JP7378668B2 - 静電チャックおよび基板処理装置 - Google Patents

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Description

本開示の種々の側面および実施形態は、静電チャックおよび基板処理装置に関する。
例えば下記の特許文献１には、ヘリウムガス等の伝熱ガスが供給される、基板と静電チャックとの間の空間を、基板の中心付近と基板のエッジ付近とに分割し、それぞれに異なる圧力の伝熱ガスを供給する技術が開示されている。これにより、基板の中心付近の温度と基板のエッジ付近の温度とを別々に調整することができる。
特開２００８－２５１８５４号公報
本開示は、基板の温度の均一性を向上させることができる静電チャックおよび基板処理装置を提供する。
本開示の一側面は、静電チャックであって、本体部と、第１の突条と、第２の突条と、外側電極と、第１の配管と、第２の配管とを備える。第１の突条は、本体部の上面に環状に設けられている。第２の突条は、本体部の上面に、第１の突条を囲むように環状に設けられている。外側電極は、本体部の上面側から見た場合に、第１の突条の内周面から外側に設けられ、第１の突条および第２の突条に基板を吸着させるための静電気力を発生させる。第１の配管は、本体部の上面の中で第１の突条で囲まれた第１の領域にガスを供給する。第２の配管は、本体部の上面の中で第１の突条と第２の突条とで囲まれた第２の領域にガスを供給する。
本開示の種々の側面および実施形態によれば、基板の温度の均一性を向上させることができる。
図１は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理システムの一例を示すシステム構成図である。 図２は、プラズマ処理装置の一例を示す概略断面図である。 図３は、基板支持部の構造の一例を示す拡大断面図である。 図４は、基板支持部の構造の一例を示す平面図である。 図５は、静電チャック内の電極の配置の一例を示す図である。 図６は、リングアセンブリ付近の静電チャックの構造の一例を示す拡大断面図である。 図７は、比較例におけるリングアセンブリ付近の静電チャックの構造の一例を示す拡大断面図である。 図８は、比較例における基板の温度分布の一例を示す図である。 図９は、本実施形態における基板の温度分布の一例を示す図である。 図１０は、リングアセンブリ付近の静電チャックの構造の他の例を示す拡大断面図である。 図１１は、リングアセンブリ付近の静電チャックの構造の他の例を示す拡大断面図である。 図１２は、リングアセンブリ付近の静電チャックの構造の他の例を示す拡大断面図である。 図１３は、第１の突条の他の例を示す拡大断面図である。 図１４は、第１の突条の他の例を示す拡大断面図である。 図１５は、第１の突条の他の例を示す拡大断面図である。 図１６は、第１の突条の他の例を示す平面図である。 図１７は、静電チャックの構造の他の例を示す拡大断面図である。 図１８は、静電チャックの構造の他の例を示す拡大断面図である。 図１９は、静電チャックの構造の他の例を示す拡大断面図である。 図２０は、静電チャックの構造の他の例を示す拡大断面図である。 図２１は、静電チャックの構造の他の例を示す拡大断面図である。 図２２は、静電チャックの構造の他の例を示す拡大断面図である。 図２３は、静電チャックの構造の他の例を示す拡大断面図である。 図２４は、静電チャックの構造の他の例を示す拡大断面図である。 図２５は、静電チャックの構造の他の例を示す拡大断面図である。 図２６は、静電チャックの構造の他の例を示す拡大断面図である。 図２７は、静電チャックの構造の他の例を示す拡大断面図である。 図２８は、静電チャックの構造の他の例を示す拡大断面図である。 図２９は、リングアセンブリ付近の静電チャックの構造の他の例を示す拡大断面図である。 図３０は、リングアセンブリ付近の静電チャックの構造の一例を示す拡大断面図である。
以下に、静電チャックおよ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、開示される静電チャックおよび基板処理装置が限定されるものではない。
ところで、ヘリウムガス等の伝熱ガスが供給される、基板と静電チャックとの間の空間を、基板の中心付近と基板のエッジ付近とに分割する場合、静電チャック上には、これら２つの空間を気密に仕切る隔壁が設けられる。この隔壁は、基板と静電チャックの両方に接触するため、隔壁を介して基板と静電チャックとの間で熱が伝達する。隔壁が設けられた静電チャックの領域以外の領域では、基板と静電チャックとの間の熱の伝達は、基板と静電チャックとの間に供給された伝熱ガスを介して行われる。そのため、隔壁が設けられた静電チャックの領域では、他の静電チャックの領域に比べて熱が過剰に伝達する場合がある。そのため、隔壁が設けられた静電チャックの領域に対応する基板の部分と、他の静電チャックの領域に対応する基板の部分とに大きな温度差ができる場合がある。基板の温度分布のばらつきが大きくなると、基板の場所によって、基板に形成された半導体装置の特性が異なる場合があり、基板に形成された半導体装置の品質を一定に保つことが難しくなる。
そこで、本開示は、基板の温度の均一性を向上させることができる技術を提供する。
［プラズマ処理システム１００の構成］
図１は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理システム１００の構成の一例を示すシステム構成図である。一実施形態において、プラズマ処理システム１００は、プラズマ処理装置１及び制御部２を含む。プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、基板支持部１１及びプラズマ生成部１２を含む。プラズマ処理チャンバ１０は、プラズマ処理空間を有する。また、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。ガス供給口は、後述するガス供給部２０に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム４０に接続される。基板支持部１１は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。
