JP2011108816A - 基板処理装置の基板載置台 - Google Patents
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Abstract
【課題】部品点数及び組立工数の増加を伴うことなく、プラズマの進入に起因する、接着剤層の消耗及び基部表面におけるアーキング（異常放電）による損傷を防止することができる基板処理装置の基板載置台を提供する。
【解決手段】円板状の基部４１と、基部４１の上部平面に接着剤層４２で接着され、ウエハＷを載置する円板状の静電チャック２３と、その周囲に配置され、ウエハＷを囲むと共に基部４１の上部平面４１ｂの外周部を覆う円環状のフォーカスリング２５とを有し、静電チャック２３は上部円板部２３ｂとこの上部円板部２３ａよりも径が大きい下部円板部２３ａとを有する２段構造を呈しており、下部円板部２３ａは、基部４１の凹部４１ａに嵌合され凹部４１の底部平面に接着剤層４２で接着されており、嵌合部がフォーカスリング２５で覆われている。
【選択図】図２
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【選択図】図２
Description
本発明は、半導体ウエハに代表される基板に、成膜、エッチング等の所定の処理を施す基板処理装置の基板載置台に関する。
基板としてのウエハにプラズマ処理として、例えば、エッチング処理を施す基板処理装置は、ウエハを収容する収容室（チャンバ）と、該チャンバ内に配置され、ウエハを載置する基板載置台とを備える。基板処理装置はチャンバ内にプラズマを発生させ、該プラズマによって基板載置台に載置されたウエハにエッチング処理を施す。
基板載置台は上部に絶縁性部材、例えばセラミックスからなる静電チャックを備え、静電チャックの内部には静電電極板が配置されている。ウエハにエッチング処理を施す間、静電電極板には直流電圧が印加され、この直流電圧によって発生するクーロン力又はジョンソン・ラーベック(Johnsen-Rahbek)力により、静電チャックはウエハを吸着、保持する。
図５は、従来の基板処理装置の基板載置台の概略構成を示す断面図である。
この基板載置台７０は、例えば、金属アルミニウムからなる基部７１と、該基部７１の上部平面に配置された静電チャック（ＥＳＣ）７２と、静電チャック７２と基部７１とを接着する接着剤層７３と、静電チャック７２の周囲に配置されたフォーカスリング７５とから主として構成されており、静電チャック７２の上部平面には円板状のウエハＷが載置されている。
基部７１の上部平面には、該基部７１を絶縁すべく、例えば、アルミナ、イットリウム等からなるセラミックスが溶射された溶射皮膜が形成されている。また、プラズマでチャンバ内をクリーニングする必要があることから、静電チャック７２には、耐プラズマ性及び耐圧性が要求されるので、近年では、静電チャック７２として一体ものの板チャックが好適に適用されている。板チャックとしての静電チャック７２は、厚さ約１ｍｍのセラミックスからなり、その内部には、静電電極板７４が内蔵されている。
フォーカスリング７５は、例えば単結晶シリコンからなり、静電チャック７２に載置されたウエハＷを囲むように基部７１の上部平面の外周部に載置されている。フォーカスリング７５は、プラズマの分布域をウエハＷ上だけでなく該フォーカスリング７５上まで拡大してウエハＷの周縁部上におけるプラズマの密度をウエハＷの中央部上におけるプラズマの密度と同程度に維持する。これにより、ウエハＷの全面に施されるエッチング処理の均一性を維持する。
このような従来の基板載置台においては、静電チャック７２とフォーカスリング７５との間に隙間があるために、この隙間と、ウエハＷとフォーカスリング７５との間の隙間を経てプラズマが進入し、有機物からなる接着剤層７３がプラズマの照射を受けて消耗するという問題がある。また、静電チャック７２とフォーカスリング７５との間における基部７１の表面７１ａが露出する。この露出表面７１ａにプラズマが照射され溶射皮膜が消耗し、やがて基部７１の金属アルミニウムが露出すると異常放電（アーキング）が発生するという問題もある。接着剤層７３の消耗及び異常放電の発生は、基板載置台としての機能に悪影響を及ぼし、基板載置台の寿命が短くなる原因となる。
