JP2024008781A - 基板支持部及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給電端子の撚線の断線を抑制することができる基板支持部及び基板処理装置を提供する。【解決手段】基板支持部は、上面から下面までを貫通する貫通孔が形成され、貫通孔と連通するザグリ部が下面に形成された基台と、基台の上部に配置され、基板支持面及びリング支持面を備える静電チャックと、静電チャック内に配置される電極と、貫通孔内に配置され、電極と電気的に接続される第１の端子と、貫通孔及びザグリ部内に配置される第２の端子と、第１の端子に設けられた凹部と第２の端子に設けられた凹部に、それぞれ篏合し、第１の端子と第２の端子とを電気的に接続する撚線と、ザグリ部内に配置され、第２の端子との接触を維持しつつ第２の端子を移動可能に支持するコネクタとを有する。【選択図】図２

Description

本開示は、基板支持部及び基板処理装置に関する。

従来、プラズマ処理装置では、基板を保持するために静電吸着を行う静電チャックが用いられている。静電チャック内には、静電吸着用の電極が設けられ、当該電極に直流電源から電圧が印加されることで静電チャック上の基板が吸着される。また、静電チャック内には、ヒータ電極等が設けられる場合がある。これらの電極には、静電チャックを支持する基台の内部に設けられた、電力を供給するための給電端子が接続されている。例えば、温調用ヒータ電極に給電を行うために、内部にリード線を有する筒状部材の給電端子が接続されている（特許文献１）。また、例えば、ヒータ電極に給電を行うために、貫通孔内に屈曲可能な柔軟な撚線と、撚線を支持する部分とを設け、撚線を支持する部分にヒータ電源が接続されている（特許文献２）。

特開２０１３－１７５５７３号公報 特開２０１６－０２７６０１号公報

本開示は、給電端子の撚線の断線を抑制することができる基板支持部及び基板処理装置を提供する。

本開示の一態様による基板支持部は、上面から下面までを貫通する貫通孔が形成され、貫通孔と連通するザグリ部が下面に形成された基台と、基台の上部に配置され、基板支持面及びリング支持面を備える静電チャックと、静電チャック内に配置される電極と、貫通孔内に配置され、電極と電気的に接続される第１の端子と、貫通孔及びザグリ部内に配置される第２の端子と、第１の端子に設けられた凹部と第２の端子に設けられた凹部に、それぞれ篏合し、第１の端子と第２の端子とを電気的に接続する撚線と、ザグリ部内に配置され、第２の端子との接触を維持しつつ第２の端子を移動可能に支持するコネクタとを有する。

本開示によれば、給電端子の撚線の断線を抑制することができる。

図１は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理装置の一例を示す図である。 図２は、本実施形態における給電端子の断面の一例を示す図である。 図３は、参考例における給電端子の断面の一例を示す図である。 図４は、本実施形態における給電端子近傍のＲＦ経路の一例を示す図である。 図５は、参考例における給電端子近傍のＲＦ経路の一例を示す図である。

以下に、開示する基板支持部及び基板処理装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により開示技術が限定されるものではない。

静電チャック及び基台では、静電チャックへの入熱等による温度変化によって、膨張や収縮が発生する。このとき、例えば、静電チャックを支持する基台の上部と、基台の下部とでは、温度差が発生するので、膨張や収縮の量が異なる。従って、例えば、基台に設けた貫通孔内に撚線を含む給電端子を固定すると、撚線に負荷が掛かり、撚線が断線する可能性がある。そこで、静電チャックの熱負荷による膨張や収縮による、給電端子の撚線への負荷を低減させることで、給電端子の撚線の断線を抑制することが期待されている。

［プラズマ処理システムの構成］
以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図１は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理装置の一例を示す図である。図１に示すように、プラズマ処理システムは、容量結合型のプラズマ処理装置１及び制御部２を含む。容量結合型のプラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１及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及び基板支持部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１０ｓ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。プラズマ処理チャンバ１０は接地される。シャワーヘッド１３及び基板支持部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及びリングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、基板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。ウェハは基板Ｗの一例である。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。従って、中央領域１１１ａは、基板Ｗを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域１１１ｂは、リングアセンブリ１１２を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。