プラズマ生成部１２は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマを生成するように構成される。プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ（ＣＣＰ；Capacitively Coupled Plasma）、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ；Inductively Coupled Plasma）、ＥＣＲプラズマ（Electron-Cyclotron-resonance plasma）、ヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ：Helicon Wave Plasma）、又は、表面波プラズマ（ＳＷＰ：Surface Wave Plasma）等であってもよい。また、プラズマ生成部１２としては、例えばＡＣ（Alternating Current）プラズマ生成部及びＤＣ（Direct Current）プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。一実施形態において、ＡＣプラズマ生成部で用いられるＡＣ信号（ＡＣ電力）は、１００ｋＨｚ～１０ＧＨｚの範囲内の周波数を有する。従って、ＡＣ信号は、ＲＦ信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、ＲＦ信号は、２００ｋＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。
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、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、及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）、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。
［プラズマ処理装置１の構成］
以下に、プラズマ処理装置１の一例としての容量結合型のプラズマ処理装置の構成例について説明する。図２は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理装置１の一例を示す概略断面図である。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ている。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内に配置されている。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置されている。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。側壁１０ａは接地されている。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ている。
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、本体部１１１の中央領域であり基板Ｗを支持するための基板支持面１１１ａと、本体部１１１の環状領域でありリングアセンブリ１１２を支持するためのリング支持面１１１ｂとを有する。基板Ｗは、ウェハと呼ばれることもある。本体部１１１のリング支持面１１１ｂは、平面視で本体部１１１の基板支持面１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の基板支持面１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の基板支持面１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１のリング支持面１１１ｂ上に配置されている。基板支持部１１は、例えば石英等の絶縁材料で筒状に形成された支持部１７によって支持されている。支持部１７は、プラズマ処理チャンバ１０の底部から上方に延在している。基板支持部１１および支持部１７の外周には、筒状のカバー部材１５およびカバー部材１６が設けられている。
一実施形態において、本体部１１１は、基台１１１１及び静電チャック１１１０を含む。基台１１１１は、導電性部材を含む。基台１１１１の導電性部材は下部電極として機能する。静電チャック１１１０は、基台１１１１の上に配置されている。静電チャック１１１０の上面は、基板支持面１１１ａを有する。リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。１又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。また、基板支持部１１は、静電チャック１１１０、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む。温調モジュールには、基台１１１１に形成された流路１１１２が含まれる。流路１１１２には、図示しないチラーユニットから配管１８ａを介して温度制御されたブラインやガスのような伝熱媒体が供給される。流路１１１２に供給された伝熱媒体は、流路１１１２内を流れ、配管１８ｂを介してチラーユニットに戻される。また、温調モジュールには、後述するヒータ３６が含まれる。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と基板支持面１１１ａとの間に、例えばヘリウムガス等の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む。