そこで、静電チャックと基部とを接着する接着剤層の消耗等を回避することができる基板載置台の開発が望まれており、接着剤層の周辺部を保護被覆で覆うようにした基板載置台が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、特許文献１に記載された基板載置台は、静電チャック本体と基部との接着部だけでなく、静電チャック本体全体と基部の一部とを別部材であるフッ素樹脂保護膜によって被覆したものであり、基部と、基部に載置された静電チャックと、静電チャックの周囲に配置されフォーカスリングとを備えた基板載置台において、新たな構成部材であるフッ素樹脂保護膜を追加するものであり、部品点数及び組立工数が増加するという問題がある。
本発明の目的は、部品点数及び組立工数の増加を伴うことなく、プラズマの進入に起因する、静電チャックと基部とを接着する接着剤層の消耗及び基部表面におけるアーキング（異常放電）の発生を防止することができる基板処理装置の基板載置台を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項１記載の基板処理装置の基板載置台は、円板状の基部と、該基部の上部平面に接着剤層よって接着され、円形の吸着面によって基板を支持する円板状の静電チャックと、該静電チャックの周囲に配置され、前記基板を囲むと共に、前記基部の前記上部平面の外周部を覆う円環状のフォーカスリングとを有し、前記静電チャックは上部円板部と該上部円板部よりも径が大きい下部円板部とを有する２段構造を呈しており、前記下部円板部の外周部及び該下部円板部と前記基部とを接着する前記接着剤層の外周部は、前記フォーカスリングで覆われていることを特徴とする。
請求項２記載の基板処理装置の基板載置台は、請求項１記載の基板処理装置の基板載置台において、前記基部は、前記静電チャックの前記下部円板部が嵌合する凹部を有し、前記下部円板部と前記凹部との嵌合部は、前記フォーカスリングで覆われていることを特徴とする。
請求項３記載の基板処理装置の基板載置台は、請求項１又は２記載の基板処理装置の基板載置台において、前記フォーカスリングは、前記基部の前記凹部を囲む上部平面に載置されており、前記フォーカスリングの下部平面と前記静電チャックの前記下部円板部の上部平面との隙間（Ｄ）は、０．４ｍｍ以下であることを特徴とする。
請求項４記載の基板処理装置の基板載置台は、請求項１又は２記載の基板処理装置の基板載置台において、前記フォーカスリングは、前記静電チャックの前記下部円板部に載置されており、前記フォーカスリングの下部平面と前記基部の前記凹部を囲む上部平面との隙間（Ｅ）は、０．４ｍｍ以下であることを特徴とする。
請求項５記載の基板処置装置の基板載置台は、請求項１記載の基板処理装置の基板載置台において、前記フォーカスリングは、前記静電チャックの前記下部円板部の外周部及び前記接着剤層の外周部が遊嵌する切欠部を有し、前記下部円板部の外周部及び前記接着剤層の外周部と前記切欠部の内壁面との隙間は、該フォーカスリングで覆われていることを特徴とする。
請求項６記載の基板処置装置の基板載置台は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板処理装置の基板載置台において、前記基板は円形の板状体であり、該基板と前記フォーカスリングは、鉛直方向において一部が重なっており、前記基板の半径方向に沿った一の重なり部分における重なり幅（Ａ）は、０．５〜１．５ｍｍであることを特徴とする。
請求項７記載の基板処理装置の基板載置台は、請求項６記載の基板処理装置の基板載置台において、前記重なり部分における前記基板の下部平面と前記フォーカスリングの上部平面との隙間（Ｂ）は、０．４ｍｍ以下であることを特徴とする。
請求項８記載の基板処理装置の基板載置台は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の基板処理装置の基板載置台において、前記静電チャックの前記上部円板部の外周面と前記フォーカスリングの内周面との隙間（Ｃ）は、０．０５〜０．４ｍｍであることを特徴とする。