一実施形態において、本体部１１１は、基台１１１０、静電チャック１１１１及び接着層１１１２を含む。基台１１１０は、導電性部材を含む。基台１１１０の導電性部材は下部電極として機能し得る。静電チャック１１１１は、接着層１１１２を介して基台１１１０の上に配置される。静電チャック１１１１は、セラミック部材１１１１ａとセラミック部材１１１１ａ内に配置される静電電極１１１１ｂ及びバイアス電極３３とを含む。セラミック部材１１１１ａは、中央領域１１１ａを有する。一実施形態において、セラミック部材１１１１ａは、環状領域１１１ｂも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック１１１１を囲む他の部材が環状領域１１１ｂを有してもよい。この場合、リングアセンブリ１１２は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック１１１１と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。

バイアス電極３３は、後述するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電源３１及び／又はＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源３２に結合される少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極の一例である。この場合、少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極（バイアス電極３３）が下部電極として機能する。なお、基台１１１０の導電性部材と少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極とが複数の下部電極として機能してもよい。また、静電電極１１１１ｂが下部電極として機能してもよい。従って、基板支持部１１は、少なくとも１つの下部電極を含む。また、バイアス電極３３は、セラミック部材１１１１ａ内の導電体、及び、基台１１１０の貫通孔８０内の給電端子８１で構成される伝送線路を介して、後述する第２のＲＦ生成部３１ｂに接続される。

リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、１又は複数の環状部材は、１又は複数のエッジリングと少なくとも１つのカバーリングとを含む。エッジリングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。

また、基板支持部１１は、静電チャック１１１１、リングアセンブリ１１２及び基板Ｗのうち少なくとも１つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路１１１０ａ、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路１１１０ａには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路１１１０ａが基台１１１０内に形成され、１又は複数のヒータが静電チャック１１１１のセラミック部材１１１１ａ内に配置される。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と中央領域１１１ａとの間の間隙に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。

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、及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、少なくとも１つの上部電極を含む。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又は複数の開口部に取り付けられる１又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及び少なくとも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又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又はパルス化する１又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、少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を少なくとも１つの下部電極（バイアス電極３３）及び／又は少なくとも１つの上部電極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又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、バイアスＲＦ信号を少なくとも１つの下部電極（バイアス電極３３）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及び第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少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に結合され、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、１０ＭＨｚ～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又は複数のソースＲＦ信号は、少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給される。

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少なくとも１つの下部電極（バイアス電極３３）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。バイアスＲＦ信号の周波数は、ソースＲＦ信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号の周波数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、１００ｋＨｚ～６０ＭＨｚ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又は複数のバイアスＲＦ信号は、少なくとも１つの下部電極（バイアス電極３３）に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアス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及び第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、少なくとも１つの下部電極に接続され、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、少なくとも１つの下部電極に印加される。一実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、少なくとも１つの上部電極に接続され、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、少なくとも１つの上部電極に印加される。

種々の実施形態において、第１及び第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。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、ＤＣ信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部が第１のＤＣ生成部３２ａと少なくとも１つの下部電極との間に接続される。従って、第１のＤＣ生成部３２ａ及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。第２のＤＣ生成部３２ｂ及び波形生成部が電圧パルス生成部を構成する場合、電圧パルス生成部は、少なくとも１つの上部電極に接続される。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、１周期内に１又は複数の正極性電圧パルスと１又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、第１及び第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、圧力調整弁及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、ドライポンプ又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の一部又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、処理部２ａ１、記憶部２ａ２及び通信インターフェース２ａ３を含んでもよい。制御部２は、例えばコンピュータ２ａにより実現される。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部２ａ２に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部２ａ２に格納され、処理部２ａ１によって記憶部２ａ２から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ２ａに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース２ａ３に接続されている通信回線であってもよい。処理部２ａ１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であってもよい。記憶部２ａ２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、又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）等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。