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、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ている。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少なくとも１つ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信号及びバイアス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、シャワーヘッド１３の導電性部材、またはその両方に供給するように構成されている。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、プラズマ生成部１２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及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第２のＲＦ生成部３１ｂは、バイアス電源の一例である。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、シャワーヘッド１３の導電性部材、またはその両方に結合され、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ている。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又は複数のソースＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材、シャワーヘッド１３の導電性部材、またはその両方に供給される。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又は複数のバイアス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、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及び第２のＤＣ信号がパルス化されてもよい。なお、第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部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、真空ポンプを含む。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。
［基板支持部１１の詳細］
図３は、基板支持部１１の構造の一例を示す拡大断面図である。図４は、基板支持部１１の構造の一例を示す平面図である。図５は、静電チャック１１１０内の電極の配置の一例を示す図である。図３には、基板Ｗが載せられた状態の基板支持部１１が図示されている。図４のＡ－Ａ断面が図３に対応する。
静電チャック１１１０は、本体部５０を有する。本体部５０の上面には、第１の突条５０ａおよび第２の突条５０ｂが設けられている。第１の突条５０ａは内側環状突条の一例であり、第２の突条５０ｂは外側環状突条の一例である。本体部５０の上面において、第１の突条５０ａによって囲まれた領域は中央表面領域５１０であり、第１の突条５０ａと第２の突条５０ｂとの間の領域はエッジ表面領域５１１である。第１の突条５０ａは、例えば図４に示されるように、環状に設けられている。第２の突条５０ｂは、例えば図４に示されるように、第１の突条５０ａを囲むように環状に設けられている。例えば図３に示されるように、静電チャック１１１０に基板Ｗが載せられることにより、基板Ｗと静電チャック１１１０との間には、基板Ｗ、本体部５０、および第１の突条５０ａで囲まれる筒状の第１の空間５１ａが形成される。第１の空間５１ａは、第１の凹部の一例である。また、例えば図３に示されるように、静電チャック１１１０に基板Ｗが載せられることにより、基板Ｗと静電チャック１１１０との間には、基板Ｗ、本体部５０、第１の突条５０ａ、および第２の突条５０ｂで囲まれる環状の第２の空間５１ｂが形成される。第２の空間５１ｂは、第２の凹部の一例である。また、本体部５０の上面において、第１の突条５０ａで囲まれた領域には、第１の突条５０ａおよび第２の突条５０ｂと同じ高さの複数の凸部５２が設けられている。基板Ｗは、第１の突条５０ａ、第２の突条５０ｂ、および複数の凸部５２によって支持される。第１の突条５０ａ、第２の突条５０ｂ、および複数の凸部５２の頂部の面が基板支持面１１１ａである。第１の突条５０ａ、第２の突条５０ｂ、および複数の凸部５２は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、ＡｌＮ等のセラミック等；ポリイミド等のポリマー等で形成されている。
第１の空間５１ａには、配管５３ａおよび開口部５４ａを介して、ヘリウムガス等の伝熱ガスが供給される。伝熱ガスは、熱媒の一例である。なお、熱媒としては、伝熱ガス以外に、液体や固体（伝熱層）が用いられてもよい。液体または固体（伝熱層）としては、例えば、基板Ｗを載置する前又は後において、基板支持部１１の上面に、液体の層または変形自在な固体の層の少なくともいずれか一方により構成され変形自在な伝熱層を形成することが考えられる。伝熱層については、本願に開示された内容と矛盾しない限度において、特願２０２１－１２７６１９号明細書および特願２０２１－１２７６４４号明細書の技術内容が参照により組み込まれる。
第２の空間５１ｂには、配管５３ｂおよび開口部５４ｂを介して、ヘリウムガス等の伝熱ガスが供給される。配管５３ａは第１の熱媒流路の一例であり、配管５３ｂは第２の熱媒流路の一例である。配管５３ａには第１の制御バルブ５３０ａが設けられており、配管５３ｂには第２の制御バルブが設けられており、配管５３ｃには第３の制御バルブが設けられている。配管５３ａは、第１の突条５０ａで囲まれた本体部５０の上面の領域に伝熱ガスを供給する。第１の制御バルブ５３０ａは、配管５３ａを介して第１の空間５１ａに供給される第１の熱媒の流量又は圧力を制御する。配管５３ｂは、第１の突条５０ａと第２の突条５０ｂとで囲まれた本体部５０の上面の領域に伝熱ガスを供給する。第２の制御バルブ５３０ｂは、配管５３ｂを介して第２の空間５１ｂに供給される第２の熱媒の流量又は圧力を制御する。配管５３ａは第１の配管の一例であり、配管５３ｂは第２の配管の一例である。第１の突条５０ａで囲まれた本体部５０の上面の領域は、第１の領域の一例であり、第１の突条５０ａおよび第２の突条５０ｂで囲まれた本体部５０の上面の領域は、第２の領域の一例である。
なお、第１の制御バルブ５３０ａおよび第２の制御バルブ５３０ｂによる流量又は圧力の制御に加えて、後述する第２の電極５５ｂ（内側静電電極）と第３の電極５５ｃ（外側静電電極）の電圧制御によって、静電チャック１１１０と基板Ｗとの間の熱の伝達率がさらに制御されてもよい。また、配管５３ａおよび配管５３ｂに供給される熱媒（伝熱ガス）の流量又は圧力が１つの制御バルブによって共通に制御される場合、第２の電極５５ｂ（内側静電電極）と第３の電極５５ｃ（外側静電電極）の電圧制御によって、静電チャック１１１０と基板Ｗとの間の熱の伝達率が制御されてもよい。
