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Abstract

【課題】改善されたＥＳＣ寿命、ＥＳＣの浸食の低減、及び／又は粒子状堆積物の蓄積の低減のうちの１又は複数を提供すること。【解決手段】本発明によると：上面を備えた静電チャック；静電チャックの上に配置されて静電チャックの上面を覆うカバーであって、カバーは、静電チャックの上面に隣接する第一の面、基板を支持するための第二の面、及び第二の面から第一の面へ冷却ガスを流すためのカバーを通って延びる１又は複数の導管部、を備えた、カバー、を備えた基板支持体が提供され、カバーは、誘電性材料から作られている。【選択図】図３

Description

本発明は、基板を支持するための支持体に関し、詳細には、プラズマ処理装置に用いるための半導体基板を支持するための基板支持体に関する。本発明はまた、関連するプラズマ処理装置、及び基板を支持する方法にも関する。
静電チャック（ＥＳＣ）は、多くの場合、マイクロエレクトロニクス製造プロセス時に基板を適切な位置に固定するために用いられる。例えば、ＥＳＣは、半導体基板をＥＳＣに静電固定するために、プラズマエッチングプロセス及びプラズマ堆積プロセスで用いられ得る。ＥＳＣはまた、典型的には、そのようなプロセスにおいて基板温度の制御を補助するためにも用いられる。例えば、基板は、典型的には、プラズマ処理時にプラズマによって加熱される。加えて、ＲＦバイアスを基板に容量結合させるためのプロセス要件が存在する場合があり、これは、基板の熱負荷にさらに寄与し得る。ＥＳＣは、基板から熱が移動可能となるように冷却されたＥＳＣに基板を静電固定することによって、基板温度を制御する。ＥＳＣが、多くの場合、プラズマ処理装置において不可欠で高価なコンポーネントであることは明らかである。
しかし、処理条件に曝露されるＥＳＣの面は、例えばスパッタリング又はイオン衝撃により、経時で浸食する可能性がある。加えて、基板破壊、及び／又は薄膜堆積を例とするＥＳＣ面の汚染も、ＥＳＣの劣化に寄与し得る。これらの因子は、高価なＥＳＣの交換及び機器のダウンタイムをもたらす結果となり得る。
図１は、プラテン５に取り付けられた静電チャック（ＥＳＣ）４を備えた既知の基板支持体２を示す。環状カバー６が、そうでなければ露出するＥＳＣ４のエッジ領域を保護している。基板７は、ＥＳＣ４の上に配置されている。この例では、基板処理時のプラズマ均一性を制御するために、環状フォーカスリング８が用いられている。そのような基板支持体２が、プラズマエッチング機器を例とするプラズマ処理装置で用いられる場合、粒子状堆積物９が環状カバー６上に形成され得る。ポリマー堆積物などの粒子状堆積物９の蓄積は、汚染の問題に繋がり得る。
図２は、使用を通して環状カバー１６上にポリマー堆積物１２が蓄積したＥＳＣ１０の平面図を示す。リフトピン１４も示される。粒子状堆積物１２は、次の処理工程を汚染し得る。環状カバー１６又はＥＳＣ１０上でのこれらの堆積物の蓄積を回避することが望ましい。
本発明は、その実施形態の少なくともいくつかにおいて、上記で述べた問題、要望、及び必要性のうちの少なくともいくつかに対処しようとするものである。特に、本発明は、その実施形態の少なくともいくつかにおいて、改善されたＥＳＣ寿命、ＥＳＣの浸食の低減、及び／又は粒子状堆積物の蓄積の低減のうちの１又は複数を提供する。これは、効率的で効果的なＥＳＣの機能性及び固定性を維持しながら実現することができる。すなわち、基板の効果的な熱制御、及び支持体上の適切な位置に基板を固定するための基板への充分な固定力をＥＳＣが提供しながら、実現することができる。
本発明の第一の態様によると：
上面を備えた静電チャック（ＥＳＣ）；
静電チャックの上に配置されて静電チャックの上面を覆うカバーであって、カバーは、静電チャックの上面に隣接する第一の面、基板を支持するための第二の面、及び第二の面から第一の面へ冷却ガスを流すためのカバーを通って延びる１又は複数の導管部、を備えた、カバー