［給電端子の詳細］
次に、図２を用いて基台１１１０における貫通孔８０内の給電端子８１の詳細について説明する。図２は、本実施形態における給電端子の断面の一例を示す図である。なお、以下の説明では、電極の一例としてバイアス電極３３を用いるとともに、静電電極１１１１ｂは省略して説明する。また、図２では、基台１１１０は導電性部材であるとする。図２に示すように、基台１１１０の貫通孔８０は、貫通孔８０ａと、貫通孔８０ａと連通するザグリ部８０ｂとを有する。また、貫通孔８０の内部には、給電端子８１と、コネクタ８２とが設けられている。本実施形態では、コネクタ８２は、導電性部材で形成されており、コネクタ８２は、基台１１１０と導通する。給電端子８１は、第１の端子８１ａと、第２の端子８１ｂと、撚線８１ｃとを有する。本実施形態では、貫通孔８０及び給電端子８１は、基台１１１０内において、円周上に均等に複数６箇所に配置される。なお、貫通孔８０及び給電端子８１は、基台１１１０内において、１箇所のみ配置されていてもよい。また、貫通孔８０及び給電端子８１は、基台１１１０内において、複数の円周上にそれぞれ均等に配置されるようにしてもよい。また、貫通孔８０の内面には、アルマイト処理等により絶縁膜を形成するようにしてもよい。

第１の端子８１ａは、上部が静電チャック１１１１内のバイアス電極３３の端子３３ａに銀ろう等を用いて接合されている。なお、端子３３ａに対応する部分は、接着層１１１２が除かれている。第２の端子８１ｂは、貫通孔８０ａの下部からザグリ部８０ｂにかけて配置される。また、第２の端子８１ｂは、コネクタ８２の中心に位置する貫通孔８６に挿入されて支持される。撚線８１ｃは、第１の端子８１ａに設けられた凹部８１ｄと、第２の端子８１ｂに設けられた凹部８１ｅとに、それぞれ篏合し、第１の端子８１ａと第２の端子８１ｂとを接続する。撚線８１ｃは、例えば、１０Ｎ程度の力で圧縮されても座屈しない強度を有する。

コネクタ８２は、ザグリ部８０ｂ内に配置され、基台１１１０の下部に設けられたネジ８３により基台１１１０に固定される。また、コネクタ８２は、貫通孔８６の内周面に、環状の凹部８２ａを有する。凹部８２ａには、バネ状部材８４が配置され、コネクタ８２と、第２の端子８１ｂの下端部８１ｆとの間で接触を維持する。また、コネクタ８２には、基台１１１０の外部と、貫通孔８０ａとを連通する通気孔８５が設けられる。通気孔８５は、例えば、９０度間隔で円周方向に４つ設けられ、コネクタ８２をザグリ部８０ｂに螺合させる際に治具が挿入される孔を兼用している。バネ状部材８４は、導電性部材であり、貫通孔８６に挿入された第２の端子８１ｂの下端部８１ｆが水平方向及び垂直方向に動いた場合であっても、下端部８１ｆとの接触を維持することで、第２の端子８１ｂとコネクタ８２との導通を維持する。すなわち、コネクタ８２は、バネ状部材８４を介して、第２の端子８１ｂを移動可能に支持している。なお、貫通孔８６の壁面と第２の端子８１ｂの下端部８１ｆとの間には、図２では省略しているが、第２の端子８１ｂが移動可能な隙間があるものとする。これにより、静電チャック１１１１が、温度変化による膨張や収縮に伴って水平方向６０や垂直方向６１への動き、端子３３ａに接合されている給電端子８１が同様に動いたとしても、給電端子８１とコネクタ８２との導通を維持しつつ、撚線８１ｃへの負荷を低減させることができる。

また、基台１１１０には、第２のＲＦ生成部３１ｂが電気的に接続される。コネクタ８２と基台１１１０は導通し、かつ給電端子８１とコネクタ８２は導通する。従って、給電端子８１には、基台１１１０及びコネクタ８２を介して、第２のＲＦ生成部３１ｂからバイアスＲＦ信号を供給することが可能となる。従って、コネクタ８２には、ケーブルを接続しなくても基台１１１０から電力が供給されるので、貫通孔８０の位置において基台１１１０の底面におけるケーブル配線が不要になる。これにより、基台１１１０の下部の省スペース化を実現することが可能となる。なお、貫通孔８０は、基台１１１０の流路１１１０ａを避けて配置される。

