォーカスリングの上記面を含み、接続部材に対面するように第１環状部から下方に延在する。

一つの例示的実施形態において、ホルダーは、絶縁性を有していてもよい。接続部材は、フォーカスリングとホルダーとによって遮蔽されてもよい。この実施形態によれば、接続部材が、プラズマから保護される。

一つの例示的実施形態において、第２支持領域は、チャック領域を含んでいてもよい。チャック領域は、フォーカスリングを静電引力により保持するように構成されている。この実施形態によれば、フォーカスリングは、第２支持領域のチャック領域に強固に保持される。

一つの例示的実施形態において、チャック領域とフォーカスリングとの間に伝熱ガスを供給するためのガスラインが第２支持領域を通っていてもよい。この実施形態によれば、互いに接触している第２支持領域とフォーカスリングとの間での熱交換が促進される。

別の例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ、基板支持器、高周波電源、及び別の電源を備える。基板支持器は、チャンバ内において基板及びフォーカスリングを支持するように構成されている。高周波電源は、基板支持器の下部電極に電気的に接続されている。別の電源は、チャンバの外側で導電構造に電気的に接続されている。別の電源は、フォーカスリングに負極性の電圧を印加するように構成されている。

更に別の例示的実施形態において、プラズマ処理装置用の基板支持器が提供される。基板支持器は、第１支持領域、第２支持領域、及び導電構造を備える。第１支持領域は、その上に載置される基板を支持するように構成されている。第２支持領域は、その上に載置されるフォーカスリングを支持するように構成されている。第２支持領域は、第１支持領域に対して径方向において外側で周方向に延在する。導電構造は、フォーカスリングに接続するように構成されている。導電構造は、導電路及び接続部材を含む。導電路は、端子領域を提供する。接続部材は、フォーカスリングと端子領域とを互いに電気的に接続する。接続部材は、該接続部材に対して径方向において外側で下方に延在するフォーカスリングの面に対面するように端子領域上に配置される。接続部材は、端子領域を押圧し、且つ、フォーカスリングを押圧する。

更に別の例示的実施形態において、フォーカスリングが提供される。フォーカスリングは、第１環状部及び第２環状部を備える。第２環状部は、第１環状部の外周部から下方に延在する。

以下、図面を参照して種々の例示的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附すこととする。

図１は、一つの例示的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１に示すプラズマ処理装置１は、容量結合型のプラズマ処理装置である。プラズマ処理装置１は、チャンバ１０を備えている。チャンバ１０は、その中に内部空間１０ｓを提供している。一実施形態において、チャンバ１０は、チャンバ本体１２を含んでいる。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有している。内部空間１０ｓは、チャンバ本体１２の中に提供されている。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウムから構成されている。チャンバ本体１２は電気的に接地されている。チャンバ本体１２の内壁面、即ち、内部空間１０ｓを画成する壁面には、耐プラズマ性を有する膜が形成されている。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜又は酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。

チャンバ本体１２の側壁には通路１２ｐが形成されている。基板Ｗは、内部空間１０ｓとチャンバ１０の外部との間で搬送されるときに、通路１２ｐを通過する。この通路１２ｐの開閉のために、ゲートバルブ１２ｇがチャンバ本体１２の側壁に沿って設けられている。

チャンバ１０の中には、基板支持器１６が設けられている。基板支持器１６は、その上に載置された基板Ｗを支持するように構成されている。基板Ｗは、略円盤形状を有する。基板支持器１６は、下部電極１８及び基板用のチャック領域２０を有する。下部電極１８は、アルミニウムといった導電性材料から形成されており、略円盤形状を有している。チャック領域２０は、下部電極１８上に設けられている。チャック領域２０は、その上に載置される基板Ｗとチャック領域２０との間に発生する静電引力により、基板Ｗを保持するように構成されている。基板支持器１６の詳細については、後述する。

プラズマ処理装置１は、上部電極３０を更に備え得る。上部電極３０は、基板支持器１６の上方に設けられている。上部電極３０は、絶縁部材３２と共にチャンバ本体１２の上部開口を閉じている。上部電極３０は、この絶縁部材３２を介してチャンバ本体１２の上部に支持されている。