請求項１記載の基板処理装置の基板載置台によれば、静電チャックは上部円板部と該上部円板部よりも径が大きい下部円板部とを有する２段構造を呈しており、下部円板部の外周部及び該下部円板部と基部とを接着する接着剤層の外周部は、フォーカスリングで覆われているので、他の構成部材を追加することなくプラズマが基部の露出表面や接着剤層の外周部へ到達するのを抑制することができ、もって部品点数及び組立工数の増加を伴うことなく、プラズマの進入に起因する、静電チャックと基部とを接着する接着剤層の消耗及び基部表面におけるアーキング（異常放電）の発生を防止し、アーキングによる基部や接着剤層の損傷を防ぐことができる。
請求項２記載の基板処理装置の基板載置台によれば、基部は、静電チャックの下部円板部が嵌合する凹部を有し、下部円板部と凹部との嵌合部は、フォーカスリングで覆われているので、基部の露出表面や接着剤層の外周部を嵌合部の下部に位置させて基部の露出表面や接着剤層の外周部へ至るプラズマの進入経路を長くすることができ、プラズマが基部の表面や接着剤層の外周部へ到達するのを確実に抑制することができ、もって、接着剤層の消耗を確実に防止すことができる。
請求項３記載の基板処理装置の基板載置台によれば、フォーカスリングは、基部の凹部を囲む上部平面に載置されており、フォーカスリングの下部平面と静電チャックの下部円板部の上部平面との隙間（Ｄ）は、０．４ｍｍ以下であるので、接着剤層及び基部表面へのプラズマの進入をより確実に防止し、これによって接着剤層の消耗及びアーキングの発生を回避することができる。
請求項４記載の基板処理装置の基板載置台によれば、フォーカスリングは、静電チャックの下部円板部に載置されており、フォーカスリングの下部平面と基部の凹部を囲む上部平面との隙間（Ｅ）は、０．４ｍｍ以下であるので、接着剤層及び基部表面へのプラズマの進入をより確実に防止し、これによって接着剤層の消耗及びアーキングの発生を回避することができる。
請求項５記載の基板処理装置の基板載置台によれば、フォーカスリングは、静電チャックの下部円板部の外周部及び接着剤層の外周部が遊嵌する切欠部を有し、下部円板部の外周部及び接着剤層の外周部と切欠部の内壁面との隙間は、フォーカスリングで覆われているので、静電チャックと基部とを接着する接着剤層及び基部表面へのプラズマの進入を確実に抑制することができ、もって基板載置台の寿命を延ばすことができる。
請求項６記載の基板処理装置の基板載置台によれば、基板は円形の板状体であり、該基板とフォーカスリングは、鉛直方向において一部が重なっており、基板の半径方向に沿った一の重なり部分における重なり幅（Ａ）は、０．５〜１．５ｍｍであるので、基板とフォーカスリングとの間の隙間をプラズマが通過するのを阻止することができる。
請求項７記載の基板処理装置の基板載置台によれば、重なり部分における基板の下部平面とフォーカスリングの上部平面との隙間（Ｂ）は、０．４ｍｍ以下であるので、基板とフォーカスリングとの間の隙間へのプラズマの進入を阻止して接着剤層の消耗及びアーキングの発生を防止することができる。
請求項８記載の基板処理装置の基板載置台によれば、静電チャックの上部円板部の外周面とフォーカスリングの内周面との隙間（Ｃ）は、０．０５〜０．４ｍｍであるので、静電チャックとフォーカスリングとの間の隙間へのプラズマの進入を阻止することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る基板載置台を備えた基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。この基板処理装置は、基板としての半導体デバイス用のウエハ（以下、単に「ウエハ」という）にプラズマエッチング処理を施す。
図１において、基板処理装置１０は、ウエハＷを収容するチャンバ１１を有し、チャンバ１１内にはウエハＷを載置する円柱状の基板載置台（以下、「サセプタ」という。）１２が配置されている。この基板処理装置１０では、チャンバ１１の内側壁とサセプタ１２の側面とによって側方排気路１３が形成される。側方排気路１３の途中には排気プレート１４が配置されている。
