JP2023039328A - 基板処理装置および基板支持部 - Google Patents

Abstract

【課題】静電チャックと基台との間の熱伝達効率を向上させることができる技術を提供する。【解決手段】基板処理システムは、プラズマ処理チャンバと、前記プラズマ処理チャンバ内に設けられた基板支持部と、を含む。前記基板支持部は、静電チャックに対向する基台側対向面に第１凹部を有する基台と、基板を支持する支持面と、前記支持面の反対面であり前記基台に対向するチャック側対向面とを有し、前記チャック側対向面に第２凹部を有する前記静電チャックと、前記基台側対向面と前記チャック側対向面との間で、前記基台と前記静電チャックとを接着する接着層と、前記第１凹部および前記第２凹部に収容される伝熱部材と、を備える。【選択図】図２

Description

本開示は、基板処理装置および基板支持部に関する。

基板処理装置は、処理容器内に基板支持部を備え、基板支持部に支持された基板に対して処理を行う。この種の基板支持部として、基板を保持する静電チャックと、基板の温度を調整可能な温度調整部を有する基台と、を積層した基板支持部が知られている。例えば、特許文献１には、ベース部材（基台）と、静電チャック板（静電チャック）との間を全面にわたってろう付けした静電吸着装置（基板支持部）が開示されている。

特開平９－２８３６０９号公報

本開示は、静電チャックと基台との間の熱伝達効率を向上させることができる技術を提供する。

本開示の一態様によれば、プラズマ処理チャンバと、前記プラズマ処理チャンバ内に設けられた基板支持部と、を有し、前記基板支持部は、静電チャックに対向する基台側対向面に第１凹部を有する基台と、基板を支持する支持面と、前記支持面の反対面であり前記基台に対向するチャック側対向面とを有し、前記チャック側対向面に第２凹部を有する前記静電チャックと、前記基台側対向面と前記チャック側対向面との間で、前記基台と前記静電チャックとを接着する接着層と、前記第１凹部および前記第２凹部に収容される伝熱部材と、を備える、基板処理装置が提供される。

一態様によれば、静電チャックと基台との間の熱伝達効率を向上させることができる。

プラズマ処理システムの全体構成を示す概略説明図である。 図１の基板支持部を示す縦断面図である。 図２の伝熱構造部の伝熱部材を拡大して示す図である。 図２の第１凹部に伝熱部材を配置した状態を概略的に例示する平面図である。 図２の載置台の作用を拡大して示す縦断面図である。 伝熱構造部の変形例を例示する拡大縦断面図である。

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。

〔基板処理システムの全体構成〕
まず、一実施形態に係る基板処理システムとして、プラズマ処理システムの構成例について、図１を参照して説明する。図１は、プラズマ処理システムの全体構成を示す概略説明図である。

プラズマ処理システムは、容量結合プラズマ処理装置１および制御部２を含む。容量結合プラズマ処理装置１は、基板処理装置の一例である。容量結合プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０および排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１およびガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａおよび基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓに供給するための少なくとも１つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口とを有する。側壁１０ａは接地される。シャワーヘッド１３および基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０の筐体とは電気的に絶縁される。

基板支持部１１は、本体部１１１およびリングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、基板（ウェハ）Ｗを支持するための中央領域１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域１１１ｂと、を有する。本体部１１１の環状領域１１１ｂは、平面視で本体部１１１の中央領域１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の中央領域１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の中央領域１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１の環状領域１１１ｂ上に配置される。リングアセンブリ１１２は、１または複数の環状部材を含む。１または複数の環状部材のうち少なくとも１つはエッジリングである。

シャワーヘッド１３は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。シャワーヘッド１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス拡散室１３ｂ、および複数のガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３ｂを通過して複数のガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。また、シャワーヘッド１３は、導電性部材を含む。シャワーヘッド１３の導電性部材は上部電極として機能する。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１または複数の開口部に取り付けられる１または複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ Ｇａｓ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。

ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１および少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してシャワーヘッド１３に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラまたは圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調またはパルス化する１またはそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。

電源３０は、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、ソースＲＦ信号およびバイアスＲＦ信号のような少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を、基板支持部１１の導電性部材および／またはシャワーヘッド１３の導電性部材に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ処理チャンバ１０において１またはそれ以上の処理ガスからプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部の少なくとも一部として機能し得る。また、ＲＦ電源３１は、バイアスＲＦ信号を基板支持部１１の導電性部材に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。

一実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａおよび第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材および／またはシャワーヘッド１３の導電性部材に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１３ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１または複数のソースＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材および／またはシャワーヘッド１３の導電性部材に供給される。第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１または複数のバイアスＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号およびバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。

また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａおよび第２のＤＣ生成部３２ｂを含む。一実施形態において、第１のＤＣ生成部３２ａは、基板支持部１１の導電性部材に接続され、第１のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第１のバイアスＤＣ信号は、基板支持部１１の導電性部材に印加される。一実施形態において、第１のＤＣ信号が、静電チャック内の電極のような他の電極に印加されてもよい。一実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、シャワーヘッド１３の導電性部材に接続され、第２のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第２のＤＣ信号は、シャワーヘッド１３の導電性部材に印加される。種々の実施形態において、第１および第２のＤＣ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。なお、第１および第２のＤＣ生成部３２ａ，３２ｂは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第１のＤＣ生成部３２ａが第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。

排気システム４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１０の底部に設けられたガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁および真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプまたはこれらの組み合わせを含んでもよい。

制御部２は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置１に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部２は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置１の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部２の一部または全てがプラズマ処理装置１に含まれてもよい。制御部２は、例えばコンピュータ２ａを含んでもよい。コンピュータ２ａは、例えば、処理部（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２ａ１、記憶部２ａ２、および通信インターフェース２ａ３を含んでもよい。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２に格納されたプログラムに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。記憶部２ａ２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース２ａ３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの通信回線を介してプラズマ処理装置１との間で通信してもよい。

〔基板支持部１１の構成〕
図１および図２を参照して基板支持部１１の構成について更に説明する。図２は、図１の基板支持部１１を示す縦断面図である。なお、図２では、説明の便宜のため、鉛直方向の寸法を誇張して図示している。プラズマ処理システムにおいて、基板支持部１１の本体部１１１は、鉛直方向下側に配置される基台５１と、基台５１の鉛直方向上側に積層される静電チャック（ＥＳＣ：Electric Static Chuck）６０と、を含む。