上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含んでいる。天板３４の下面は、内部空間１０ｓを画成している。天板３４には、複数のガス吐出孔３４ａが形成されている。複数のガス吐出孔３４ａの各々は、天板３４を板厚方向（鉛直方向）に貫通している。この天板３４は、限定されるものではないが、例えばシリコンから形成されている。或いは、天板３４は、アルミニウム製の部材の表面に耐プラズマ性の膜を設けた構造を有し得る。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜又は酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。

支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持している。支持体３６は、例えばアルミニウムといった導電性材料から形成されている。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。ガス拡散室３６ａからは、複数のガス孔３６ｂが下方に延びている。複数のガス孔３６ｂは、複数のガス吐出孔３４ａにそれぞれ連通している。支持体３６には、ガス導入ポート３６ｃが形成されている。ガス導入ポート３６ｃは、ガス拡散室３６ａに接続している。ガス導入ポート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、ガスソース群４０が、バルブ群４１、流量制御器群４２、及びバルブ群４３を介して接続されている。ガスソース群４０、バルブ群４１、流量制御器群４２、及びバルブ群４３は、ガス供給部を構成している。ガスソース群４０は、複数のガスソースを含んでいる。バルブ群４１及びバルブ群４３の各々は、複数のバルブ（例えば開閉バルブ）を含んでいる。流量制御器群４２は、複数の流量制御器を含んでいる。流量制御器群４２の複数の流量制御器の各々は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。ガスソース群４０の複数のガスソースの各々は、バルブ群４１の対応のバルブ、流量制御器群４２の対応の流量制御器、及びバルブ群４３の対応のバルブを介して、ガス供給管３８に接続されている。プラズマ処理装置１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ガスを、個別に調整された流量で、内部空間１０ｓに供給することが可能である。

基板支持器１６の後述する筒状部９７とチャンバ本体１２の側壁との間には、バッフルプレート４８が設けられている。バッフルプレート４８は、例えば、アルミニウム製の部材に酸化イットリウム等のセラミックを被覆することにより構成され得る。このバッフルプレート４８には、多数の貫通孔が形成されている。バッフルプレート４８の下方においては、排気管５２がチャンバ本体１２の底部に接続されている。この排気管５２には、排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、自動圧力制御弁といった圧力制御器、及び、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、内部空間１０ｓを減圧することができる。

プラズマ処理装置１は、一つ以上の高周波電源を更に備える。一実施形態において、プラズマ処理装置１は、高周波電源６１を更に備え得る。高周波電源６１は、プラズマ生成用の高周波電力ＨＦを発生する電源である。高周波電力ＨＦは、２７～１００ＭＨｚの範囲内の周波数、例えば４０ＭＨｚ又は６０ＭＨｚの周波数を有する。高周波電源６１は、高周波電力ＨＦを下部電極１８に供給するために、整合器６３を介して下部電極１８に接続されている。整合器６３は、高周波電源６１の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）のインピーダンスを整合させるための整合回路を有している。なお、高周波電源６１は、下部電極１８に電気的に接続されていなくてもよく、整合器６３を介して上部電極３０に接続されていてもよい。

一実施形態において、プラズマ処理装置１は、高周波電源６２を更に備え得る。高周波電源６２は、基板Ｗにイオンを引き込むためのバイアス高周波電力、即ち高周波電力ＬＦを発生する電源である。高周波電力ＬＦの周波数は、高周波電力ＨＦの周波数よりも低い。高周波電力ＬＦの周波数は、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数であり、例えば、４００ｋＨｚである。高周波電源６２は、高周波電力ＬＦを下部電極１８に供給するために、整合器６４を介して下部電極１８に接続されている。整合器６４は、高周波電源６２の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）のインピーダンスを整合させるための整合回路を有している。

このプラズマ処理装置１では、内部空間１０ｓにガスが供給される。そして、高周波電力ＨＦ及び／又は高周波電力ＬＦが供給されることにより、内部空間１０ｓの中でガスが励起される。その結果、内部空間１０ｓの中でプラズマが生成される。生成されたプラズマからのイオン及び／又はラジカルといった化学種により、基板Ｗが処理される。

プラズマ処理装置１は、制御部ＭＣを更に備える。制御部ＭＣは、プロセッサ、記憶装置、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１の各部を制御する。具体的に、制御部ＭＣは、記憶装置に記憶されている制御プログラムを実行し、当該記憶装置に記憶されているレシピデータに基づいてプラズマ処理装置１の各部を制御する。制御部ＭＣによる制御により、レシピデータによって指定されたプロセスがプラズマ処理装置１において実行される。

