JP2020205379A - 載置台及びプラズマ処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板の下面及び静電チャックの上面の間に供給する伝熱ガスの放電を抑制することを提供する。【解決手段】基板及びエッジリングを支持するための静電チャックと、前記静電チャックを支持する基台と、を備え、前記静電チャックは、第１上面を有し、前記第１上面の上に載置される基板を支持するように構成された第１領域と、第２上面を有し、前記第１領域の周囲に一体として設けられ、前記第２上面の上に載置されるエッジリングを支持するように構成された第２領域と、前記第１領域に設けられ、直流電圧を印加する第１電極と、前記第２領域に設けられ、直流電圧を印加する第２電極と、バイアス電力を印加する第３電極と、を有する載置台が提供される。【選択図】図２

Description

本開示は、載置台及びプラズマ処理装置に関する。
電子デバイスの製造においては、プラズマ処理装置が用いられている。プラズマ処理装置は、チャンバ内に供給したガスを載置台に印加した高周波電力により励起し、これによりプラズマを生成し、載置台の上の基板をプラズマ処理する。
近年、特にイオン引き込み用（バイアス用）の高周波について高パワーの条件を使用してプラズマ処理が行われている。これに対して、例えば、特許文献１は、チャンバ本体の内壁に照射されるイオンのエネルギーを低下させるための技術を提案している。
特開２０１９−３６６５８号公報
イオン引き込み用の高周波について高パワーの条件を使用してプラズマ処理を行うと、基板の下面及び静電チャックの上面の間に供給する伝熱ガスが電離し、放電が生じる場合がある。
本開示は、基板の下面及び静電チャックの上面の間に供給する伝熱ガスの放電を抑制することが可能な、載置台及びプラズマ処理装置を提供する。
本開示の一の態様によれば、基板及びエッジリングを支持するための静電チャックと、前記静電チャックを支持する基台と、を備え、前記静電チャックは、第１上面を有し、前記第１上面の上に載置される基板を支持するように構成された第１領域と、第２上面を有し、前記第１領域の周囲に一体として設けられ、前記第２上面の上に載置されるエッジリングを支持するように構成された第２領域と、前記第１領域に設けられ、直流電圧を印加する第１電極と、前記第２領域に設けられ、直流電圧を印加する第２電極と、バイアス電力を印加する第３電極と、を有する載置台が提供される。
一の側面によれば、基板の下面及び静電チャックの上面の間に供給する伝熱ガスの放電を抑制することができる。
一実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す断面模式図。 一実施形態に係る載置台の一例を示す図。 一実施形態に係る載置台のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面を示す図。
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
［プラズマ処理装置］
図１は、一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、容量結合型の装置である。プラズマ処理装置１は、チャンバ１０を有する。チャンバ１０は、その中に内部空間１０ｓを提供している。
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の内側に提供されている。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウムから形成されている。チャンバ本体１２の内壁面上には、耐腐食性を有する膜が設けられている。耐腐食性を有する膜は、酸化アルミニウム、酸化イットリウムといったセラミックスから形成された膜であり得る。
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。通路１２ｐは、ゲートバルブ１２ｇにより開閉可能となっている。ゲートバルブ１２ｇは、チャンバ本体１２の側壁に沿って設けられている。