また、本体部１１１は、基台５１および静電チャック６０を接着するために、基台５１と静電チャック６０との間に接着層７０を有する。なお、図示は省略するが、基板支持部１１は、搬送装置により搬送された基板Ｗを受け取って基板支持部１１に載置するとともに、基板支持部１１の基板Ｗを搬送装置に受け渡すための複数のリフトピンと、各リフトピンを昇降させる昇降機構と、を備えてもよい。

基台５１は、アルミニウム、アルミニウム合金、チタンまたはチタン合金などの導電性部材により板状に形成され、プラズマ処理チャンバ１０の底壁１０ｂの上面に設置される。例えば、アルミニウム合金により形成された基台５１の熱伝導率λ１は、約１７０Ｗ／ｍ・Ｋである。基台５１は、絶縁材料により形成された台座４２を介して底壁１０ｂに固定されている。基台５１の導電性部材は、上記した電源３０に電気的に接続されることで、ＲＦ電力が供給される下部電極として機能する。

基台５１の上面は、静電チャック６０に対向する基台側対向面５２と、基台側対向面５２よりも外周側で当該基台側対向面５２も低い位置にあるリング配置面５３と、を有する。つまり、基台５１の上面は段差状に形成されている。リング配置面５３は、基台側対向面５２の外周を周回することで上記の環状領域１１１ｂを形成しており、リングアセンブリ１１２が配置される。

基台側対向面５２は、接着層７０を介して静電チャック６０を支持する中央領域１１１ａの下層を構成している。基台側対向面５２は、上部が開放した第１凹部５４を１以上有する。第１凹部５４は、基台側対向面５２に沿って延在することで溝状に形成されており、後記の伝熱部材８１を収容する。

さらに、プラズマ処理システムは、静電チャック６０の温度または基板Ｗの温度をターゲット温度に調整するための温調モジュール５５を有する。例えば、温調モジュール５５は、基台５１の内部に設けられ、伝熱流体（ブライン、ガスなど）が流れる流路５６を適用し得る。流路５６は、基台側対向面５２から下方に離間した基台５１内において、水平方向に沿って適宜の形状（例えば、格子状、同心円状など）に形成されることで、基台５１全体を温調する。

また、温調モジュール５５は、プラズマ処理チャンバ１０の外部に、伝熱流体供給経路５７、伝熱流体排出経路５８およびチラー５９を備え、基台５１内の流路５６とチラー５９との間で伝熱流体を循環させる。チラー５９は、制御部２の制御に基づき、伝熱流体の温度を調整するとともに、この伝熱流体を流通させるポンプとしての機能を有する。これにより、チラー５９から伝熱流体供給経路５７を介して流路５６に流入した伝熱流体は、基台５１全体の温度を調整する。そして、伝熱流体は、流路５６を循環した後に伝熱流体排出経路５８に流出し、伝熱流体排出経路５８を介してチラー５９に回帰する。なお、温調モジュール５５は、伝熱流体の流路５６に限定されず、ヒータ、他の伝熱媒体、またはこれら（流路５６を含む）を組み合わせたものでもよい。

一方、静電チャック６０は、基板Ｗを載置する際に、静電力によって基板Ｗを保持する。このため、静電チャック６０は、誘電プレート６１の内部に電極６５を有する。

誘電プレート６１は、平面視で、基台５１の基台側対向面５２の平面形状に一致する形状（正円形状）を有する。誘電プレート６１の板厚は、基台５１の厚みより薄く設定される。誘電プレート６１は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などのセラミックスにより形成される。例えば、アルミナにより形成された誘電プレート６１の熱伝導率λ２は、約３０Ｗ／ｍ・Ｋとなっている。

誘電プレート６１の上面は、上記した中央領域１１１ａを構成し、基板Ｗを直接支持する（以下、誘電プレート６１の上面を支持面６２という）。支持面６２は、水平方向に沿って平坦状に形成されている。

支持面６２の反対面である誘電プレート６１の下面は、基台５１の基台側対向面５２に対向するチャック側対向面６３となっている。チャック側対向面６３は、下部が開放した第２凹部６４を１以上有する。第２凹部６４は、静電チャック６０を基台５１に積層した状態で、第１凹部５４に対向する位置に設けられる。すなわち、第２凹部６４は、チャック側対向面６３に沿って延在することで溝状に形成されており、後記の伝熱部材８１を収容する。

一方、電極６５は、誘電プレート６１の内部に設けられ、支持面６２およびチャック側対向面６３に対して平行に延在している。この電極６５は、プラズマ処理チャンバ１０の外部に設けられた直流電源６６に接続されている。静電チャック６０は、制御部２の制御に基づき直流電源６６から電極６５に直流電圧が供給されることにより、誘電プレート６１に静電力を生じさせて支持面６２に載置された基板Ｗを静電吸着する。

また、プラズマ処理システムは、誘電プレート６１の支持面６２に載置した基板Ｗの裏面と、支持面６２との間に、伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給部６７を備える。伝熱ガスは、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）ガスやアルゴン（Ａｒ）ガスを適用するとよい。伝熱ガス供給部６７は、基台５１の底面から静電チャック６０の支持面６２まで貫通する１以上のガス流路６８を有する。また、伝熱ガス供給部６７は、プラズマ処理チャンバ１０の外部に、ガス流路６８に連通するガス供給経路６９を含む。ガス供給経路６９には、伝熱ガスの流通方向上流側から下流側に向かって順に、伝熱ガス源６９１、マスフローコントローラ６９２、バルブ６９３が設けられている。伝熱ガスは、伝熱ガス源６９１から供給され、マスフローコントローラ６９２により流量が制御されるとともに、バルブ６９３により供給タイミングが制御され、ガス供給経路６９からガス流路６８に流入し、支持面６２の開口から噴出される。

接着層７０は、上記の基台５１と、静電チャック６０の誘電プレート６１とを接着している。接着層７０の厚さの範囲は、例えば、１００μｍ～２００μｍに設定されるとよく、本実施形態では１２０μｍとしている。接着層７０を構成する材料は、金属類を接着可能かつ高い耐熱性を有する材料であれば特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、メタクリル樹脂などの有機接着剤、またはジルコニア、アルミナなどのセラミック接着剤を適用することができる。本実施形態に係る接着層７０（有機接着剤）の熱伝導率λ３は、例えば、約０．２５Ｗ／ｍ・Ｋである。