排気プレート１４は多数の貫通孔を有する板状部材であり、チャンバ１１の内部を上部と下部に仕切る仕切板として機能する。排気プレート１４によって仕切られたチャンバ１１内部の上部（以下、「処理室」という。）１５には、後述するようにプラズマが発生する。また、チャンバ１１内部の下部（以下、「排気室（マニホールド）」という。）１６にはチャンバ１１内のガスを排出する排気管１７が接続されている。排気プレート１４は処理室１５に発生するプラズマの拡散を遮断し、又は反射してマニホールド１６への漏洩を防止する。
排気管１７には、ＴＭＰ（Turbo Molecular Pump）及びＤＰ（Dry Pump）（共に図示省略）が接続され、これらのポンプはチャンバ１１内を真空引きして所定圧力まで減圧する。なお、チャンバ１１内の圧力はＡＰＣバルブ（図示省略）によって制御される。
チャンバ１１内のサセプタ１２には第１の高周波電源１８が第１の整合器１９を介して接続され、且つ第２の高周波電源２０が第２の整合器２１を介して接続されており、第１の高周波電源１８は比較的低い周波数、例えば、２ＭＨｚのバイアス用の高周波電力をサセプタ１２に印加し、第２の高周波電源２０は比較的高い高周波、例えば６０ＭＨｚのプラズマ生成用の高周波電力をサセプタ１２に印加する。これにより、サセプタ１２は下部電極として機能する。また、第１の整合器１９及び第２の整合器２１は、サセプタ１２からの高周波電力の反射を低減して高周波電力のサセプタ１２への印加効率を最大にする。
サセプタ１２の上部には、静電電極板２２を内部に有する静電チャック２３が配置されている。静電チャック２３はセラミックスで構成されており、下部円板部が上部円板部よりも径が大きい２段構造を有している。
静電電極板２２には直流電源２４が接続されており、静電電極板２２に正の直流電圧が印加されると、ウエハＷにおける静電チャック２３側の面（以下、「裏面」という。）には負電位が発生して静電電極板２２及びウエハＷの裏面の間に電位差が生じ、この電位差起因するクーロン力又はジョンソン・ラーベック力により、ウエハＷは静電チャック２３に吸着保持される。
静電チャック２３に吸着保持されたウエハＷを囲むように、フォーカスリング２５が配置されている。フォーカスリング２５は、例えばシリコン（Ｓｉ）や炭化珪素（ＳｉＣ）などによって構成される。
サセプタ１２の内部には、例えば、円周方向に延在する環状の冷媒室２６が設けられている。冷媒室２６には、チラーユニット（図示省略）から冷媒用配管２７を介して低温の冷媒、例えば、冷却水やガルデン（登録商標）が循環供給される。冷媒によって冷却されたサセプタ１２は静電チャック２３を介してウエハＷ及びフォーカスリング２５を冷却する。
静電チャック２３におけるウエハＷが吸着保持されている部分（以下、「吸着面」という。）には、複数の伝熱ガス供給孔２８が開口している。伝熱ガス供給孔２８は、伝熱ガス供給ライン２９を介して伝熱ガス供給部（図示省略）に接続され、伝熱ガス供給部は伝熱ガスとしてのＨｅ（ヘリウム）ガスを、伝熱ガス供給孔２８を介して吸着面及びウエハＷの裏面の隙間に供給する。吸着面及びウエハＷの裏面の隙間に供給されたＨｅガスはウエハＷの熱を静電チャック２３に効果的に伝達する。
チャンバ１１の天井部には、サセプタ１２と対向するようにシャワーヘッド３０が配置されている。シャワーヘッド３０は、上部電極板３１と、この上部電極板３１を着脱可能に釣支するクーリングプレート３２と、クーリングプレート３２を覆う蓋体３３とを有する。上部電極板３１は厚み方向に貫通する多数のガス孔３４を有する円板状部材からなり、例えば半導電体であるシリコンによって構成される。また、クーリングプレート３２の内部にはバッファ室３５が設けられ、バッファ室３５にはガス導入管３６が接続されている。
また、シャワーヘッド３０の上部電極板３１には直流電源３７が接続されており、上部電極板３１へ負の直流電圧が印加される。このとき、上部電極板３１は正イオンの衝突により二次電子を放出して処理室１５内部におけるウエハＷ上において電子密度が低下するのを防止する。放出された二次電子は、ウエハＷ上から側方排気路１３においてサセプタ１２の側面を囲うように設けられた半導電体である炭化珪素や珪素によって構成される接地電極（グランドリング）３８へ流れる。