を備えた基板支持体が提供され、カバーは、誘電性材料から作られている。
本発明の第二の態様によると、
チャンバー；及び
チャンバー内に配置された本発明の第一の態様に従う基板支持体、
を備えたプラズマ処理装置が存在する。
本発明の第三の態様によると、カバーの第二の面上に配置された基板と組み合わされた本発明の第二の態様に従うプラズマ処理装置が提供される。
本発明の第四の態様によると、本発明の第一の態様に従う基板支持体を用いて基板を処理する方法が存在し、この方法は：
上面を備えた静電チャックを提供する工程；
静電チャックの上に、静電チャックの上面を覆うためにカバーを配置する工程であって、カバーは、静電チャックの上面に隣接する第一の面、基板を支持するための第二の面、及び第一の面から第二の面へ冷却ガスを流すためのカバーを通って延びる１又は複数の導管部を備えている、工程；
基板をカバーの第二の面上に配置する工程；
基板を適切な位置に静電固定するために静電チャックを運転する工程であって、基板は、カバーを通して静電チャックと静電結合される、工程；
基板を冷却するために、１又は複数の導管部を通して第一の面から第二の面へ冷却ガスを流す工程；並びに
基板を処理する工程、
を含む。
方法工程は、適切ないかなる順序で行われてもよい。例えば、冷却ガスを流す工程は、基板を処理する工程に対して前に、後に、又は同時に行われてよい。
カバーは、ＥＳＣの上面に重なり、例えばプラズマエッチング又はプラズマ堆積などのプラズマ処理の過程で、上面を苛酷な処理条件に曝露されることから保護する。これによって、静電チャックの浸食が防止され、したがって、静電チャックの寿命が大きく延長される。その代わりに、カバーは、比較的廉価な消耗部品であるように設計される。カバーは、プラズマ処理の過程で処理条件に曝露され、経時で浸食され得る。
基板の処理工程の後、第四の態様の方法は、さらに、カバーを、第一の態様に従う第二のカバーに取り替えることを含んでよい。方法工程は、第二の基板を処理するために繰り返されてよく、この場合、カバーは、第二のカバーに取り替えられる。例えば、方法は、さらに、静電チャック上に、静電チャックの上面を覆うために第二のカバーを配置することを含んでよい。第二のカバーは、静電チャックの上面に隣接する第一の面、第二の基板を支持するための第二の面、及び第一の面から第二の面へ冷却ガスを流すための、カバーを通って延びる１又は複数の導管部を備えていてよい。方法は、第二の基板をカバーの第二の面上に配置することを含んでよい。方法は、第二の基板を適切な位置に静電固定するために静電チャックを運転することを含んでよく、第二の基板は、第二のカバーを通して静電チャックと静電結合される。方法は、第二の基板を冷却するために、１又は複数の導管部を通して第二のカバーの第一の面から第二の面へ冷却ガスを流すことを含んでよい。方法は、第二の基板を処理することを含んでよい。
静電チャックは、カバーを通して基板を基板支持体に固定する静電固定力を提供するように操作可能であってよい。静電チャックは、カバーを通して基板と静電結合する。基板に作用する静電固定力は、カバーを静電チャックに固定するように作用する。好ましくは、カバーは、それ以外では、静電固定又は機械固定のいずれによっても静電チャックに固定されない。基板とＥＳＣとの間にカバーを用いることは、直観に反しており、明快ではない。カバーは、ＥＳＣと処理中の基板との間の熱伝導性を低下させると考えられる。同様に、そのようなカバーは、基板のＥＳＣへの固定効果を低下させるとも考えられる。しかし、本発明者らは、１又は複数の導管部を備え、適切な厚さを有するカバーが、適切な熱制御及び基板の固定を提供することができることを見出した。
