CN118160082A - 等离子体处理装置和静电吸盘 - Google Patents

Abstract

本发明的等离子体处理装置包括：等离子体处理腔室；配置在等离子体处理腔室内的基座；和配置在基座的上部的静电吸盘，静电吸盘包括：具有基片支承面和环支承面的电介质部件；配置在电介质部件内的吸附电极；配置在电介质部件内且配置在吸附电极的下方的偏置电极；和至少部分地配置在电介质部件内的至少一个导电性部件，电介质部件具有从基片支承面或环支承面贯通至上述电介质部件的下表面的贯通孔，至少一个导电性部件配置在贯通孔的周围，从与偏置电极相同的高度或比偏置电极高的位置向上方延伸。

Description

等离子体处理装置和静电吸盘

技术领域

本发明涉及等离子体处理装置和静电吸盘。

背景技术

专利文献1公开了包括等离子体处理腔室和配置在该等离子体处理腔室内的基片支承部的等离子体处理装置。该基片支承部具有基座和静电吸盘。该静电吸盘具有用于向基片的背面与静电吸盘的表面之间的空间供给传热气体的贯通孔和用于使基片升降的升降销用的贯通孔。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2021-28958号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明的技术防止或降低静电吸盘的贯通孔中的异常放电的发生。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的一个方式是一种等离子体处理装置，其包括：等离子体处理腔室；配置在等离子体处理腔室内的基座；和配置在基座之上的静电吸盘，静电吸盘包括：具有基片支承面和环支承面的电介质部件；配置在电介质部件内的吸附电极；配置在电介质部件内且配置在吸附电极的下方的偏置电极；和至少部分地配置在电介质部件内的至少一个导电性部件，电介质部件具有从基片支承面或环支承面贯通至上述电介质部件的下表面的贯通孔，至少一个导电性部件配置在贯通孔的周围，从与偏置电极相同的高度或比偏置电极高的位置向上方延伸。

发明效果

根据本发明，能够防止或降低静电吸盘的贯通孔中的异常放电的发生。

附图说明

图1是用于说明等离子体处理系统的结构例的图。

图2是用于说明电容耦合型的等离子体处理装置的结构例的图。

图3是用于说明基片支承部的结构例的概略的截面图。

图4是用于说明基片支承部的结构例的概略的俯视图。

图5A是用于说明第一实施方式的导电性部件的截面图。

图5B是用于说明第一实施方式的导电性部件的俯视图。

图6A是用于说明导电性部件的形状例的俯视图。

图6B是用于说明导电性部件的形状例的俯视图。

图6C是用于说明导电性部件的形状例的俯视图。

图6D是用于说明导电性部件的形状例的俯视图。

图6E是用于说明导电性部件的形状例的俯视图。

图7A是用于说明导电性部件的形状例的截面图。

图7B是用于说明导电性部件的形状例的截面图。

图7C是用于说明导电性部件的形状例的截面图。

图8是用于说明第二实施方式的导电性部件的截面图。

图9是用于说明第三实施方式的导电性部件的截面图。

图10是用于说明第四实施方式的导电性部件的截面图。

图11是用于说明第五实施方式的导电性部件的截面图。

图12是用于说明第六实施方式的导电性部件的截面图。

图13A是用于说明第七实施方式的导电性部件的截面图。

图13B是用于说明第七实施方式的导电性部件的截面图。

具体实施方式

参照附图，对本实施方式的静电吸盘和等离子体处理装置进行说明。此外，在本说明书和附图中，对实质上具有相同的功能结构的要素，通过标注相同的附图标记而省略重复说明。

＜等离子体处理系统＞

首先，参照图1，说明一个实施方式的等离子体处理系统。图1是用于说明等离子体处理系统的结构例的图。

在一个实施方式中，等离子体处理系统包括等离子体处理装置1和控制部2。等离子体处理系统是基片处理系统的一个例子，等离子体处理装置1是基片处理装置的一个例子。等离子体处理装置1包括等离子体处理腔室10、基片支承部11和等离子体生成部12。等离子体处理腔室10具有等离子体处理空间。此外，等离子体处理腔室10具有用于将至少一种处理气体供给到等离子体处理空间的至少一个气体供给口和用于从等离子体处理空间排出气体的至少一个气体排出口。气体供给口与后述的气体供给部20连接，气体排出口与后述的排气系统40连接。基片支承部11配置在等离子体处理空间内，具有用于支承基片的基片支承面。

等离子体生成部12构成为能够从供给至等离子体处理空间内的至少一种处理气体生成等离子体。在等离子体处理空间形成的等离子体也可以是电容耦合等离子体(CCP：Capacitively Coupled Plasma)、电感耦合等离子体(ICP：Inductively CoupledPlasma)、ECR等离子体(Electron-Cyclotron-Resonance Plasma：电子回旋共振等离子体)、螺旋波激发等离子体(HWP：Helicon Wave Plasma)或表面波等离子体(SWP：SurfaceWave Plasma)等。此外，也可以使用包括AC(Alternating Current：交流)等离子体生成部和DC(Direct Current：直流)等离子体生成部在内的、各种类型的等离子体生成部。在一个实施方式中，在AC等离子体生成部中使用的AC信号(AC电功率)具有100kHz～10GHz的范围内的频率。因此，AC信号包含RF(Radio Frequency：高频)信号和微波信号。在一个实施方式中，RF信号具有100kHz～150MHz的范围内的频率。

控制部2对能够使等离子体处理装置1执行本发明中说明的各种工序的计算机可执行的命令进行处理。控制部2可构成为能够控制等离子体处理装置1的各要素以执行此处说明的各种工序。在一个实施方式中，也可以是控制部2的一部分或全部包含于等离子体处理装置1。控制部2也可以包含处理部2a1、存储部2a2和通信接口2a3。控制部2例如由计算机2a实现。处理部2a1可构成为能够通过从存储部2a2读出程序，并执行所读出的程序来执行各种控制动作。该程序可以预先存储在存储部2a2中，在必要时，也可以通过介质获取。所获取的程序被存储在存储部2a2，由处理部2a1从存储部2a2读出并执行。介质可以是计算机2a可读取的各种存储介质，也可以是与通信接口2a3连接的通信线路。处理部2a1可以是CPU(Central Processing Unit：中央处理器)。存储部2a2可以包含RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive：固态驱动器)或它们的组合。通信接口2a3也可以通过LAN(Local Area Network：局域网)等通信线路在与等离子体处理装置1之间进行通信。