チャンバ本体１２の底部上には、支持部１３が設けられている。支持部１３は、絶縁材料から形成されている。支持部１３は、略円筒形状を有している。支持部１３は、内部空間１０ｓの中で、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。支持部１３上には、部材１５が設けられている。部材１５は、石英といった絶縁体から形成されてもよい。部材１５は、略円筒形状を有し得る。或いは、部材１５は、環形状を有する板状体であり得る。
プラズマ処理装置１は、基板載置台、即ち一つの例示的実施形態に係る載置台１４を更に備えている。載置台１４は、支持部１３によって支持されている。載置台１４は、内部空間１０ｓの中に設けられている。載置台１４は、チャンバ１０内、即ち内部空間１０ｓの中で、基板Ｗを支持するように構成されている。
載置台１４は、下部電極１８及び一つの例示的実施形態に係る静電チャック２０を有している。載置台１４は、電極プレート１６を更に有し得る。電極プレート１６は、例えばアルミニウムといった導体から形成されており、略円盤形状を有している。下部電極１８は、電極プレート１６上に設けられている。下部電極１８は、例えばアルミニウムといった導体から形成されており、略円盤形状を有している。下部電極１８は、電極プレート１６に電気的に接続されている。下部電極１８の外周面及び電極プレート１６の外周面は、支持部１３によって囲まれている。電極プレート１６及び下部電極１８は、静電チャック２０を支持する基台の一例である。
静電チャック２０は、下部電極１８上に設けられている。静電チャック２０のエッジ及びエッジリング２６は部材１５によって囲まれている。静電チャック２０は、基板Ｗ及び一つの例示的実施形態に係るエッジリング２６を支持する。
基板Ｗは、例えば円盤形状を有し、静電チャック２０上に載置される。エッジリング２６は、基板Ｗのエッジを囲むように静電チャック２０上に搭載される。エッジリング２６の外縁部分は、部材１５の上で延在し得る。エッジリング２６は、環形状を有する部材である。エッジリング２６は、限定されるものではないが、シリコン、炭化シリコン、又は石英から形成され得る。エッジリング２６は、フォーカスリングとも呼ばれる。
下部電極１８の内部には、流路１８ｆが設けられている。流路１８ｆには、チャンバ１０の外部に設けられているチラーユニット２２から配管２２ａを介して熱交換媒体（例えば冷媒）が供給される。流路１８ｆに供給された熱交換媒体は、配管２２ｂを介してチラーユニット２２に戻される。プラズマ処理装置１では、静電チャック２０上に載置された基板Ｗの温度が、熱交換媒体と下部電極１８との熱交換により、調整される。
プラズマ処理装置１には、ガス供給ライン２４が設けられている。ガス供給ライン２４は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス（例えばＨｅガス）を、静電チャック２０の上面と基板Ｗの下面との間に供給する。
プラズマ処理装置１は、上部電極３０を更に備えている。上部電極３０は、載置台１４の上方に設けられている。上部電極３０は、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。部材３２は、絶縁性を有する材料から形成されている。上部電極３０と部材３２は、チャンバ本体１２の上部開口を閉じている。
上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含み得る。天板３４の下面は、内部空間１０ｓの側の下面であり、内部空間１０ｓを画成している。天板３４は、ジュール熱の少ない低抵抗の導電体又は半導体から形成され得る。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は、天板３４をその板厚方向に貫通している。
