JP2001516967A

JP2001516967A - 電気的に結合されているカラーリングを有するプラズマチャンバ支持体

Info

Publication number: JP2001516967A
Application number: JP2000512239A
Authority: JP
Inventors: クレイグ，エー．ロデリック，; デニス，エス．グリマード，
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1998-08-17
Publication date: 2001-10-02
Anticipated expiration: 2018-08-17
Also published as: WO1999014796A1; JP4544740B2; US6074488A

Abstract

(57)【要約】プラズマ処理チャンバ内で基板（５０）を支持するための支持体（２００）は、その中に埋め込まれている電極を有し、該基板を受け入れるための受入れ表面を有する誘電部材を備える。誘電部材（２０５）を支持する電気的な導体（２１０）は、誘電部材内の電極を越えて伸張している周辺部（２２８）を備える。電圧源（１５８）は、ＲＦパワーを電極から導体（２１０）に容量結合するために、ＲＦバイアス電圧を誘電部材（２０５）内に埋め込まれている電極に供給し、要すれば、誘電部材に基板（５０）を静電的に保持するために、ＤＣ電圧を供給する。導体（２１０）の周辺部（２２８）上のカラーリング（２３０）は、プラズマチャンバ（２０）内でのチャックの使用中に、カラーリングの上に伸張するプラズマシースまでカラーリングを通して導体の周辺部からＲＦパワーを静電結合するほど十分に低いＲＦ電界吸収を含む。基板（１３０）の周縁部の回りに広がるＲＦ電界は、基板の機能強化された、さらに均一な処理を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、プラズマ内での処理中に基板を支持するための支持体に関する。

【０００２】

【従来の技術】

イオン化されたガスまたはプラズマは、例えば、半導体製作工程を含む多くの
種類の製造工程で使用される。例えば、プラズマは化学気相堆積工程、エッチン
グ工程およびイオン注入工程で使用される。図１を参照すると、典型的な従来の
プラズマ処理チャンバ２０は、プラズマを形成するためにチャンバ内で処理ガス
を分散するためのガス分散器３０を含む。該処理ガスプラズマは、基板５０を支
持している陰極４０ａにＲＦ電圧を印加し、陽極４０ｂを電気的に接地し、チャ
ンバ内に容量ＲＦ電界を形成することにより付勢される。しかしながら、従来の
プラズマチャンバは、多くの場合、基板５０の表面全体で空間的に均一なプラズ
マシースを提供しない。空間的な均一とは、プラズマシースにより占有されてい
るスペース全体でのプラズマイオンの均一な密度および／またはエネルギー分布
を有するプラズマシースを意味する。プラズマイオンの不均一な分布は、多くの
場合、ＲＦまたはＤＣ電界、あるいは基板５０の中心６０から周辺端縁７０まで
を横切る（矢印８０ａ、８０ｂにより表されているように）電流の変動のために
発生する。

【０００３】例えば、一定のチャンバ内では、陰極４０ａは、図１に示されているように、
基板５０の回りに周方向に伸び、相対的に厚い絶縁体シールド９０によって電気
的に隔離されている周辺部を含む。しかしながら、陰極４０ａの周縁部を隔離す
る絶縁体シールド９０は、基板５０の周辺端縁７０近くにある陰極４０ａとプラ
ズマシースの間のＲＦ電流に大きく影響を及ぼすことがある。それ以外の処理チ
ャンバにおいては、陰極４０ａは、基板（図示されていない）の周辺端縁７０に
届かず止まり、そこまでずっと伸張していない。その結果、プラズマシースは、
基板の周辺端縁近くで異常または切れ目を形成する。

【０００４】このような従来のチャンバ内で基板５０の表面を横切って得られる不均一なプ
ラズマイオン分布により、（典型的には、基板端縁から、１５ミリメートルから
２０ミリメートルの距離、内向きに伸びている）基板の周縁端縁７０は、基板５
０の中心部６０を基準にして、異なる速度でまたは異なる特性で処理できる。例
えば、エッチング工程では、プラズマ異常は、基板の端縁７０で不均一な側壁輪
郭を有するエッチング済みの形を生じさせることがある。これにより、基板５０
の周辺端縁７０から得られる集積回路チップの収率は大幅に削減する。基板５０
の周辺端縁５０で発生することがあるさらに低いプラズマイオン密度も、基板の
周辺端縁７０のより低速化し、より非効率な処理につながる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

従来のプラズマ処理チャンバの別の不利な点は、処理チャンバ２０内で基板を
保持するために使用される基板保持システム１００から生じる。従来の保持シス
テム１００は、基板の周辺部を保持する機械的なクランプ、真空システム、また
は静電チャッキングシステムを含む。機械的なクランプ（図示されていない）は
、基板の端縁を覆い、基板の収率を削減する。真空チャック（やはり図示されて
いない）は、処理ガスおよび浮遊粒子の基板の後方にある真空口へ向かう流れか
ら基板５０の汚染を引き起こすことがある。図１に示されているような静電チャ
ッキングシステムは、典型的には、静電荷を使用して基板５０を静電的に誘引す
るために基板５０の下に配置されている電気的に絶縁されている電極１１０を含
む。静電チャックは、機械的なチャックおよび真空チャックの一定の問題を解決
するが、チャックの表面を覆っている絶縁体がプラズマ処理ガス内で容易に腐食
する重合材から作られているため、それらは多くの場合チャンバ内で容易に腐食
する。また、静電チャックは別個の電源１２０を必要とし、チャックの電極１１
０は、チャックの下にある陰極４０ａから電気的に完全に絶縁されなければなら
ない。さらに、チャックの電極１１０を取り囲む絶縁材は、陰極４０ａからプラ
ズマシースへの電気的な結合、および／または基板５０から陰極４０ａへの熱伝
導を削減することがある。

【０００６】したがって、基板の表面全体で空間的により均一なプラズマシースを提供する
機器に対する必要性がある。また、やはり基板の周辺端縁を越えて伸びるプラズ
マシースを形成するために、基板の周辺端縁を越えてチャンバ内のＲＦおよびＤ
Ｃ界構成成分を拡張する機器に対する必要性もある。支持体上に基板を静電的に
保持し、静電チャックおよび陰極構造物などの複数の上に重なる構造物を必要と
せずに、基板上のプラズマにＲＦパワーを結合することができる機器に対する追
加の必要性もある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本発明は、プラズマ処理チャンバ内で基板の表面全体に均一なプラズマを提供
し、チャンバ内に基板を静電的に保持するためにも使用することができる基板支
持体を目的としている。１つの実施態様においては、本発明は、その中に埋め込
まれている電極、および基板を受け入れるための受入れ面を有する誘電部材を備
える。誘電部材を支持している電気導体は、誘電部材内の電極を越えて伸びる周
辺部を備える。電圧源は、電極から導体までＲＦパワーを容量結合するために、
誘電部材内に埋め込まれている電極にＲＦバイアス電圧を供給する。導体の周辺
部上のカラーリングは、プラズマ処理チャンバ内でのチャックの使用中に、導体
の周辺部からカラーリングを通ってプラズマまでＲＦパワーを容量結合するほど
十分に低いＲＦ電界吸収を備える。基板の周縁部の上で伸びるプラズマシースに
より、処理速度が加速され、処理均一性が高められる。