接着，说明作为等离子体处理装置1的一个例子的电容耦合型的等离子体处理装置的结构例。图2是用于说明电容耦合型的等离子体处理装置的结构例的图。

电容耦合型的等离子体处理装置1包括等离子体处理腔室10、气体供给部20、电源30和排气系统40。此外，等离子体处理装置1包括基片支承部11和气体导入部。气体导入部构成为能够将至少一种处理气体导入到等离子体处理腔室10内。气体导入部包括喷淋头13。基片支承部11配置在等离子体处理腔室10内。喷淋头13配置在基片支承部11的上方。在一个实施方式中，喷淋头13构成等离子体处理腔室10的顶部(ceiling)的至少一部分。等离子体处理腔室10具有由喷淋头13、等离子体处理腔室10的侧壁10a和基片支承部11界定的等离子体处理空间10s。等离子体处理腔室10接地。喷淋头13和基片支承部11与等离子体处理腔室10的壳体电绝缘。

基片支承部11包含主体部111和环组件112。主体部111具有用于支承基片W的中央区域111a和用于支承环组件112的环状区域111b。晶片是基片W的一例。主体部111的环状区域111b在俯视时包围主体部111的中央区域111a。基片W配置在主体部111的中央区域111a上，环组件112以包围主体部111的中央区域111a上的基片W的方式配置在主体部111的环状区域111b上。因此，中央区域111a也称为用于支承基片W的基片支承面，环状区域111b也称为用于支承环组件112的环支承面。

在一个实施方式中，主体部111包括基座1110和静电吸盘1111。基座1110包括导电性部件。基座1110的导电性部件能够作为下部电极发挥作用。静电吸盘1111配置在基座1110之上。静电吸盘1111包括电介质部件1111a和配置在电介质部件1111a内的作为吸附电极(还称为静电电极、吸盘电极、钳形电极)的第一电极层1111b。电介质部件1111a例如由陶瓷部件形成。第一电极层的厚度例如为10μm(微米)至300μm。电介质部件1111a具有中央区域111a。在一个实施方式中，电介质部件1111a还具有环状区域111b。此外，也可以是环状静电吸盘、环状绝缘部件那样的包围静电吸盘1111的其它部件具有环状区域111b。在这种情况下，环组件112既可以配置在环状静电吸盘或环状绝缘部件之上，也可以配置在静电吸盘1111和环状绝缘部件这两者之上。此外，作为与后述的RF电源31和/或DC电源32耦合的至少一个RF/DC电极的第二电极层(参照后述的图3)配置在电介质部件1111a内。第二电极层的厚度例如为10μm至300μm。在这种情况下，至少一个RF/DC电极作为下部电极发挥作用。在后述的偏置RF信号和/或DC信号被供给至至少一个RF/DC电极的情况下，RF/DC电极也被称为偏置电极。此外，基座1110的导电性部件和至少一个RF/DC电极也可以作为多个下部电极发挥作用。此外，第一电极层1111b(吸附电极)也可以作为下部电极发挥作用。因此，基片支承部11包含至少一个下部电极。

环组件112包括一个或多个环状部件。在一个实施方式中，一个或多个环状部件包含一个或多个边缘环和至少一个覆盖环。边缘环由导电性材料或绝缘材料形成，覆盖环由绝缘材料形成。

另外，基片支承部11还可以包括温度调节模块，该温度调节模块构成为能够将静电吸盘1111、环组件112和基片中至少一者调节至目标温度。温度调节模块也可以包含加热器、传热介质、流路1110a或它们的组合。在流路1110a中，供盐水、气体那样的传热流体流动。在一个实施方式中，流路1110a在基座1110内形成，一个或多个加热器配置在静电吸盘1111的电介质部件1111a内。此外，基片支承部11包括构成为能够向基片W的背面与中央区域111a之间的间隙供给传热气体的传热气体供给部。

喷淋头13构成为能够将来自气体供给部20的至少一种处理气体导入等离子体处理空间10s内。喷淋头13具有至少一个气体供给口13a、至少一个气体扩散室13b和多个气体导入口13c。供给至气体供给口13a的处理气体通过气体扩散室13b从多个气体导入口13c被导入到等离子体处理空间10s内。此外，喷淋头13包括至少一个上部电极。此外，气体导入部不仅包括喷淋头13，还包括安装在形成于侧壁10a的一个或多个开口部的一个或多个侧方气体注入部(SGI：Side Gas Injector)。

气体供给部20也可以包含至少一个气体源21和至少一个流量控制器22。在一个实施方式中，气体供给部20构成为能够将至少一种处理气体从与之分别对应的气体源21经由与之分别对应的流量控制器22供给到喷淋头13。各流量控制器22例如也可以包含质量流量控制器或压力控制式的流量控制器。气体供给部20还可以包含对至少一种处理气体的流量进行调制或将其脉冲化的至少一个流量调制器件。

电源30包含经由至少一个阻抗匹配电路与等离子体处理腔室10耦合的RF电源31。RF电源31构成为能够将至少一个RF信号(RF电功率)供给到至少一个下部电极和/或至少一个上部电极。由此，从供给至等离子体处理空间10s的至少一种处理气体形成等离子体。因此，RF电源31能够作为等离子体生成部12的至少一部分发挥作用。此外，能够通过将偏置RF信号供给到至少一个下部电极，在基片W产生偏置电位，将所形成的等离子体中的离子成分吸引到基片W。