支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持する。支持体３６は、アルミニウムといった導電性材料から形成される。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。支持体３６には、複数のガス孔３６ｂが形成されている。複数のガス孔３６ｂは、ガス拡散室３６ａから下方に延びている。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、ガス導入口３６ｃが形成されている。ガス導入口３６ｃは、ガス拡散室３６ａに接続している。ガス導入口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、ガス供給部ＧＳが接続されている。ガス供給部ＧＳは、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を含む。ガスソース群４０は、バルブ群４１、流量制御器群４２、及びバルブ群４３を介して、ガス供給管３８に接続されている。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の対応の開閉バルブ、流量制御器群４２の対応の流量制御器、及びバルブ群４３の対応の開閉バルブを介して、ガス供給管３８に接続されている。
プラズマ処理装置１では、チャンバ本体１２の内壁面に沿って、シールド４６が着脱自在に設けられている。シールド４６は、支持部１３の外周にも設けられている。シールド４６は、チャンバ本体１２にエッチング副生物等の反応生成物が付着することを防止する。シールド４６は、例えば、アルミニウムから形成された部材の表面に耐腐食性を有する膜を形成することにより構成される。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウムといったセラミックスから形成された膜であり得る。
支持部１３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、アルミニウムから形成された部材の表面に耐腐食性を有する膜を形成することにより構成される。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウムといったセラミックスから形成された膜であり得る。バッフルプレート４８には、複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、且つ、チャンバ本体１２の底部には、排気口１２ｅが設けられている。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、圧力調整弁及びターボ分子ポンプといった真空ポンプを有している。
プラズマ処理装置１は、プラズマ生成用の高周波ＨＦの電力を印加する第１の高周波電源６１を備えている。第１の高周波電源６１は、チャンバ１０内でガスからプラズマを生成するために、高周波ＨＦの電力を発生するように構成されている。高周波ＨＦの周波数は、例えば２７ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲内の周波数である。
第１の高周波電源６１は、整合器６３を介して下部電極１８に電気的に接続されている。整合器６３は、整合回路を有している。整合器６３の整合回路は、第１の高周波電源６１の負荷側（下部電極側）のインピーダンスを、第１の高周波電源６１の出力インピーダンスに整合させるよう構成されている。別の実施形態では、第１の高周波電源６１は、整合器６３を介して上部電極３０に電気的に接続されていてもよい。
プラズマ処理装置１は、イオン引き込み用の高周波ＬＦの電力を印加する第２の高周波電源６２を更に備え得る。第２の高周波電源６２は、高周波ＬＦの電力を発生するように構成されている。高周波ＬＦは、主としてイオンを基板Ｗに引き込むことに適した周波数を有し、例えば４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数である。或いは、高周波ＬＦは、矩形の波形を有するパルス状の電圧であってもよい。
第２の高周波電源６２は、整合器６４を介して静電チャック２０内のバイアス電極２１に電気的に接続されている。整合器６４は、整合回路を有している。整合器６４の整合回路は、第２の高周波電源６２の負荷側（下部電極側）のインピーダンスを、第２の高周波電源６２の出力インピーダンスに整合させるよう構成されている。