以下、図１と共に図２及び図３を参照して、基板支持器１６について詳細に説明する。図２は、一つの例示的実施形態に係る基板支持器の断面図である。図３は、一つの例示的実施形態に係る基板支持器の一部拡大断面図である。上述したように、基板支持器１６は、下部電極１８及びチャック領域２０を有している。

下部電極１８内には、流路１８ｆが形成されている。流路１８ｆは、熱交換媒体用の流路である。熱交換媒体としては、液状の冷媒、或いは、その気化によって下部電極１８を冷却する冷媒（例えば、フロン）が用いられる。流路１８ｆには、熱交換媒体の供給装置７０（例えば、チラーユニット）が接続されている。流路１８ｆには、供給装置７０から配管を介して熱交換媒体が供給される。流路１８ｆに供給された熱交換媒体は、別の配管を介して供給装置７０に戻される。

基板支持器１６は、第１支持領域１６１及び第２支持領域１６２を有する。第１支持領域１６１は、その上に載置される基板Ｗを支持するように構成されている。第１支持領域１６１は、下部電極１８及びチャック領域２０から構成されている。即ち、第１支持領域１６１は、下部電極１８の一部及びチャック領域２０を含む。第１支持領域１６１の中心軸線である軸線ＡＸは、鉛直方向に延びる軸線である。第１支持領域１６１は、平面視において略円形をなしている。

チャック領域２０は、下部電極１８上に設けられている。チャック領域２０は、略円盤形状を有する。チャック領域２０は、接合領域２１を介して下部電極１８の上面に接合されている。接合領域２１は、例えば接着剤から形成されている。

チャック領域２０は、本体２０ｍ及び電極２０ｅを有する。本体２０ｍは、略円盤形状を有している。本体２０ｍは、窒化アルミニウムといった誘電体から形成されている。電極２０ｅは、膜状の電極である。電極２０ｅは、本体２０ｍ内に設けられている。電極２０ｅは、導線５４を介して直流電源５３に電気的に接続されている。電極２０ｅは、導線５４及びスイッチ５５を介して直流電源５３に電気的に接続されていてもよい。

チャック領域２０の上面の上には、基板Ｗが載置される。直流電源５３からの電圧が電極２０ｅに印加されると、基板Ｗとチャック領域２０との間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、チャック領域２０は基板Ｗを保持する。

一実施形態において、プラズマ処理装置１は、伝熱ガス供給系を備え得る。伝熱ガス供給系は、伝熱ガス、例えばＨｅガスを、基板Ｗとチャック領域２０との間に供給するように構成されている。一実施形態において、伝熱ガス供給系は、伝熱ガスのソース７２を有する。ソース７２には、ガスライン７３が接続されている。ガスライン７３からはガスライン７４が分岐している。ガスライン７４は、ソース７２からの伝熱ガスを基板Ｗとチャック領域２０との間に供給するよう、延びている。

第２支持領域１６２は、その上に載置されるフォーカスリングＦＲを支持するように構成されている。第２支持領域１６２は、軸線ＡＸに対して径方向において第１支持領域１６１の外側で延在している。第２支持領域１６２は、軸線ＡＸの周りで周方向に延在している。第２支持領域１６２は、平面視において環状をなしている。

第２支持領域１６２は、下部電極１８、フォーカスリング用のチャック領域２２、及び接合領域２３から構成されている。即ち、第２支持領域１６２は、下部電極１８の別の一部、即ち下部電極１８の周縁部分、チャック領域２２、及び接合領域２３を含む。チャック領域２２は、下部電極１８の周縁部の上方に設けられている。チャック領域２２は、チャック領域２０を取り囲むように周方向に延在している。接合領域２３は、絶縁性を有し、チャック領域２２と下部電極１８との間に設けられている。一例では、接合領域２３は、チャック領域２２を下部電極１８の上面に接合する接着剤である。

以下、図１～図３に加えて図４、図５の（ａ）、及び図５の（ｂ）を参照する。図４は、一つの例示的実施形態に係る基板支持器のフォーカスリング用のチャック領域における第１電極及び第２電極のレイアウトを概略的に示す図である。図５の（ａ）及び図５の（ｂ）の各々は、一つの例示的実施形態に係る基板支持器の一部拡大断面図である。図５の（ａ）は、第１電極と第１導線との接続箇所を含む基板支持器の一部を拡大して示している。図５の（ｂ）は、第２電極と第２導線との接続箇所を含む基板支持器の一部を拡大して示している。