以上のように構成された基板支持部１１は、基台５１の熱伝導率λ１、静電チャック６０の熱伝導率λ２、接着層７０の熱伝導率λ３について、以下の（１）の関係となる。
λ１＞λ２＞λ３ ・・・（１）

すなわち、基台５１と静電チャック６０の間の接着層７０の熱伝導率λ３が低いことで、接着層７０を介した基台５１と静電チャック６０との間の熱伝達効率が低下している。このため、本実施形態に係る基板支持部１１は、熱伝達効率を高めるために、基台５１と静電チャック６０の境界に、１以上（本実施形態では複数）の伝熱構造部８０を備える。

伝熱構造部８０は、基台５１の基台側対向面５２に形成された第１凹部５４と、誘電プレート６１のチャック側対向面６３に形成された第２凹部６４と、第１凹部５４および第２凹部６４間に配置された伝熱部材８１と、を含む。換言すれば、伝熱構造部８０は、接着層７０を上下に貫通するように形成され、接着層７０の下方部と上方部との間の伝熱を促進する。

図３は、図２の伝熱構造部８０の伝熱部材８１を拡大して示す図であり、（ａ）は、側面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図、（ｃ）は伝熱部材８１を第１凹部５４および第２凹部６４に配置した縦断面図である。図３に示すように、伝熱部材８１は、鉛直方向の下側から上側に向かって順に、第１接触部８２、接続部８５および第２接触部８６を有する。

第１接触部８２は、第１凹部５４に収容され、当該第１凹部５４を構成する基台５１の底面５４ａ、および一対の側面５４ｂに接触する。第２接触部８６は、第２凹部６４に収容され、当該第２凹部６４を構成する誘電プレート６１の底面６４ａ、および一対の側面６４ｂに接触する。接続部８５は、これら第１接触部８２と第２接触部８６とを鉛直方向に連結している。第１接触部８２、接続部８５および第２接触部８６は、互いに一体成形され、同じ厚みを有する。伝熱部材８１の厚みは、伝熱を効率的に実施でき、かつ基板支持部１１への組付けの容易化を両立可能な範囲に適宜設定される。例えば、伝熱部材８１の厚みの実寸としては、０．１ｍｍ～２ｍｍ程度であるとよい。

伝熱部材８１は、接着層７０の熱伝導率λ３よりも高い熱伝導率λ４を有する。好ましくは、伝熱部材８１の熱伝導率λ４は、接着層７０の熱伝導率λ３の１０倍以上であるとよい。なお、伝熱部材８１の熱伝導率λ４は、基台５１の熱伝導率λ１や誘電プレート６１の熱伝導率λ２より大きくてもよい。伝熱部材８１の熱伝導率λ４の範囲としては、例えば、１０～２００Ｗ／ｍ・Ｋに設定されるとよい。

伝熱部材８１を構成する材料は、高い熱伝導率を有していれば特に限定されず、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、銅、金、およびその他の金属があげられる。本実施形態に係る伝熱部材８１は、ＳＵＳ３０４を適用しており、この場合の熱伝導率λ４は、約１６．３Ｗ／ｍ・Ｋである。

伝熱部材８１の接続部８５は、鉛直方向中間位置で、第１接触部８２および第２接触部８６を支持する伝熱部材８１の基部を構成している。接続部８５は、水平方向に沿って長く延在する帯状の薄板に形成されている。この接続部８５は、水平方向に適度な可撓性を有しており、第１凹部５４および第２凹部６４の溝形状に応じて伝熱部材８１を弾性変形可能としている。

接続部８５の鉛直方向の長さは、第１接触部８２の鉛直方向の長さや第２接触部８６の鉛直方向の長さよりも短い。また、接続部８５の鉛直方向の長さは、接着層７０の厚みよりも長く設定される。接続部８５の鉛直方向の実寸としては、例えば、０．５ｍｍ～２ｍｍ程度の範囲であるとよい。

第１接触部８２は、接続部８５から延出する複数の第１バネ状部８３と、複数の第１バネ状部８３同士の間に設けられる第１間隙８４と、を水平方向（横方向：接続部８５の延在方向）に沿って交互に有する。同様に、第２接触部８６は、接続部８５に連なる複数の第２バネ状部８７と、複数の第２バネ状部８７同士の間に設けられる第２間隙８８と、を水平方向に沿って交互に有する。

伝熱部材８１は、各第１バネ状部８３と各第２バネ状部８７とを水平方向の同位置に有するとともに、各第１間隙８４と各第２間隙８８とを水平方向の同位置に有する。すなわち、伝熱部材８１は、接続部８５の水平方向同位置から鉛直方向の下側と上側の両方に各第１バネ状部８３と各第２バネ状部８７とを延出している。これにより、伝熱構造部８０の組み立て時に、伝熱部材８１は、水平方向に沿って円滑に湾曲し、第１凹部５４および第２凹部６４に対して容易に配置可能となる。

各第１バネ状部８３は、接続部８５に連なる平板を、鉛直方向に沿った縦断面視で略正円形状に湾曲して構成されている。各第１バネ状部８３は、内側に略正円形状の空洞８３ａを備え、空洞８３ａが連通する開口８３ｂを一部に有するＣ字形状に形成される。各第１バネ状部８３の外径φ１（直径）は、第１凹部５４の一対の側面５４ｂの間隔Ｓ１と同一、または間隔Ｓ１よりも若干大きく設定される。第１バネ状部８３の外径φ１の実寸としては、例えば、２．５ｍｍ～３．５ｍｍ程度であるとよく、本実施形態では、３ｍｍに設定している。

開口８３ｂは、各第１バネ状部８３が接続部８５に連結した基端と、各第１バネ状部８３の延出端と、の間に形成され、各第１バネ状部８３の弾性変形を許容する。各第１バネ状部８３の外径φ１の円周長さに対する各第１バネ状部８３の長さの比率は、７５％以上に設定される。これにより、各第１バネ状部８３は、第１凹部５４に収容された際に、底面５４ａおよび一対の側面５４ｂの３箇所に接触することができる。ただし、各第１バネ状部８３は、底面５４ａおよび一対の側面５４ｂの３箇所うちの少なくともいずれかに接触していればよい。