プラズマ処理装置１は、制御部８０を更に備え得る。制御部８０は、プロセッサ、メモリといった記憶部、入力装置、表示装置、信号の入出力インターフェイス等を備えるコンピュータであり得る。制御部８０は、プラズマ処理装置１の各部を制御する。制御部８０では、入力装置を用いて、オペレータがプラズマ処理装置１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができる。また、制御部８０では、表示装置により、プラズマ処理装置１の稼働状況を可視化して表示することができる。さらに、制御部８０の記憶部には、制御プログラム及びレシピデータが格納されている。制御プログラムは、プラズマ処理装置１で各種処理を実行するために、制御部８０のプロセッサによって実行される。制御部８０のプロセッサが、制御プログラムを実行し、レシピデータに従ってプラズマ処理装置１の各部を制御することにより、種々のプロセス、例えばプラズマ処理方法がプラズマ処理装置１で実行される。
［載置台］
以下、一実施形態に係る載置台１４について詳細に説明する。以下の説明では、図１と共に、図２を参照する。図２は、一実施形態に係る載置台１４を示す断面図である。
静電チャック２０は、本体を有する。静電チャック２０の本体は、略円盤形状を有している。静電チャック２０の本体は、誘電体材料から形成されている。静電チャック２０の本体は、第１領域２０ａ及び第２領域２０ｂを含んでいる。
第１領域２０ａは、略円盤形状を有する領域である。第１領域２０ａは、第１上面２０１を有する。第１領域２０ａは、第１上面２０１に載置される基板Ｗを保持するように構成される。第１領域２０ａの直径は、基板Ｗの直径よりも小さい。
第２領域２０ｂは、環形状を有する領域である。第２領域２０ｂは、第１領域２０ａと中心軸線（図２では、軸線ＡＸ）を共有している。第２領域２０ｂは、第２上面２０２を有している。第２領域２０ｂは、第１領域２０ａの周囲に一体として設けられ、第２上面２０２の上に搭載されるエッジリング２６を支持するように構成されている（図１参照）。
静電チャック２０の本体、即ち、第１領域２０ａ及び第２領域２０ｂは、単一の誘電体材料から形成され得る。即ち、第１領域２０ａを構成する誘電体材料及び第２領域２０ｂを構成する誘電体材料は、同一であり得る。例えば、静電チャック２０の本体は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムといったセラミックスから形成され得る。この静電チャック２０では、第２領域２０ｂの第２上面２０２は、第１領域２０ａの第１上面２０１よりも低く、第１領域２０ａの厚みは、第２領域２０ｂの厚みよりも厚くなっている。
静電チャック２０は、吸着電極２３を更に有している。吸着電極２３は、第１領域２０ａ内に設けられている。吸着電極２３は、スイッチ２０ｓを介して直流電源２０ｐに接続されている。吸着電極２３に直流電源２０ｐからの直流電圧が印加されると、第１領域２０ａと基板Ｗとの間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、基板Ｗは、第１領域２０ａに引き付けられ、第１領域２０ａによって保持される。吸着電極２３は、第１領域２０ａに設けられ、直流電圧を印加する第１電極の一例である。
静電チャック２０は、吸着電極２７ａ及び吸着電極２７ｂ（以下、総称して吸着電極２７とも表記する。）を更に有している。吸着電極２７ａ及び吸着電極２７ｂは、第２領域２０ｂ内に設けられている。吸着電極２７ａ及び吸着電極２７ｂは、静電チャック２０の中心軸線に対して周方向に延在している。吸着電極２７ｂは、吸着電極２７ａの外側に設けられている。吸着電極２７ａには直流電源２０ｍがスイッチ２０ｎを介して電気的に接続されており、吸着電極２７ｂには直流電源２０ｒがスイッチ２０ｔを介して電気的に接続されている。吸着電極２７ａ及び吸着電極２７ｂのそれぞれには、吸着電極２７ａと吸着電極２７ｂとの間で電位差が生じるように直流電源２０ｍ及び直流電源２０ｒから直流電圧が印加される。例えば、吸着電極２７ａに直流電源２０ｍから印加される直流電圧の極性は、吸着電極２７ｂに直流電源２０ｒから印加される直流電圧の極性とは逆の極性であってもよい。ただし、吸着電極２７は、双極に限られず、単極の電極であってもよい。吸着電極２７ａ及び吸着電極２７ｂに直流電源２０ｍ、２０ｒからそれぞれ直流電圧が印加されると、第２領域２０ｂとエッジリング２６との間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、エッジリング２６は、第２領域２０ｂに引き付けられ、第２領域２０ｂによって保持される。吸着電極２７ａ及び吸着電極２７ｂは、第２領域２０ｂに設けられ、直流電圧を印加する第２電極の一例である。