在一个实施方式中，RF电源31包含第一RF生成部31a和第二RF生成部31b。第一RF生成部31a构成为能够至少一个阻抗匹配电路与至少一个下部电极和/或至少一个上部电极耦合，能够生成等离子体生成用的生成源RF信号(生成源RF电功率)。在一个实施方式中，生成源RF信号具有10MHz～150MHz的范围内的频率。在一个实施方式中，第一RF生成部31a也可以构成为能够生成具有不同的频率的多个生成源RF信号。所生成的一个或多个生成源RF信号被供给到少一个下部电极和/或至少一个上部电极。

第二RF生成部31构成为经由至少一个阻抗匹配电路与至少一个下部电极耦合，能够生成偏置RF信号(偏置RF电功率)。偏置RF信号的频率可以与生成源RF信号的频率相同也可以不同。在一个实施方式中，偏置RF信号具有比生成源RF信号的频率低的频率。在一个实施方式中，偏置RF信号具有100kHz～60MHz的范围内的频率。在一个实施方式中，第二RF生成部31b也可以构成为能够生成具有不同的频率的多个偏置RF信号。所生成的一个或多个偏置RF信号被供给到少一个下部电极。此外，在各种实施方式中，也可以将生成源RF信号和偏置RF信号的至少一者脉冲化。

另外，电源30也可以包含与等离子体处理腔室10耦合的DC电源32。DC电源32包含第一DC生成部32a和第二DC生成部32b。在一个实施方式中，第一DC生成部32a构成为与至少一个下部电极连接，能够生成第一DC信号。所生成的第一DC信号被施加到至少一个下部电极。在一个实施方式中，第二DC生成部32b构成为与至少一个上部电极连接，能够生成第二DC信号。所生成的第二DC信号被施加到至少一个上部电极。

在各种实施方式中，也可以将第一和第二DC信号脉冲化。在这种情况下，电压脉冲的序列被施加到至少一个下部电极和/或至少一个上部电极。电压脉冲也可以具有矩形、梯形、三角形或它们的组合的脉冲波形。在一个实施方式中，用于从DC信号生成电压脉冲的序列的波形生成部被连接至第一DC生成部32a与至少一个下部电极之间。因此，第一DC生成部32a和波形生成部构成电压脉冲生成部。在第二DC生成部32b和波形生成部构成电压脉冲生成部的情况下，电压脉冲生成部与至少一个上部电极连接。电压脉冲可以具有正极性，也可以具有负极性。此外，电压脉冲的序列可以在一个周期内包含一个或多个正极性电压脉冲和一个或多个负极性电压脉冲。此外，第一和第二DC生成部32a、32b可以在RF电源31的基础上设置，也可以是第一DC生成部32a取代第二RF生成部31b地设置。

排气系统40例如能够与设置在等离子体处理腔室10的底部的气体排出口10e连接。排气系统40也可以包括压力调节阀和真空泵。利用压力调节阀，能够调节等离子体处理空间10s内的压力。真空泵也可以包含涡轮分子泵、干泵或它们的组合。

＜基片支承部＞

接着，使用图3，说明基片支承部11的结构。图3是表示一个实施方式的基片支承部11的结构例的概略的截面图。

如上所述，基片支承部11的主体部111包括基座1110和静电吸盘1111。

基座1110例如由铝等导电性材料形成。此外，在基座1110形成有上述的流路1110a。在一个实施方式中，基座1110与静电吸盘1111例如通过粘接层等而一体化。此外，基座1110也可以由SiC等绝缘性陶瓷形成。在这种情况下，基座1110不能作为下部电极发挥作用。

静电吸盘1111如上所述，具有电介质部件1111a。电介质部件1111a形成为大致圆板状。电介质部件1111a由氧化铝、氮化铝等陶瓷材料形成。电介质部件1111a具有上述的中央区域111a和环状区域111b。此外，电介质部件1111a也可以通过喷涂陶瓷材料而形成。

在一个实施方式中，中央区域111a具有比基片W的直径小的直径，处在比环状区域111b高的位置。因此，在基片W被支承在中央区域111a上时，基片W的周缘部分从中央区域111a在水平方向上伸出。

在图3的例子中，一体地形成的电介质部件1111a具有中央区域111a和环状区域111b。此外，电介质部件1111a也可以被分割成中央部分和环状部分。在这种情况下，也可以是中央部分具有中央区域111a，环状部分具有环状区域111b。此外，图3的例子中，中央部分和环状部分形成为一体。此外，中央部分和环状部分也可以形成为分体的。

静电吸盘1111包含配置在电介质部件1111a之中且配置在中央区域111a的下方的第一电极层1111b和第二电极层1111c。在第一电极层1111b，被施加来自AC电源或DC电源(未图示)的电功率。利用由此产生的静电力，基片W被吸附保持在中央区域111a。即，第一电极层1111b作为基片W的吸附电极发挥作用。在一个实施方式中，第一电极层1111b形成为俯视时呈圆形。此外，第一电极层1111b例如也可以具有在径向和/或周向上分割而成的多个电极层段。

第二电极层1111c配置在第一电极层1111b的下方。对第二电极层1111c，施加来自RF电源或DC电源(未图示)即偏置电源的偏置RF信号和/或DC信号。由此，等离子体中的离子被吸引向中央区域111a上的基片W。即，第二电极层1111c作为偏置电极发挥作用。在一个实施方式中，第二电极层1111c形成为俯视时呈圆形。此外，第二电极层1111c例如也可以具有在径向和/或周向上分割而成的多个电极层段。此外，偏置电源可为上述的第二RF生成部31b或第一DC生成部32a。

基座1110具有在中央区域111a的下方从基座1110的下表面贯通至上表面的贯通孔114a2，电介质部件1111a具有从其下表面贯通至中央区域111a的贯通孔114a1。电介质部件1111a的贯通孔114a1与基座1110的贯通孔114a2连通。电介质部件1111a的贯通孔114a1和基座1110的贯通孔114a2形成传热气体供给孔114a，该传热气体供给孔114a构成为能够向基片W的背面与中央区域111a之间的间隙供给传热气体。传热气体供给孔114a可为圆形孔。在一个实施方式中，传热气体供给孔114a在中央区域111a设置有多处。即，电介质部件1111a具有从下表面贯通至中央区域111a的多个贯通孔114a1，基座1110具有在中央区域111a的下方从基座1110的下表面贯通至上表面的多个贯通孔114a2。于是，电介质部件1111a的多个贯通孔114a1和基座1110的多个贯通孔114a2形成多个传热气体供给孔114a的每一者。