第１接触部８２の側面視で、各第１バネ状部８３の幅は、隣接する各第１間隙８４の幅よりも若干幅広に形成されている。各第１間隙８４は、各第１バネ状部８３同士を分離することで、接続部８５を湾曲可能としつつ、各第１バネ状部８３を独立的に弾性変形可能とする。なお、各第１バネ状部８３同士の幅は、伝熱部材８１の水平方向に沿って相互に異なっていてもよい。例えば、平面視で直線または小さい曲率の第１凹部５４に対して、第１バネ状部８３が配置される場合には、第１間隙８４を備えずに、第１バネ状部８３が水平方向に連続してもよい。

同様に、各第２バネ状部８７も、接続部８５に連なる平板を、鉛直方向に沿った縦断面視で略正円形状に湾曲していることで、内側に略正円形状の空洞８７ａを備え、空洞８７ａが連通する開口８７ｂを一部に有するＣ字形状に形成される。各第２バネ状部８７の外径φ２（直径）は、第２凹部６４の一対の側面６４ｂの間隔Ｓ２と同一、または間隔Ｓ２よりも若干大きく設定される。第２バネ状部８７の外径φ２の実寸も、例えば、２．５ｍｍ～３．５ｍｍ程度であるとよく、本実施形態では、３ｍｍに設定している。

開口８７ｂは、各第２バネ状部８７が接続部８５に連結した基端と、各第２バネ状部８７の延出端と、の間に形成され、各第２バネ状部８７の弾性変形を許容する。各第１バネ状部８３の外径φ２の円周長さに対する各第２バネ状部８７の長さの比率も、７５％以上に設定される。これにより、各第２バネ状部８７も、第２凹部６４に収容された際に、底面６４ａおよび一対の側面４４ｂの３箇所に接触することができる。ただし、各第２バネ状部８７は、底面６４ａおよび一対の側面６４ｂの３箇所うちの少なくともいずれかに接触していればよい。なお、第１バネ状部８３の外径φ１および第２バネ状部８７の外径φ２は、収容対象である第１凹部５４および第２凹部６４に対応して設定されるべきものである。例えば、第１凹部５４と第２凹部６４の大きさが異なる場合に、第１バネ状部８３の外径φ１および第２バネ状部８７の外径φ２は互いに異なっていることが好ましい。一例として、伝熱構造部８０は、第１凹部５４に対して第２凹部６４を小さく形成してもよく、これに応じて第１バネ状部８３の外径φ１に対し第２バネ状部８７の外径φ２を小さくしてよい。

第２接触部８６の側面視で、各第２バネ状部８７の幅は、隣接する各第２間隙８８の幅よりも若干幅広に形成されている。各第２間隙８８は、各第２バネ状部８７同士を分離することで、接続部８５を湾曲可能としつつ、各第２バネ状部８７を独立的に弾性変形可能とする。なお、各第２バネ状部８７同士の幅も、伝熱部材８１の水平方向に沿って相互に異なっていてよい。

以上の伝熱部材８１は、弾性変形可能な可撓性を有する弾性部材として機能する。これにより、伝熱構造部８０は、異種材料間の熱による熱膨張差（線熱膨張係数の違い）の影響を緩和するとともに、接着層７０による熱伝達効率への影響を緩和して、基台５１と静電チャック６０との熱伝達効率を高める。特に静電チャック６０は、基板Ｗの上方に生成されるプラズマからの入熱により影響を受ける。また、静電チャック６０を高温に制御するプロセスもある。その際、伝熱構造部８０は、基台５１と静電チャック６０との熱伝達効率を高める。また、基台５１と静電チャック６０との熱膨張差に対して伝熱部材８１が弾性変形して熱伝達を継続することができる。

伝熱構造部８０の第１凹部５４および第２凹部６４は、相互に対向し合うことで、伝熱空間８９を形成している。接着層７０は、第１凹部５４および第２凹部６４を連通して伝熱空間８９を構成する貫通部を有している。貫通部は、伝熱部材８１が接着層７０を突き抜けることで形成されてもよい。また、第１接触部８２（複数の第１バネ状部８３）が挿入される第１凹部５４の一対の側面５４ｂは、水平方向に平行な底面５４ａに対して垂直に連なっている。同様に、第２接触部８６（複数の第２バネ状部８７）が挿入される第２凹部の一対の側面６４ｂも、水平方向に平行な底面６４ａに対して垂直に連なっている。このため、伝熱空間８９は、基板支持部１１の径方向かつ鉛直方向に沿った縦断面視で、鉛直方向に沿って長い矩形状（長方形状）に形成されている。第１凹部５４および第２凹部６４が互いに同形状に形成されることで、伝熱空間８９の断面形状が均等となり、伝熱部材８１の組み込みが容易化するとともに、伝熱部材８１と各面との接触状態が安定化する。

図４は、図２の第１凹部５４に伝熱部材８１を配置した状態を概略的に例示する平面図であり、（ａ）は、本実施形態に係る第１凹部５４を示しており、（ｂ）は、別形状例の第１凹部１００を示している。なお、図４中において伝熱部材８１は、説明の便宜のために、２点鎖線で示している。

図４（ａ）に示すように、伝熱構造部８０は、平面視で、直径が異なる複数の同心円状の第１凹部５４と、複数の第１凹部５４に対向するように形成された複数の第２凹部６４を備える。伝熱構造部８０は、複数の第１凹部５４（第２凹部６４）の各々に伝熱部材８１を配置し、また各第１凹部５４（第２凹部６４）の周方向全周にわたって伝熱部材８１を周回させている。これにより、基台５１の基台側対向面５２全体および静電チャック６０のチャック側対向面６３全体の熱伝達効率を高めることができる。

また図４（ｂ）に示すように、伝熱構造部８０は、平面視で、１つの渦巻き状の第１凹部１００と、この第１凹部１００に対向するように形成された１つの第２凹部１０１とを備えてもよい。このように、伝熱構造部８０は、１つの第１凹部１００（第２凹部１０１）に１つの連続した伝熱部材８１を配置しても、基台５１の基台側対向面５２全体および静電チャック６０のチャック側対向面６３全体の熱伝達効率を高めることができる。なお、図４（ｂ）中では、径方向に並ぶ第１凹部１００（第２凹部１０１）同士の間隔が中心部に向かって狭まっているが、この間隔は、同一であってもよく、逆に中心部に向かって広がっていてもよい。

図２に戻り、伝熱構造部８０は、第１凹部５４内および第２凹部６４内のガスを調整するガス調整部９０を備えてもよい。ガス調整部９０は、伝熱空間８９のガスを吸引することで伝熱空間８９内を真空に近づけるとともに、伝熱空間８９に伝熱ガスを供給することで熱伝達効率をより向上させる。ガス調整部９０が供給する伝熱ガスとしては、例えば、ヘリウムガスやアルゴンガスがあげられる。