カバーは、１００〜１５００μｍ、好ましくは、３００〜１０００μｍの厚さを有してよい。より厚いカバーは、より長い寿命の消耗部品を提供する。しかし、より厚いカバーは、基板と静電チャックとの間の静電結合をより大きい度合いで減衰させ、それによって、基板に掛かる固定力が低下する。固定力が弱すぎる場合、基板は、裏側冷却ガスを受けた場合に、部分的に持ち上がる、又は移動してしまう可能性がある。基板は、少なくとも２５Ｔｏｒｒ（約３．３３ｋＰａ）の裏側冷却ガスが適用された場合に、支持体に固定された状態を維持することが好ましい。対照的に、より薄いカバーは、より短い寿命を有するが、静電チャックと基板との間のより強い静電結合を可能とする。
カバーの第二の面は、平面であってよい。カバーは、ディスク又はディスク様であってよい。ディスク又はディスク様とは、本明細書において、実質的に平坦で、円形の形状又は外観を有する基板を意味するために用いられる。カバーの平面である第二の面は、カバーと基板との間の高い表面積での接触を提供する補助となる。このことにより、カバーと基板との間の良好な熱接触が確保され、それによって基板の冷却を促進することができる。所望に応じて、カバーの第二の面は、第二の面全体にわたるガスの伝導性を向上させるために、チャネル又は溝を備えていてもよい。
第二の面は、基板支持領域、及び基板支持領域の半径方向外側の周辺領域を備えていてよく、それによって、基板が支持されている時、基板は、基板支持領域に重なっている。周辺領域は、覆われないままであってもよい。基板支持領域及び周辺領域は、同一平面内であってよい。
好ましくは、カバーは、支持される基板の直径よりも大きい直径を有する。カバーの基板支持領域は、基板を直接支持するカバーの領域に対応する。基板の直径を超えて延びているカバーを提供することは、基板支持体上に粒子状堆積物が蓄積されることを低減する補助となる。特に、処理時に露出した周辺領域を有することにより、イオン衝撃を露出した領域で発生させることが可能となる。いかなる理論又は推論にも束縛されるものではないが、プラズマ処理時、プラズマからのイオンは、カバーの露出した周辺領域に衝撃し、それによって、粒子状堆積物又は汚染物は、周辺領域から除去されるものと考えられる。このことは、基板支持体上に汚染物が蓄積することを防止する又は少なくとも低減する補助となる。
１又は複数の導管部は、基板支持領域に配置されていてよい。典型的には、導管部は、支持されている基板の下側に冷却ガスを供給する。冷却ガスは、基板に対して効率的な冷却を提供することができる。好ましくは、導管部は、冷却ガスの実質的に均一な流れが支持されている基板の下側に供給されるように配列される。
静電チャックの上面は、静電固定力を提供するための固定領域を備えていてよい。静電固定力は、固定領域の下にあり、静電チャック本体内に含有されている適切な電極構造によって提供されてよい。静電チャックの上面は、さらに、固定領域の半径方向外向きに延びるエッジ領域を備えていてよい。固定力は、静電固定力であってよい。静電チャックの上面は、平面であってよい。固定領域は、エッジ領域と同一平面内であってよい。
固定領域は、基板支持領域の直径よりも大きい直径を有していてよい。固定領域は、支持されている基板の直径を超えて延びていてよい。このことにより、基板と静電チャックとの間の静電結合が向上する。基板は、その全直径にわたって静電チャックと静電結合してよい。
カバー及び静電チャックは、各々ある直径を有してよく、カバーの直径は、静電チャックの直径に等しい、又は静電チャックの直径よりも大きい。好ましくは、カバーは、静電チャックの上面を完全に覆っている。カバーの周辺領域は、静電チャックのエッジ領域を超えて延びていてよい。カバーは、静電チャック全体に対する保護バリアを提供する。このことは、静電チャックの上面を苛酷な処理条件から保護し、静電チャックの寿命を延長する補助となり得る。