このような構成のプラズマ処理装置１０では、処理ガス導入管３６からバッファ室３５へ供給された処理ガスがガス孔３４を介して処理室１５内部へ導入され、導入された処理ガスは、第２の高周波電源２０からサセプタ１２を介して処理室１５内部へ印加されたプラズマ生成用の高周波電力によって励起されてプラズマとなる。プラズマ中のイオンは、第１の高周波電源１８がサセプタ１２に印加するバイアス用の高周波電力によってウエハＷに向けて引き込まれ、ウエハＷにプラズマエッチング処理を施す。
基板処理装置１０の各構成部材の動作は、基板処理装置１０が備える制御部（図示省略）のＣＰＵがプラズマエッチング処理に対応するプログラムに応じて制御する。
図２は、図１における基板載置台を示す部分断面図である。
図２において、サセプタ１２は、基部（以下、「金属ベース」という。）４１と、該金属ベース４１の上部表面に接着剤層４２によって接着され、円形の吸着面によってウエハＷを支持する円板状の静電チャック２３と、該静電チャック２３の周囲に配置され、ウエハＷを囲う円環状のフォーカスリング２５とから主として構成されている。
静電チャック２３は、下部円板部２３ａが上部円板部２３ｂよりも径が大きい２段構造（ハット型形状）を有している。下部円板部２３ａ及び上部円板部２３ｂの厚さは、例えば、それぞれ１ｍｍである。金属ベース４１は、セラミックスの溶射膜で覆われた金属アルミニウムからなる円筒状の部材であり、金属ベース４１の上部表面には、静電チャック２３の下部円板部２３ａが嵌合する凹部４１ａが設けられている。静電チャック２３の下部円板部２３ａは、金属ベース４１の凹部４１ａに嵌合され、接着剤層４２によって凹部４１ａの底部平面に接着されている。
フォーカスリング２５は、金属ベース４１の凹部４１ａを囲む上部平面４１ｂに載置されており、フォーカスリング２５は、上部平面４１ｂを覆っている。フォーカスリング２５の内周部分は、金属ベース４１の上部平面４１ｂの内周側端部よりも内周方向に突出しており、凹部４１ａに嵌合した静電チャック２３の下部平板部２３ａの外周部及び接着剤層４２の外周部はフォーカスリング２５によって覆われている。すなわち、静電チャック２３の下部円板部２３ａと金属ベース４１の凹部４１ａとの嵌合部は、フォーカスリング２５で覆われている。ここで、静電チャック２３の下部円板部２３ａとフォーカスリング２５との静電チャック２３の半径方向における一の重なり幅（Ｆ）は、例えば０．５ｍｍ以上である。この重なり幅（Ｆ）を０．５ｍｍ以上にすることによって、プラズマの進入を阻止する効果が増大する。
静電チャック２３の下部円板部２３ａの厚さと、接着剤層４２の厚さの合計は、金属ベース４１の凹部４１ａの深さよりも若干薄くなっている。従って、金属ベース４１の凹部４１ａを囲む上部平面４１ｂに載置されたフォーカスリング２５の下部平面と静電チャック２３の下部円板部２３ａの上部平面と間には隙間（Ｄ）がある。この隙間（Ｄ）は、例えば０．４ｍｍ以下である。この隙間を０．４ｍｍよりも大きくすると、プラズマの進入を阻止する効果が十分に得られない。
金属ベース４１の上部平面４１ｂに載置されたフォーカスリング２５の下部表面と静電チャック２３の下部円板部２３ａとの間に隙間を設けることにより、各構成部材の製作時における製作誤差を吸収し、組立容易性を確保することができる。例えば、金属ベース４１の上部平面４１ｂと、静電チャック２３の下部円板部２３ａの上部平面を同じ高さとし、フォーカスリング２５を、金属ベース４１の上部平面４１ｂ及び静電チャック２３の下部円板部２３ａの上部平面の両方に同時に当接させて、載置しようとしても、寸法誤差の影響で４１ｂと２３ａの上部平面が同じ高さとなることはないので、良好な組み立てができない。
ウエハＷは、例えば、シリコンからなる円形の板状体であり、ウエハＷとフォーカスリング２５とは、鉛直方向において一部、すなわちウエハＷの外周部とフォーカスリング２５の内周部とが重なっている。ウエハＷの半径方向に沿った一の重なり部分における重なり幅（Ａ）は０．５〜１．５ｍｍである。重なり幅（Ａ）が０．５ｍｍよりも少ないとプラズマの進入を防止する効果が十分でなく、１．５ｍｍよりも大きいと静電チャック２３とウエハＷとの接触面積が相対的に小さくなるので、ウエハＷの温度を制御する際の伝熱効率が低下する。重なり幅（Ａ）が０．５〜１．５ｍｍであれば、伝熱効率を低下させることなく、ウエハＷとフォーカスリング２５との隙間をプラズマが通過するのを防止することができる。