続いて、給電端子８１の材質について説明する。給電端子８１は、ＲＦ信号を供給する場合、表皮効果によりＲＦ信号が表面近傍に流れることになる。従って、給電端子８１にメッキを行う場合、ニッケル等の磁性体でメッキすると、高周波がメッキを伝搬することで大きな発熱を生じる。例えば、銅とニッケルとを比較した場合、比透磁率は銅が「１」であるのに対し、ニッケルは「６００」である。また、４００ｋＨｚでの表皮厚みは、銅が「１０３．６μｍ」であるのに対し、ニッケルは「８．５μｍ」である。さらに、１３ＭＨｚでの表皮厚みは、銅が「１８．２μｍ」であるのに対し、ニッケルは「１．５μｍ」である。このため、メッキ厚みを５μｍとすると、ニッケルは１３ＭＨｚ以上の高周波において、メッキ厚みよりも表皮厚みが薄くなる。従って、高周波は表皮厚みの領域を伝搬するため、母材の銅にニッケルメッキを行った場合、母材である銅には高周波がほとんど流れなくなる。また、導電率は、銅が「５９．０［１０^－６Ｓ／ｍ］」であるのに対し、ニッケルは「１４．５［１０^－６Ｓ／ｍ］」である。従って、導電率が相対的に低いニッケルをメッキに用いると、高周波がメッキを伝搬することでジュール熱により発熱し、温度上昇を招く。

このため、給電端子８１は、例えば、銅無垢材で形成され、メッキが必要な箇所は、非磁性体のメッキ、例えば銀メッキが行われる。銀メッキなどの非磁性体のメッキは、導電率が高いため、ジュール熱による温度上昇を抑制することができる。本実施形態の給電端子８１では、第１の端子８１ａ、第２の端子８１ｂ及び撚線８１ｃは、銅無垢材で形成される。第１の端子８１ａは、端子３３ａとの接合部分について銀メッキが行われている。また、コネクタ８２は、例えば、銅無垢材で形成され、銀メッキが行われている。さらに、コネクタ８２のバネ状部材８４は、例えば、ベリリウム銅合金等の銅を母材とする合金で形成され、銀メッキが行われている。なお、バネ状部材８４は、銀メッキは無くてもよく、表面が母材のままであってもよい。また、給電端子８１及びコネクタ８２の母材は、アルミニウムや真鍮であってもよく、非磁性体のメッキは、スズメッキや金メッキであってもよい。つまり、非磁性体のメッキは、鉄、コバルト及びニッケルといった磁性材料を用いないメッキであってもよい。

［参考例の給電端子］
次に、図３を用いて、参考例の給電端子について説明する。図３は、参考例における給電端子の断面の一例を示す図である。図３に示すように、基台１１１０の貫通孔１８０は、貫通孔１８０ａと、貫通孔１８０ａと連通するザグリ部１８０ｂとを有する。また、貫通孔１８０の内部には、給電端子１８１と、スリーブ１８２，１８３と、上面視においてＣ型の形状を有するリング１８４（以降、Ｃリングという）と、蓋１８５とが設けられている。給電端子１８１は、第１の端子１８１ａと、第２の端子１８１ｂと、撚線１８１ｃとを有する。

第１の端子１８１ａは、上部がバイアス電極３３の端子３３ａに接合されている。第２の端子１８１ｂは、貫通孔１８０ａの中央部からザグリ部１８０ｂにかけて配置される。撚線１８１ｃは、第１の端子１８１ａに設けられた凹部１８１ｄと、第２の端子１８１ｂに設けられた凹部１８１ｅとに、それぞれ篏合し、第１の端子１８１ａと第２の端子１８１ｂとを接続する。撚線１８１ｃは、例えば、１０Ｎ程度の力で圧縮されても座屈しない強度を有する。給電端子１８１の周囲には、スリーブ１８２，１８３が設けられ、第２の端子１８１ｂの下部に嵌合されたＣリング１８４で固定されている。また、Ｃリング１８４の周囲は、蓋１８５で固定されている。第２の端子１８１ｂの下部側には、後述するコネクタピン１８６の挿入孔１８１ｆが設けられている。