バイアス電極２１は、第１領域２０ａ内の吸着電極２３の下方に設けられている。バイアス電極２５は、第２領域２０ｂ内の吸着電極２７ａ及び吸着電極２７ｂの下方に設けられている。第３の高周波電源６５は、整合器６６を介して第２領域２０ｂ内のバイアス電極２５に電気的に接続されている。整合器６６は、整合回路を有している。整合器６６の整合回路は、第３の高周波電源６５の負荷側（下部電極側）のインピーダンスを、第３の高周波電源６５の出力インピーダンスに整合させるよう構成されている。
バイアス電極２１及びバイアス電極２５は、イオン引き込み用のバイアス電力を印加する。バイアス電力は直流電圧又は高周波電圧により印加される。図１及び図２の例では、バイアス電極２５は第３の高周波電源６５からの高周波電圧によりバイアス電力を印加しているが、これに限られず、直流電源からの直流電圧によりバイアス電力を印加してもよい。バイアス電極２１にバイアス電力が印加されると、プラズマ中のイオンが第１領域２０ａに向けて引き込まれる。これにより、基板Ｗの面内全体の、例えばエッチングレートや成膜レート等のプロセス特性を制御できる。バイアス電極２５にバイアス電力が印加されると、プラズマ中のイオンが第２領域２０ｂに向けて引き込まれる。これにより、基板Ｗのエッジ領域のプロセス特性を制御できる。
バイアス電極２１及びバイアス電極２５は、バイアス電力を印加する第３電極の一例であり、バイアス電極２１は第１領域２０ａに設けられる第３−１電極の一例であり、バイアス電極２５は第２領域２０ｂに設けられる第３−２電極の一例である。バイアス電極２１とバイアス電極２５とに印加するバイアス電力は、第２の高周波電源６２と第３の高周波電源６５とによりそれぞれ独立して制御される。第３電極は、少なくともバイアス電極２１を有し、バイアス電極２５を有さなくてもよい。
第１領域２０ａ内の吸着電極２３は、第１上面２０１とバイアス電極２１との間に設けられる。吸着電極２３とバイアス電極２１とは、直径が略同一の円形状を有する。第２領域２０ｂ内の吸着電極２７ａ及び吸着電極２７ｂは、第２上面２０２とバイアス電極２５との間に設けられる。吸着電極２７ａ、吸着電極２７ｂ及びバイアス電極２１とは、環状を有する。吸着電極２７ａと吸着電極２７ｂとの径方向の幅は略同一の長さを有し、バイアス電極２１の径方向の幅は、吸着電極２７ａ及び吸着電極２７ｂの径方向の合計の幅よりも大きい。
バイアス電極２１と、吸着電極２７ａ及び吸着電極２７ｂとは、静電チャック２０の同一面内に配置される。第１上面２０１からバイアス電極２１の上面までの厚みＤ１と、第２上面２０２からバイアス電極２５の上面までの厚みＤ２とは等しい。
［バイアス電極を静電チャック内に設ける理由］
バイアス電極２１及びバイアス電極２５を静電チャック２０内に設ける理由について説明する。近年、特にイオン引き込み用の高周波ＬＦについて高パワーの条件を使用してプラズマ処理が行われている。高パワーの高周波ＬＦを電極プレート１６に印加すると、電極プレート１６と基板Ｗとの間の静電容量、及び電極プレート１６とエッジリング２６との間の静電容量に応じて、電極プレート１６と基板Ｗとの間及び電極プレート１６とエッジリング２６との間に電位差が生じる。これにより、基板Ｗの裏面及びエッジリング２６の裏面に供給される伝熱ガスに電離が発生する。この結果、基板Ｗの裏面及び／又はエッジリング２６の裏面にて異常放電が発生する場合がある。
そこで、本実施形態に係る載置台１４では、伝熱ガスの放電を抑制するために、バイアス電極２１を静電チャック２０内の第１領域２０ａに設け、バイアス電極２５を第２領域２０ｂに設ける。これにより、バイアス電極２１と基板Ｗとの間の静電容量、及びバイアス電極２５とエッジリング２６との間の静電容量を大きくすることができる。