第１の空間５１ａに供給される伝熱ガスの圧力と、第２の空間５１ｂに供給される伝熱ガスの圧力とは、独立に制御される。本実施形態において、第２の空間５１ｂに供給される伝熱ガスの圧力は、第１の空間５１ａに供給される伝熱ガスの圧力よりも高い。これにより、基板Ｗのエッジ付近の温度の制御性を高めることができる。
なお、第１の空間５１ａに供給される伝熱ガスの種類と、第２の空間５１ｂに供給される伝熱ガスの種類とは異なっていてもよい。例えば、第２の空間５１ｂに供給される伝熱ガスは、第１の空間５１ａに供給される伝熱ガスよりも熱伝導率が高いガスであってもよい。これにより、基板Ｗのエッジ付近の温度の制御性を高めることができる。
静電チャック１１１０のリング支持面１１１ｂには、凹部５１ｃが設けられている。凹部５１ｃには、配管５３ｃおよび開口部５４ｃを介して、ヘリウムガス等の伝熱ガスが供給される。第３の制御バルブ５３０ｃは、配管５３ｃを介して凹部５１ｃに供給される第３の熱媒（伝熱ガス）の流量又は圧力を制御する。凹部５１ｃに供給される伝熱ガスの圧力と、第１の空間５１ａおよび第２の空間５１ｂに供給される伝熱ガスの圧力とは、第１の制御バルブ５３０ａ、第２の制御バルブ５３０ｂ、および第３の制御バルブ５３０ｃによって、それぞれ独立に制御される。
本体部５０内には、第１の電極５５ａ、第２の電極５５ｂ、第３の電極５５ｃ、第４の電極５５ｄ、および第５の電極５５ｅが設けられている。第２の電極５５ｂは内側静電電極の一例であり、第３の電極５５ｃは外側静電電極の一例である。第１の電極５５ａおよび第２の電極５５ｂは内側電極の一例であり、第３の電極５５ｃは外側電極の一例である。第１の電極５５ａおよび第２の電極５５ｂは、本体部５０の上面側から見た場合に、例えば図５に示されるように、第１の空間５１ａに対応する領域内に配置されている。第２の電極５５ｂは、環状に形成されており、第１の電極５５ａの周囲に配置されている。第３の電極５５ｃは、本体部５０の上面側から見た場合に、第２の空間５１ｂに対応する領域に配置されている。また、第３の電極５５ｃは、本体部５０の上面側から見た場合に、第１の突条５０ａの内周面から外側（第２の突条５０ｂ側）に設けられている。第４の電極５５ｄおよび第５の電極５５ｅは、環状に形成されており、本体部５０の上面側から見た場合に、リング支持面１１１ｂ内に配置されている。なお、第２の電極５５ｂ、第３の電極５５ｃ、第４の電極５５ｄ、および第５の電極５５ｅは、周方向に２つ以上に分割されていてもよい。
第１の電極５５ａには電源５７ａが接続されており、第２の電極５５ｂには電源５７ｂが接続されており、第３の電極５５ｃには電源５７ｃが接続されており、第４の電極５５ｄには電源５７ｄが接続されており、第５の電極５５ｅには電源５７ｄが接続されている。電源５７ａには、フィルタ５７０、スイッチ５７１、および可変直流電源５７２が含まれる。電源５７ｂ、電源５７ｃ、電源５７ｄ、および電源５７ｅは、電源５７ａと同様の構造である。第１の電極５５ａは、電源５７ａから印加された電圧に応じて静電気力を発生させる。第２の電極５５ｂは、電源５７ｂから印加された電圧に応じて静電気力を発生させる。第３の電極５５ｃは、電源５７ｃから印加された電圧に応じて静電気力を発生させる。基板Ｗは、第１の電極５５ａ、第２の電極５５ｂ、および第３の電極５５ｃが発生させた静電気力により、第１の突条５０ａ、第２の突条５０ｂ、および複数の凸部５２に吸着保持される。第２の電極５５ｂ（内側静電電極）に印加される電圧は第１の電圧の一例であり、第３の電極５５ｃ（外側静電電極）に印加される電圧は第２の電圧の一例である。
本実施形態において、第２の電極５５ｂ（内側静電電極）に印加される第１の電圧、および、第３の電極５５ｃ（外側静電電極）に印加される第２の電圧は、直流電圧であるが、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、第１の電圧および第２の電圧は、交流（ＡＣ）電圧であってもよい。第１の電圧および第２の電圧が交流電圧である場合、例えば、第２の電極５５ｂおよび第３の電極５５ｃが周方向にｎ個（ｎ≧２）に分割され、互いに位相が異なる２以上のｎ相の交流電圧が印加されてもよい。この場合、ｎ相の交流電圧は、セルフバイアス電圧に基づいて印加されてもよい。交流電圧を用いた基板Ｗの吸着については、本本願に開示された内容と矛盾しない限度において、特開２０２１－０６８８８０号公報の技術内容が参照により組み込まれる。
本実施形態において、第３の電極５５ｃに印加される電圧は、第１の電極５５ａおよび第２の電極５５ｂに印加される電圧よりも大きい。これにより、第１の電極５５ａおよび第２の電極５５ｂに対応する基板Ｗの部分と第１の突条５０ａおよび複数の凸部５２との間の吸着力よりも、第３の電極５５ｃに対応する基板Ｗの部分と第２の突条５０ｂとの吸着力が大きくなる。これにより、基板Ｗのエッジ付近の温度の制御性を高めることができる。
電源５７ｄおよび電源５７ｅは、第４の電極５５ｄと第５の電極５５ｅとの間で予め定められた電位差が発生するように、直流電圧を第４の電極５５ｄおよび第５の電極５５ｅにそれぞれ印加する。なお、第４の電極５５ｄおよび第５の電極５５ｅのそれぞれの設定電位は、正電位、負電位、および０Ｖのうちいずれであってもよい。例えば、第４の電極５５ｄの電位が正電位に設定され、第５の電極５５ｅの電位が負電位に設定されてもよい。また、第４の電極５５ｄと第５の電極５５ｅとの間の電位差は、２つの直流電源ではなく、単一の直流電源を用いて形成されてもよい。第４の電極５５ｄと第５の電極５５ｅとの間で電位差が生じると、リング支持面１１１ｂとリングアセンブリ１１２との間に電位差に応じた静電気力が発生する。リングアセンブリ１１２は、発生した静電気力によりリング支持面１１１ｂに引き付けられ、リング支持面１１１ｂに保持される。