チャック領域２２は、その上に載置されるフォーカスリングＦＲを保持するように構成されている。フォーカスリングＦＲは、導電性を有する材料を含む。フォーカスリングＦＲは、例えばシリコン又は炭化ケイ素から形成されている。フォーカスリングＦＲは、平面視において環形状を有している。プラズマ処理装置１では、基板Ｗは、チャック領域２０上且つフォーカスリングＦＲによって囲まれた領域内に配置される。

チャック領域２２は、本体２２ｍ、第１電極２２１、及び第２電極２２２を有する。本体２２ｍは、板状をなしており、内縁及び外縁によって規定される環形状を有している。本体２２ｍは、窒化アルミニウムといった誘電体から形成されている。なお、本体２２ｍの内縁及び外縁は、チャック領域２２の内縁及び外縁である。第２支持領域１６２の内側境界１６２ａは、チャック領域２２の内縁を含む筒形状を有している。第２支持領域１６２の外側境界１６２ｂは、チャック領域２２の外縁を含む筒形状を有している。

第１電極２２１及び第２電極２２２は、膜状の電極である。第１電極２２１及び第２電極２２２は、本体２２ｍ内に設けられている。第１電極２２１及び第２電極２２２は、軸線ＡＸの周りで周方向に延在している。第１電極２２１は、第２電極２２２の内側で延在している。第１電極２２１と第２電極２２２は、互いに離間している。第１電極２２１及び第２電極２２２は、互いに同一又は略同一の面積を有していてもよい。第１電極２２１及び第２電極２２２が互いに同一又は略同一の面積を有する場合には、静電引力を最大化することができる。

基板支持器１６は、第１導線８１及び第２導線８２を更に有している。第１導線８１は、第１電極２２１を直流電源８３に電気的に接続している。第１電極２２１は、第１導線８１及びスイッチ８５を介して直流電源８３に電気的に接続されていてもよい。第２導線８２は、第２電極２２２を直流電源８４に電気的に接続している。第２電極２２２は、第２導線８２及びスイッチ８６を介して直流電源８４に電気的に接続されていてもよい。

チャック領域２２の上面の上には、フォーカスリングＦＲが載置される。第１電極２２１と第２電極２２２との間に電位差が生じるように、直流電源８３及び直流電源８４から第１電極２２１及び第２電極２２２にそれぞれ電圧が印加されると、静電引力が発生する。発生した静電引力により、チャック領域２２はフォーカスリングＦＲを保持する。

一実施形態において、上述した伝熱ガス供給系は、伝熱ガスを、フォーカスリングＦＲとチャック領域２２との間に供給するように更に構成されている。ガスライン７３からは、ガスライン７５が更に分岐している。ガスライン７５は、ソース７２からの伝熱ガスをフォーカスリングＦＲとチャック領域２２との間に供給するよう、延びている。ガスライン７５は、部分的に第２支持領域１６２を通って、延びている。この実施形態では、伝熱ガスにより、第２支持領域１６２（即ちチャック領域２２）とフォーカスリングＦＲとの間での熱交換が促進される。

図５の（ａ）に示すように、第１導線８１は、接合領域２３を通って第１電極２２１に接続されている。図５の（ｂ）に示すように、第２導線８２は、接合領域２３を通って第２電極２２２に接続されている。第１導線８１及び第２導線８２は、接合領域２３内で鉛直方向に延びている。なお、第１導線８１及び第２導線８２の各々は、更に下部電極１８を通って延びていてもよい。第１導線８１及び第２導線８２の各々は、下部電極１８内では、下部電極１８から電気的に分離される。第１導線８１及び第２導線８２の各々は、下部電極１８内では、絶縁体によって囲まれていてもよい。

第１導線８１及び第２導線８２は、接合領域２３内で、第２支持領域１６２の内側境界１６２ａ及び外側境界１６２ｂよりも、中央部１６２ｃの近くで延在している。第１導線８１及び第２導線８２は、中央部１６２ｃ上で延在していてもよい。中央部１６２ｃは、第２支持領域１６２の内側境界１６２ａと外側境界１６２ｂとの間の中央に位置する部分である。即ち、中央部１６２ｃは、内側境界１６２ａと外側境界１６２ｂから径方向において等距離にある部分である。したがって、中央部１６２ｃは、筒形状を有する。