【０００８】好ましくは、カラーリングは、薄いコーティングまたは層、あるいは導体の周
辺部を覆う誘電材料の環状リングを備える。カラーリングにより、導体の周辺部
からのＲＦ電界構成成分は、そこを通ってプラズマシースに結合できる。好まし
くは、誘電材料は、約１０^-3Ωｃｍ〜約１０¹Ωｃｍという低い抵抗を有する半導体誘電材料を含み、それは、電圧がチャックの電極に印加されるときに小さい
電流が誘電材料を通って流れることができるほど十分に漏れやすい。

【０００９】好まれている実施態様においては、支持体は、静電チャックとしても機能し、
ＤＣ電圧はチャックに基板を静電的に保持するために誘電部材内の電極にかけら
れる。二重機能支持体は、チャンバ内でプラズマを発生させるためと、基板を静
電的に保持するための両方で役に立つ。この構成により、別個の静電チャック構
造物などの外来構成成分が、限られた体積のチャンバから排除される。

【００１０】別の態様においては、本発明は、均一性を高めて、プラズマゾーンで基板を処
理するための方法を含む。該方法においては、基板はプラズマゾーン内の誘電部
材の上に置かれる。誘電部材は、その中に埋め込まれている電極を含み、誘電部
材の電極を越えて伸びる周辺部を有する下にある電気導体により支持されている
。ＲＦバイアス電圧は、ＲＦパワーを電極から下にある導体に容量結合するため
に、誘電部材内の電極に供給される。導体の周辺部は、電極の端縁を越えてプラ
ズマに容量結合され、基板の周縁部の回りでプラズマイオンのより均一な密度ま
たはエネルギー分布を提供する広げられたプラズマシースを提供する。

【００１１】

【発明の実施の形態】

本発明の装置は、均一なプラズマイオンと基板の面を横切って分布するプラズ
マエネルギを有するプラズマシースを提供することができる。本装置はプラズマ
エッチングまたは反応イオンエッチングのための；イオン注入によって基板に材
料を注入するための、または、化学気相堆積またはスパッタリングによって基板
上に材料を溶着するためのプラズマを形成するのに使用することができる。半導
体基板１３０のプラズマ処理に適した例示的な処理装置１２５を図２に概略的に
示す。ここに示した本装置１２５の特定の実施形態は、本発明の操作を示しただ
けであって、本発明の範囲を限定して使用されるべきではない。このプラズマ処
理装置１２５は、通常包囲された処理チャンバ１３２を含み、側壁１３５、頂壁
１４０および底壁１４５を有している。基板１３０を処理するのに使用される処
理ガスが、ガス分散システム１４６を介してチャンバ１３２内に導入される。こ
のシステムは一般的に処理ガス供給部、ガス量制御システムおよびガス流量メー
タを含んでいる。処理ガスが、図２に示すように基板１３０の周辺近傍から、ま
たは図３に示したように基板を実質上均一に横切って処理ガスを分布できる有孔
「シャワヘッド」ガス分布器を介して基板１３０の上方から導入される。一つま
たはそれ以上の排気ポンプおよびスロットル弁を備えた排気システム１４８が、
使用処理ガスの副産物を排気し、チャンバ１３２内の処理ガスの圧力を制御する
のに使用される。一般的に、コンピュータ制御システムが、プログラムされた処
理条件を使用してガス分散システム１４６と排気システム１４８を作動する。処
理チャンバ１３２とその中の種々の成分は、ここでは金属、セラミックス、ガラ
ス、ポリマーおよび複合材料を含む多様な材料から従来の機械仕上げおよび成形
方法を使用して作ることができる。処理チャンバ１３２およびその内部の成分を
製造するのに使用できる金属には、アルミニウム、陽極化アルミニウム、「ＨＡ
ＹＮＥＳ２４２」、「Ａ１−６０６１」、「ＳＳ３０４」、「ＳＳ３１６」が含
まれ、また陽極化アルミニムのＩＮＣＯＮＥＬが一般的に好まれる。

【００１２】チャンバ１３２内の処理ガスは、電源１５８によって互いに相対的に電気的に
バイアスされた一つまたはそれ以上の処理電極１５５ａ、１５５ｂと容量的に結
合することによって、また、任意にチャンバ１３２近傍に一つまたはそれ以上の
誘導コイル１５０を使用してチャンバ内に誘導電界を発生させることによって、
付勢されてプラズマが形成され、またはプラズマイオンが基板に向けて加速され
る。誘導コイル１５０と処理電極１５５ａ、１５５ｂの組み合わされた誘導、容
量結合部は同時に電力が供給され、基板を横切るプラズマのより均一な分布を有
する高密度プラズマを提供する。

【００１３】チャンバ内で基板１３０を支持するようにも作用する支持体アセンブリ２００
は、通常誘電体部材２０５を含み、これに埋設された電極１５５ｂを有し、また
、基板１３０を受け入れるために電極上方に受容面を有している。一般的に、電
源１５８は電極１５５ｂに電気的に接続され、また他の電極１５５ａは、電気的
に接地されており、これによって両電極は、互いに電気的にバイアスされている
。電源１５８はＲＦバイアス電圧源を含み、ＲＦバイアス電圧を電極に提供し、
基板を介して結合された第１ＲＦ電界成分を発生し、基板（矢印２２０で概略示
する）上でプラズマを付勢し、第２ＲＦ電界成分が電極１５５ｂ（矢印２２５で
概略示する）から下方向に延長している。チャンバ１３２内のプラズマイオンは
、容量的に結合された二つの処理電極間に形成された第１ＲＦ電界成分によって
基板１３０の方向に引きつけられる。

【００１４】誘電体部材２０５を支持する導体２１０が、誘電体部材中の電極を越えて延長
する周辺部２２８を備えている。導体２１０の周辺部上に配置されたカラーリン
グ２３０は、ＲＦ電界吸収部を含み、このカラーリング２３０を介して導体２１
０の周辺部２２８からチャンバ中のプラズマシースへの容量的および抵抗的ＲＦ
パワーを十分低くする。基板１３０の周辺の回りに形成された周辺ないし第３Ｒ
Ｆ電界成分が拡大プラズマシースを提供し、基板のより均一な処理を提供する。
この方法において、支持体アセンブリ２００が、電極１５５ｂの端部を越えて、
好ましくは基板の端部を越えてプラズマシースを延長させることによって基板１
３０の面を横切る改善されたプラズマイオン分布を提供する。