給電端子１８１は、その上部が端子３３ａと接合されることで固定され、下部がＣリング１８４及び蓋１８５で固定されているので、第２の端子１８１ｂは、水平方向及び垂直方向のいずれの方向にも移動できない。従って、静電チャック１１１１が、温度変化による膨張や収縮に伴って水平方向６０や垂直方向６１へ動いた場合、撚線１８１ｃに負荷がかかり、撚線１８１ｃが断線するおそれがある。

続いて、図４及び図５を用いて、ＲＦ信号を供給する場合の経路（ＲＦ経路）について説明する。図４は、本実施形態における給電端子近傍のＲＦ経路の一例を示す図である。図４に示すように、本実施形態の給電端子８１の近傍では、ＲＦ信号が矢印７０に示すように、基台１１１０からコネクタ８２、凹部８２ａ及びバネ状部材８４を介して、第２の端子８１ｂの下端部８１ｆへと流れる。その後、ＲＦ信号は、矢印７１に示すように、第２の端子８１ｂ、撚線８１ｃ及び第１の端子８１ａを介して端子３３ａへと流れ、矢印７２に示すように、バイアス電極３３へと流れる。すなわち、本実施形態では、基台１１１０の下面に給電用のパーツを飛び出させることなく、基台１１１０から静電チャック１１１１内のバイアス電極３３にＲＦ信号を流すことができる。従って、基台１１１０の下部の省スペース化を実現することが可能となる。

図５は、参考例における給電端子近傍のＲＦ経路の一例を示す図である。図５に示すように、参考例の給電端子１８１では、挿入孔１８１ｆにコネクタピン１８６が挿入されるので、コネクタピン１８６の下部が基台１１１０の下部から飛び出した状態である。また、基台１１１０とコネクタピン１８６の下部との間はケーブル１８７で接続されているため、当該ケーブル１８７も基台１１１０の下部から飛び出した状態である。従って、基台１１１０の下部において、省スペース化が難しい。参考例の給電端子１８１の近傍では、ＲＦ信号が矢印７５，７６に示すように、基台１１１０からケーブル１８７を介してコネクタピン１８６に流れる。その後、ＲＦ信号は、矢印７７に示すように、コネクタピン１８６から、第２の端子１８１ｂ、撚線１８１ｃ及び第１の端子１８１ａを介して端子３３ａへと流れ、矢印７８に示すように、バイアス電極３３へと流れる。

［変形例］
上記の実施形態では、基台１１１０及びコネクタ８２を介して、基台１１１０に印加されたバイアスＲＦ信号をバイアス電極３３に供給するため、コネクタ８２を導電性部材として、基台１１１０と給電端子８１との間が導通していたが、基台１１１０及びコネクタ８２を介さずに直流又は交流信号を供給する場合は、基台１１１０と給電端子８１との間を絶縁してもよい。この場合について変形例として説明する。なお、変形例におけるプラズマ処理装置は上述の実施形態と同様であるので、その重複する構成及び動作の説明については省略する。

変形例では、例えば、コネクタ８２がＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone）材等の樹脂、つまり、非導電性部材で形成される。図２に示すように、給電端子８１の第２の端子８１ｂは、コネクタ８２の貫通孔８６において、バネ状部材８４にて支持されるため、コネクタ８２が非導電性部材であれば、基台１１１０と給電端子８１との間を絶縁することができる。この場合、基台１１１０と給電端子８１との間での放電を抑制するために、貫通孔８０の内面には絶縁膜を形成することが好ましい。また、変形例では、給電端子８１の下端部８１ｆに、図示しない給電ケーブルが接続される。変形例は、例えば、静電電極１１１１ｂに直流電圧を印加する場合や、図示しないヒータ電極に直流又は低周波の交流電力を供給する場合に適用することができる。また、変形例は、例えば、４００ｋＨｚ等の周波数が低いＲＦ信号を供給する場合にも適用することができる。つまり、変形例では、基台１１１０に供給するＲＦ信号と、バイアス電極３３に供給するＲＦ信号とを異なるＲＦ信号（周波数、波形、電力レベル等が異なる。）とすることができる。