プラズマ処理装置１では、第１導線８１及び第２導線８２の各々は、接合領域２３内において、第２支持領域１６２の内側境界１６２ａ及び外側境界１６２ｂのそれぞれに対して大きな距離を有するように配置される。したがって、第１導線８１及び第２導線８２の各々とプラズマ空間との間に大きな距離を確保することが可能となる。即ち、第１導線８１と接合領域２３の内縁との間、第１導線８１と接合領域２３の外縁との間に、大きな距離を確保することが可能となる。また、第２導線８２と接合領域２３の内縁との間、第２導線８２と接合領域２３の外縁との間に、大きな距離を確保することが可能となる。

一実施形態においては、上述したように、第１導線８１及び第２導線８２の各々は、接合領域２３内において中央部１６２ｃ上で延在していてもよい。この実施形態によれば、第１導線８１及び第２導線８２の各々とプラズマ空間との間の距離が最大になる。

一実施形態において、第１電極２２１は、第１突出部２２１ｐを有していてもよい。第１突出部２２１ｐは、図４に示すように、第１電極２２１を中央部１６２ｃに対して外側に拡張するように、中央部１６２ｃに対して外側に延び出している。この実施形態において、第２電極２２２は、第１突出部２２１ｐに沿って延在する第２の窪み２２２ｒを有している。第１導線８１は、第１突出部２２１ｐに接続している。第１導線８１は、第１突出部２２１ｐから下方に延びている。即ち、第１突出部２２１ｐは、第１電極２２１と第１導線８１との接触箇所である。

一実施形態において、第２電極２２２は、第２突出部２２２ｐを有していてもよい。第２突出部２２２ｐは、図４に示すように、第２電極２２２を中央部１６２ｃに対して内側に拡張するように、中央部１６２ｃに対して内側に延び出している。第１電極２２１は、第２突出部２２２ｐに沿って延在する第１の窪み２２１ｒを有している。第２導線８２は、第２突出部２２２ｐに接続している。第２導線８２は、第２突出部２２２ｐから下方に延びている。即ち、第２突出部２２２ｐは、第２電極２２２と第２導線８２との接触箇所である。

図４に示すように、第１電極２２１は、第１突出部２２１ｐを含む複数の突出部と第１の窪み２２１ｒを含む複数の窪みを周方向において交互に提供するように形成されていてもよい。また、第２電極２２２は、第２突出部２２２ｐを含む複数の突出部と第２の窪み２２２ｒを含む複数の窪みを周方向において交互に提供するように形成されていてもよい。

以下、図６及び図７を参照する。図６及び図７は、別の例示的実施形態に係る基板支持器のチャック領域における第１電極及び第２電極のレイアウトを概略的に示す図である。図６及び図７に示すように、第１電極２２１の外縁及び第２電極２２２の内縁は、波状に形成されていてもよい。図６及び図７に示す各実施形態では、第１電極２２１の外縁は、周方向に沿って中央部１６２ｃに対して外側と内側とで交互に延在している。第２電極２２２の内縁は、周方向に沿って中央部１６２ｃに対して外側と内側とで交互に延在しており、且つ、第１電極２２１の外縁に沿って延在している。図６及び図７に示すように、第１電極２２１の外縁及び第２電極２２２の内縁は、曲線状であってもよく、折れ線状であってもよい。

図１～図７に示したチャック領域２２は、チャック領域２０から分離されている。しかしながら、基板支持器１６は、チャック領域２０とチャック領域２２を一体化した一つの静電チャックを有していてもよい。即ち、チャック領域２０とチャック領域２２とが一体化されていてもよい。

再び図１～図３を参照する。一実施形態において、プラズマ処理装置１は、フォーカスリングＦＲに電圧を印加することが可能であるように構成されている。フォーカスリングＦＲに負極性の電圧が印加されると、フォーカスリングＦＲ上のシースの上端位置が調整される。基板支持器１６は、導電構造２４及びホルダー２５を更に有する。導電構造２４は、フォーカスリングＦＲに電気的に接続するように構成されている。導電構造２４は、導電路２６及び接続部材２７を含む。