カバーは、Ａｌ2Ｏ3又はＡｌＮなどの誘電性材料から作られていてよい。Ａｌ2Ｏ3及びＡｌＮは、いずれも容易に機械加工することができ、この用途によく適している。ＡｌＮは、Ａｌ2Ｏ3と比較して改善された熱伝導性を提供するが、追加のコストが掛かる。
カバーは、静電チャックの運転によって引き起こされる基板の静電固定以外によっては静電チャックに取り付けられていないことによって、交換可能であり得る。交換可能カバーは、消耗部品であってよい。カバーには、電極がなくてよい。
静電チャックは、カバーの第一の面に冷却ガスを提供するための１又は複数の冷却チャネルをさらに備えていてよい。１又は複数の冷却チャネルは、カバー中の１又は複数の導管部を通して流すための冷却ガスを提供し得る。
冷却ガスは、ヘリウムであってよい。静電チャックとカバーの第一の面との間の冷却ガスは、少なくとも１０Ｔｏｒｒ（約１．３３ｋＰａ）、好ましくは少なくとも２５Ｔｏｒｒ（約３．３３ｋＰａ）であってよい。より高いガス圧力は、基板からの熱移動を改善することができる。
静電チャックは、上側誘電性プレートを備えていてよい。静電チャックの上面は、上側誘電性プレートであってよい。カバーは、上側誘電性プレートの上に配置されてよい。カバーは、静電チャックの上側誘電性プレートを完全に覆っていてよい。カバーの直径は、上側誘電性プレートの直径よりも大きくてよい。
静電チャックは、さらに、ＤＣ電源によって給電される少なくとも１つのＤＣ電極を備えていてよい。典型的には、ＤＣ電源は、高電圧ＤＣ電源である。静電チャックは、さらに、ＲＦバイアスによって給電される少なくとも１つのＲＦ電極を備えていてよい。ＤＣ電極及び／又はＲＦ電極は、金属電極であってよい。ＤＣ電極は、静電チャックの固定領域を定めてよい。ＲＦ電極は、基板支持領域を超えて延びていてよい。ＲＦバイアスは、約３８０ｋＨｚ〜約１３．５６ＭＨｚの周波数を有してよい。金属電極は、静電チャック中、上側誘電性プレートと下側誘電性プレートとの間に埋め込まれていてよい。静電チャックの上面は、誘電性材料から作られていてよい。例えば、静電チャックの上面は、Ａｌ2Ｏ3又はＡｌＮから作られていてよい。静電チャックの上面は、カバーと同じ誘電性材料又は異なる誘電性材料から作られていてよい。静電チャックの上面は、カバーと類似した又は同じ熱膨張性を有する材料から作られていてよい。上側誘電性プレートは、静電チャックの上面を構成していてよい。上側誘電性プレートは、およそカバーの厚さである、又はカバーの厚さ未満である厚さを有してよい。上側誘電性プレートは、３ｍｍ未満、２ｍｍ未満、又は１ｍｍ未満の厚さを有してよい。上側誘電性プレートは、１００〜１５００μｍ、２００〜１５００μｍ、又は３００〜１０００μｍの厚さを有してよい。カバーは、使用時に、上側誘電性プレートを苛酷なプラズマ処理条件から保護することができる。したがって、静電チャックの上側誘電性プレートの厚さを、静電チャックの使用可能寿命に影響を与えることなく、公知の静電チャックの上側誘電性プレートよりも薄くすることができる。より薄い上側誘電性プレートは、改善された静電固定力も提供することができる。
ＤＣ電源は、約１５００Ｖ超、好ましくは約２０００Ｖ超、より好ましくは約３０００Ｖ超、最も好ましくは約３５００Ｖ超の電圧を供給し得る。ＤＣ電源は、約２ｋＶの電圧を供給し得る。ＤＣ電源は、約３．５ｋＶの電圧を供給し得る。ＤＣ電源は、約５ｋＶの電圧を供給し得る。
基板支持体は、さらに、使用時にカバーから基板を分離するように操作可能であるリフトアセンブリを備えていてよい。リフトアセンブリは、カバーから基板を持ち上げるように操作可能であり得る。すなわち、リフトアセンブリは、カバーとは独立して基板支持体から基板を持ち上げることができ、それによって、基板がカバーから持ち上げられた場合に、カバーは静電チャック上のその位置に維持される。リフトアセンブリは、１又は複数のリフト部材を備えていてよく、この場合、リフトアセンブリは、カバーの対応する開口部を通ってリフト部材を動かして、カバーから基板を分離するように操作可能である。リフト部材は、リフトピンであってよい。リフトアセンブリは、中央リフトピン、及び中央リフトピンから延びる少なくとも３つのアームを備えていてよい。これによって、基板を持ち上げる安定な支持が得られる。カバーは、リフトアセンブリに対して相補的な形状の開口部を備えていてよい。第二のリフトアセンブリが、静電チャックの上面からカバーを持ち上げるように操作可能であってよい。