【００１５】支持体アセンブリの特定の態様につき次に開示する。支持体アセンブリ２００
の誘電体部材２０５は、誘電体材料、より好ましくは半導体誘電体材料を備え、
電極１５５ｂから電気的に絶縁され、チャンバ１３２内でプラズマとの電気的な
ショートニングを回避している。電極１５５ｂをカバーする誘電体層は、比較的
低いＲＦ電界吸収材を備え、電極１５５ｂが誘電体部材２０５と上にある基板１
３０を介しての容量結合することを許容している。誘電体部材２０５は、非ドー
プまたはドープされたセラミック材料のような低導電率を有する半導体誘電体材
料とすることもでき、これらの材料には、例えば、酸化アルミニウム、窒化アル
ミニウム、シリコン、炭化珪素、窒化シリコン、酸化チタン、酸化イットリウム
、酸化ジルコニウムおよびこれらの混合物がある。誘電体部材２０５は、基板１
３０と直接接触し、支持する滑らかな受容面を有し、これを通して比較的均一な
電気結合を提供する。誘電体部材は、約１０⁹Ωｃｍ〜約１０１¹Ωｃｍの体積抵
抗（率）を備え、処理温度において電極１５５ｂから基板１３０への電流漏洩を
制限するのが好ましい。

【００１６】誘電体部材２０５は、埋設電極１５５ｂと一体をなすモノリシック・セラミッ
ク構造を備え、少なくとも約１０％の有孔率の低気孔レベルを、より好ましくは
少なくとも約５％の有孔率を、また最も好ましくは少なくとも約２％の有孔率を
有している。適したセラミック・モノリス材は、均衡プレス、ホット・プレス、
成形・キャスティングまたはテープ・キャスティングによって製造される。別の
方法として、誘電体部材２０５は、電極１５５ｂの回りに積層されたポリイミド
またはアラミド層のラミネート構造で作ることがもでき、一般的にシャモリアン
（Ｓｈａｍｏｕｌｉａｎ）による１９９５年１月３１日出願の米国特許願第０８
／３８１，７８６号に開示されている高圧釜圧力形成プロセスによる。この特許
を参照により本明細書に組込む。

【００１７】電極１５５ｂの上部および下部にある誘電体部材２０５の誘電体層の厚みは、
比誘電率、抵抗率および厚みのような誘電体材料の電気特性に依存する。電極１
５５ｂの上部の誘電体部材２０５の厚みは、ＲＦパワーの過度な減衰なしに電極
に対して上にある基板１３０を介するＲＦパワーによるプラズマとの容量的結合
を許容するのに十分な薄さであるのが好ましい。電極１５５ｂをカバーする上部
誘電体層は、電極からのＲＦパワーをプラズマとの電気的な結合を許容するのに
十分な薄さでなければならない。誘電体部材２０５の上部層は、電極１５５ｂか
らプラズマに向かい、また、第２上部電極１５５ａに向かう（または、電極１５
５ａ、１５５ｂに印加される異なる電圧に依存して逆方向に）第１ＲＦ電界成分
の結合を許容するのに十分小さいＲＦ電界減衰性を有している。上部カバーリン
グ電界層の適した厚みは、約１００ミクロン〜約３ｍｍである。電極１５５ｂを
支持する下部誘電体層は、電極１５５ｂからＲＦ電界の下方向成分が、下にある
導体２１０からのＲＦパワーと、ＲＦ電界の過度な減衰なしに、容量結合するの
に十分薄くなければならない。下部誘電体層は、下にある導体２１０に対して下
方向に方向付けられている第２ＲＦ電界成分を容量的に結合する。下部誘電体層
の適した厚みは、誘電体材料の電気特性に依存し、また所望の結合強度を提供す
るように注文製作できる。この第２誘電体層の一般的な厚みは、約１００ミクロ
ン〜約５ｍｍである。

【００１８】誘電体部材２０５内に埋設された電極１５５ｂは、導電性金属で製作され、こ
の金属は、例えば、アルミニウム、銅、銀、金、モリブデン、タンタル、チタン
またはこれらの混合物である。好ましい金属は、銅、タンタル、タングステン、
プラチナ、レニウム、ハフニウムおよびこれらの合金を備える。これらの金属は
、誘電体部材が高温処理を使用して形成される場合に好ましいのもである。電極
１５５ｂは、例えば、約１〜１００ミクロン厚の銅層から作ることができ、誘電
体部材２０５内に埋設される。別の方法として、電極は直径が約０．０１〜約５
ｍｍのワイヤを有し、約２〜４００メッシュのメッシュ・サイズのワイヤ・メッ
シュから作ることができる。その断面は円形、楕円形または矩形である。

【００１９】埋設電極１５５ｂを備えた誘電体部材２０５は、処理中基板の移動ないし配置
ミスを阻止するように、基板１３０を支持体材に静電的に保持する静電気チャッ
クとしても作用するのが好ましい。本実施形態において、電源１５８は誘電体部
材２０５内の電極１５５ｂに電気的接続され、さらにチャッキング電圧を電極１
５５ｂに印加し、電極またはまわりをとりまいている誘電体部材に静電電荷を発
生し、基板１３０を静電的に保持する。この機能において、電源１５８は一般的
にチャッキング電圧源を備え、約２００ボルト〜約２０００ボルトのＤＣチャッ
キング電圧を発生する。この電圧はＲＦバイアス電圧の印加と同時に電極１５５
ｂに印加される。電極１５５ｂは、例えば、電源によって異なる電位に維持され
たバイポーラまたはトリポーラ電極のような互いに電気的に絶縁された一つまた
はそれ以上の導体から作ることもできる。

【００２０】上記支持体アセンブリ２００は、さらに誘電体部材２０５の下に電気的な導体
材料から成る導体２１０を備え、その導体２１０は、処理チャンバ１３２の中で
その誘電体部材２０５を支持するのに適した上側表面を有する。一つの構成では
、その導体２１０はアルミニウム等から成る金属板を備え、その金属板はその誘
電体部材２０５の直下に位置決めされている。その導体は、その電極１５５ｂと
その導体２１０に間ある誘電層を介して、容量的にその電極１５５ｂに結合され
ている。周辺部２２８は電極１５５の周縁部を越えて広がっており、より好まし
くは、基板１３０の外周端を超えて広がっている。電極１５５ｂに印加されたＲ
Ｆ電圧は第２ＲＦ成分を生成し、その周波数成分は、下方に置かれた導体２１０
に向かって下向きに出て行く。これらの電界成分は電極１５５ｂを下方の導体２
１０に容量的に結合する。電極１５５ｂは誘電体部材２０５によって導体２１０
から分離され電気的に絶縁されているので、支持体アセンブリ２００は容量部材
として作用し、電極１５５ｂからのＲＦパワーを導体２１０に結合する。その第
２ＲＦ電界成分がその導体と結合すると、その電界成分は、電極１５５ｂの周縁
部を越えてその周り延在する導体２１０の周辺部２２８へと電気的に導かれる。
このようにして、埋め込まれた電極を有する誘電体部材２０５は第２ＲＦ電界成
分を発生させるために使われ、そして、その電界成分は基板１３０の周縁部の近
傍の領域に送られる。