高周波ＬＦを静電チャック２０のバイアス電極２１及びバイアス電極２５に印加したときに流れる高周波電流のインピーダンスＺは、以下の式で示される。
Ｚ＝−（１／Ｃω）×ｊ
よって、静電容量Ｃを大きくすることで静電チャック２０を流れる高周波電流のインピーダンスＺを小さくすることができる。これにより、基板Ｗとバイアス電極２１との間の電位差が小さくなる。
また、ＲＣ回路において時定数τは、以下の式で示される。
τ＝ＲＣ
よって、ＲＣが小さいと電位が変化し易い。このため、静電容量Ｃを大きくすることで、ＲＣを大きくして基板Ｗ及びエッジリング２６における電位の変動を抑制することができる。
例えばバイアス電極２１の状態が瞬間的に−５０００Ｖになったとき、基板Ｗも瞬間的に−５０００Ｖになる。このとき、プラズマ中のイオンが基板Ｗに引き込まれるため、基板Ｗの電位がプラス方向に変動していく。基板Ｗとバイアス電極２１との間の静電容量、及びエッジリング２６とバイアス電極２５との間の静電容量を大きくすることで、基板Ｗの電位のプラス方向への変動を生じ難くすることができる。
以上から、本実施形態に係る載置台１４では、バイアス電極２１及びバイアス電極２５を静電チャック２０内に設け、高周波ＬＦの電力をバイアス電極２１及びバイアス電極２５に印加する。これによれば、高周波ＬＦの電力を電極プレート１６に印加するよりもバイアス電極２１と基板Ｗとの間の静電容量、及びバイアス電極２５とエッジリング２６との間の静電容量を大きくすることができる。これにより、基板Ｗとエッジリング２６との間の電位差を小さくすることができるとともに、基板Ｗ及びエッジリング２６の電位の変動を抑制することができる。これにより、基板Ｗの裏面に供給される伝熱ガスの放電を抑制できる。この結果、基板Ｗの裏面及びエッジリング２６の裏面において異常放電が発生することを抑制できる。
また、第１上面２０１からバイアス電極２１までの厚みＤ１と、第２上面２０２からバイアス電極２５までの厚みＤ２とを等しく配置することが好ましい。これにより、バイアス電極２１と基板Ｗとの間の静電容量、及びバイアス電極２５とエッジリング２６との間の双方の静電容量を略同一にすることができる。これにより、基板Ｗとエッジリング２６との間の電位差をより小さくする又は無くすことができ、基板Ｗ及びエッジリング２６の間において異常放電が発生することをより効果的に抑制できる。
なお、下部電極１８と静電チャック２０との間には下部電極１８と静電チャック２０とを接着する接着層が設けられる。従前のように高周波ＬＦを電極プレート１６に印加した場合、誘電率の低い接着層が、バイアス電極２１と基板Ｗとの間の静電容量、及びバイアス電極２５とエッジリング２６との間の静電容量を大きくすることの妨げになる。
これに対して、本実施形態に係る載置台１４では、下部電極１８と静電チャック２０との間の接着層の上にバイアス電極２１及びバイアス電極２５が埋め込まれる。よって、バイアス電極２１と基板Ｗとの間、及びバイアス電極２５とエッジリング２６との間に接着層が介在しない。これによれば、接着層がないことによりバイアス電極２１と基板Ｗとの間の静電容量、及びバイアス電極２５とエッジリング２６との間の静電容量をより大きくすることが可能になるとともに、接着層の伝熱や応力緩和に関して自由な設計が可能になる。
なお、プラズマ生成用の高周波ＨＦの電力は電極プレート１６に印加するが、上部電極３０に印加してもよい。
［各電極］
次に、静電チャック２０に埋め込まれた各電極について、図３を参照して説明する。図３（ａ）は、図２に示す静電チャック２０のＡ−Ａ断面を示す図である。図３（ｂ）は、静電チャック２０のＢ−Ｂ断面を示す図である。図３（ｃ）は、静電チャック２０のＣ−Ｃ断面を示す図である。
図３（ａ）のＡ−Ａ断面を参照すると、円形状の第１領域２０ａ内に、円形状の吸着電極２３が設けられている。吸着電極２３は、膜状又はシート状の電極である。
図３（ｂ）のＢ−Ｂ断面を参照すると、第２領域２０ｂ内に環状の吸着電極２７ａ、２７ｂが設けられている。吸着電極２７ａ及び吸着電極２７ｂの各々は、膜状又はシート状の電極である。吸着電極２７ｂは、吸着電極２７ａの外側に設けられている。