另外，静电吸盘1111还包括配置在传热气体供给孔114a的周围的、后述的至少一个导电性部件115a。导电性部件115a以包围传热气体供给孔114a的方式至少部分地配置在静电吸盘1111内。

基座1110包括配置在基座1110的贯通孔114a2内的套筒113a。套筒113a由绝缘性的材料形成，具有设有贯通孔114a3的大致圆筒形状。套筒113a的贯通孔114a3与电介质部件1111a的贯通孔114a1连通。因此，电介质部件1111a的贯通孔114a1和套筒113a的贯通孔114a3形成传热气体供给孔114a。利用套筒113a，将基座1110与传热气体供给孔114a绝缘。套筒113a由接合层固定于基座1110。此外，套筒113a也可以无接合层地、可拆装地安装于基座1110。此外，套筒113a也可以为内套筒和外套筒的双层结构，在这种情况下，内套筒也可以可拆装地安装于外套筒。

基座1110具有在中央区域111a的下方从基座1110的下表面贯通至上表面的贯通孔114c2，电介质部件1111a具有从其下表面贯通至中央区域111a的贯通孔114c1。电介质部件1111a的贯通孔114c1与基座1110的贯通孔114c2连通。电介质部件1111a的贯通孔114c1和基座1110的贯通孔114c2形成升降销用贯通孔114c。在升降销用贯通孔114c插通有可升降的升降销1112。升降销用贯通孔114c可为圆形孔。通过使升降销1112从中央区域111a向上方上升，能够将被支承在中央区域111a上的基片W抬起。在一个实施方式中，升降销1112和升降销用贯通孔114c在中央区域111a设置有3处。即，电介质部件1111a具有从下表面贯通至中央区域111a的至少3个贯通孔114c1，基座1110具有从其下表面贯通至上表面的至少3个贯通孔114c2。于是，电介质部件1111a的至少3个贯通孔114c1和基座1110的至少3个贯通孔114c2形成至少3个升降销用贯通孔114c的每一者。

基座1110包括配置在基座1110的贯通孔内的套筒113c。套筒113c由绝缘性的材料形成，具有设有贯通孔114c3的大致圆筒形状。套筒113c的贯通孔114c3与电介质部件1111a的贯通孔114c1连通。因此，电介质部件1111a的贯通孔114c1和套筒113c的贯通孔114c3形成升降销用贯通孔114c。利用套筒113c，将基座1110与升降销用贯通孔114c绝缘。套筒113c由接合层固定于基座1110。此外，套筒113c也可以无接合层地、可拆装地安装于基座1110。此外，套筒113c也可以为内套筒和外套筒的双层结构，在这种情况下，内套筒也可以可拆装地安装于外套筒。

电介质部件1111a包括配置在环状区域111b的下方的第三电极层1111d和第四电极层1111e。在第三电极层1111d，施加来自AC电源或DC电源(未图示)的电功率。利用由此产生的静电力，在环状区域111b吸附保持环组件112(边缘环)。即，第三电极层1111d作为边缘环的吸附电极发挥作用。在一个实施方式中，第三电极层1111d形成为俯视时呈环状。此外，第三电极层1111d例如也可以具有在径向和/或周向上分割而成的多个电极层段。此外，在图3的例子中，第三电极层1111d和第四电极层1111e这两者配置在电介质部件1111a内，不过并不限定于此。例如，也可以是仅第三电极层1111d和第四电极层1111e中的任一者配置在电介质部件1111a内。

第四电极层1111e配置在第三电极层1111d的下方。对第四电极层1111e，施加来自RF电源或DC电源(未图示)的偏置RF信号和/或DC信号。由此，能够调节基片W的外周区域和边缘环上方的等离子体鞘，提高等离子体处理的面内均匀性。在一个实施方式中，第四电极层1111e形成为俯视时呈环状。此外，第四电极层1111e例如也可以具有在径向和/或周向上分割而成的多个电极层段。

基座1110具有在环状区域111b的下方从基座1110的下表面贯通至上表面的贯通孔114b2，电介质部件1111a具有从其下表面贯通至环状区域111b的贯通孔114b1。电介质部件1111a的贯通孔114b1与基座1110的贯通孔114b2连通。电介质部件1111a的贯通孔114b1和基座1110的贯通孔114b2形成传热气体供给孔114b，该传热气体供给孔114b构成为能够向边缘环的背面与环状区域111b之间的间隙供给传热气体。传热气体供给孔114b具有大致圆筒形状。在一个实施方式中，传热气体供给孔114b在中央区域111a设置有多处。即，电介质部件1111a具有从下表面贯通至中央区域111a的多个贯通孔114b1，基座1110具有在中央区域111a的下方从基座1110的下表面贯通至上表面的多个贯通孔114b2。于是，电介质部件1111a的多个贯通孔114b1和基座1110的多个贯通孔114b2形成多个传热气体供给孔114b的每一者。

另外，静电吸盘1111还包括配置在传热气体供给孔114b的周围的、后述的导电性部件115b。导电性部件115b的至少一部分以包围传热气体供给孔114b的方式设置在静电吸盘1111的内部。

基座1110包括配置在基座1110的贯通孔内的套筒113b。套筒113b由绝缘性的材料形成，具有设有贯通孔114b3的大致圆筒形状。套筒113b的贯通孔114b3与电介质部件1111a的贯通孔114b1连通。因此，电介质部件1111a的贯通孔114b1和套筒113b的贯通孔114b3形成传热气体供给孔114b。利用套筒113b，将基座1110与传热气体供给孔114b绝缘。套筒113b由接合层固定于基座1110。此外，套筒113b也可以无接合层地、可拆装地安装于基座1110。此外，套筒113b也可以为内套筒和外套筒的双层结构，在这种情况下，内套筒也可以可拆装地安装于外套筒。