プラズマ処理装置は、プラズマエッチング装置であってよい。プラズマ処理装置は、さらに、フォーカスリングを備えていてよい。フォーカスリングは、処理時におけるチャンバー中のプラズマの均一性を改善する補助となり得る。フォーカスリングは、処理されるべき基板のエッジを囲んでいてよい。フォーカスリングは、カバー、基板支持領域、及び／又はカバーの周辺領域を囲んでいてよい。
基板は、半導体基板であってよい。基板は、シリコン基板であってよい。基板は、ウェハであってよい。
カバーの第二の面は、基板支持領域、及び基板支持領域の外側の周辺領域を備えていてよく、それによって、基板は、基板支持領域に重なる。周辺領域は、覆われないままであってもよい。導管部が、基板支持領域に配置されていてよい。
本発明について上記で記載してきたが、その記載は、上記において、又は以下の記載、図面、若しくは請求項において示される特徴のいかなる発明的組み合わせにも拡張される。例えば、本発明の１つの態様に関する開示されるいかなる特徴も、本発明の他のいずれの態様のいずれの特徴とも組み合わされてよい。
本発明の実施形態について、ここで、単なる例として、添付の図面を参照して記載する。
図１は、先行技術の基板支持体の断面図である。 図２は、先行技術の平坦形状静電チャックの平面図であり、挿入図は、静電チャックの一部をより高い倍率で示している。 図３は、第一の実施形態に従う基板支持体の断面図である。 図４は、第一の実施形態に従う基板支持体の一部切り取り透視図である。 図５は、第一の実施形態に従うカバーの透視図である。 図６は、第一の実施形態のカバーにおける標準化された吹き飛ばし圧力を示すグラフである。
図３及び４は、全体として２０で示される第一の実施形態に従う基板支持体の図を示す。誤解を避けるために記すと、同一である特徴を示すために同じ符号が用いられている。基板支持体２０は、静電チャック（ＥＳＣ）２２、及び静電チャック２２上に配置されたカバー２４を備える。ＥＳＣ２２は、典型的には、プラテン２５に取り付けられている、又はプラテン２５によって支持されている。プラテン２５は、典型的には、アルミニウム又はステンレス鋼から作られた金属ボディである。カバー２４は、典型的には、Ａｌ2Ｏ3又はＡｌＮなどの誘電性材料又はセラミック材料から作られている。カバー２４は、必要に応じて交換することができるように、ＥＳＣ２２から取り外し可能である。カバー２４は、ＥＳＣ２２の上面２６に重なっている。第一の実施形態では、カバー２４は、上面２６が露出しないように、ＥＳＣ２２の上面２６を完全に覆っている。特に、ＥＳＣ２２の上面２６は、プラズマ処理時に完全に覆われている。ある実施形態では、カバーは、ＥＳＣ２２の上面２６がプラズマ処理時に完全に覆われていることを確保するために、１又は複数の補助カバー部材（図示せず）を備えていてよい。
カバー２４（図５でより詳細に示される）は、ＥＳＣ２２の上面２６に隣接する第一の面２４ａを有する。第一の面２４ａは、典型的には、上面２６の全領域にわたって上面２６と接触している。このことは、上面２６とカバー２４との間の良好な熱接触を提供し、ＥＳＣ２２とカバー２４との間の効率的な熱交換を可能とする。カバー２４は、ＥＳＣ２２とは反対の方向に向いた第二の面２４ｂを有する。第二の面２４ｂは、基板２８を支持するために上方向に向けられている。典型的には、基板２８は、カバー２４の第二の面２４ｂの上に載っている。基板２８は、典型的には、シリコンウェハなどの半導体基板である。図３は、カバー２４上の基板２８の位置を示す。