また、吸着電極２７ａの内側であって第１領域２０ａ内に、円形状のバイアス電極２１が設けられている。バイアス電極２１は、シート状又はメッシュ状である。バイアス電極２１は、静電チャック２０に使用されたセラミックスと金属とを含む導電性のセラミックスで形成される。
バイアス電極２１は、所定値（例えば、０．１Ω・ｃｍ）以下の抵抗値を有する。バイアス電極２１を形成するシート状又はメッシュ状の部材の抵抗値が所定値よりも大きいと径方向への電荷の移動に時間がかかり、高周波ＬＦを安定して印加することができないためである。
例えば、高周波ＬＦの周波数が例えば４００ｋＨｚであるとき、その周波数に対して十分に早い程度の電荷の移動速度をもった、抵抗値が十分に低い部材をバイアス電極２１を用いることが好ましい。
バイアス電極２１を用いる素材は、これに限られるものではないが、タングステン、タンタル、モリブデン等の高融点金属系の材質と、静電チャックを構成するセラミックスとを組み合わせた導電性のセラミックスであってもよい。
更に、バイアス電極２１と、バイアス電極２１が埋め込まれた静電チャック２０のセラミックスとの間の部材間の線膨張係数差を考えると、バイアス電極２１は、シート状よりもメッシュ状の金属でもよい。これにより、プラズマからの入熱によるバイアス電極２１と静電チャック２０との線膨張係数の差から生じるバイアス電極２１と静電チャック２０との収縮の差を緩和し、バイアス電極２１と静電チャック２０との間の摩擦を低減できる。
図３（ｃ）のＣ−Ｃ断面を参照すると、第２領域２０ｂに環状のバイアス電極２５が設けられている。バイアス電極２５は、膜状又はシート状の電極である。バイアス電極２５は、給電端子２５ａを周方向に均等に配置する。これにより、高周波ＬＦのインピーダンスを周方向において均一化でき、高周波ＬＦの周方向における偏りを低減できる。
バイアス電極２５は、シート状又はメッシュ状である。バイアス電極２５は、静電チャック２０に使用されたセラミックスと金属とを含む導電性のセラミックスで形成される。
バイアス電極２５は、所定値（例えば、０．１Ω・ｃｍ）以下の抵抗値を有する。バイアス電極２５を用いる素材は、これに限られるものではないが、タングステン、タンタル、モリブデン等の高融点金属系の材質と、静電チャックを構成するセラミックスとを組み合わせた導電性のセラミックスであってもよい。
更に、バイアス電極２５は、シート状よりもメッシュ状の金属でもよい。これにより、プラズマからの入熱によるバイアス電極２５と静電チャック２０との線膨張係数の差から生じるバイアス電極２５と静電チャック２０との収縮の差を緩和し、バイアス電極２５と静電チャック２０との間の摩擦を低減できる。
以上に説明したように、本実施形態の載置台１４及びプラズマ処理装置１によれば、バイアス電極２１、２５を静電チャック２０内に設けることで、基板Ｗの下面及び静電チャック２０の上面の間に供給する伝熱ガスの放電を抑制することができる。
今回開示された一実施形態に係る載置台及びプラズマ処理装置は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
本開示のプラズマ処理装置は、Atomic Layer Deposition(ALD)装置、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna(RLSA)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のいずれのタイプの装置でも適用可能である。
また、プラズマ処理装置は、基板に所定の処理（例えば、エッチング処理、成膜処理等）を施す装置であればよい。
１…プラズマ処理装置、１０…チャンバ、１４…載置台、１６…電極プレート、１８…下部電極、２０…静電チャック、２０ａ…第１領域、２０ｂ…第２領域、２１、２５…バイアス電極、２６…エッジリング、２３、２７ａ、２７ｂ…吸着電極、６１…第１の高周波電源、６２…第２の高周波電源、６５…第３の高周波電源、２０１…第１上面、２０２…第２上面、Ｗ…基板