另外，在一个实施方式中，也可以设置有能够将被支承在环状区域111b之上的边缘环抬起的升降销。在这种情况下，升降销插通于具有与升降销用贯通孔114c同样的结构的升降销用贯通孔内。

在本发明中，将导电性部件115a以从传热气体供给孔114a的周围且与第二电极层1111c同一高度方向的位置或比第二电极层1111c高的位置向上方延伸的方式设置。由此，抑制传热气体供给孔114a的内部的电位差超过根据帕邢定律确定的放电开始电压，防止或降低在传热气体供给孔114a中产生异常放电。同样地，将导电性部件115b以从传热气体供给孔114b的周围且与第四电极层1111e同一高度方向的位置或比第四电极层1111e高的位置向上方延伸的方式设置。由此，防止或降低在传热气体供给孔114b中产生异常放电。

接着，使用图4，说明静电吸盘1111的俯视结构。

在图4中，中央区域111a为具有外缘111ar的大致圆形。此外，环状区域111b为由中央区域111a的外缘111ar和环状区域111b的外缘111br界定的圆环状。环状区域111b与中央区域111a同心状地配置。

在图4的例子中，中央区域111a的传热气体供给孔114a在距静电吸盘1111的中心O相等的距离r1处，在中央区域111a的周向上等间隔地配置有8个。此外，虽然在图4的例子中，传热气体供给孔114a在中央区域111a的周向上等间隔地配置，不过并不限定于此。传热气体供给孔114a只要配置至少一个即可，也可以在中央区域111a的周向上不等间隔地配置。

在图4的例子中，环状区域111b的传热气体供给孔114b在距静电吸盘1111的中心O相等的距离r2处，在环状区域111b的周向上等间隔地配置有8个。此外，虽然在图4的例子中，传热气体供给孔114b在环状区域111b的周向上等间隔地配置，不过并不限定于此。传热气体供给孔114b只要配置至少一个即可，也可以在环状区域111b的周向上不等间隔地配置。

在图4的例子中，升降销用贯通孔114c在距静电吸盘1111的中心O相等的距离r3处，在中央区域111a配置有3个。此外，虽然在图4的例子中，升降销用贯通孔114c配置有3个，不过并不限定于此。升降销用贯通孔114c也可以配置4个以上。

接着，使用图5A至图13B，对导电性部件115a的配置进行说明。

＜第一实施方式＞

图5A是用于说明第一实施方式的导电性部件115a的截面图。此外，图5B是第一实施方式的导电性部件115a的俯视图。在本实施方式中，导电性部件115a具有一体地形成的大致圆筒形状，以包围传热气体供给孔114a的周围的方式配置在电介质部件1111a内。导电性部件115a由导电性陶瓷形成。导电性陶瓷例如通过在氧化铝(Al₂O₃)中混入金属碳化物，进行烧制而形成。金属碳化物例如是碳化钨(WC)。此外，导电性部件115a的材料并不限定于导电性陶瓷，也可以是金属。

在图5A的例子中，导电性部件115a具有内径d11。在图5A的例子中，导电性部件115a露出于传热气体供给孔114a。换言之，传热气体供给孔114a的一部分由导电性部件115a界定。因此，导电性部件115a的内径d11与传热气体供给孔114a的直径大致相同。此外，导电性部件115a具有外径d21。导电性部件115a的外径d21小于在第一电极层1111b形成的开口的直径d3。在图5A的例子中，导电性部件115a的外径d21大于在第二电极层1111c形成的开口的直径d4。此外，导电性部件115a的外径d21也可以小于在第二电极层1111c形成的开口的直径d4。

在图5A的例子中，内径d11例如为0.1mm(毫米)至1mm。外径d21例如为1mm至5mm。在第一电极层1111b形成的开口的直径d3例如为1.5mm至9mm。在第二电极层1111c形成的开口的直径d4例如为0.6mm至9mm。

在图5B的例子中，导电性部件115a具有俯视时内径d11和外径d21为圆环状的形状。

在图5A的例子中，第二电极层1111c与中央区域111a相距距离t4地配置在下方，与基座1110的上表面相距距离t5地配置在上方。此外，在图5A的例子中，导电性部件115a从比第二电极层1111c高的位置向上方延伸。导电性部件115a的下表面118与第二电极层1111c相距距离t3地位于上方。此外，导电性部件115a的下表面118的高度方向的位置也可以为与第二电极层1111c相同的高度方向的位置。此外，在图5A的例子中，导电性部件115a的上表面116与中央区域111a成为大致同一个面地配置。此外，可以是导电性部件115a的上表面116配置在中央区域111a的下方，也可以是导电性部件115a的上表面116配置在比中央区域111a靠上方的位置。在后者的情况下，也可以构成为导电性部件115a的上表面116与被支承在基片支承部11上的基片W接触。

在图5A的例子中，导电性部件115a在垂直方向上具有厚度t11。厚度t11小于距离t4。此外，厚度t11大于中央区域111a与第一电极层1111b的间隔t2。此外，厚度t11可以与间隔t2相同，也可以小于间隔t2。

在图5A的例子中，厚度t11例如为0.25mm至2.5mm。间隔t2例如为0.25mm至1mm。距离t3例如为0.25mm至2.5mm。距离t4例如为0.25mm至2.5mm。距离t5例如为0.25mm至5mm。

利用本实施方式的导电性部件115a，抑制传热气体供给孔114a的内部的电位差超过根据帕邢定律确定的放电开始电压，防止或降低在传热气体供给孔114a中产生异常放电。此外，在本实施方式中，能够在传热气体供给孔114a中，在可获得相对于传热气体的所希望的传导性(conductance)的范围，缩小导电性部件115a的内径d11。因此，能够防止或降低在等离子体处理中产生基片W的温度特异点。