カバー２４は、さらに、カバー２４を通して延びる１又は複数の開口部又は導管部２７を備える。より詳細には、導管部２７は、第一の面２４ａから第二の面２４ｂに延び、冷却ガスがそこを通って流れることを可能とする。
第一の実施形態では、カバー２４は、基板２８よりも大きい直径を有する。すなわち、基板２８は、カバー２４の周辺部から張り出さない。カバー２４は、基板２８を支持する基板支持領域３０を備える。基板２８は、基板支持領域３０に重なり、基板支持領域３０を覆う。カバー２４は、さらに、基板支持領域３０から外向きに延びる周辺領域３２を備える。第一の実施形態では、基板支持領域３０及び周辺領域３２は、同一平面内である。周辺領域３２は、基板２８によって覆われず、典型的には、プラズマ処理時に覆われない状態で維持される。ある実施形態では、追加の環状フォーカスリング５０が、カバー２４の外側周辺部（例：周辺領域３２の外側周辺部）に重なっていてよい。
本発明者らは、ウェハ２８の直径を超えて延びるカバー２４が、驚くべきことに、ポリマー堆積物などの粒子状堆積物の基板支持体２０上への蓄積を防止する補助となる、又は少なくとも低減する補助となることを見出した。いかなる理論又は推論にも束縛されるものではないが、プラズマ処理時におけるカバー２４の露出した領域のイオン衝撃が、粒子状堆積物を上方向に向いた面２４ｂから除去するものと考えられる。したがって、基板２８よりも大きい直径を有するカバー２４は、不要な堆積物の形成を低減する補助となる。
導管部２７は、冷却ガスを基板２８の裏面に適用することができるように、基板支持領域３０に位置する。冷却ガスは、基板から熱を移動させ、基板２８を冷却する効率的な方法を提供する。冷却ガスは、典型的には、ヘリウムであるが、本技術分野において公知である他の冷却剤が用いられてもよい。
ＥＳＣ２２及び／又はプラテン２５は、典型的には、冷却接続部３６によって供給される１又は複数の冷却チャネルを備える。冷却チャネルは、ＥＳＣを通して、上面２６に隣接するカバーの第一の面２４ａに冷却ガスを流す。ガスが供給される場合、冷却ガスの層が、典型的には、ＥＳＣの上面２６とカバーの第一の面２４ａとの間に存在する。これは、ＥＳＣ２２とカバー２４との間の効率的な冷却を提供する。加えて、冷却ガスは、導管部２７を通って、基板２８とカバーの上向き面２４ｂとの間に冷却ガス層を形成する。これにより、カバー２４を通して、基板２８と冷却されたＥＳＣ２２との間に効率的な熱交換を発生させることができる。冷却ガス層は、基板２８とＥＳＣ２２との間の熱交換を促進する補助となる。
ＥＳＣ２２は、典型的には、上側及び下側誘電性プレート２２ａ、２２ｂの間に埋め込まれた１又は複数の金属電極３４を備える。ある実施形態では、金属電極は、ＤＣバイアスによって給電されるＤＣ電極である。ＤＣバイアスは、典型的には、静電固定力を発生させる。ある実施形態では、金属電極は、ＲＦバイアスによって給電されるＲＦ電極である。ＲＦバイアスは、処理されている基板に容量結合することができる。１又は複数の電極の直径は、固定領域を定める。第一の実施形態では、固定領域は、基板支持領域３０を超えて、したがって、基板２８の直径を超えて延びている。このことは、有益なことには、ＲＦ電極による基板の静電結合が行われる拡張領域（すなわち、基板２８の直径を超える）を提供する。上面２６は、さらに、固定領域の外向きに延びるエッジ領域を備える。
基板支持体２０は、さらに、リフトアセンブリ４２を備える。リフトアセンブリ４２は、カバー２４をＥＳＣ２２上の適切な位置に保持した状態で、基板２８を基板支持体２０から持ち上げるように構成される。第一の実施形態では、リフトアセンブリ４２は、外向きに延びる３つのアーム４６を有する中央リフトピン４４を備える。ある実施形態では、持ち上げる際に基板２８を安定させる補助とするために、追加のリフトピンが備えられていてもよい。カバー２４は、基板２８をカバー２４とは独立して持ち上げることができるように、３つのアーム４６をカバー２４に通すことを可能とするための相補的開口部４８を備える。