導電路２６は、第２支持領域１６２に対して径方向において外側に端子領域２６ｔを提供している。導電路２６は、端子領域２６ｔから下方に延びている。導電路２６は、一つ以上の導体から形成されている。一実施形態において、プラズマ処理装置１は、絶縁領域を更に備え得る。絶縁領域は、第２支持領域１６２の径方向外側及び下部電極１８の下方で延在している。導電路２６は、絶縁領域の中で延在している。

一実施形態において、絶縁領域は、複数の絶縁部材９１～９６から構成されている。なお、絶縁領域を構成する絶縁部材の個数は任意の個数であり得る。複数の絶縁部材９１～９６は、石英又は酸化アルミニウムから形成されている。絶縁部材９１は、略円筒形状を有している。絶縁部材９１は、チャンバ１０の底部から上方に延びている。絶縁部材９２及び９３の各々は、略円盤形状を有している。絶縁部材９３の直径は、絶縁部材９２の直径よりも大きい。絶縁部材９３は、絶縁部材９２上に設けられている。下部電極１８は、絶縁部材９３上に設けられている。

絶縁部材９４は、略環形状を有している。絶縁部材９４は、絶縁部材９２の周縁部上に配置されている。絶縁部材９４は、径方向において絶縁部材９３の外側に配置されている。絶縁部材９４は、絶縁部材９３の外周面に沿って周方向に延在している。絶縁部材９５は、略円筒形状を有している。絶縁部材９５は、絶縁部材９４の外径よりも小さい外径を有している。絶縁部材９５は、絶縁部材９４上に配置されている。絶縁部材９５は、下部電極１８の外周面及びチャック領域２２の外縁に沿って延在している。

チャンバ１０の底部からは筒状部９７が上方に延びている。筒状部９７は、略円筒形状を有する。筒状部９７は、絶縁部材９１の外周面に沿って延在している。筒状部９７は、アルミニウムといった金属から形成されている。筒状部９７は、チャンバ１０と同じく接地されている。絶縁部材９６は、略円筒形状を有している。絶縁部材９６は、筒状部９７上に配置されている。絶縁部材９６は、絶縁部材９２の外周面、絶縁部材９４の外周面、ホルダー２５の外周面、及びフォーカスリングＦＲの外周面に沿って延在している。

一実施形態において導電路２６は、絶縁部材９４上に端子領域２６ｔを提供している。導電路２６は、絶縁部材９４及び絶縁部材９２の中を通って下方に延在している。導電路２６には、ローパスフィルタ９８を介して電源９９が電気的に接続されている。ローパスフィルタ９８は、電源９９に流入する高周波を減衰させるか又は遮断するように構成されている。電源９９は、フォーカスリングＦＲに印加される直流電圧又は高周波電圧を発生するように構成されている。電源９９からフォーカスリングＦＲに印加される電圧は、負極性の電圧であり得る。

接続部材２７は、導電路２６の端子領域２６ｔ上に配置されている。接続部材２７は、フォーカスリングＦＲと端子領域２６ｔとを互いに電気的に接続する。接続部材２７は、端子領域２６ｔ上に配置されている状態で、フォーカスリングＦＲの面ＦＲＳに対面する。面ＦＲＳは、接続部材２７に対して径方向において外側で延在しており、径方向内側を向いている。

一実施形態において、フォーカスリングＦＲは、第１環状部ＦＲ１及び第２環状部ＦＲ２を有していてもよい。第１環状部ＦＲ１は、環状且つ板状をなし、第２支持領域１６２上（即ち、チャック領域２２上）に配置される。プラズマ処理装置１では、基板Ｗは、第１環状部ＦＲ１によって囲まれた領域内に配置される。第２環状部ＦＲ２は、面ＦＲＳを提供している。第２環状部ＦＲ２は、接続部材２７に対面するように第１環状部ＦＲ１の外周部から下方に延在している。