静電チャック１１１０内には、ヒータ５６ａおよびヒータ５６ｂが設けられている。ヒータ５６ａには、ヒータ電源５８ａが接続されている。ヒータ５６ｂには、ヒータ電源５８ｂが接続されている。ヒータ５６ａは、ヒータ電源５８ａから供給された電力に応じて発熱することにより、基板支持面１１１ａに載せられた基板Ｗを加熱する。ヒータ５６ｂは、ヒータ電源５８ｂから供給された電力に応じて発熱することにより、リング支持面１１１ｂに載せられたリングアセンブリ１１２を加熱する。なお、ヒータ５６ａおよびヒータ５６ｂは、静電チャック１１１０と基台１１１１の間に設けられていてもよい。また、ヒータ５６ａおよびヒータ５６ｂは、それぞれ２以上に分割されていてもよい。
［第３の電極５５ｃの位置］
図６は、リングアセンブリ１１２付近の静電チャック１１１０の構造の一例を示す拡大断面図である。基板Ｗは、基板Ｗのエッジ端が本体部５０の上面の最外周からΔＬ０離れた位置となるように、静電チャック１１１０に載せられる。本実施形態において、ΔＬ０は、例えば１～２ｍｍである。第１の突条５０ａは、第１の突条５０ａの最外周が、本体部５０の上面の最外周から本体部５０の上面の中心側へΔＬ１離れた位置となるように本体部５０の上面に形成されている。実施形態において、ΔＬ１は、例えば５ｍｍ以内である。なお、ΔＬ１は、好ましくは４ｍｍ以内である。また、ΔＬ１は、より好ましくは３ｍｍ以内である。
第３の電極５５ｃは、第３の電極５５ｃの最内周が第１の突条５０ａの最内周よりもリングアセンブリ１１２側へΔＬ２離れた位置となるように静電チャック１１１０内に配置されている。即ち、第１の突条５０ａの幅をΔＷとした場合、第３の電極５５ｃは、第３の電極５５ｃの最内周が静電チャック１１１０の最外周から（ΔＬ１＋ΔＷ）未満の位置となるように静電チャック１１１０内に配置されている。第１の突条５０ａの幅ΔＷが例えば０．５ｍｍである場合、第３の電極５５ｃは、第３の電極５５ｃの最内周が静電チャック１１１０の最外周から例えば５．５ｍｍ未満の位置となるように静電チャック１１１０内に配置されている。実施形態において、ΔＬ２は、例えば０．１ｍｍである。なお、他の形態として、ΔＬ２は、０．１ｍｍより短くてもよく、０ｍｍであってもよい。また、本実施形態において、第３の電極５５ｃは、第３の電極５５ｃの最外周が第２の突条５０ｂの最内周よりもリングアセンブリ１１２側へΔＬ４離れた位置となるように静電チャック１１１０内に配置されている。即ち、本体部５０の上面側から見た場合に、第３の電極５５ｃの一部は、第２の突条５０ｂの領域に配置されている。
第２の電極５５ｂは、第２の電極５５ｂの最外周が第１の突条５０ａの最内周よりも本体部５０の上面の中心側へΔＬ３離れた位置となるように静電チャック１１１０内に配置されている。実施形態において、ΔＬ３は、例えば０．１ｍｍである。なお、他の形態として、ΔＬ３は、０．１ｍｍより短くてもよく、０ｍｍであってもよい。
ここで、図７に例示された比較例について説明する。図７は、比較例におけるリングアセンブリ１１２付近の静電チャック１１１０’の構造の一例を示す拡大断面図である。比較例における第１の突条５０ａ’は、第１の突条５０ａ’の最外周が、本体部５０の上面の最外周から本体部５０の上面の中心側へΔＬ１より長いΔＬ１’離れた位置となるように本体部５０の上面に形成されている。図７の例では、ΔＬ１’は、例えば１４ｍｍである。また、比較例では、第２の電極５５ｂ’が、第１の空間５１ａ’、第１の突条５０ａ’、および第２の空間５１ｂ’の下方に配置されている。このような構成の静電チャック１１１０’を用いて基板Ｗの温度を調整した場合、基板Ｗの温度分布は、例えば図８のようになる。図８は、比較例における基板Ｗの温度分布の一例を示す図である。図８では、基板Ｗの径方向における基板Ｗの温度分布が、基板Ｗの中心の温度を基準とする相対温度で示されている。
比較例において、第２の電極５５ｂ’によって発生した静電気力により、基板Ｗが静電チャック１１１０に吸着すると、基板Ｗは、第１の突条５０ａ’に強く接触する。第１の突条５０ａ’に強く接触した部分における基板Ｗと静電チャック１１１０との間の熱の伝達量は、第１の突条５０ａ’に接触していない部分における基板Ｗと静電チャック１１１０との間の熱の伝達量よりも大きい。そのため、第１の突条５０ａ’に接触していない部分の基板Ｗの温度に合わせてヒータ５６の温度や基台１１１１の温度を調整した場合、第１の突条５０ａ’に接触している部分における基板Ｗの温度が大きくずれる場合がある。
また、本体部５０の上面のエッジ付近は、ヒータ５６ａおよび基台１１１１から離れているため、ヒータ５６ａおよび基台１１１１からの熱よりも、プラズマ等の外部からの熱の影響が大きくなる。例えば、基板Ｗに対してプラズマによる入熱がある場合、エッジ付近の基板Ｗの温度は、例えば図８に示されるように中心付近の基板Ｗの温度よりも高くなる場合がある。比較例における第１の突条５０ａ’は、例えば図７に示されるように、第１の突条５０ａ’の最外周が、本体部５０の上面の最外周から本体部５０の上面の中心側へΔＬ１より長いΔＬ１’離れた位置となるように本体部５０の上面に形成されている。そのため、エッジ付近において、基板Ｗの温度のばらつきΔＴ１が大きい。図８の例では、第１の突条５０ａ’が設けられた位置である、基板Ｗのエッジから１５ｍｍの位置（即ち、基板Ｗの中心から１３５ｍｍの位置）で基板Ｗの温度が最小になっており、基板Ｗのエッジにおいて基板Ｗの温度が最大になっている。
これに対し、本実施形態における基板Ｗの温度分布は、例えば図９のようになる。図９は、本実施形態における基板Ｗの温度分布の一例を示す図である。図９では、基板Ｗの径方向における基板Ｗの温度分布が、基板Ｗの中心の温度を基準とする相対温度で示されている。本実施形態では、第３の電極５５ｃが第１の突条５０ａの最内周よりも外側に配置されており、第２の電極５５ｂが第１の突条５０ａの最内周よりも内側に配置される。これにより、基板Ｗと第１の突条５０ａとの間の吸着力を低く抑えることができ、第１の突条５０ａに接触した部分における基板Ｗと静電チャック１１１０との間の熱の伝達量を抑えることができる。これにより、第１の突条５０ａに接触している部分における基板Ｗの温度のずれを小さくすることができる。
また、本実施形態において、第１の突条５０ａは、第１の突条５０ａの最外周が、基板支持面１１１ａの最外周から基板支持面１１１ａの中心側へΔＬ１離れた位置となるように基板支持面１１１ａに形成されている。実施形態において、ΔＬ１は、例えば３ｍｍ以下である。第１の突条５０ａに接触している部分における基板Ｗの温度は、第１の突条５０ａに接触していない部分における基板Ｗの温度よりも低く制御することができる。図９を参照すると、第１の突条５０ａが設けられた位置である、基板Ｗのエッジから４ｍｍの位置（即ち、基板Ｗの中心から１４６ｍｍの位置）で基板Ｗの温度が最小になっており、基板Ｗのエッジにおいて基板Ｗの温度が最大になっている。しかし、図８の比較例における基板Ｗの温度分布と比較すると、基板Ｗの温度分布のばらつきは、ΔＴ１よりも小さいΔＴ２に抑えられている。従って、本実施形態における静電チャック１１１０では、基板Ｗの温度の均一性を向上させることができる。