運転時、ＥＳＣ２２は、基板２８を適切な位置に固定する静電固定力を提供する。すなわち、基板２８とＥＳＣ２２との間にクーロン引力が存在する。典型的には、カバー２４は、静電的にも又は機械的にもＥＳＣ２２に直接固定されない。カバー２４は、基板２８とＥＳＣ２２との間の静電固定力によって、適切な位置に固定される。基板２８が受ける静電結合の度合いは、カバー２４の材料及び厚さに依存する。カバーは、典型的には、Ａｌ2Ｏ3又はＡｌＮなどの誘電性材料又はセラミック材料から作られている。そのような誘電性材料は、基板２８とＥＳＣ２２との間の充分な静電結合を維持した状態で、良好な熱伝導性を提供する。カバー２４の厚さは、典型的には、所望される条件を提供するために最適化される。カバー２４の厚さは、典型的には、ＥＳＣの上側誘電性プレート２２ａに類似の厚さである。
より厚いカバー２４は、ＥＳＣ２２と基板２８との間の静電結合を低下させる。したがって、基板２８とＥＳＣ２２との間の静電固定力が弱くなり、基板２８を取り外す又は持ち上げるのに必要とされる「吹き飛ばし」圧力が低下される。「吹き飛ばし」圧力は、基板を支持体から取り外す又は持ち上げるのに必要とされる裏面圧力である。他方、より厚いカバー２４は、カバー２４の使用可能寿命を延長し、したがって、カバー２４の交換頻度が低減される。
対照的に、より薄いカバー２４は、ＥＳＣ２２と基板２８との間のより大きい静電結合を呈し、より高い「吹き飛ばし」圧力を呈する。しかし、より薄いカバー２４は、交換を必要とするまでの使用可能寿命がより短い。カバーは、典型的には、１００〜１５００μｍ、好ましくは、３００〜１０００μｍの厚さを有する。
図６は、ＥＳＣが５ｋＶ（曲線６０）及び２ｋＶ（曲線６２）で給電される場合に、予測される「吹き飛ばし」圧力（単位Ｔｏｒｒ）がカバー２４の厚さ（単位μｍ）と共に変動する様子のプロットを示す。この例での上側誘電体２２ａの厚さは、１ｍｍである。典型的には、「吹き飛ばし」圧力は、好ましくは少なくとも１０Ｔｏｒｒ（約１．３３ｋＰａ）、より好ましくは少なくとも２５Ｔｏｒｒ（約３．３３ｋＰａ）である。吹き飛ばし圧力がより高い場合、基板２８が基板支持体２０から取り外される前に、より高い圧力の冷却ガスを基板２８の裏面に適用可能となる。より高い裏面圧力の冷却ガスは、基板２８とＥＳＣ２２との間の熱移動を補助することができる。カバー２４は、カバー２４の導管部２７及び誘電性材料の両方を通して、基板２８とＥＳＣ２２との間の熱伝導性経路を提供する。
これに関して限定はされないが、第一の実施形態の基板支持体２０は、プラズマエッチング装置及びプラズマ堆積装置などのプラズマ処理装置において特定の用途を有する。環状フォーカスリング５０が、プラズマの均一性を制御するために、及びプラズマ中のイオンの方向を制御するために、基板支持体２０の周囲に配置されてよい。プラズマ処理において、カバー２４の露出された周辺領域３２は、プラズマ条件から保護されず、経時で浸食され得る。カバー２４は、支持されている基板２８よりも大きい直径を有することから（すなわち、張り出しがない）、粒子状堆積物の形成は、回避される、又は少なくとも低減される。加えて、カバー２４は、ＥＳＣ２２の上面２６をプラズマ処理条件への曝露から保護し、したがって、ＥＳＣ２２の浸食を防止する。このことは、ＥＳＣ２２の使用可能寿命を延長する。

Claims (17)

  1. 上面を備えた静電チャック；
    前記静電チャックの上に配置されて前記静電チャックの前記上面を覆うカバーであって、前記カバーは、前記静電チャックの前記上面に隣接する第一の面、基板を支持するための第二の面、及び前記第二の面から前記第一の面へ冷却ガスを流すための前記カバーを通って延びる１又は複数の導管部、を備えた、カバー、