ウエハＷとフォーカスリング２５とが重なる重なり部分におけるウエハＷとフォーカスリング２５との隙間（Ｂ）は、例えば０．４ｍｍ以下である。隙間が０．４ｍｍよりも大きいとプラズマの進入を阻止する効果が不十分となる。ウエハＷとフォーカスリング２５との隙間が０．４ｍｍ以下であれば、プラズマの進入を効果的に阻止することができる。このとき、ウエハＷの下部平面とフォーカスリング２５の上部平面とを当接させてもよいが、フォーカスリング２５の上部平面から受ける垂直抵抗力に起因する応力による損傷を回避するためにわずかな隙間、例えば０．１ｍｍ程度の隙間を確保することが好ましい。
静電チャック２３の上部円板部２３ｂの外周面とフォーカスリング２５の内周面との間の隙間（Ｃ）は、例えば０．４ｍｍ以下、好ましくは、０．０５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である。この隙間（Ｃ）が０．４ｍｍよりも大きいと、プラズマの進入を阻止する効果が小さくなる。また、この隙間（Ｃ）が０．０５ｍｍよりも小さいと、静電チャック２３の上部円板部２３ｂの外周面とフォーカスリング２５の内周面とが接触して損傷する虞がある。隙間（Ｃ）が０．０５〜０．４ｍｍであれば、接触による損傷を防止しつつプラズマの進入を阻止することができる。隙間（Ｄ）についても同様である。
本実施の形態によれば、静電チャック２３を、上部円板部２３ｂと該上部円板部２３ｂよりも径が大きい下部円板部２３ａとを有するものとし、下部円板部２３ａを金属ベース４１の凹部４１ａに嵌合する埋め込み構造とし、嵌合部をフォーカスリング２５で覆うようにしたので、金属ベース４１の表面（凹部４１ａの底部表面）や接着剤層４２の外周部を、下部円板部２３ａ及び凹部４１ａの嵌合部４１ｃの下部に位置させて、金属ベース４１の表面や接着剤層４２の外周部へ至るプラズマの進入経路を長くすることができ、もって、プラズマが金属ベース４１の表面や接着剤層４２の外周部へ到達するのを抑制することができる。その結果、他の構成部材を追加することなく、接着剤層４２の消耗や金属ベース４１の表面におけるアーキングの発生を防止することができる。
すなわち、本実施の形態によれば、ウエハＷとフォーカスリング２５を鉛直方向において一部重ね合わせ、ウエハＷとフォーカスリング２５との間に形成される水平方向に延びる隙間の厚さ（Ｂ）、静電チャック２３の上部円板部の外周面とフォーカスリング２５の内周面との間に形成される鉛直方向に延びる隙間の幅（Ｃ）、及びフォーカスリング２５の下部平面と静電チャック２３の下部円板部２３ａの上部平面との間に形成される水平方向の隙間の厚さ（Ｄ）を、それぞれ０．４ｍｍ以下とし、これによって、ウエハＷ及び静電チャック２３と、フォーカスリング２５との間に形成され、ウエハＷの上部空間に連通する隙間を、いわゆる迷路状のラビリンス構造としたので、ウエハＷにプラズマ処理を施す際のプラズマがこの隙間を介して金属ベース４１の表面や接着剤層４２に到達するのを阻止し、接着剤層４２の消耗や金属ベース４１の表面におけるアーキングの発生を防止して、これらの損傷を防ぐことができる。さらには、アーキングによるパーティクルの発生及び金属汚染を防止することもできる。
また、本実施の形態によれば、静電チャック２３の下部円板部２３ａを金属ベース４１の凹部４１ａに嵌合する埋め込み構造としたので、静電チャック２３の下部円板部２３ａの下部平面に塗布する接着剤量が多少多くなっても、下部円板部２３ａと凹部４１ａの内部壁面との間における僅かな隙間によって吸収できる。従って、接着剤の塗布量を厳密に調整する必要がない。またサセプタ全体としての組立容易性が向上し、且つ余剰の接着剤が剥離することによるパーティクルの発生を抑えることができる。
また、本実施の形態によれば、静電チャック２３と金属ベース４１との接着部を埋め込み構造としたので、フォーカスリング２５として従来のものをそのまま適用することができるという効果もある。