以上、本実施形態によれば、基板処理装置（プラズマ処理装置１）の基板支持部１１は、上面から下面までを貫通する貫通孔８０が形成され、貫通孔８０ａと連通するザグリ部８０ｂが下面に形成された基台１１１０と、基台１１１０の上部に配置され、基板支持面（中央領域１１１ａ）及びリング支持面（環状領域１１１ｂ）を備える静電チャック１１１１と、静電チャック１１１１内に配置される電極（バイアス電極３３）と、貫通孔８０内に配置され、電極と電気的に接続される第１の端子８１ａと、貫通孔８０ａ及びザグリ部８０ｂ内に配置される第２の端子８１ｂと、第１の端子８１ａに設けられた凹部８１ｄと第２の端子８１ｂに設けられた凹部８１ｅに、それぞれ篏合し、第１の端子８１ａと第２の端子８１ｂとを電気的に接続する撚線８１ｃと、ザグリ部８０ｂ内に配置され、第２の端子８１ｂとの接触を維持しつつ第２の端子８１ｂを移動可能に支持するコネクタ８２とを有する。その結果、給電端子８１の撚線８１ｃの断線を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、コネクタ８２は、該コネクタ８２の中心部に設けた貫通孔８６の内周面に環状の凹部８２ａを設け、環状の凹部８２ａ内に配置したバネ状部材８４で第２の端子２１ｂを支持する。その結果、給電端子８１とコネクタ８２との導通を維持しつつ、撚線８１ｃへの負荷を低減させることができる。

また、本実施形態によれば、基台１１１０、コネクタ８２及びバネ状部材８４は、導電性部材であり、電極と基台１１１０とは、第１の端子８１ａ、撚線８１ｃ、第２の端子８１ｂ、バネ状部材８４及びコネクタ８２を介して、電気的に接続される。その結果、基台１１１０の下面にパーツを飛び出させることなく、基台１１１０から静電チャック１１１１内の電極にＲＦ信号を供給することができる。

また、本実施形態によれば、バネ状部材８４は、銅合金で形成され、表面が銀メッキされている。その結果、コネクタ８２から給電端子８１へとＲＦ信号を流すことができる。

また、変形例によれば、基台１１１０は、導電性部材であり、コネクタ８２は、非導電性部材であり、基台１１１０と、第１の端子８１ａ、撚線８１ｃ及び第２の端子８１ｂとは、絶縁されている。その結果、基台１１１０に接続される電源と異なる電源、例えば直流電源や低周波のＲＦ電源から静電チャック１１１１内の電極に電力を供給することができる。

また、本実施形態及び変形例によれば、コネクタ８２は、基台１１１０の下部に設けられたネジ８３により基台１１１０に固定される。その結果、給電端子８１を移動可能な状態で基台１１１０に固定することができる。

また、本実施形態及び変形例によれば、コネクタ８２は、銅で形成され、表面が銀メッキされている。その結果、基台１１１０から給電端子８１へとＲＦ信号を流すことができ、銅汚染を抑制することができる。

また、本実施形態及び変形例によれば、第１の端子８１ａ、撚線８１ｃ及び第２の端子８１ｂは、銅で形成され、表面が銅無垢面である。その結果、コネクタ８２から静電チャック１１１１内の電極へとＲＦ信号を流すことができる。

また、本実施形態及び変形例によれば、第１の端子８１ａ、撚線８１ｃ及び第２の端子８１ｂは、銅で形成され、表面が非磁性体でメッキされている。その結果、コネクタ８２から静電チャック１１１１内の電極へとＲＦ信号を流すことができ、銅汚染を抑制することができる。

また、本実施形態及び変形例によれば、第１の端子８１ａ、撚線８１ｃ及び第２の端子８１ｂは、非磁性体で形成されている。その結果、コネクタ８２から静電チャック１１１１内の電極へとＲＦ信号を流すことができる。

また、本実施形態及び変形例によれば、電極と第１の端子８１ａとは、銀ろう材を用いて電気的に接続される。その結果、給電端子８１から静電チャック１１１１内の電極へとＲＦ信号を流すことができる。

また、本実施形態及び変形例によれば、貫通孔８０の内面は、絶縁膜が形成されている。その結果、基台１１１０と給電端子８１との間での放電を抑制することができる。

今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、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、様々な形体で省略、置換、変更されてもよい。