    を備え、前記カバーは、誘電性材料から作られている、基板支持体。
  2. 前記カバーが、１００〜１５００μｍ、好ましくは３００〜１０００μｍの厚さを有する、請求項１に記載の支持体。
  3. 前記カバーが、ディスク又はディスク様である、請求項１又は２に記載の支持体。
  4. 前記第二の面が、基板支持領域、及び前記基板支持領域の半径方向外側の周辺領域を備え、それによって、基板が支持されている時、前記基板は、前記基板支持領域に重なっている、請求項１から３の何れか一項に記載の支持体。
  5. 前記１又は複数の導管部が、前記基板支持領域に配置されている、請求項４に記載の支持体。
  6. 前記静電チャックの前記上面が、静電固定力を提供するための固定領域、及び前記固定領域から半径方向外向きに延びるエッジ領域を備える、請求項４又は５に記載の支持体。
  7. 前記固定領域が、前記基板支持領域の直径よりも大きい直径を有する、請求項６に記載の支持体。
  8. 前記カバー及び前記静電チャックが、各々ある直径を有し、前記カバーの直径は、前記静電チャックの直径に等しい、又は前記静電チャックの直径よりも大きい、請求項１から７の何れか一項に記載の支持体。
  9. 前記カバーが、Ａｌ2Ｏ3又はＡｌＮから作られている、請求項１から８の何れか一項に記載の支持体。
  10. 前記カバーが、前記静電チャックの運転によって引き起こされる前記基板の静電固定以外によっては前記静電チャックに取り付けられていないことによって、交換可能である、請求項１から９の何れか一項に記載の支持体。
  11. 前記静電チャックが、前記カバーの前記第一の面に前記冷却ガスを提供するための１又は複数の冷却チャネルをさらに備える、請求項１から１０の何れか一項に記載の基板支持体。
  12. 前記静電チャックが、ＤＣ電源によって給電される少なくとも１つのＤＣ電極をさらに備える、請求項１から１１の何れか一項に記載の基板支持体。
  13. 前記静電チャックが、ＲＦ電源によって給電される少なくとも１つのＲＦ電極をさらに備える、請求項１から１２の何れか一項に記載の基板支持体。
  14. 使用時に前記カバーから基板を分離するように操作可能であるリフトアセンブリをさらに備える、請求項１から１３の何れか一項に記載の基板支持体。
  15. 前記リフトアセンブリが、１又は複数のリフト部材を備え、前記リフトアセンブリが、前記カバーの対応する開口部を通って前記リフト部材を動かして、前記カバーから前記基板を分離するように操作可能である、請求項１４に記載の基板支持体。
  16. チャンバー；及び
    前記チャンバー内に配置された請求項１から１５の何れか一項に記載の基板支持体、
    を備えたプラズマ処理装置。
  17. 請求項１から１５の何れか一項に記載の基板支持体を用いて基板を処理する方法であって、前記方法は：
    上面を備えた静電チャックを提供する工程；
    前記静電チャックの上に、前記静電チャックの前記上面を覆うためにカバーを配置する工程であって、前記カバーは、前記静電チャックの前記上面に隣接する第一の面、前記基板を支持するための第二の面、及び前記第一の面から前記第二の面へ冷却ガスを流すための前記カバーを通って延びる１又は複数の導管部を備えている、工程；
    前記基板を前記カバーの前記第二の面上に配置する工程；
    前記基板を適切な位置に静電固定するために前記静電チャックを運転する工程であって、前記基板は、前記カバーを通して前記静電チャックと静電結合される、工程；
    前記基板を冷却するために、前記１又は複数の導管部を通して前記第一の面から前記第二の面へ冷却ガスを流す工程；並びに
    前記基板を処理する工程、
    を含む、方法。
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