本実施の形態において、静電チャック２３にヒータを埋設し、より近い位置からウエハＷの温度を制御するようにしてもよい。このように、静電チャック２３にヒータを埋設することによって、ヒータを具備しない従来型の静電チャックに比べてその厚さが厚くなるが、その分、静電チャック２３自体として径が大きい下部円板部２３ａと、径が小さい上部円板部とからなる２段構造を形成し易くなる。そして、静電チャック２３を２段構造とすることによって、絶対的な厚さが、例えば３ｍｍ程度と薄いフォーカスリング２５によって下部円板部２３ａを覆いやすくなる。従って、金属ベース４１及び接着剤層４２へのプラズマの到達を抑制し、基板載置台全体としての寿命を長くすることができる。
また、本実施の形態によれば、静電チャック２３を下部円板部２３ａと上部円板部２３ｂとからなる２段構造（ハット型構造）としたので、従来技術に比べて静電チャック２３内を伝わる熱の境界部をサセプタ１２の外側に移動させることができる。従って、伝熱効率が向上し、静電チャック２３及びウエハＷにおける熱の均一性を確保しやすくなる。
本実施の形態の形態において、静電チャック２３の下部円板部２３ａを金属ベース４１の凹部４１ａに嵌合する埋め込み構造としたので、静電チャック２３の下部円板部２３ａの熱膨張を、金属ベース４１の凹部４１ａで拘束することになるが、金属ベース４１の方が静電チャック２３ａよりも熱膨張係数が大きいので両者間で熱応力が発生することはない。従って、熱応力に起因する静電チャック２３の変形又は損傷を回避して基板載置面の精度を保持することができる。
本実施の形態において、接着剤層４２の厚さを均一にするために、静電チャック２３の下部円板部２３ａの下部平面と金属ベース４１の凹部４１ａの底部平面との間にスペーサを介在させることができる。スペーサとしては、例えば、セラミックからなるビーズを適用することができる。
次に、本実施の形態の変形例について説明する。
図３は、本実施の形態の変形例に係る基板載置台を示す部分断面図である。
図３において、この基板載置台５２が図２の基板載置台１２と異なるところは、静電チャック２３における上部円板部２３ｂの径に対する下部円板部２３ａの径をより大きく、すなわち上部円板部２３ｂの外周面に対する下部円板部２３ａの外周面の突出長さを長くしてフォーカスリング２５を下部円板部２３ａに載置した点である。
本実施の形態の変形例によれば、フォーカスリング２５を静電チャック２３の下部円板部２３ａに載置したので、フォーカスリング２５に対するウエハＷの位置決め時において、両部材の間には、静電チャック２３だけが介在することになり、より正確な位置決めが可能になり、両部材間に形成される隙間（Ｂ）の寸法が安定する。また、各構成部材の製作公差が蓄積することによる位置決め不良を回避することができる。
本実施の形態の変形例において、フォーカスリング２５と静電チャック２３の下部円板部２３ａとの半径方向に沿った一の重なり部分における重なり幅（Ｇ）は、例えば１〜３０ｍｍである。これによって、フォーカスリング２５は、静電チャック２３によって安定に支持される。
本実施の形態の変形例において、フォーカスリング２５の下部平面と金属ベース４１の上部平面４１ｂとの間に形成される隙間（Ｅ）は、図２におけるフォーカスリング２５の下部平面と下部円板部２３ａの上部平面との間に形成される隙間（Ｄ）と同様、例えば０．４ｍｍ以下である。これによって当該隙間（Ｅ）へのプラズマの進入を阻止することができる。
次に、本実施の形態の別の変形例について説明する。
図４は、本実施の形態の別の変形例に係る基板載置台を示す部分断面図である。
図４において、この基板載置台６２が図２の基板載置台１２と異なるところは、金属ベース６１として静電チャック２３が嵌合する凹部のない、フラットな上部平面を有するものとし、フォーカスリング５５に、静電チャック２３の下部円板部２３ａの外周部及び接着剤層４２の外周部が嵌合する切欠部５５ａを設け、この切欠部５５ａに、静電チャック２３の下部円板部２３ａの外周部及び接着剤層４２の外周部を遊嵌させた点である。