なお、上記した実施形態では、給電端子８１の接続先の電極として、バイアス電極３３を挙げたが、これに限定されない。例えば、静電チャック１１１１内の電極であれば、静電電極１１１１ｂや図示しないヒータ電極に接続してもよい。

また、上記した実施形態では、プラズマ源として容量結合型プラズマを用いて基板Ｗに対してエッチング等の処理を行うプラズマ処理装置１を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。プラズマを用いて基板Ｗに対して処理を行う装置であれば、プラズマ源は容量結合プラズマに限られず、例えば、誘導結合プラズマ、マイクロ波プラズマ、マグネトロンプラズマ等、任意のプラズマ源を用いることができる。

なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）
上面から下面までを貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔と連通するザグリ部が前記下面に形成された基台と、
前記基台の上部に配置され、基板支持面及びリング支持面を備える静電チャックと、
前記静電チャック内に配置される電極と、
前記貫通孔内に配置され、前記電極と電気的に接続される第１の端子と、
前記貫通孔及び前記ザグリ部内に配置される第２の端子と、
前記第１の端子に設けられた凹部と前記第２の端子に設けられた凹部に、それぞれ篏合し、前記第１の端子と前記第２の端子とを電気的に接続する撚線と、
前記ザグリ部内に配置され、前記第２の端子との接触を維持しつつ前記第２の端子を移動可能に支持するコネクタと、
を有する、基板支持部。
（２）
前記コネクタは、該コネクタの中心部に設けた貫通孔の内周面に環状の凹部を設け、前記環状の凹部内に配置したバネ状部材で前記第２の端子を支持する、
前記（１）に記載の基板支持部。
（３）
前記基台、前記コネクタ及び前記バネ状部材は、導電性部材であり、
前記電極と前記基台とは、前記第１の端子、前記撚線、前記第２の端子、前記バネ状部材及び前記コネクタを介して、電気的に接続される、
前記（２）に記載の基板支持部。
（４）
前記バネ状部材は、銅合金で形成され、表面が銀メッキされている、
前記（２）又は（３）に記載の基板支持部。
（５）
前記基台は、導電性部材であり、
前記コネクタは、非導電性部材であり、
前記基台と、前記第１の端子、前記撚線及び前記第２の端子とは、絶縁されている、
前記（２）に記載の基板支持部。
（６）
前記コネクタは、前記基台の下部に設けられたネジにより前記基台に固定される、
前記（１）～（５）のいずれか１つに記載の基板支持部。
（７）
前記コネクタは、銅で形成され、表面が銀メッキされている、
前記（１）～（６）のいずれか１つに記載の基板支持部。
（８）
前記第１の端子、前記撚線及び前記第２の端子は、銅で形成され、表面が銅無垢面である、
前記（１）～（７）のいずれか１つに記載の基板支持部。
（９）
前記第１の端子、前記撚線及び前記第２の端子は、銅で形成され、表面が非磁性体でメッキされている、
前記（１）～（７）のいずれか１つに記載の基板支持部。
（１０）
前記第１の端子、前記撚線及び前記第２の端子は、非磁性体で形成されている、
前記（１）～（７）のいずれか１つに記載の基板支持部。
（１１）
前記電極と前記第１の端子とは、銀ろう材を用いて電気的に接続される、
前記（１）～（１０）のいずれか１つに記載の基板支持部。
（１２）
前記貫通孔の内面は、絶縁膜が形成されている、
前記（１）～（１１）のいずれか１つに記載の基板支持部。
（１３）
処理容器と、
前記処理容器内に配置される基板支持部とを含み、
前記基板支持部は、
上面から下面までを貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔と連通するザグリ部が前記下面に形成された基台と、
前記基台の上部に配置され、基板支持面及びリング支持面を備える静電チャックと、
前記静電チャック内に配置される電極と、
前記貫通孔内に配置され、前記電極と電気的に接続される第１の端子と、
前記貫通孔及び前記ザグリ部内に配置される第２の端子と、
前記第１の端子に設けられた凹部と前記第２の端子に設けられた凹部に、それぞれ篏合し、前記第１の端子と前記第２の端子とを電気的に接続する撚線と、
前記ザグリ部内に配置され、前記第２の端子との接触を維持しつつ前記第２の端子を移動可能に支持するコネクタと、
を有する、
基板処理装置。