【００２１】カラーリング２３０が、導体２１０の上に導体２１０の周辺部２２８と直接接
触するように配置されている。そのカラーリング２３０は、十分に小さい電界吸
収能を持ち、これにより導体２１０の周辺部２２８からのＲＦはそのカラーリン
グを介してプラズマと結合することができ、そして、そのプラズマシースが基板
１３０の周縁部を越えて広がることを可能にしている。これにより、基板１３０
の端部あるいは周縁部における、プラズマシースの異常あるいは切れ目がかなり
少なくなり、そして、さらに均一なプラズマ処理速度を可能としあるいは基板全
体にわたる特性を均一化することが可能となる。カラーリング２３０は、導体２
１０の周辺部２２８の中の第２ＲＦを、第３のＲＦ成分と結合させそしてそれを
形成する作用をすると考える。その第３ＲＦ成分は、電極１５５ｂから上方向に
延びている第１のＲＦ成分とは相補的に、カラーリング２３０を横方向に通って
延在する。カラーリング２３０と結合しているＲＦ電界は、導体２１０の中のＲ
Ｆ電界によってエネルギーが与えられ、矢印２３５で図示されている第３ＲＦ電
界成分で概念的に代表できる。このようにして、導体２１０の電気的導体である
周縁部とその上のカラーリング２３０の結合は、電極１５５ｂの延長部として機
能する。この結果、カラーリング２３０に全体で起こる結合によって、電極１５
５ｂの有効容量結合部の面積が増加する。周縁部で結合しているカラーリング２
３０により広くされたプラズマシースにより、基板１３０の周縁部全体において
さらに均一なプラズマイオン分布が得られる。

【００２２】導体２１０の形状と大きさ、および、導体２１０の上にあるカラーリング２３
０の直径は、電極１５５ｂのアクティブな領域を増加させるように選ばれる。そ
の結果、電界の広がりの領域とその結果としてのプラズマシースが、電極１５５
ｂの周縁部を越えて延在するようになるようになる。好ましくは、導体２１０は
、基板１３０の形状と大きさに対応する形状と大きさに形成された金属板で作ら
れている。直径約２００ｍｍ（８インチ）の円形基板に対して、導体２１０の適
切な直径は約２００〜約２２０ｍｍである。図３と図４に図示されているように
、導体２１０は、典型的には１９０〜２００ｍｍの直径を有する蜂起中央部分２
５０とその蜂起中央部分の周りに延在する周縁張り出し部分２２８を有する、台
形のような形状を有することができる。

【００２３】カラーリング２３０は、誘電体または半導体性誘電体を備える環状あるいは層
状部分を備える。その部分は導体２１０の周辺部２２８を覆い、そして十分に薄
い。この結果、導体２１０の周縁部からのＲＦパワーの相当な部分が基板１３０
の周縁部を取り囲んでいるプラズマシースと結合できる。カラーリング２３０の
形状と厚さは、カラーを製造するために使われている物質の吸収特性、特に、電
極１５５ｂの特定のＲＦ周波数における吸収特性に依存する。導体２１０の上側
表面とカラーリング２３０の下側表面の両方は（ここでカラーリングは別の構造
で、導体の滑らか表面に合わせたコーティングしていない）、磨かれて滑らかな
上側表面を備える。これにより、導体２１０とカラーリング２３０の間で滑らか
でかつ均一にＲＦを結合させることができる。この際、中間の空気ギャップおよ
びその他の過度な表面の粗さにより形成される性質に影響される電気的インピー
ダンスと干渉することはない。滑らかな結合表面は、表面間の空気ギャップおよ
びその他の接触抵抗を少なくし、そしてそれらの二つの要素の間で結合している
ＲＦ電界の強度を増加させる。さらに、その滑らかな結合表面は、その表面間の
空間におけるアークの発生およびグロー放電をも少なくする。その理由は、その
表面間の領域に外部の電荷を帯びたプラズマ種が接近することが少なくなること
、および／または、励起されたガス状の種の平均自由行程を小さくするからであ
る。この結果、なだれ絶縁破壊およびその結果としてのプラズマの形成の可能性
が少なくなる。好ましくは、滑らかな結合表面は、ピークＲＭＳが約１０ミクロ
ン未満、より好ましくは約３ミクロン未満、最も好ましくは約０．５ミクロン未
満の表面粗さを備える。

【００２４】一つの形態では、カラーリング２３０は、導体２１０の周辺部２２８の上側表
面の上に、誘電体あるいは半導体的誘電体物質を備える層を形成することにより
作られる。通常のフレームスプレイ法、プラズマスプレイ法、あるいは溶液を用
いるコーティング法が含まれるコーティング方法によって、導体の周縁部分の上
に誘電体層をつけることができる。別の形態では、そのカラーリング２３０は中
実の環状リングを備える。それは、均一で導体２１０の側表面と滑らかな電気的
結合ができるために十分なだけ、滑らかに磨かれた下側結合表面を持つ。その環
状リングは、セラミックスや高分子物質に慣用のキャスティング成形法、インジ
ェクション成形、機械加工等を施すことにより形成される。

【００２５】好ましい実施形態では、カラーリング２３０は、電極１５５ｂと導体２１０に
同心の環状リングを備え、その環状リングの半径方向内側の表面は、その導体の
半径方向外側の表面に接触している。カラーリング２３０の内径は、導体２１０
をぴったりと取り囲むことができるのに十分なだけの大きな寸法になっている。
例えば、約１９０ｍｍの直径を有する円形の導体２１０に対しては、カラーリン
グ２３０の適当な内径は約１９０〜約２００ｍｍである。その環状リングはその
基板１３０を支持することができる上側表面をも有することができる。好ましく
は、環状リング２３０の上側表面は支持体アセンブリ２００の上側収容表面とほ
ぼ同一面となっており、基板１３０の周縁部まで延在している。好ましくは、そ
の環状リングは、支持部から取り外すことができ、腐食したときあるいは壊れた
ときに、その環状リングを速やかに交換できるようになっている。慣用の誘電体
あるいは半導体性誘電体である場合には、カラーリング２３０の厚さは典型的に
は約５〜約１０ｍｍである。

【００２６】好ましくは、カラーリング２３０は、ＲＦ電界吸収が十分に小さくなるように
、十分に薄い誘電体物質で作られている。これにより、１〜２０ＭＨＺのＲＦに
おいて、導体２１０の周縁部分からＲＦパワーをプラズマに容量的に結合させる
。適切な誘電体物質は少なくとも２以上の誘電率を持ち、そして約０．１〜約１
ｖｏｌｔ／ｎｍの絶縁破壊強度を有する。カラーリング２３０を製造するために
適切な誘電体セラミックス物質には、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭
化ホウ素、窒化ホウ素、シリコン、二酸化珪素、シリコンカーバイド、窒化シリ
コン、酸化チタン、炭化シタン、ホウ化ジルコニウム、炭化ジルコニウム、およ
びそれらの等価物あるいは混合物が含まれる。カラーリング２３０を形成するの
に適切な高分子物質には、ポリイミド、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリ
スルホン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン
、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ナイロン、シリコン、そしてゴムが含
まれる。基板１３０を加熱する工程のために、カラーリング２３０のために選択
される誘電体物質は２００℃以上の温度に耐えることが好ましい。