具体的には、ガス調整部９０は、第１凹部５４に連通するガス路９１を基台５１内に備えるとともに、このガス路９１に連通してプラズマ処理チャンバ１０の外部に設けられる外部ガス経路９２を備える。外部ガス経路９２は、途中位置において吸引側経路９２ａと供給側経路９２ｂとに分岐している。そして、吸引側経路９２ａには、排気システム４０および吸引側バルブ９４が設置され、供給側経路９２ｂには、マスフローコントローラ９５および供給側バルブ９６が設置されている。また、本実施形態においてガス調整部９０は、基板Ｗの裏面に伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給部６７のガス供給経路６９と、供給側経路９２ｂの一部および伝熱ガス源６９１を共有している。

伝熱空間８９内を排気する場合、プラズマ処理システムの制御部２は、吸引側バルブ９４を開放する一方で供給側バルブ９６を閉塞し、さらに排気システム４０を動作させる。これにより、伝熱構造部８０は、伝熱空間８９からガスが吸引されることになり、伝熱空間８９においてガスの存在に伴って生じる異常放電を抑制できる。また、伝熱空間８９に伝熱ガスを供給する場合、プラズマ処理システムの制御部２は、供給側バルブ９６を開放する一方で吸引側バルブ９４を閉塞し、さらにマスフローコントローラ９５を動作させる。これにより、伝熱構造部８０は、伝熱ガス源６９１から伝熱空間８９に伝熱ガスを供給して、基台５１と静電チャック６０との熱伝達効率を高めることができる。

図４（ａ）に示すように、複数の同心円状の第１凹部５４（第２凹部６４）を有する構成では、基台５１のガス路９１は、１つの第１凹部５４に連通するメイン路９１ａと、各第１凹部５４を連通する複数の連通路９１ｂと、を備えるとよい。複数の連通路９１ｂは、基台５１の径方向に延在してメイン路９１ａが連通する第１凹部５４に連通している。これにより、全ての伝熱空間８９が連通して、吸引および伝熱ガスの供給を安定的に行うことができる。なお、ガス路９１は、鉛直方向途中位置でメイン路９１ａを複数に分岐して、各第１凹部５４に連通してよいことは勿論である。一方、図４（ｂ）に示すように、渦巻き状の第１凹部１００（第２凹部１０１）を有する構成では、基台５１のガス路９１は、第１凹部５４Ａの適宜の位置に１つ連通していればよい。

〔作用効果〕
本実施形態に係るプラズマ処理システム（基板処理装置）および基板支持部１１は、基本的には以上のように構成され、以下、その作用効果について説明する。

プラズマ処理システムは、プラズマ処理チャンバ１０内に基板支持部１１に、３ＤＮＡＮＤなどの半導体メモリ用の基板Ｗを載置し、エッジング処理などのプラズマ処理を行う。例えば、プラズマ処理システムは、２００層以上の積層レイヤを有する基板Ｗに配線穴などを貫通形成するために、高出力のＲＦ電力にてプラズマを生成する。このプラズマの熱量を効率的に処理するために、基板支持部１１は、プラズマ処理中に温調モジュール５５により基台５１を温調（冷却）する。

図５は、基板支持部１１の作用を拡大して示す縦断面図であり、（ａ）に示すプラズマからの入熱により、（ｂ）に示すようにアルミニウムなどの金属から形成された基台５１は、セラミックスなどの誘電体から形成された静電チャック６０よりも外側に熱膨張する。図５（ａ）に示すように、基板支持部１１は、上記の伝熱構造部８０を有することで、基台５１と静電チャック６０との間の熱伝達効率が向上している。すなわち、伝熱部材８１の第１接触部８２（第１バネ状部８３材）が第１凹部５４の底面５４ａおよび一対の側面５４ｂに接触しており、伝熱部材８１の第２接触部８６（第２バネ状部８７材）が第２凹部６４の底面６４ａおよび一対の側面６４ｂに接触している。このため、プラズマ処理における誘電プレート６１への入熱が、伝熱部材８１を介して、温調モジュール５５により冷却されている基台５１に容易に伝わる。

また、基板支持部１１は、接着層７０によって、異種材料で形成されている基台５１と、誘電プレート６１との熱による熱膨張差の影響を緩和することができる。例えば、接着層７０は、熱膨張差により基台５１と誘電プレート６１が相対的に膨張しても、基台５１および誘電プレート６１間の擦れを抑制できる。また、基台５１および静電チャック６０が高温になると、基台５１は、基台５１よりも熱膨張し難い誘電プレート６１に対して相対的に外側へ向かって径方向（水平方向：支持面６２やチャック側対向面６３に平行な方向）に膨張する。この際、第１凹部５４と第２凹部６４とが径方向にずれるが、伝熱部材８１は、変形しながら弾力的に誘電プレート６１の支持を継続することができる。

すなわち、特許文献１のように、ベース部材（基台５１）と静電チャック板（静電チャック６０）とをろう付けした構成では、組み立て時の静電チャック板に熱応力が生じることで、静電チャック板が割れる可能性がある（特許文献１の［００１０］参照）。これに対し、本実施形態に係る基板支持部１１は、図５（ｂ）に示すように、誘電プレート６１と基台５１との熱膨張差を許容している。つまり、誘電プレート６１はセラミックスでありアルミニウムなどの金属から形成された基台５１と線熱膨張係数が異なる。温度変化が生じると熱膨張差により基台５１が誘電プレート６１よりも相対的に外側へ移動するが、伝熱部材８１が破断せずに弾性変形して、誘電プレート６１と基台５１との熱膨張差による形状変化に追従する。これにより、基板支持部１１は、誘電プレート６１が基台５１から割れることを防止できる。

さらに、プラズマ処理システムは、プラズマ処理中の適宜のタイミングで、ガス調整部９０を動作する。例えば、制御部２は、ガス調整部９０により第１凹部５４と第２凹部６４の間の伝熱空間８９を真空引きすることで、基板支持部１１内でのガスによる異常放電を抑制できる。あるいは制御部２は、伝熱空間８９を真空引きすることで、基台５１と静電チャック６０の断熱を促すことも可能となり、温調を効果的に行うことができる。また例えば、制御部２は、ガス調整部９０により伝熱空間８９を真空引きした後に伝熱空間８９に伝熱ガスを供給することで、基台５１と静電チャック６０との熱伝達効率を一層高めることができる。