また、本実施形態において、第３の電極５５ｃの最外周は、第２の突条５０ｂの最内周よりもリングアセンブリ１１２側に配置されている。また、本実施形態において、第３の電極５５ｃに印加される電圧の大きさは、第１の電極５５ａおよび第２の電極５５ｂに印加される電圧の大きさよりも大きい。これにより、基板Ｗのエッジ付近が第２の突条５０ｂに強く接触し、基板Ｗのエッジ付近において第２の突条５０ｂを介して基板Ｗと静電チャック１１１０との間の熱の伝達量が多くなる。この点においても、本実施形態の静電チャック１１１０は、基板Ｗのエッジ付近の温度の制御性を向上させることができ、基板Ｗの温度の均一性を向上させることができる。
また、本実施形態において、第１の空間５１ａに供給される伝熱ガスの圧力は、第２の空間５１ｂに供給される伝熱ガスの圧力よりも高く設定される。この点においても、本実施形態の静電チャック１１１０は、基板Ｗのエッジ付近の温度の制御性を向上させることができ、基板Ｗの温度の均一性を向上させることができる。なお、第２の空間５１ｂに供給される伝熱ガスに、第１の空間５１ａに供給される伝熱ガスよりも熱伝導率が高いガスを用いることにより、基板Ｗのエッジ付近の温度の制御性をさらに向上させることができる。
以上、実施形態について説明した。上記したように、本実施形態における静電チャック１１１０は、本体部５０と、第１の突条５０ａと、第２の突条５０ｂと、第３の電極５５ｃと、配管５３ａと、配管５３ｂとを備える。第１の突条５０ａは、本体部５０の上面に環状に設けられている。第２の突条５０ｂは、本体部５０の上面に、第１の突条５０ａを囲むように環状に設けられている。第３の電極５５ｃは、本体部５０の上面側から見た場合に、第１の突条５０ａの内周面から外側に設けられ、第１の突条５０ａおよび第２の突条５０ｂに基板Ｗを吸着させるための静電気力を発生させる。配管５３ａは、本体部５０の上面の中で第１の突条５０ａで囲まれた第１の領域に伝熱ガスを供給する。配管５３ｂは、本体部５０の上面の中で第１の突条５０ａおよび第２の突条５０ｂで囲まれた第２の領域に伝熱ガスを供給する。これにより、基板Ｗの温度の均一性を向上させることができる。
また、上記した実施形態の静電チャック１１１０において、本体部５０の上面側から見た場合に、第３の電極５５ｃの一部は、第１の突条５０ａおよび第２の突条５０ｂのうち少なくともいずれか一方と重なっていてもよい。
また、上記した実施形態における静電チャック１１１０は、第１の突条５０ａで囲まれた本体部５０の内部に設けられた第１の電極５５ａおよび第２の電極５５ｂを備える。第３の電極５５ｃに印加される電圧は、第１の電極５５ａおよび第２の電極５５ｂに印加される電圧よりも大きい。これにより、基板Ｗの温度の均一性をさらに向上させることができる。
また、上記した実施形態において、第２の領域に供給される伝熱ガスの圧力は、第１の領域に供給される伝熱ガスの圧力よりも高い。これにより、基板Ｗの温度の均一性をさらに向上させることができる。
また、上記した実施形態において、第２の領域に供給される伝熱ガスと、第１の領域に供給される伝熱ガスとは、異なる種類のガスであってもよい。例えば、第２の領域に供給される伝熱ガスは、第１の領域に供給される伝熱ガスより熱伝導率が高いガスであってもよい。これにより、基板Ｗの温度の均一性をさらに向上させることができる。
また、上記した実施形態において、本体部５０の上面側から見た場合に、第３の電極５５ｃの一部は、第２の突条５０ｂの領域に配置されている。これにより、基板Ｗのエッジ付近を第２の突条５０ｂに強く吸着させることができ、基板Ｗのエッジ付近の温度の制御性を向上させることができる。
また、上記した実施形態において、第１の突条５０ａの最外周は、本体部５０の上面の最外周から５ｍｍ以内に配置されている。これにより、基板Ｗの温度分布のばらつきを抑制することができる。
また、上記した実施形態におけるプラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０と、静電チャック１１１０と、電源５７とを備える。静電チャック１１１０は、プラズマ処理チャンバ１０内に設けられ、基板Ｗが載せられる。静電チャック１１１０は、本体部５０と、第１の突条５０ａと、第２の突条５０ｂと、第３の電極５５ｃと、配管５３ａと、配管５３ｂとを有する。第１の突条５０ａは、本体部５０の上面に環状に設けられている。第２の突条５０ｂは、本体部５０の上面に、第１の突条５０ａを囲むように環状に設けられている。第３の電極５５ｃは、本体部５０の上面側から見た場合に、本体部５０の内部かつ第１の突条５０ａの内周面から外側に設けられ、第１の突条５０ａおよび第２の突条５０ｂに基板Ｗを吸着させるための静電気力を発生させる。配管５３ａは、本体部５０の上面の中で第１の突条５０ａで囲まれた第１の領域に伝熱ガスを供給する。配管５３ｂは、本体部５０の上面の中で第１の突条５０ａおよび第２の突条５０ｂで囲まれた第２の領域に伝熱ガスを供給する。これにより、基板Ｗの温度の均一性を向上させることができる。
［その他］
なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
上記した実施形態において、第３の電極５５ｃは、第３の電極５５ｃの最内周が第１の突条５０ａの最内周よりもリングアセンブリ１１２側へΔＬ２離れた位置となり、かつ、第３の電極５５ｃの最外周が第２の突条５０ｂの最内周よりもリングアセンブリ１１２側へΔＬ４離れた位置となるように静電チャック１１１０内に配置されている。しかし、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、例えば図１０に示されるように、第３の電極５５ｃは、第３の電極５５ｃの最外周が第２の突条５０ｂの最内周よりも静電チャック１１１０の中央側へΔＬ５離れた位置となるように静電チャック１１１０内に配置されていてもよい。ΔＬ５は、例えば０．１ｍｍである。なお、ΔＬ５は、０．１ｍｍより短くてもよく、０ｍｍであってもよい。