在图5A和图5B的例子中，在贯通孔的周围配置有一个导电性部件115a，不过并不限定于此。例如，也可以在贯通孔的周围配置有多个导电性部件115a。

图6A至图6E是表示第一实施方式中的导电性部件115a的变形例的图。在图6A所示的例子中，导电性部件115a11和导电性部件115a12配置在传热气体供给孔114a的周围。导电性部件115a11与导电性部件115a12具有大致相同的形状，在传热气体供给孔114a的周围以传热气体供给孔114a为中心对称地配置。在图6B所示的例子中，在传热气体供给孔114a的周围配置有导电性部件115a21、导电性部件115a22、导电性部件115a23和导电性部件115a24。导电性部件115a21、导电性部件115a22、导电性部件115a23和导电性部件115a24具有彼此大致相同的形状，在传热气体供给孔114a的周围，以传热气体供给孔114a为中心在周向上等间隔地配置。在图6C所示的例子中，在传热气体供给孔114a的周围配置有导电性部件115a31、导电性部件115a32、导电性部件115a33和导电性部件115a34。导电性部件115a31和导电性部件115a34具有大致相同的形状，在传热气体供给孔114a的周围以传热气体供给孔114a为中心对称地配置。导电性部件115a32和导电性部件115a33具有大致相同的形状，在传热气体供给孔114a的周围以传热气体供给孔114a为中心对称地配置。此外，导电性部件115a31和导电性部件115a34具有与导电性部件115a32和导电性部件115a33不同的形状。在图6D所示的例子中，在传热气体供给孔114a的周围配置有导电性部件115a41和导电性部件115a42。导电性部件115a41与导电性部件115a42具有大致相同的形状，以传热气体供给孔114a为中心对称地配置。在图6D所示的例子中，与图6A所示的例子相比，导电性部件115a41与导电性部件115a42对传热气体供给孔114a的周围占据的比例小。此外，导电性部件115a41与导电性部件115a42也可以具有不同的形状。

在图5A和图5B的例子中，导电性部件115a具有大致圆筒形状，不过并不限定于此。例如，可以如图6E所示的那样，导电性部件115a5为四边形形状，也可以为其它的多边形形状。在这种情况下，也可以是导电性部件115a5的内周的一部分露出于传热气体供给孔114a。

在图6A至图6D的例子中，多个导电性部件115a沿周向排列，不过并不限定于此。例如，包围贯通孔的多个导电性部件也可以沿垂直方向排列。图7A至图7C是表示第一实施方式中的导电性部件115a的变形例的图。在图7A所示的例子中，在传热气体供给孔114a的周围配置有导电性部件115a61与导电性部件115a62。导电性部件115a61与导电性部件115a62具有大致相同的厚度，在垂直方向上隔开间隔地配置于传热气体供给孔114a的周围。在图7B所示的例子中，在传热气体供给孔114a的周围配置有导电性部件115a71、导电性部件115a72和导电性部件115a73。导电性部件115a71、导电性部件115a72和导电性部件115a73具有彼此大致相同的厚度，在垂直方向上等间隔地配置于传热气体供给孔114a的周围。此外，导电性部件115a71、导电性部件115a72和导电性部件115a73可以具有彼此不同的厚度，也可以不等间隔地配置。在图7C所示的例子中，在传热气体供给孔114a的周围配置有导电性部件115a81和导电性部件115a82。导电性部件115a81与导电性部件115a82具有不同的厚度，在垂直方向上隔开间隔地配置于传热气体供给孔114a的周围。

另外，上述图6A至图6E的实施例与图7A至图7C的实施例也可以任意地组合。

＜第二实施方式＞

图8是用于说明第二实施方式的导电性部件215a的截面图。在图8的例子中，导电性部件215a完全埋入在电介质部件1111a内。即，导电性部件215a的上表面216配置在中央区域111a的下方，导电性部件215a的内径d12大于传热气体供给孔114a的直径。此外，在图8的例子中，导电性部件215a从比第二电极层1111c高的位置向上方延伸。导电性部件215a的下表面218与第二电极层1111c相距距离t3地位于上方。此外，也可以是导电性部件215a的下表面218与第二电极层1111c为相同的高度。

导电性部件215a的外径d22小于在第一电极层1111b形成的开口的直径d3。此外，在图8的例子中，导电性部件215a的外径d22大于在第二电极层1111c形成的开口的直径d4。此外，导电性部件2115a的外径d22也可以小于在第二电极层1111c形成的开口的直径d4。

在本实施方式中，导电性部件215a在垂直方向上具有厚度t12。厚度t12小于距离t4。此外，在图8的例子中，厚度t12大于中央区域111a与第一电极层1111b的间隔t2。此外，厚度t12也可以小于间隔t2。

在图8的例子中，内径d12例如为0.1mm(毫米)至1mm。外径d22例如为1mm至5mm。

在本实施方式中，导电性部件215a完全埋入在电介质部件1111a内，因此在等离子体处理中导电性部件215a不暴露于等离子体。因此，能够利用导电性部件215a的材料来防止等离子体处理空间10s被污染。

＜第三实施方式＞

图9是用于说明第三实施方式的导电性部件315a的截面图。在图9的例子中，导电性部件315a的内周面317露出于传热气体供给孔114a。导电性部件315a的内径d13与传热气体供给孔114a的直径相同或小于传热气体供给孔114a的直径。此外，在图9的例子中，导电性部件315a从比第二电极层1111c高的位置向上方延伸。导电性部件315a的下表面318与第二电极层1111c相距距离t3地位于上方。此外，导电性部件315a的下表面318也可以与第二电极层1111c为相同的高度。

导电性部件315a的外径d23小于在第一电极层1111b形成的开口的直径d3。此外，在图9的例子中，导电性部件315a的外径d23大于在第二电极层1111c形成的开口的直径d4。此外，导电性部件315a的外径d23也可以小于在第二电极层1111c形成的开口的直径d4。