ホルダー２５は、接続部材２７を下方に押圧し、且つ、接続部材２７にフォーカスリングＦＲの面ＦＲＳを押圧させるように、接続部材２７を保持する。基板支持器１６では、ホルダー２５によって接続部材２７が下方に押圧されるので、接続部材２７と端子領域２６ｔとの間の確実な電気的接続が実現される。また、接続部材２７は、ホルダー２５によって保持されている状態では、径方向において接続部材２７の外側に配置されるフォーカスリングＦＲの面ＦＲＳを押圧する。したがって、接続部材２７とフォーカスリングＦＲとの間の確実な電気的接続が実現される。また、接続部材２７がフォーカスリングＦＲの面ＦＲＳを押圧する方向は、チャック領域２２とフォーカスリングＦＲとの間で発生する静電引力が発揮される方向に略直交する方向である。したがって、フォーカスリングＦＲを保持する静電引力に対抗する力の発生を抑制しつつフォーカスリングＦＲに接続することが可能な電気的パスが提供される。この基板支持器１６によれば、フォーカスリングＦＲは第２支持領域１６２に安定的に保持される。また、フォーカスリングＦＲとチャック領域２２との間に伝熱ガスが供給されている場合でも、フォーカスリングＦＲは第２支持領域１６２に安定的に保持される。したがって、フォーカスリングＦＲとチャック領域２２との間に供給される伝熱ガスの圧力を高めることが可能である。故に、フォーカスリングＦＲの温度調整の効率を高めることが可能となる。

一実施形態において、接続部材２７は、第１部分２７１及び第２部分２７２を有していてもよい。第１部分２７１は、フォーカスリングＦＲの面ＦＲＳに対面する。第２部分２７２は、第１部分２７１の下部に連続している。第２部分２７２は、第１部分２７１の下部から径方向において外側に延在する。この実施形態において、接続部材２７の断面形状はＬ字である。

ホルダー２５は、第２部分２７２を下方に押圧するように接続部材２７を保持する。一実施形態では、ホルダー２５は、絶縁部材９４上に配置される。ホルダー２５は、ねじ２８によって絶縁部材９４に固定される。一実施形態において、ホルダー２５は、主部２５１及び突出部２５２を有している。主部２５１は、略円筒形状を有している。主部２５１は、絶縁部材９４上に配置される。突出部２５２は、主部２５１の上端から径方向において内側に突き出ている。突出部２５２は、接続部材２７の第２部分２７２上に配置される。ホルダー２５が固定されると、接続部材２７の第２部分２７２が下方に押圧されて、第１部分２７１が径方向において外側に力を発揮する。その結果、接続部材２７とフォーカスリングＦＲとを互いに確実に接触させることが可能となる。

一実施形態において、基板支持器１６は、導電部材５８を更に有していてもよい。導電部材５８は、導電性と弾性を有する。導電部材５８は、例えば導体から形成されたスパイラル・スプリング・ガスケットであり得る。導電部材５８は、接続部材２７と端子領域２６ｔとの間で挟持される。

一実施形態において、基板支持器１６は、導電部材５９を更に有していてもよい。導電部材５９は、導電性と弾性を有する。導電部材５９は、例えば導体から形成されたスパイラル・スプリング・ガスケットであり得る。導電部材５９は、接続部材２７とフォーカスリングＦＲの面ＦＲＳとの間で挟持される。別の実施形態において、接続部材２７の第１部分２７１は、弾性を有し、フォーカスリングＦＲの面ＦＲＳを付勢してもよい。

一実施形態において、ホルダー２５は、絶縁性を有していてもよい。ホルダー２５は、例えば石英又は酸化アルムニウムから形成される。ホルダー２５及びフォーカスリングＦＲ（即ち、その第２環状部ＦＲ２）は、接続部材２７をプラズマから遮蔽している。この実施形態では、接続部材２７が、プラズマから保護される。

以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。

例えば、プラズマ処理装置１は、容量結合型のプラズマ処理装置であるが、別の実施形態に係るプラズマ処理装置は、異なるタイプのプラズマ処理装置であってもよい。そのようなプラズマ処理装置は、任意のタイプのプラズマ処理装置であり得る。そのようなプラズマ処理装置としては、誘導結合型のプラズマ処理装置、マイクロ波といった表面波によってプラズマを生成するプラズマ処理装置が例示される。

また、別の実施形態においては、チャック領域２２は、静電引力を発生するために用いられる電極として、三つ以上の電極を有していてもよい。

また、図３に示す例では、第１電極２２１に印加される電圧及び第２電極２２２に印加される電圧は共に正極性の電圧である。しかしながら、第１電極２２１と第２電極２２２との間に電位差が発生する限り、第１電極２２１に印加される電圧及び第２電極２２２に印加される電圧のそれぞれの極性は限定されるものではない。また、第１電極２２１及び第２電極２２２のうち一方の電位は０Ｖであってもよい。また、第１電極２２１及び第２電極２２２との間で電位差を生じさせるために、単一の電源が用いられてもよい。