【００２７】好ましい実施形態では、カラーリング２３０を通ってＤＣ電界成分が伝えられ
あるいは誘導されるように、カラーリング２３０は低い電気抵抗を有する半導体
性誘電体物質で作られる。この明細書では、半導体性誘電体とは、絶縁体物質よ
り高い導電率を有するが、金属より低い導電率を有する物質をいう。半導体性誘
電体物質は十分に低い電気抵抗をも有する。このため、直流電界成分を導体２１
０からカラーリング２３０に電気的に結合させることができ、この結果、基板の
周縁部の上により一致した均一なプラズマシースができる。普通、基板の端部に
おいてはエッジ効果が顕著であるのであるが、これらの直流電界成分は、基板の
端部における直流ポテンシャルを滑らかにそして均衡のとれたものにする。基板
の周縁部のＤＣ電界成分が均衡がとれたものあるいは平衡がとれたものであれば
あるほど、電極１５５ｂの端部におけるアークの発生の可能性が少なくなる。好
ましくは、その半導体カラーリング２３０は、約１０^-3Ωｃｍ〜１０²Ωｃｍ程度の抵抗値を持ち、もっと好ましくは、約１０^-3Ωｃｍ〜約１０¹Ωｃｍの抵抗値を持つ。カラーリング２３０を製造するのに適している半導体セラミック物質
は、シリコン、シリコンカーバイドおよび窒化シリコンと同様に、例えば、以下
に記載されたセラミック物質、つまり、酸化アルミニウム、酸化チタニウム、窒
化アルミニウム、および他の導電性添加物の混合物等のドープされたセラミック
物質を含む。典型的には、その導電性を強化する添加物は、セラミックの結晶構
造においてインタースティシャル（侵入原子型）電気伝導あるいはグレイン境界
型電気伝導の種を形成するもので、これにより高い電気伝導度をもたらす。基板
１３０を加熱する工程のために、好ましくは、半導体性誘電体は、処理チャンバ
１３２の中の作動温度において所望の抵抗値あるいは電導度を持つように選択さ
れる。シリコン等の物質もまたプラズマ環境においては好ましい。プラズマ環境
においては、シリコン基板とそれを取り囲んでいるカラーリングの間の化学的不
適合がないと基板の曲がりが小さいからである。シリコンのカラーリング２３０
は、シリコン基板と同じ種のガス副産物をプラズマ環境の中に作る。これ故、基
板の汚染を制限あるいは減少させる。別の方法として、シリコンカーバイドのよ
うな非反応性の物質は、おそらくプラズマ環境の中ではもっと好ましいであろう
。プラズマ環境の中では、カラーリング２３０とプラズマの間の化学反応を少な
くし、あるいは除去することが望ましいからである。

【００２８】前記の基板３０、電極１５５ｂ、カラーリング２３０、導体２１０の周囲の電
界線の双方向分布およびその結果のプラズマイオン密度を、モデル化プログラム
を使って数値モデル化した。ＲＦ電界線とそのプラズマ分布のモデル化は、いく
つかの簡略例を利用した。プラズマイオンの衝突を無視し、イオンのランダム移
動がイオンの方向性移動よりかなり小さいと仮定した。また、プラズマ内の電子
が、電位に対するプラズマイオン密度の指数依存性を与えるマクスウェル−ボル
ツマンのエネルギー分布機能を持つと仮定した。処理チャンバ壁１３５の面との
プラズマイオンの相互反応により、イオンが完全に吸収されると仮定した。電極
１５５ｂを覆う誘電部材２０５の電荷移動度は小さくて、システムでの表面荷電
は、表面に対する電子とイオンの束が等価になるまで蓄積されると仮定する。シ
ミュレーションでは、シミュレーション箱の上部にイオンを発生させ、箱の上端
から導入した。また、基板１３０上のＲＦ電荷は、イオン化源速度に影響しない
と仮定した。

【００２９】図４は、モデル化研究のため使ったシミュレーション箱内に載置した本発明の
支持体２００の部分断面概略図である。支持体２００は、電極１５５ｂ、電極を
覆う誘電部材２０５、導体２１０、及び導体２１０外周縁に支持されたカラーリ
ング２３０から成る。図５は、支持体２００の誘電部材２０５の表面とカラーリ
ング２３０を横切り均等に分布した電位線を示す数値特性グラフである。図には
、−２００、−４００、−６００、及び−８００ボルトなどの異なる電位におけ
るほぼ平行な電位線が示されている。一般的に、モデル化された電位線は、カラ
ーリング２３０と誘電部材２０５の表面に平行であり、基板１３０の表面を均等
に横切って延びている。電極１５５ｂとカラーリング２３０の間の境界で発生し
た電位東線の小さな「へこみ」は、ほぼ均等な電位線の最小電価値であって、プ
ラズマイオン分布に対する影響はわずか、あるいは、全くない。ＲＦ電界線は電
位線とは直角であるため、本発明の支持体２００は、基板１３０の外周面２４５
の中心線２４０にほぼ直角であり、それを越えて均等に延びてＲＦ電界線を提供
することができる。また、約１．７または１３．５６ＭＨｚのＲＦ電圧を電力１
５５ｂに印加することにより、電界を形成している。電界が交流ＲＦ電界なので
、図５は、支持体２００周囲の電位線の瞬時の特性を示している。

【００３０】反対に、図６は、支持体アセンブリ２００の部分として、導体２１０や被覆カ
ラーリング２３０を使わない従来の支持体での数値モデル化電位線を示す。電位
線または電界線は、垂直線から反れて、支持体の側面まわりに曲がる同心の楕円
形線形成している。電位線は電極下面に向かって下方へカーブしており、電極の
縁部まわりに曲がる（電位線に対して垂直な）電界線が形成される。その結果、
支持体１３０の表面を横切るプラズマイオン分布が、特に基板の外周面では、均
等でなくなり、基板表面の処理速度も均等でなくなる。

【００３１】本発明の、外周に延びる導体２１０と被覆カラーリング２３０を有する支持体
２００は、基板の外周面２４５を横切ってプラズマシースを伸張している。伸張
されたプラズマシースは、基板１３０の処理表面でのプラズマイオンの分布や束
をより均等にすることができる。基板１３０の外周面に隣接する伸張されたプラ
ズマシースにより、基板外周面２４５でのＩＣチップの収率がかなり改善される
。さらなる長所として、カラーリング２３０は支持体２００から脱着可能である
ため、浸食または腐食した場合に、支持体全部を換えることなく、リングだけを
交換できる。また、脱着可能なカラーリング２３０の導電性や化学薬品耐性も、
所定のプラズマ処理で要する電気的および化学的特性を提供できるよう選択が可
能となる。例えば、基板周囲のプラズマシースをより均等にするため、異なる基
板処理環境によって、電気抵抗や誘電特定値などの異なる電気的特性をもつ所望
のカラーリング２３０を使い分けることなどは、当業者にとっては明白であろう
。