本実施の形態の別の変形例によれば、静電チャック２３の下部円板部２３ａの外周部と接着剤層４２の外周部と、フォーカスリング５５の切欠部５５ａの内壁面との隙間が、フォーカスリング５５自身によって覆われているので、当該隙間へのプラズマの進入が阻止される。従って、プラズマが照射されることによる接着剤層４２の消耗や金属ベース６１の表面におけるアーキングの発生を防止することができる。
上述した実施の形態において、プラズマ処理が施される基板は半導体デバイス用のウエハに限られず、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を含むＦＰＤ（Flat Panel Display）等に用いる各種基板や、フォトマスク、ＣＤ基板、プリント基板等であってもよい。
１０ 基板処理装置
１２、５２、６２ 基板載置台（サセプタ）
２２ 静電電極板
２３ 静電チャック（ＥＳＣ）
２３ａ 下部円板部
２３ｂ 上部円板部
２５、５５ フォーカスリング
４１、６１ 金属ベース（基部）
４１ａ 凹部
４１ｂ 上部平面
４２ 接着剤層
１２、５２、６２ 基板載置台（サセプタ）
２２ 静電電極板
２３ 静電チャック（ＥＳＣ）
２３ａ 下部円板部
２３ｂ 上部円板部
２５、５５ フォーカスリング
４１、６１ 金属ベース（基部）
４１ａ 凹部
４１ｂ 上部平面
４２ 接着剤層
Claims (8)
- 基部と、該基部の上部平面に接着剤層よって接着され、円形の吸着面によって基板を支持する円板状の静電チャックと、該静電チャックの周囲に配置され、前記基板を囲むと共に、前記基部の前記上部平面の外周部を覆う円環状のフォーカスリングとを有し、前記静電チャックは上部円板部と該上部円板部よりも径が大きい下部円板部とを有する２段構造を呈しており、前記下部円板部の外周部及び該下部円板部と前記基部とを接着する前記接着剤層の外周部は、前記フォーカスリングで覆われていることを特徴とする基板処理装置の基板載置台。
- 前記基部は、前記静電チャックの前記下部円板部が嵌合する凹部を有し、前記下部円板部と前記凹部との嵌合部は、前記フォーカスリングで覆われていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置の基板載置台。
- 前記フォーカスリングは、前記基部の前記凹部を囲む上部平面に載置されており、前記フォーカスリングの下部平面と前記静電チャックの前記下部円板部の上部平面との隙間（Ｄ）は、０．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理装置の基板載置台。
- 前記フォーカスリングは、前記静電チャックの前記下部円板部に載置されており、前記フォーカスリングの下部平面と前記基部の前記凹部を囲む上部平面との隙間（Ｅ）は、０．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理装置の基板載置台。
- 前記フォーカスリングは、前記静電チャックの前記下部円板部の外周部及び前記接着剤層の外周部が遊嵌する切欠部を有し、前記下部円板部の外周部及び前記接着剤層の外周部と前記切欠部の内壁面との隙間は、該フォーカスリングで覆われていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置の基板載置台。
- 前記基板は円形の板状体であり、該基板と前記フォーカスリングは、鉛直方向において一部が重なっており、前記基板の半径方向に沿った一の重なり部分における重なり幅（Ａ）は、０．５〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板処理装置の基板載置台。
- 前記重なり部分における前記基板の下部平面と前記フォーカスリングの上部平面との隙間（Ｂ）は、０．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の基板処理装置の基板載置台。
- 前記静電チャックの前記上部円板部の外周面と前記フォーカスリングの内周面との隙間（Ｃ）は、０．０５〜０．４ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の基板処理装置の基板載置台。
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