さらに、接続部材２７の個数は限定されるものではない。端子領域２６ｔとフォーカスリングＦＲとの電気的接続のために、複数の接続部材２７が用いられてもよい。複数の接続部材２７は、周方向に沿って配列されていてもよい。複数の接続部材２７は、周方向に沿って等間隔に配置されていてもよい。

以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。

１６…基板支持器、１６１…第１支持領域、１６２…第２支持領域、２４…導電構造、２６…導電路、２６ｔ…端子領域、２７…接続部材、２５…ホルダー。

Claims (7)

1. プラズマ処理装置で使用する基板支持器であって、
   基板チャック領域と、
   前記基板チャック領域を取り囲むように配置されるフォーカスリングチャック領域と、
   前記フォーカスリングチャック領域と接触する第１の面と、前記第１の面から下方に延在し、前記フォーカスリングチャック領域の側壁と対向する第２の面とを有するフォーカスリングと、
   第１部分及び第２部分を有する接続部材であり、前記第１部分は、前記フォーカスリングの前記第２の面と前記フォーカスリングチャック領域の前記側壁との間に配置され、前記フォーカスリングの前記第２の面に電気的に接続され、前記第２部分は、第１部分の下部から径方向において外側に延在している、該接続部材と、
   前記接続部材と前記フォーカスリングチャック領域の前記側壁との間に配置される絶縁部材と、
   前記接続部材の下端に電気的に接続され、前記接続部材の下端から下方に延在している導電路と、
   前記接続部材の前記第２部分を下方に押圧することにより、前記接続部材を前記導電路に対して保持するとともに、前記接続部材の前記第１部分を前記フォーカスリングの前記第２の面に押圧させるホルダーと、
   を備える基板支持器。
2. 弾性を有し、前記接続部材と前記導電路との間で挟持される導電部材を更に備える、請求項１に記載の基板支持器。
3. 弾性を有し、前記接続部材と前記フォーカスリングの前記第２の面との間で挟持される導電部材を更に備える、請求項１又は２に記載の基板支持器。
4. 前記フォーカスリングは、
   前記フォーカスリングチャック領域上に配置される第１環状部と、
   前記第１環状部の外側端部から下方に延在する第２環状部と、
   を含み、
   前記第２環状部は、前記フォーカスリングの前記第２の面を有する、
   請求項１～３の何れか一項に記載の基板支持器。
5. 前記ホルダーは、絶縁性を有し、
   前記接続部材は、前記フォーカスリングと前記ホルダーとによって遮蔽される、
   請求項１～４の何れか一項に記載の基板支持器。
6. 前記フォーカスリングチャック領域を通り、該フォーカスリングチャック領域と前記フォーカスリングとの間に伝熱ガスを供給するためのガスラインを更に含む、請求項１～５の何れか一項に記載の基板支持器。
7. チャンバと、
   前記チャンバ内に配置される基板支持器であって、
   基板チャック領域と、
   前記基板チャック領域を取り囲むように配置されるフォーカスリングチャック領域と、
   前記フォーカスリングチャック領域と接触する第１の面と、前記第１の面から下方に延在し、前記フォーカスリングチャック領域の側壁と対向する第２の面とを有するフォーカスリングと、
   第１部分及び第２部分を有する接続部材であり、前記第１部分は、前記フォーカスリングの前記第２の面と前記フォーカスリングチャック領域の前記側壁との間に配置され、前記フォーカスリングの前記第２の面に電気的に接続され、前記第２部分は、第１部分の下部から径方向において外側に延在している、該接続部材と、
   前記接続部材と前記フォーカスリングチャック領域の前記側壁との間に配置される絶縁部材と、
   前記接続部材の下端に電気的に接続され、前記接続部材の下端から下方に延在している導電路と、
   前記接続部材の前記第２部分を下方に押圧することにより、前記接続部材を前記導電路に対して保持するとともに、前記接続部材の前記第１部分を前記フォーカスリングの前記第２の面に押圧させるホルダーと、
   を含む、該基板支持器と、
   前記チャンバ内でプラズマを生成するように構成された高周波電源と、
   を備えるプラズマ処理装置。

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