在本实施方式中，导电性部件315a在垂直方向上具有厚度t13。厚度t13小于距离t4。此外，在图9的例子中，厚度t13大于中央区域111a与第一电极层1111b的间隔t2。此外，厚度t13也可以小于间隔t2。在图9的例子中，导电性部件315a的上表面316配置在中央区域111a的下方。此外，导电性部件315a的上表面316也可以配置在比中央区域111a靠上方的位置。在这种情况下，导电性部件315a的上表面316也可以构成为与被支承在基片支承部11上的基片W接触。

在图9的例子中，内径d13例如为0.1mm(毫米)至1mm。外径d23例如为1mm至5mm。

在本实施方式中，能够使导电性部件315a的内径d13小于传热气体供给孔114a的内径尺寸。由此，在传热气体供给孔114a的内部供电子加速的空间体积减少。因此，能够得到更强的抑制异常放电的效果。

＜第四实施方式＞

图10是用于说明第四实施方式的导电性部件415a的截面图。在图10的例子中，导电性部件415a与第一电极层4111b电接触且物理地接触。即，导电性部件415a的外径d24与在第一电极层4111b形成的开口的直径d34大致相同。在图10的例子中，导电性部件415a的内径d14与传热气体供给孔114a的直径大致相同。此外，导电性部件415a的内径d14也可以大于传热气体供给孔114a的直径。

在本实施方式中，导电性部件415a在垂直方向上具有厚度t14。厚度t14小于距离t4。此外，在图10的例子中，厚度t14大于中央区域111a与第一电极层1111b的间隔t2。此外，厚度t14也可以小于间隔t2。在图10的例子中，导电性部件415a的上表面416与中央区域111a大致同一个面地配置。即，导电性部件415a的上表面416形成中央区域111a的一部分。此外，导电性部件415a的上表面416也可以配置在中央区域111a的下方。

在图10的例子中，内径d14例如为0.1mm(毫米)至1mm。外径d24例如为1mm至5mm。

在本实施方式中，导电性部件415a与第一电极层4111b电接触且物理地接触，因此能够使导电性部件415a的电位稳定在与第一电极层4111b相同的电位，而不是浮置状态。

＜第五实施方式＞

图11是用于说明第五实施方式的导电性部件515a的截面图。在图11的例子中，导电性部件515a与第二电极层5111c电接触且物理地接触。即，导电性部件515a的下表面518的高度方向的位置，是与第二电极层5111c大致相同的高度方向的位置。导电性部件515a的外径d25与在第二电极层5111c形成的开口的直径d4大致相同。此外，导电性部件515a的外径d25小于在第一电极层1111b形成的开口的直径d3。

在图11的例子中，导电性部件515a的内径d15与传热气体供给孔114a的直径大致相同。此外，导电性部件515a的内径d15也可以大于传热气体供给孔114a的直径。此外，在图11的例子中，导电性部件515a的上表面516与中央区域111a大致同一个面地配置。此外，导电性部件515a的上表面516也可以配置在中央区域111a的下方。

在图11的例子中，内径d15例如为0.1mm(毫米)至1mm。外径d25例如为1mm至5mm。

在本实施方式中，导电性部件515a与第二电极层5111c电接触且物理地接触，因此能够使导电性部件515a的电位稳定在与第二电极层5111c相同的电位，而不是浮置状态。

＜第六实施方式＞

图12是用于说明第六实施方式的导电性部件615a和传热气体供给孔114a的截面图。在本实施方式中，传热气体供给孔114a在电介质部件1111a之中包含贯通孔614a。贯通孔614a具有由导电性部件615a的内径d16(第一直径)至少部分地界定的上侧部分614b(第一部分)、和与上侧部分614b的下部连通、由比导电性部件615a的内径d16小的电介质部件1111a的内径d56(第二直径)界定的下侧部分614c(第二部分)。

在图12的例子中，上侧部分614b的深度t56与导电性部件615a的垂直方向的厚度t16大致相同，且小于距离t4。此外，上侧部分614b的深度t56也可以大于厚度t16。

在本实施方式中，通过使下侧部分614c的内径d56小于上侧部分614b的内径d16，下侧部分614c中供电子加速的空间体积减少。因此，能够得到更强的抑制异常放电的效果。

在图12的例子中，内径d16例如为1mm(毫米)至5mm。内径d56例如为0.1mm至2mm。

＜第七实施方式＞

图13A和图13B是用于说明第七实施方式的导电性部件715a的截面图。在图13A的例子中，在传热气体供给孔114a内配置有杆状部件1200。杆状部件1200为大致圆柱形状。杆状部件1200由具有等离子体耐受性的陶瓷等材料形成。杆状部件1200也可以在电介质部件1111a中，从电介质部件1111a的下表面延伸至基片支承面的附近。

杆状部件1200的外径小于传热气体供给孔114a的直径。由此，在杆状部件1200与传热气体供给孔114a的内壁之间形成间隙，在该间隙形成传热气体的流路。

在本实施方式中，通过在传热气体供给孔114a内配置杆状部件1200，在传热气体供给孔114a的内部供电子加速的空间体积减少。因此，除了由导电性部件715a带来的效果之外还增加由杆状部件1200带来的效果，由此能够获得更强的抑制异常放电的效果。

另外，也可以如图13B那样，在杆状部件1200的前端部分配置有导电性部件1201。在图13B的例子中，导电性部件1201从比第二电极层1111c高的位置向上方延伸。此外，导电性部件1201也可以从比第二电极层1111c低的位置向上方延伸。此外，导电性部件1201可以配置在杆状部件1200的前端的整个表面，也可以部分地配置在表面的一部分。

另外，以上的实施方式(与传热气体供给孔114a相关联的导电性部件)也能够适用于包围传热气体供给孔114b的周围的导电性部件115b。此外，与传热气体供给孔114a内的杆状部件同样，在传热气体供给孔114b内也配置有杆状部件。此外，也可以仅设置导电性部件115a和导电性部件115b中的任一者。

另外，以上的实施方式(与传热气体供给孔114a相关联的导电性部件)也能够适用于包围升降销用贯通孔114c的周围的导电性部件(省略图示)。

在本发明中，第一电极层1111b和第三电极层1111d作为吸附电极发挥作用，第二电极层1111c和第四电极层1111e作为偏置电极发挥作用，不过并不限定于此。例如，也可以是第一电极层1111b、第二电极层1111c、第三电极层1111d和第四电极层1111e中的任一者作为加热电极发挥作用。