あるいは、他の形態として、例えば図１１に示されるように、第３の電極５５ｃは、第３の電極５５ｃの最内周が第１の突条５０ａの最外周よりもリングアセンブリ１１２側へΔＬ６離れた位置となるように静電チャック１１１０内に配置されていてもよい。ΔＬ６は、例えば０．１ｍｍである。なお、ΔＬ６は、０．１ｍｍより短くてもよく、０ｍｍであってもよい。
あるいは、他の形態として、例えば図１２に示されるように、第３の電極５５ｃは、第３の電極５５ｃの最内周が第１の突条５０ａの最外周よりもリングアセンブリ１１２側へΔＬ６離れた位置となり、かつ、第３の電極５５ｃの最外周が第２の突条５０ｂの最内周よりも静電チャック１１１０の中央側へΔＬ５離れた位置となるように静電チャック１１１０内に配置されていてもよい。
また、上記した実施形態において、第１の突条５０ａは、本体部５０と同じ部材で形成されるが、開示の技術はこれに限られない。例えば図１３～図１６に示されるように、第１の突条５０ａの少なくとも一部には、本体部５０よりも熱伝導率が低い部材５００が設けられてもよい。図１３の例では、第１の突条５０ａの頂部に環状の部材５００が設けられている。また、図１４の例では、第１の突条５０ａの幅方向において、本体部５０の半分が環状の部材５００に置き換えられている。また、図１５の例では、第１の突条５０ａと本体部５０の連結部分が環状の部材５００に置き換えられている。図１６の例では、第１の突条５０ａの延在方向において、本体部５０と同じ部材で形成された部分と、部材５００で形成された部分とが交互に配置されている。図１３～図１６に例示された構造の第１の突条５０ａにより、第１の突条５０ａを介する基板Ｗと静電チャック１１１０との間の熱の伝達量が減少し、基板Ｗのエッジ付近での基板Ｗの温度のばらつきを抑えることができる。
また、他の形態として、静電チャック１１１０内には、例えば図１７に示されるように、基板Ｗにバイアス電力を供給するための電極６０ａとリングアセンブリ１１２にバイアス電力を供給するための電極６０ｂとが設けられてもよい。電極６０ａは、バイアス電極の一例である。図１７は、静電チャック１１１０の構造の他の例を示す拡大断面図である。電極６０ａは、基板Ｗが配置される領域に対応する静電チャック１１１０内に設けられ、電極６０ｂは、リングアセンブリ１１２が配置される領域に対応する静電チャック１１１０内に設けられる。図１７の例では、第１のＲＦ生成部３１ａから図示しないフィルタを介して基台１１１１にソースＲＦ電力が供給され、第２のＲＦ生成部３１ｂから図示しないフィルタを介して電極６０ａおよび電極６０ｂにバイアスＲＦ電力が供給される。なお、電極６０ａおよび電極６０ｂに供給されるバイアスＲＦ電力は、独立に制御される。これにより、供給されるバイアス電力に応じて、基板Ｗが配置される領域のプラズマの状態と、リングアセンブリ１１２が配置される領域のプラズマの状態とを独立に制御することができる。
また、図１７に対する他の例として、例えば図１８に示されるように、電極６０ｂを設けずに、リングアセンブリ１１２が配置される領域へのバイアスＲＦ電力は、第４の電極５５ｄおよび第５の電極５５ｅに供給されてもよい。図１８の例では、第２のＲＦ生成部３１ｂから図示しないフィルタを介して供給されるバイアスＲＦ電力は、コンデンサ７０を介して第４の電極５５ｄに供給されると共に、コンデンサ７１を介して第５の電極５５ｅに供給される。図１８の例では、電極６０ｂが設けられていないため、静電チャック１１１０の構造を簡素化することができる。
また、図１８に対する他の例として、例えば図１９に示されるように、電極６０ａを設けずに、基板Ｗが配置される領域へのバイアスＲＦ電力は、基台１１１１に供給されてもよい。図１８の例では、電極６０ａが設けられていないため、静電チャック１１１０の構造をさらに簡素化することができる。
また、図１９に対する他の例として、例えば図２０に示されるように、第４の電極５５ｄおよび第５の電極５５ｅには、さらに第１のＲＦ生成部３１ａからのソースＲＦ電力が供給されてもよい。なお、基台１１１１に供給されるソースＲＦ電力と、第４の電極５５ｄおよび第５の電極５５ｅに供給されるソースＲＦ電力とは独立に制御される。
また、図２０に対する他の例として、例えば図２１に示されるように、共通の電気的パス７５、第１の電気的パス７６、および第２の電気的パス７７を有してもよい。共通の電気的パス７５は、第１のＲＦ生成部３１ａおよび第２のＲＦ生成部３１ｂに接続されている。第１の電気的パス７６および第２の電気的パス７７は、共通の電気的パス７５から分岐している。第１の電気的パス７６は、基台１１１１に接続されている。第２の電気的パス７７は、可変容量コンデンサ等の可変インピーダンス回路７２の一端に接続されている。可変インピーダンス回路７２の他端は、コンデンサ７０を介して第４の電極５５ｄに接続されている。また、可変インピーダンス回路７２の他端は、コンデンサ７１を介して第５の電極５５ｅに接続されている。図２１の例では、第１のＲＦ生成部３１ａおよび第２のＲＦ生成部３１ｂを共通化できるので、図２０の例に比べて部品点数を削減することができる。
また、図２０に対する他の例として、例えば図２２に示されるように、静電チャック１１１０が、第１の静電チャック１１１０ａおよび第２の静電チャック１１１０ｂに分割されており、基台１１１１が、第１の基台１１１１ａおよび第２の基台１１１１ｂに分割されていてもよい。第１の静電チャック１１１０ａと第２の静電チャック１１１０ｂの間、および、第１の基台１１１１ａと第２の基台１１１１ｂの間には、間隙が存在している。
また、図２１に対する他の例として、例えば図２３に示されるように、静電チャック１１１０が、第１の静電チャック１１１０ａおよび第２の静電チャック１１１０ｂに分割されていてもよい。なお、図２３の例では、基台１１１１には、溝１１１１ｃが形成されている。溝１１１１ｃは、基台１１１１の上面において開口している。溝１１１１ｃの底は、溝１１１１ｃの上端開口と基台１１１１の下面との間に位置している。溝１１１１ｃは、第１の静電チャック１１１０ａと第２の静電チャック１１１０ｂとの間の間隙に沿って、当該間隙の下方に延在している。
また、図２１に対する他の例として、例えば図２４に示されるように、共通の電気的パス７５と第１の電気的パス７６との間にコンデンサ７３が設けられ、第１の電気的パス７６が第２の電極５５ｂおよび第３の電極５５ｃに接続されていてもよい。なお、図２１には図示されていないが、第１の電気的パス７６は、第１の電極５５ａにも接続されている。