第２の高周波電源６２は、整合器６４を介して静電チャック２０内のバイアス電極２１に電気的に接続されている。整合器６４は、整合回路を有している。整合器６４の整合回路は、第２の高周波電源６２の負荷側（バイアス電極側）のインピーダンスを、第２の高周波電源６２の出力インピーダンスに整合させるよう構成されている。
バイアス電極２１は、第１領域２０ａ内の吸着電極２３の下方に設けられている。バイアス電極２５は、第２領域２０ｂ内の吸着電極２７ａ及び吸着電極２７ｂの下方に設けられている。第３の高周波電源６５は、整合器６６を介して第２領域２０ｂ内のバイアス電極２５に電気的に接続されている。整合器６６は、整合回路を有している。整合器６６の整合回路は、第３の高周波電源６５の負荷側（バイアス電極側）のインピーダンスを、第３の高周波電源６５の出力インピーダンスに整合させるよう構成されている。
第１領域２０ａ内の吸着電極２３は、第１上面２０１とバイアス電極２１との間に設けられる。吸着電極２３とバイアス電極２１とは、直径が略同一の円形状を有する。第２領域２０ｂ内の吸着電極２７ａ及び吸着電極２７ｂは、第２上面２０２とバイアス電極２５との間に設けられる。吸着電極２７ａ、吸着電極２７ｂ及びバイアス電極２５とは、環状を有する。吸着電極２７ａと吸着電極２７ｂとの径方向の幅は略同一の長さを有し、バイアス電極２５の径方向の幅は、吸着電極２７ａ及び吸着電極２７ｂの径方向の合計の幅よりも大きい。

Claims (8)

  1. 基板及びエッジリングを支持するための静電チャックと、
    前記静電チャックを支持する基台と、を備え、
    前記静電チャックは、
    第１上面を有し、前記第１上面の上に載置される基板を支持するように構成された第１領域と、
    第２上面を有し、前記第１領域の周囲に一体として設けられ、前記第２上面の上に載置されるエッジリングを支持するように構成された第２領域と、
    前記第１領域に設けられ、直流電圧を印加する第１電極と、
    前記第２領域に設けられ、直流電圧を印加する第２電極と、
    バイアス電力を印加する第３電極と、
    を有する、載置台。
  2. 前記第３電極は、前記第１領域に設けられる第３−１電極と、前記第２領域に設けられる第３−２電極とを有し、
    前記第３−１電極に印加するバイアス電力と、前記第３−２電極に印加するバイアス電力とは独立して制御される、
    請求項１に記載の載置台。
  3. 前記第３−１電極と、前記第２電極とは、前記静電チャックの同一面内に配置される、
    請求項２に記載の載置台。
  4. 前記第１上面から前記第３−１電極までの厚みと、前記第２上面から前記第３−２電極までの厚みとは等しい、
    請求項２又は３に記載の載置台。
  5. 前記静電チャックは、誘電体により形成され、
    前記基台は、金属により形成される、
    請求項１〜４のいずれか一項に記載の載置台。
  6. 前記第３電極は、所定値以下のシート抵抗を有するシート状又はメッシュ状である、
    請求項１〜５のいずれか一項に記載の載置台。
  7. 前記第３電極は、前記静電チャックに使用されたセラミックスと金属とを含む導電性のセラミックスで形成される、
    請求項１〜６のいずれか一項に記載の載置台。
  8. プラズマ生成用の高周波電力を印加する第１の高周波電源と、
    イオン引き込み用のバイアス電力を印加する第２の高周波電源及び第３の高周波電源と、
    基板及びエッジリングを支持するための静電チャックと、
    前記静電チャックを支持する基台と、を備え、
    前記静電チャックは、
    第１上面を有し、前記第１上面の上に載置される基板を支持するように構成された第１領域と、
    第２上面を有し、前記第１領域の周囲に一体として設けられ、前記第２上面の上に載置されるエッジリングを支持するように構成された第２領域と、
    前記第１領域に設けられ、直流電圧を印加する第１電極と、
    前記第２領域に設けられ、直流電圧を印加する第２電極と、
    バイアス電力を印加する第３電極と、
    を有する、プラズマ処理装置。
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