なお、プラズマ処理システムおよび基板支持部１１は、上記の実施形態に限定されず、種々の変形例をとり得る。例えば、伝熱構造部８０は、基台側対向面５２やチャック側対向面６３に沿って溝状に長く延在する構成に限定されず、基台側対向面５２やチャック側対向面６３に複数点在して設けられてもよい。

また、プラズマ処理システムは、プラズマの生成分布に応じて、プラズマからの入熱量が大きい箇所に伝熱構造部８０を設置する一方で、プラズマからの入熱量が小さい箇所に対して伝熱構造部８０を非設置としてもよい。例えば、基板支持部１１の中心部よりも外周側のプラズマの入熱量が大きい場合には、基板支持部１１の外周側のみに伝熱構造部８０を設置する、または基板支持部１１の外周側の伝熱構造部８０を中心部の伝熱構造部８０よりも密にすることが好ましい。逆に、基板支持部１１の外周部よりも中心部のプラズマの入熱量が大きい場合には、基板支持部１１の中心部のみに伝熱構造部８０を設置する、または基板支持部１１の中心部の伝熱構造部８０を外周側の伝熱構造部８０よりも密にすることが好ましい。

以下、伝熱構造部８０の他の構成について図６を参照していくつか例示する。図６は、伝熱構造部８０の変形例を例示する拡大縦断面図であり、（ａ）は第１変形例、（ａ）は第２変形例、（ｃ）は第３変形例、（ｄ）は第４変形例、（ｅ）は第５変形例、（ｆ）は第６変形例である。

図６（ａ）に示す第１変形例に係る伝熱構造部８０Ａのように、第１凹部５４Ａは、底面５４ａの幅よりも開放側の幅を狭くしたテーパ形状を有してもよい。同様に、第２凹部６４Ａは、底面６４ａの幅よりも開放側の幅を狭くしたテーパ形状を有してもよい。これにより、伝熱部材８１が基台５１および静電チャック６０により確実に係止される。

また、図６（ｂ）に示す第２変形例に係る伝熱構造部８０Ｂのように、第１凹部５４Ｂは、伝熱部材８１Ａの第１接触部８２（各第１バネ状部８３）に面接触可能な略半円形状の凹面を有してもよい。同様に、第２凹部６４Ｂは、伝熱部材８１Ａの第２接触部８６（各第２バネ状部８７）に面接触可能な略半円形状の凹面を有していてもよい。これにより、基台５１から伝熱部材８１Ａへの熱の伝達、および静電チャック６０から伝熱部材８１Ａへの熱の伝達をより効率化することができる。さらに、伝熱部材８１Ａのように、各第１バネ状部８３の向き（開口８３ｂの位置）と、各第２バネ状部８７の向き（開口８７ｂの位置）とは互いに逆向きでもよい。

また、図６（ｃ）に示す第３変形例に係る伝熱構造部８０Ｃのように、伝熱部材８１Ｂは、縦断面視で楕円形状（無端状）に形成されていてもよい。この場合でも、伝熱部材８１Ｂは、第１凹部５４の底面５４ａ、一対の側面５４ｂ、第２凹部６４の底面６４ａおよび一対の側面６４ｂにそれぞれ接触することができる。あるいは、伝熱部材８１Ｂは、第１凹部５４および第２凹部６４の延在方向（水平方向）に沿って螺旋状に巻回することで、縦断面視で楕円形状が続くコイルであってもよい。

また、図６（ｄ）に示す第４変形例に係る伝熱構造部８０Ｄのように、伝熱部材８１Ｃは、第１凹部５４の底面５４ａ、一対の側面５４ｂ、第２凹部６４の底面６４ａおよび一対の側面６４ｂに対して面接触可能な四角形状（多角形状）であってもよい。

また、図６（ｅ）に示す第５変形例に係る伝熱構造部８０Ｅのように、伝熱部材８１Ｄは、縦断面視で、略Ｚ字形状に形成されてもよい。この伝熱部材８１Ｄは、第１凹部５４の底面５４ａに面接触する第１部位１１０と、第２凹部６４の底面６４ａに面接触する第２部位１１１と、第１部位１１０と第２部位１１１を連結する連結部１１２と、を有する。この場合でも、伝熱部材８１Ｄは、基台５１と静電チャック６０との間で熱を効率的に伝達することができる。

また、図６（ｆ）に示す第６変形例に係る伝熱構造部８０Ｆのように、伝熱部材８１Ｅは、縦断面視で、略Ｎ字形状に形成されてもよい。この伝熱部材８１Ｅは、第１凹部５４および第２凹部６４における一方の側面５４ｂ、６４ｂに面接触する第１部位１２０と、他方の側面５４ｂ、６４ｂに面接触する第２部位１２１と、第１部位１２０と第２部位１２１を連結する連結部１２２と、を有する。この場合でも、伝熱部材８１Ｅは、基台５１と静電チャック６０との間で熱を効率的に伝達することができる。

要するに、第１凹部５４、第２凹部６４、伝熱部材８１の各構成は、熱伝達効率や組み立て性、弾性率などを勘案して任意に設計してよい。第１凹部５４、第２凹部６４により形成される伝熱空間８９に収容される伝熱部材８１は、半固体（粘性を有する物質）であってもよい。この種の半固体の材料としては、例えば、カーボンナノチューブやアルミナを含有したジェルまたは接着剤などがあげられる。

以上の実施形態で説明した本開示の技術的思想および効果について以下に記載する。

本開示の第１の態様に係る基板処理システムは、プラズマ処理チャンバ１０と、プラズマ処理チャンバ１０内に設けられた基板支持部１１と、を有し、基板支持部１１は、静電チャック６０に対向する基台側対向面５２に第１凹部５４を有する基台５１と、基板Ｗを支持する支持面６２と、支持面６２の反対面であり基台５１に対向するチャック側対向面６３とを有し、チャック側対向面６３に第２凹部６４を有する静電チャック６０と、基台側対向面５２とチャック側対向面６３との間で、基台５１と静電チャック６０とを接着する接着層７０と、第１凹部５４および第２凹部６４に収容される伝熱部材８１、８１Ａ～８１Ｅと、を備える。