【００３２】本発明のプラズマ処理装置１２５は、基板１３０上の素材を堆積、エッチング
、埋設したり、基板表面での反応プラズマイオンの伸張プラズマシースや均等分
布を維持したりするのに利用できる。装置１２５を使うときは、基板１３０を処
理チャンバ１３２内に載置してから、制御圧の処理ガスをガス分散器１４６を経
由して処理チャンバ１３２内へ導入する。処理ガスの流量、処理チャンバ内圧力
、基板温度は、実行する処理内容によって異なる。基板１３０上に薄膜を形成す
るため装置１２５内で行う化学気相堆積（ＣＶＤ）処理法は、本明細書に参照に
より組込む、Ｓｚｅによる「ＶＬＳＩ技術、第２版の第９章」、マグローヒル出
版社、ニューヨークに記述されている。また、基板上にＳｉＯ₂を堆積するための標準的な化学気相堆積（ＣＶＤ）処理法では、（ｉ）ＳｉＨ₄やＳｉＣｌ₂Ｈ₂ などのシリコン系ガス、および、ＣＯ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｎ₂Ｏなどの酸素系ガス、（ｉｉ）Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）などのシリコンと酸素の両方を含む単独ガスを使う。さら
に、基板上にシリコンやＳｉ₃Ｎ₄などを堆積するためのＣＶＤ処理法では、一般
的に、ＳｉＨ₄、ＮＨ₃、Ｎ₂、Ｂ₂Ｈ₆、ＨＣｌ、ＰＨ₃などのガスが使われる。そ
の他のＣＶＤ処理法のガスとしては、ＮＨ₃、ＡｓＨ₃、Ｂ₂Ｈ₆、ＨＣｌ、ＰＨ₃ 、ＳｉＨ₄などがある。また、本装置１２５は、同じく本明細書に参照により組込まれる、Ｓ．Ｍ．Ｓｚｅによる「ＶＬＳＩ技術、第２版の第５章」、マグロー
ヒル出版社（１９８８）、に記載されているようなプラズマエッチング処理にも
利用できる。標準的なエッチング処理法で使うようなガスとして、ＢＣ１₃、Ｃ１₂、ＳＦ₆、ＣＦ₄、ＣＦＣ１₃、ＣＦ₂Ｃｌ₂、ＣＦ₃Ｃｌ、ＣＨＦ₃、Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ ₄ Ｆ₈、Ｃ₂ＣｌＦ₅などがあげられ、レジストエッチング処理法では、基板上のレ
ジストをエッチング処理するために酸素含有エッチングガスを使う。基板１３０
を洗浄するためＮＦ₃を使うプラズマ処理法が、本明細書に参照により組込まれるＣｈａｎｇらの米国特許第５，２０１，９９０号に記述されている。一般的に
、処理ガスの流量は５０〜３０００ｓｃｃｍの範囲、処理チャンバ内圧力は１ｍ
Ｔｏｒｒ〜１００Ｔｏｒｒの範囲、基板温度は２５〜５００℃の範囲である。

【００３３】図７は、処理チャンバ１３２内の電極１５５ｂに電気的に接続された電圧源１
５８の一例を示すブロック図である。電圧源１５８は、電極１５５ｂにプラズマ
発生ＲＦ電圧を供給するＡＣ電源と、電極１５５ｂにＤＣ把持電圧を供給するＤ
Ｃ電圧を含む。ＡＣ電源は４００ＫＨＺ〜１３．５６ＭＨＺの１つ以上の周波数
を有するＲＦ発生電圧を電極１５５ａ、１５５ｂに提供し、処理チャンバ内に容
量的に結合されたプラズマを形成する。電極１５５ｂに印加されるＲＦバイアス
電流は典型的に約５０〜３０００ワットである。別のＤＣ電圧は電極１５５Ｂに
印加され、基板を支持体に保持する電荷を形成する。ＤＣチャッキング電圧は典
型的に２５０〜２０００ボルトである。

【００３４】前記の電圧源１５８には、処理チャンバ１３２周囲に巻かれたコイル１５０に
誘電結合電圧を供給するため、電源ＲＦ整合回路に接続された発生器３１０も備
わっている。さらに電圧源１５８は、ＤＣ把持電圧源に電気的に接続されたバイ
アスＲＦ整合ＤＣ遮断キャパシタ回路３１５も備える。その回路からのＲＦ電力
は、約５０〜３０００ワットの電力レベルで、ケーブル３２０を経て電極１５５
ｂに印加される。処理用電極１５５ａ、１５５ｂをＲＦ電圧により互いに電気的
にバイアスすると、その結果である処理チャンバ内のＲＦ電界の拡大域により、
処理ガスからプラズマイオンが発生、および／または、基板１３０に向けてプラ
ズマイオンが吸引される。ＲＦパワーは、電極１５５ｂにケーブル３２０経由で
ＤＣ把持電圧を供給するため、ブリッジ回路３２５とＤＣ変換器３３０にも接続
される。基板１３０は、ＤＣ電圧でバイアスされた電極１５５ｂにより、誘電部
材２０５の受容面に静電的に把持される。さらにまた、基板１３０の把持や解除
、および、処理チャンバ１３２内でのプラズマ発生を促進するため、ＤＣ電流、
ＲＦ電流、またはその両方を電極に供給することにより電極１５５ｂの動作を制
御するためのシステム制御器３３５を、電圧源１５８に備えても構わない。

【００３５】前記の電極１５５ｂに印加されるＲＦバイアス電圧は、（ｉ）基板１３０上で
プラズマを発生させるため基板を横切って延びる第１のＲＦ電界成分と、（ｉｉ
）被覆導体２１０に結合する第２のＲＦ電界成分とを生成すると考えられる。導
体の周囲部２２８上のカラーリングにより、導体２１０の第２の電界成分が導体
とプラズマをカラーリング経由で結合し、第１ＲＦ電界成分を補足する第３のＲ
Ｆ電界成分をカラーリング上で生成する。その結果、ＲＦ電界が基板周縁２４５
を取り囲んで横切って伸張し、基板周縁２４５からかなりの距離でプラズマイオ
ンを基板１３０に向けて吸引するため、プラズマシースが拡張するのである。処
理チャンバ内での均等なプラズマイオン分散の結果、中心線２４０から基板の周
縁２４５までほぼ均等な処理速度が維持できることになる。