１ プラズマ処理装置
１０ プラズマ処理チャンバ
１１ 基板支持部
３３ バイアス電極
８０，８０ａ 貫通孔
８０ｂ ザグリ部
８１ 給電端子
８１ａ 第１の端子
８１ｂ 第２の端子
８１ｃ 撚線
８１ｄ，８１ｅ 凹部
８２ コネクタ
８２ａ 凹部
８３ ネジ
８４ バネ状部材
１１１ａ 中央領域
１１１ｂ 環状領域
１１１０ 基台
１１１１ 静電チャック

Claims (13)

1. 上面から下面までを貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔と連通するザグリ部が前記下面に形成された基台と、
   前記基台の上部に配置され、基板支持面及びリング支持面を備える静電チャックと、
   前記静電チャック内に配置される電極と、
   前記貫通孔内に配置され、前記電極と電気的に接続される第１の端子と、
   前記貫通孔及び前記ザグリ部内に配置される第２の端子と、
   前記第１の端子に設けられた凹部と前記第２の端子に設けられた凹部に、それぞれ篏合し、前記第１の端子と前記第２の端子とを電気的に接続する撚線と、
   前記ザグリ部内に配置され、前記第２の端子との接触を維持しつつ前記第２の端子を移動可能に支持するコネクタと、
   を有する、基板支持部。
2. 前記コネクタは、該コネクタの中心部に設けた貫通孔の内周面に環状の凹部を設け、前記環状の凹部内に配置したバネ状部材で前記第２の端子を支持する、
   請求項１に記載の基板支持部。
3. 前記基台、前記コネクタ及び前記バネ状部材は、導電性部材であり、
   前記電極と前記基台とは、前記第１の端子、前記撚線、前記第２の端子、前記バネ状部材及び前記コネクタを介して、電気的に接続される、
   請求項２に記載の基板支持部。
4. 前記バネ状部材は、銅合金で形成され、表面が銀メッキされている、
   請求項２に記載の基板支持部。
5. 前記基台は、導電性部材であり、
   前記コネクタは、非導電性部材であり、
   前記基台と、前記第１の端子、前記撚線及び前記第２の端子とは、絶縁されている、
   請求項２に記載の基板支持部。
6. 前記コネクタは、前記基台の下部に設けられたネジにより前記基台に固定される、
   請求項１～５のいずれか１つに記載の基板支持部。
7. 前記コネクタは、銅で形成され、表面が銀メッキされている、
   請求項１に記載の基板支持部。
8. 前記第１の端子、前記撚線及び前記第２の端子は、銅で形成され、表面が銅無垢面である、
   請求項１に記載の基板支持部。
9. 前記第１の端子、前記撚線及び前記第２の端子は、銅で形成され、表面が非磁性体でメッキされている、
   請求項１に記載の基板支持部。
10. 前記第１の端子、前記撚線及び前記第２の端子は、非磁性体で形成されている、
    請求項１に記載の基板支持部。
11. 前記電極と前記第１の端子とは、銀ろう材を用いて電気的に接続される、
    請求項１に記載の基板支持部。
12. 前記貫通孔の内面は、絶縁膜が形成されている、
    請求項１に記載の基板支持部。
13. 処理容器と、
    前記処理容器内に配置される基板支持部とを含み、
    前記基板支持部は、
    上面から下面までを貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔と連通するザグリ部が前記下面に形成された基台と、
    前記基台の上部に配置され、基板支持面及びリング支持面を備える静電チャックと、
    前記静電チャック内に配置される電極と、
    前記貫通孔内に配置され、前記電極と電気的に接続される第１の端子と、
    前記貫通孔及び前記ザグリ部内に配置される第２の端子と、
    前記第１の端子に設けられた凹部と前記第２の端子に設けられた凹部に、それぞれ篏合し、前記第１の端子と前記第２の端子とを電気的に接続する撚線と、
    前記ザグリ部内に配置され、前記第２の端子との接触を維持しつつ前記第２の端子を移動可能に支持するコネクタと、
    を有する、
    基板処理装置。

Images