以上，对各种例示的实施方式进行了说明，不过并不限定于上述例示的实施方式，也可以进行各种各样的追加、省略、替换和变更。此外，能够将不同的实施方式中的要素进行组合而形成其他的实施方式。

附图标记说明

W……基片、1……等离子体处理装置、10……等离子体处理腔室20……气体供给部、30……电源、40……排气系统、11……基片支承部、111……主体部、111a……中央区域、111b……环状区域、112……环组件、1110……基座、1111……静电吸盘、1111a……电介质部件、1111b……第一电极层、1111c……第二电极层、1111d……第三电极层、1111e……第四电极层、1112……升降销、115a……导电性部件、115b……导电性部件、1200……杆状部件、1201……导电性部件。

Claims (24)

1.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：

等离子体处理腔室；

配置在所述等离子体处理腔室内的基座；和

配置在所述基座之上的静电吸盘，

所述静电吸盘包括：

具有基片支承面和环支承面的电介质部件；

配置在所述电介质部件内的吸附电极；

配置在所述电介质部件内且配置在所述吸附电极的下方的偏置电极；和

至少部分地配置在所述电介质部件内的至少一个导电性部件，

所述电介质部件具有从所述基片支承面或所述环支承面贯通至所述电介质部件的下表面的贯通孔，

所述至少一个导电性部件配置在所述贯通孔的周围，从与所述偏置电极相同的高度方向的位置或比所述偏置电极高的位置向上方延伸。

2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述至少一个导电性部件露出于所述贯通孔。

3.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述至少一个导电性部件完全埋入在所述电介质部件内。

4.如权利要求1～3中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述至少一个导电性部件与所述吸附电极或所述偏置电极电连接。

5.如权利要求1～3中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述至少一个导电性部件具有多个导电性部件。

6.如权利要求5所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述多个导电性部件在所述贯通孔的周围沿周向排列。

7.如权利要求5所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述多个导电性部件在所述贯通孔的周围沿垂直方向排列。

8.如权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述至少一个导电性部件能够与被支承在所述基片支承面的基片或被支承在所述环支承面的边缘环接触。

9.如权利要求1～3中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述贯通孔包括：

具有第一直径的第一部分；和

第二部分，其具有小于所述第一直径的第二直径，配置在所述第一部分的下方，

所述至少一个导电性部件配置在所述第一部分的周围或露出于所述第一部分。

10.如权利要求1～3中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

还包括杆状部件，其配置在所述贯通孔内，从所述电介质部件的下表面延伸至所述基片支承面或所述环支承面的附近。

11.如权利要求10所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述杆状部件在其前端具有导电性部件。

12.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：

等离子体处理腔室；

配置在所述等离子体处理腔室内的基片支承部；和

与所述基片支承部电连接的至少一个偏置电源，

所述基片支承部包括：

基座；和

配置在所述基座的上部的静电吸盘，

所述静电吸盘包括：

具有基片支承面和环支承面的电介质部件；

配置在所述电介质部件内的第一电极层；

配置在所述电介质部件内且配置在所述第一电极层的下方的第二电极层；和

至少部分地配置在所述电介质部件内的至少一个导电性部件，

所述电介质部件具有从所述基片支承面或所述环支承面贯通至所述电介质部件的下表面的贯通孔，

所述至少一个导电性部件配置在所述贯通孔的周围，从与所述第二电极层相同的高度方向的位置或比所述第二电极层高的位置向上方延伸。

13.一种静电吸盘，其特征在于，包括：

具有基片支承面和环支承面的电介质部件；

配置在所述电介质部件内的第一电极层；

在所述电介质部件内配置在所述第一电极层的下方，与RF电源或DC电源电连接的第二电极层；和

至少部分地配置在所述电介质部件内的至少一个导电性部件，

所述电介质部件具有从所述基片支承面或所述环支承面贯通至所述电介质部件的下表面的贯通孔，

所述至少一个导电性部件配置在所述贯通孔的周围，从与所述第二电极层相同的高度方向的位置或比所述第二电极层高的位置向上方延伸。

14.如权利要求13所述的静电吸盘，其特征在于：

所述至少一个导电性部件露出于所述贯通孔。

15.如权利要求13所述的静电吸盘，其特征在于：

所述至少一个导电性部件完全埋入在所述电介质部件内。

16.如权利要求13～15中任一项所述的静电吸盘，其特征在于：

所述至少一个导电性部件与所述第一电极层或所述第二电极层电连接。

17.如权利要求13～15中任一项所述的静电吸盘，其特征在于：

所述至少一个导电性部件具有多个导电性部件。

18.如权利要求17所述的静电吸盘，其特征在于：

所述多个导电性部件在所述贯通孔的周围沿周向排列。

19.如权利要求17所述的静电吸盘，其特征在于：

所述多个导电性部件在所述贯通孔的周围沿垂直方向排列。

20.如权利要求13或14所述的静电吸盘，其特征在于：

所述至少一个导电性部件能够与被支承在所述基片支承面的基片或被支承在所述环支承面的边缘环接触。

21.如权利要求13～15中任一项所述的静电吸盘，其特征在于：

所述贯通孔包括：

具有第一直径的第一部分；和

第二部分，其具有小于所述第一直径的第二直径，配置在所述第一部分的下方，

所述至少一个导电性部件配置在所述第一部分的周围或露出于所述第一部分。

22.如权利要求13～15中任一项所述的静电吸盘，其特征在于：

还包括杆状部件，其配置在所述贯通孔内，从所述电介质部件的下表面延伸至所述基片支承面或所述环支承面的附近。

23.如权利要求22所述的静电吸盘，其特征在于：

所述杆状部件在其前端具有导电性部件。

24.如权利要求13～15中任一项所述的静电吸盘，其特征在于：

所述第一电极层作为吸附电极发挥作用，所述第二电极层作为偏置电极发挥作用。