【００３６】上記の本発明は好適な実施形態を詳細に説明したものであって、その他の変更
例もまた可能である。例えば、カラーリングを処理チャンバの側壁と一体に形成
してもよいし、支持体との一体構造にしてもよいし、また、支持体に電気的に接
続するような別途の導体とカラーリングの組み合わせ構造で形成することも可能
である。カラーリングの形状や構造のその他の様々な変更例は、当業者には明白
であろうし、それら同様の構成も本発明の範囲である。それゆえ、付随する本発
明の請求項は、上記の好適な実施形態の説明に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

本発明のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の記載、付属の請求の
範囲、及び本発明の実施例を説明する付属の図面を参照して、より理解されるで
あろう。

【図１】図１（従来技術）は、基板の表面を横切る不均一なプラズマシースを説明する
、従来技術の処理チャンバの概略断面図である。

【図２】図２はチャンバ内の支持体上を横切って得られる均一なプラズマシースを説明
する本発明による基板支持体及び処理チャンバの概略断面図である。

【図３】図３は本発明による別の形態の処理チャンバ及び支持体の概略断面図である。

【図４】図４は本発明によるさらに別の実施形態の支持体の概略断面図である。

【図５】図５は図４の支持体を利用して得られる、均一な電位分布線のグラフである。

【図６】図６は導体上の従来の支持体を利用して得られる、不均一な電位分布線のグラ
フである。

【図７】図７は支持体上の電極に電力を供給する電源のブロック図である。

【符号の説明】

１２０…静電チャック電圧源、２０５…プラズマ、１４６…処理ガス分散器シ
ステム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者グリマード，デニス，エス. アメリカ合衆国，ミシガン州，アンアーバー，リバティポイント 511 Ｆターム(参考） 5F004 AA01 BA04 BA20 BB22 BB29 BC08 5F031 CA02 HA02 HA19 MA28 MA32 5F045 AA08 BB01 EB02 EB03 EC05 EF05 EH11 EH14 EM05 EM09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラズマ処理チャンバ内で基板を支持する支持体であって、（ａ）電極を埋め込まれ、且つ基板を受け取る受け取り面を有する誘電部材と
、（ｂ）誘電部材を支持し、誘電部材内の電極を越えて伸びる周縁部を有する導
体と、（ｃ）電極からのＲＦパワーを導体へ容量結合するため、ＲＦバイアス電圧を
誘電部材内に埋め込まれた電極へ供給する電源と、（ｄ）導体の周縁部上にあるカラーリングであって、導体の周縁部からのＲＦ
パワーを、カラーリングを介してプラズマ処理チャンバ内のプラズマへ容量結合
するのに十分低いＲＦ電界吸収を有するカラーリングとを有する支持体。
【請求項２】電極の上にある誘電部材の厚さが、電極が上に重なる基板を
介してＲＦパワーをプラズマへ容量結合することができるほど十分小さく、電極
の下にある誘電部材の厚さが、電極がＲＦパワーを下に重なる導体へ容量結合す
ることができるほど十分小さい請求項１に記載の支持体。
【請求項３】カラーリングが、導体の周縁部をカバーする誘電物質層を含
む、請求項１に記載の支持体。
【請求項４】カラーリングが、少なくとも約２の誘電率を有する誘電物質
を含み、且つカラーリングが、導体からのＲＦパワーが１〜２０ＭＨＺのＲＦ周
波数でプラズマへ結合することができるほど十分薄い請求項３に記載の支持体。
【請求項５】カラーリングが、約１０^-3Ωｃｍ〜約１０²Ωｃｍの抵抗を有する半導電性誘電体を含む請求項３に記載の支持体。
【請求項６】カラーリングが、導体の周縁部と均一に接触して低インピー
ダンス電気結合を導体へ提供するほど十分滑らかな低結合表面を含む請求項１に
記載の支持体。
【請求項７】電源が、基板を誘電部材へ静電的に保持するため、ＤＣ電圧
を電極へ更に与える請求項１に記載の支持体。
【請求項８】ＤＣ電圧が約２００ボルト〜約２０００ボルトである請求項
７に記載の支持体。
【請求項９】電源が、約５０〜約３０００ワットのパワーレベルでＲＦバ
イアス電圧を与える請求項１に記載の支持体。
【請求項１０】カラーリングが、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、
炭化ホウ素、窒化ホウ素、シリコン、酸化シリコン、炭化シリコン、窒化シリコ
ン、酸化チタン、炭化チタン、ホウ化ジルコニウム、及び炭化ジルコニウムの１
つ又は複数を含む請求項１に記載の支持体。
【請求項１１】カラーリングが、ポリイミド、ポリケトン、ポリエーテル
ケトン、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リプロピレン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ナイロン、シリコーン、
及びゴムの１つ又は複数を含む請求項１に記載の支持体。
【請求項１２】請求項１の支持体を含む処理チャンバ。
【請求項１３】基板をプラズマ内で処理する処理チャンバであって、（ａ）プラズマを形成するため処理ガスをチャンバ内に分散するガス分散器と
、（ｂ）電極を埋め込まれ、且つ基板を受け取るための受け取り面を有する誘電
部材と、（ｃ）誘電部材を支持する導体であって、誘電部材内で電極の外辺部を越えて
伸びる周縁部を有するものと、（ｄ）電極へ電気的に接続され、電極からのＲＦパワーを、誘電部材の上にあ
るプラズマ及び下に重なる導体へ容量結合するため、ＲＦバイアス電圧を電極へ
与える電源と、（ｅ）導体の周縁部の上にあるカラーリングであって、導体からのＲＦパワー
をチャンバ内のプラズマへ容量結合するのに十分低いＲＦ電界吸収を有するカラ
ーリングとを有する処理チャンバ。
【請求項１４】電極へ与えられたＲＦバイアス電圧が、基板を介して広が
り且つプラズマへ直接結合する第１のＲＦ電界成分、及び下に重なる導体へ結合
する第２のＲＦ電界成分を発生する、請求項１３に記載の処理チャンバ。
【請求項１５】カラーリングが、第１のＲＦ電界成分を補足する第３のＲ
Ｆ電界成分をカラーリングの上に形成するために導体内の第２のＲＦ電界成分が
カラーリングを介して電気結合し、基板の周縁部をこえて延長するプラズマシー
スを提供するような、十分低い電界吸収を含む、請求項１４に記載の処理チャン
バ。
【請求項１６】カラーリングが、少なくとも約２の誘電率を有する誘電物
質を含み、且つカラーリングが、導体からのＲＦパワーが１〜２０ＭＨＺのＲＦ
周波数でプラズマへ結合することができるほど十分薄い、請求項１３に記載の処
理チャンバ。
【請求項１７】カラーリングが、導体の周縁部をカバーする誘電物質又は
半導体物質層を含む、請求項１３に記載の処理チャンバ。
【請求項１８】カラーリングが、約１０^-3Ωｃｍ〜約１０²Ωｃｍの抵抗を有する半導電性誘電物質を含む、請求項１７に記載の処理チャンバ。
【請求項１９】電極の下にある誘電部材の厚さが、電極からのＲＦパワー
が下に重なる導体へ容量結合することができるほど十分小さい、請求項１３に記