上記によれば、基板処理システムは、接着層７０により基台５１と静電チャック６０を安定的に接着する一方で、接着層７０により低下する熱伝達効率を伝熱部材８１により補うことができる。これにより、基板処理システムは、基台５１や静電チャック６０の熱膨張または熱収縮を許容しつつ、基台５１と静電チャック６０との間の熱伝達効率を大幅に向上させることができる。

また、伝熱部材８１、８１Ａ～８１Ｅは、金属により形成される。この伝熱部材８１、８１Ａ～８１Ｅによって、基板支持部１１は、熱伝達効率を一層高めることができる。

また、伝熱部材８１、８１Ａ～８１Ｅは、弾性部材である。これにより、伝熱部材８１、８１Ａ～８１Ｅは、基台５１や静電チャック６０に熱膨張または熱収縮が生じても弾性変形して、基台５１および静電チャック６０の接触状態を維持することが可能となる。

また、伝熱部材８１Ｄは、第１凹部５４の底面５４ａおよび第２凹部６４の底面６４ａに接触している。これにより、伝熱部材８１Ｄは、基台５１と静電チャック６０との間で熱を良好に伝達することができる。

また、伝熱部材８１Ｅは、第１凹部５４の一対の側面５４ｂおよび第２凹部６４の一対の側面６４ｂに接触している。この場合でも、伝熱部材８１Ｅは、基台５１と静電チャック６０との間で熱を良好に伝達することができる。

また、伝熱部材８１、８１Ａ～８１Ｃは、第１凹部５４の底面５４ａおよび一対の側面５４ｂと、第２凹部６４の底面６４ａおよび一対の側面６４ｂと、に接触している。これにより、伝熱部材８１、８１Ａ～は、基台５１と静電チャック６０との間で熱をより効率的に伝達することが可能となる。

また、第１凹部５４は、基台側対向面５２に沿って延在する溝状に形成され、第２凹部６４は、チャック側対向面６３に沿って延在する溝状に形成され、伝熱部材８１、８１Ａ～８１Ｅは、第１凹部５４に収容される第１接触部８２と、第２凹部６４に収容される第２接触部８６と、第１接触部８２および第２接触部８６を接続する接続部８５と、を有する。これにより、基板処理システムは、第１凹部５４および第２凹部６４に伝熱部材８１を簡単に配置可能とし、組み立て作業を効率化することができる。

また、接続部８５は、第１凹部５４および第２凹部６４に沿って延在し、第１接触部８２は、接続部８５から延出する複数の第１バネ状部８３を有し、第２接触部８６は、接続部８５から延出する複数の第２バネ状部８７を有する。これにより、基板支持部１１の組み立てにおいて、第１凹部５４および第２凹部６４の溝の形状に合わせて、伝熱部材８１、８１Ａ～８１Ｅを容易に収容できる。

また、複数の第１バネ状部８３および複数の第２バネ状部８７は、接続部８５の延在方向と直交する断面視で、円弧形状に形成されている。これにより、伝熱部材８１、８１Ａ～８１Ｃは、第１凹部５４および第２凹部６４に対する挿入性が向上し、また第１凹部５４内および第２凹部６４内での接触状態を安定的に保つことができる。

また、第１凹部５４および第２凹部６４は、平面視で、環状に形成され、伝熱部材８１、８１Ａ～８１Ｅは、第１凹部５４および第２凹部６４の周方向全周に収容される。これにより、基板処理システムは、基板支持部１１の周方向に沿って熱伝達効率が高められる。

また、第１凹部５４および第２凹部６４は、当該第１凹部５４および当該第２凹部６４の延在方向と直交する断面視で、底面５４ａ、６４ａよりも開放側が狭いテーパ形状である。これにより、基板処理システムは、第１凹部５４または第２凹部６４からの伝熱部材８１の抜けを効果的に防ぐことができる。

また、第１凹部５４および第２凹部６４は、同心円状に複数設けられ、伝熱部材８１、８１Ａ～８１Ｅは、複数の第１凹部５４および複数の第２凹部６４の各々に収容される。これにより、基板処理システムは、基板支持部１１全体の熱伝達効率を高めることができる。

また、第１凹部５４および第２凹部６４により形成される伝熱空間８９のガスを調整するガス調整部９０を有し、ガス調整部９０は、基板支持部１１内に設けられ伝熱空間８９に連通するガス路９１と、外部ガス経路９２を介してガス路９１に接続される吸引ポンプ（排気システム４０）と、を含む。これにより、基板処理システムは、伝熱空間８９での異常放電の発生を抑制することができる。

また、ガス調整部９０は、伝熱空間８９に伝熱ガスを供給する伝熱ガス源６９１を有する。基板処理システムは、伝熱ガス源６９１から伝熱空間８９に伝熱ガスを供給することで、熱伝達効率を一層高めることができる。

また、ガス調整部９０は、吸引ポンプ（排気システム４０）による伝熱空間８９の吸引後に、伝熱ガス源６９１から伝熱ガスを供給する。これにより、基板処理システムは、伝熱空間８９に伝熱ガスをスムーズに供給することができ、処理の効率化を図ることが可能となる。

また、基板支持部１１は、複数の第１凹部５４同士を連通する、または複数の第２凹部６４同士を連通する連通路９１ｂを有する。これにより、基板処理システムは、複数の第１凹部５４および複数の第２凹部６４の全体に伝熱ガスを良好に供給することができる。

また、静電チャック６０は、誘電プレート６１を含み、基台５１は、金属により形成され、温調流体が流通する流路５６を内部に備える。これにより、基板処理システムは、温調流体にて基台５１の温度を調整することで、伝熱部材８１、８１Ａ～８１Ｅを介して誘電プレート６１の温度を安定的に調整できる。

また、本開示の第２の態様は、プラズマ処理チャンバ１０内に設けられた基板支持部１１であって、基板支持部１１は、静電チャック６０に対向する基台側対向面５２に第１凹部５４を有する基台５１と、基板Ｗを支持する支持面６２と、支持面６２の反対面であり基台５１に対向するチャック側対向面６３とを有し、チャック側対向面６３に第２凹部６４を有する静電チャック６０と、基台側対向面５２とチャック側対向面６３との間で、基台５１と静電チャック６０とを接着する接着層７０と、第１凹部５４および第２凹部６４に収容される伝熱部材８１、８１Ａ～８１Ｅと、を備える。これにより、基板支持部１１は、基台５１と静電チャック６０との間の熱伝達効率を大幅に向上させることができる。