載の処理チャンバ。
【請求項２０】カラーリングが、導体の周縁部と均一に接触して導体へ低
インピーダンスで電気結合するほど十分滑らかな低結合面を含む、請求項１３に
記載の処理チャンバ。
【請求項２１】電源が、基板を誘電部材へ静電的に保持するためＤＣ電圧
を電極へ与える、請求項１３に記載の処理チャンバ。
【請求項２２】基板をプラズマ域で均一に処理する方法であって、（ａ）基板を、プラズマ域内で、電極を埋め込まれ且つ電極を越えて伸びる周
縁部を有する下に重なる導体によって支持される誘電部材の上に置き、（ｂ）プラズマ域でプラズマを付勢し、且つ電極からのＲＦパワーを下に重な
る導体へ容量結合するために、ＲＦバイアス電圧を誘電部材内の電極へ供給し、（ｃ）導体の周縁部からのＲＦパワーを、電極を越えて伸びるプラズマシース
へ容量結合するステップを含む、方法。
【請求項２３】電極へ与えられたＲＦ電圧が、プラズマと結合するために
基板を介して広がる第１のＲＦ電界成分、及び下に重なる導体と結合する第２の
ＲＦ電界成分を発生するほど十分高い、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】ステップ（ｃ）が、導体の周縁部内のＲＦパワーの少なく
とも一部分をカラーリングの上にあるプラズマシースへ結合するほど十分低いＲ
Ｆ電界吸収を有するカラーリングを、導体の周縁部へ電気結合するステップを含
む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】ステップ（ｃ）が、誘電物質又は半導体物質の層を含む
カラーリングを、導体の周縁部へ電気結合するステップを含む、請求項２４に記
載の方法。
【請求項２６】カラーリングが、約１０^-3Ωｃｍ〜約１０²Ωｃｍの抵抗を有する半導電性誘電物質を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】カラーリングが、導体と均一に接触及び結合するほど十分
滑らかな結合面を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】ステップ（ｂ）が、約５０〜約３０００ワットのパワーレ
ベルでＲＦバイアス電圧を供給するステップを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】ステップ（ｂ）が、基板を誘電部材へ静電的に保持するた
め、ＤＣ電圧を電極へ印加することを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】約２００ボルト〜約２０００ボルトのＤＣ電圧を印加する
ことを含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】基板をプラズマシースに隣接して静電的に保持するための
静電チャックであって、（ａ）電極を埋め込まれ、且つ基板を受け取るための受け取り面を有する誘電
部材と、（ｂ）誘電部材内で電極を越えて伸びる周縁部を有し、且つ誘電部材を支持す
る導体と、（ｃ）（ｉ）電極からのＲＦパワーを、プラズマシース及び下に重なる導体へ
容量結合するために、埋め込まれた電極へＲＦバイアス電圧を供給し、且つ（ｉ
ｉ）基板を誘電部材の上で静電的に保持するため、ＤＣ電圧を電極へ供給する電
源と、（ｄ）導体の周縁部の上にあるカラーリングであって、導体の周縁部からのＲ
Ｆパワーを、カラーリングを介してカラーリングの上にある延長されたプラズマ
シースへ容量結合するのに十分低いＲＦ電界吸収を有するカラーリングとを含む
、静電チャック。
【請求項３２】電極の上にある誘電部材の厚さが、電極が上で重なる基板
を介してＲＦパワーをプラズマへ容量結合することができるほど十分小さく、電
極の下にある誘電部材の厚さが、電極がＲＦパワーを下で重なる導体へ容量結合
することができるほど十分小さい、請求項３１に記載の静電チャック。
【請求項３３】カラーリングが、導体の周縁部をカバーする誘電物質又は
半導体物質の層を含む、請求項３１に記載の静電チャック。
【請求項３４】カラーリングが、少なくとも約２の誘電率を有する誘電物
質を含み、且つカラーリングが、導体からのＲＦパワーが１〜２０ＭＨＺのＲＦ
周波数でプラズマと結合することができるほど十分薄い、請求項３１に記載の処
理チャンバ。
【請求項３５】カラーリングが、約１０^-3Ωｃｍ〜約１０²Ωｃｍの抵抗を有する半導電性誘電体を含む、請求項３１に記載の静電チャック。
【請求項３６】電源が、約２００ボルト〜約２０００ボルトのＤＣ電圧、
及び約５０〜約３０００ワットのパワーレベルでＲＦバイアス電圧を供給する、
請求項３１に記載の静電チャック。
【請求項３７】カラーリングが、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、
炭化ホウ素、窒化ホウ素、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化チタン
、炭化チタン、ホウ化ジルコニウム、及び炭化ジルコニウムの１つ又は複数を含
む、請求項３１に記載の静電チャック。
【請求項３８】カラーリングが、ポリイミド、ポリケトン、ポリエーテル
ケトン、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リプロピレン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ナイロン、シリコーン、
及びゴムの１つ又は複数を含む、請求項３１に記載の静電チャック。
【請求項３９】プラズマ処理チャンバ内で基板を支持する支持体であって
、（ａ）電極を埋め込まれ、且つ基板を受け取る受け取り面を有する誘電部材と
、（ｂ）誘電部材を支持し、且つ電極を越えて伸びる周縁部を有する導体と、（ｃ）電極からのＲＦパワーを導体へ容量結合するために、十分高いＲＦバ
イアス電圧を電極へ供給する電源と、（ｄ）導体の周縁部をカバーする半導電性誘電体カラーリングであって、約１
０^-3Ωｃｍ〜約１０²Ωｃｍの抵抗を有し、且つプラズマ処理チャンバにおける支持体の使用中に、導体の周縁部からのＲＦパワーをプラズマへ結合するため十
分低いＲＦ電界吸収を有するカラーリングとを含む支持体。
【請求項４０】電極と導体との間の誘電部材の厚さが、電極がＲＦパワー
を下で重なる導体へ容量結合することができるほど十分小さい、請求項３９に記
載の支持体。
【請求項４１】カラーリングが、導体の周縁部と均一に接触して導体から
ＲＦパワーの低インピーダンス結合を提供するのに十分滑らかな低結合表面を含
む、請求項３９に記載の支持体。
【請求項４２】電源が、基板を誘電部材上で静電的に保持するため、ＤＣ
電圧を電極へ更に与える、請求項３９に記載の支持体。
【請求項４３】ＤＣ電圧が、約２００ボルト〜約２０００ボルトである、
請求項４２に記載の支持体。
【請求項４４】電源が、約５０〜約３０００ワットのパワーレベルでＲＦ
バイアス電圧を与える、請求項３９に記載の支持体。
【請求項４５】カラーリングが、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、
炭化ホウ素、窒化ホウ素、シリコン、酸化シリコン、炭化シリコン、窒化シリコ
ン、酸化チタン、炭化チタン、ホウ化ジルコニウム、及び炭化ジルコニウムの１
つ又は複数を含む、請求項３９に記載の支持体。