また、静電チャック６０は、誘電プレート６１を含み、基台５１は、金属により形成され、温調流体が流通する流路５６を内部に備える。これにより、基板支持部１１は、温調流体にて基台５１の温度を調整することで、伝熱部材８１、８１Ａ～８１Ｅを介して誘電プレート６１の温度を安定的に調整できる。

また、第１凹部５４は、基台側対向面５２に沿って延在する溝状に形成され、第２凹部６４は、チャック側対向面６３に沿って延在する溝状に形成され、伝熱部材８１、８１Ａ～８１Ｃは、第１凹部５４に収容され、当該第１凹部５４の底面５４ａおよび一対の側面５４ｂに接触する第１接触部８２と、第２凹部６４に収容され、当該第２凹部６４の底面６４ａおよび一対の側面６４ｂに接触する第２接触部８６と、第１接触部８２および第２接触部８６を接続する接続部８５と、を有する。これにより、基板支持部１１は、熱伝達効率を一層高めることができる。

今回開示された実施形態に係る基板処理装置および基板支持部は、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。実施形態は、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形およ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。

本開示の基板処理装置は、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。

１０ プラズマ処理チャンバ
１１ 基板支持部
５１ 基台
５２ 基台側対向面
５４ 第１凹部
６０ 静電チャック
６２ 支持面
６３ チャック側対向面
６４ 第２凹部
７０ 接着層
８１、８１Ａ～８１Ｅ 伝熱部材
Ｗ 基板

Claims (20)

1. プラズマ処理チャンバと、
   前記プラズマ処理チャンバ内に設けられた基板支持部と、を有し、
   前記基板支持部は、
   静電チャックに対向する基台側対向面に第１凹部を有する基台と、
   基板を支持する支持面と、前記支持面の反対面であり前記基台に対向するチャック側対向面とを有し、前記チャック側対向面に第２凹部を有する前記静電チャックと、
   前記基台側対向面と前記チャック側対向面との間で、前記基台と前記静電チャックとを接着する接着層と、
   前記第１凹部および前記第２凹部に収容される伝熱部材と、を備える、
   基板処理装置。
2. 前記伝熱部材は、金属により形成される、
   請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記伝熱部材は、弾性部材である、
   請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記伝熱部材は、前記第１凹部の底面および前記第２凹部の底面に接触している、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
5. 前記伝熱部材は、前記第１凹部の一対の側面および前記第２凹部の一対の側面に接触している、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
6. 前記伝熱部材は、前記第１凹部の底面および一対の側面と、前記第２凹部の底面および一対の側面と、に接触している、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
7. 前記第１凹部は、前記基台側対向面に沿って延在する溝状に形成され、
   前記第２凹部は、前記チャック側対向面に沿って延在する溝状に形成され、
   前記伝熱部材は、
   前記第１凹部に収容される第１接触部と、
   前記第２凹部に収容される第２接触部と、
   前記第１接触部および前記第２接触部を接続する接続部と、を有する、
   請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板処理装置。
8. 前記接続部は、前記第１凹部および前記第２凹部に沿って延在し、
   前記第１接触部は、前記接続部から延出する複数の第１バネ状部を有し、
   前記第２接触部は、前記接続部から延出する複数の第２バネ状部を有する、
   請求項７に記載の基板処理装置。
9. 前記複数の第１バネ状部および前記複数の第２バネ状部は、前記接続部の延在方向と直交する断面視で、円弧形状に形成されている、
   請求項８に記載の基板処理装置。
10. 前記第１凹部および前記第２凹部は、平面視で、環状に形成され、
    前記伝熱部材は、前記第１凹部および前記第２凹部の周方向全周に収容される、
    請求項７乃至９のいずれか１項に記載の基板処理装置。
11. 前記第１凹部および前記第２凹部は、当該第１凹部および当該第２凹部の延在方向と直交する断面視で、底面よりも開放側が狭いテーパ形状である、
    請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の基板処理装置。
12. 前記第１凹部および前記第２凹部は、同心円状に複数設けられ、
    前記伝熱部材は、複数の前記第１凹部および複数の前記第２凹部の各々に収容される、
    請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の基板処理装置。
13. 前記第１凹部および前記第２凹部により形成される伝熱空間のガスを調整するガス調整部を有し、
    前記ガス調整部は、
    前記基板支持部内に設けられ前記伝熱空間に連通するガス路と、
    外部ガス経路を介して前記ガス路に接続される吸引ポンプと、を含む、
    請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の基板処理装置。
14. 前記ガス調整部は、
    前記伝熱空間に伝熱ガスを供給する伝熱ガス源を有する、
    請求項１３に記載の基板処理装置。
15. 前記ガス調整部は、前記吸引ポンプによる前記伝熱空間の吸引後に、前記伝熱ガス源から前記伝熱ガスを供給する、
    請求項１４に記載の基板処理装置。
16. 前記基板支持部は、複数の前記第１凹部同士を連通する、または複数の前記第２凹部同士を連通する連通路を有する、
    請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
17. 前記静電チャックは、誘電プレートを含み、
    前記基台は、金属により形成され、温調流体が流通する流路を内部に備える、
    請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の基板処理装置。
18. プラズマ処理チャンバ内に設けられた基板支持部であって、
    前記基板支持部は、
    静電チャックに対向する基台側対向面に第１凹部を有する基台と、
    基板を支持する支持面と、前記支持面の反対面であり前記基台に対向するチャック側対向面とを有し、前記チャック側対向面に第２凹部を有する前記静電チャックと、
    前記基台側対向面と前記チャック側対向面との間で、前記基台と前記静電チャックとを接着する接着層と、
    前記第１凹部および前記第２凹部に収容される伝熱部材と、を備える、
    基板支持部。
19. 前記静電チャックは、誘電プレートを含み、
    前記基台は、金属により形成され、温調流体が流通する流路を内部に備える、
    請求項１８に記載の基板支持部。
20. 前記第１凹部は、前記基台側対向面に沿って延在する溝状に形成され、
    前記第２凹部は、前記チャック側対向面に沿って延在する溝状に形成され、
    前記伝熱部材は、
    前記第１凹部に収容され、当該第１凹部の底面および一対の側面に接触する第１接触部と、
    前記第２凹部に収容され、当該第２凹部の底面および一対の側面に接触する第２接触部と、
    前記第１接触部および前記第２接触部を接続する接続部と、を有する、
    請求項１８または１９に記載の基板支持部。

Images