また、図２４に対する他の例として、例えば図２５に示されるように、第２のＲＦ生成部３１ｂが共通の電気的パス７５に接続され、第１のＲＦ生成部３１ａが基台１１１１に接続されてもよい。
また、図２５に対する他の例として、例えば図２６に示されるように、第１の電気的パス７６はヒータ５６ａに接続され、可変インピーダンス回路７２の他端は、コンデンサ７４を介してヒータ５６ｂに接続されてもよい。
また、図１７に対する他の例として、例えば図２７に示されるように、電極６０ａは、第１の電極５５ａと第２の電極５５ｂとの間に配置され、電極６０ｂは、第４の電極５５ｄと第５の電極５５ｅとの間に配置されてもよい。なお、電極６０ａは、第２の電極５５ｂと第３の電極５５ｃとの間に配置されてもよい。また、電極６０ａは、静電チャック１１１０内において、第２の電極５５ｂおよび第３の電極５５ｃと同じ高さの位置に配置され、電極６０ｂは、静電チャック１１１０内において、第４の電極５５ｄおよび第５の電極５５ｅと同じ高さの位置に配置されてもよい。
また、図２７に対する他の例として、例えば図２８に示されるように、電極６０ｂは、第４の電極５５ｄおよび第５の電極５５ｅよりも、静電チャック１１１０の外周側に配置されてもよい。
また、上記した実施形態におけるリングアセンブリ１１２の断面形状は、例えば図３に示されるように、静電チャック１１１０の上に載せられた基板Ｗより下の部分の幅が広く、基板Ｗと同じ高さの部分の幅が狭い。また、上記した実施形態におけるリングアセンブリ１１２の上面は、静電チャック１１１０の上に載せられた基板Ｗの上面とほぼ同じ高さである。しかし、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、例えば図２９に示されるように、リングアセンブリ１１２が載せられる静電チャック１１１０の領域は、基板Ｗが載せられる静電チャック１１１０の領域と同程度の高さになっていてもよい。また、図２９の例では、リングアセンブリ１１２の断面形状は、静電チャック１１１０の上に載せられた基板Ｗよりも上の部分が、基板Ｗのエッジ部分の上に迫り出すような形状となっている。また、図２９の例では、第２の突条５０ｂの幅が、上記した実施形態における第２の突条５０ｂの幅よりも広く、第２の突条５０ｂの外側壁が、静電チャック１１１０の上に載せられた基板Ｗのエッジよりも外側に位置している。また、図２９の例では、第３の電極５５ｃ（外側静電電極）が静電チャック１１１０の上に載せられた基板Ｗのエッジよりも外側まで延在している。静電チャック１１１０およびリングアセンブリ１１２が図２９に例示された形状および配置となっていることにより、プラズマが基板Ｗのエッジの裏面に入り込むことを防止することができると共に、エッジを含む基板Ｗ前面の温度の均一性を確保することができる。なお、基板Ｗを静電チャック１１１０の上に載せる際は、リングアセンブリ１１２を上方に持ち上げた状態で静電チャック１１１０の上に基板Ｗを載せ、その後にリングアセンブリ１１２を静電チャック１１１０の上に戻してもよい。また、基板Ｗを静電チャック１１１０の上から搬出する際は、リングアセンブリ１１２を上方に持ち上げた後に、基板Ｗを静電チャック１１１０の上から搬出してもよい。
また、上記した実施形態において、第１の突条５０ａとの上面は、例えば図６に示されるように、第２の突条５０ｂの上面とほぼ同じ高さとなっているが、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、例えば図３０に示されるように、第２の空間５１ｂの表面の最も低い部分を基準としたとき、第１の突条５０ａの高さｈ１は、第２の突条５０ｂの高さｈ２よりも低くてもよい。これにより、第１の突条５０ａと基板Ｗとが接しないため、これらが接する場合と比べて冷却の特異点を減らすことができる。なお、基板Ｗのエッジ付近の静電チャック１１１０およびリングアセンブリ１１２の構造については、本願に開示された内容と矛盾しない限度において、特開２０２１－１５８２０号公報の技術内容が参照により組み込まれる。
また、上記した実施形態では、プラズマ源の一例として、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）を用いて処理を行うプラズマ処理装置１を説明したが、プラズマ源はこれに限られない。容量結合型プラズマ以外のプラズマ源としては、例えば、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）、マイクロ波励起表面波プラズマ（ＳＷＰ）、電子サイクロトン共鳴プラズマ（ＥＣＰ）、およびヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ）等が挙げられる。
また、上記した実施形態では、基板処理装置としてプラズマ処理装置１を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。即ち、基板Ｗの温度を制御する機能を有する基板支持部１１を備える基板処理装置であれば、プラズマを用いない他の基板処理装置に対しても開示の技術を適用することができる。
なお、今回開示された実施形態は全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。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
ここに本明細書の一部を構成するものとして米国特許公開２０２１／００７４５２４Ａ１号の内容を援用する。
また、上記の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
本体部と、
前記本体部の上面に環状に設けられた第１の突条と、
前記本体部の上面に、前記第１の突条を囲むように環状に設けられた第２の突条と、
前記本体部の上面側から見た場合に、前記第１の突条の内周面から外側に設けられ、前記第１の突条および前記第２の突条に基板を吸着させるための静電気力を発生させる外側電極と、
前記本体部の上面の中で前記第１の突条で囲まれた第１の領域にガスを供給する第１の配管と、
前記本体部の上面の中で前記第１の突条と前記第２の突条とで囲まれた第２の領域にガスを供給する第２の配管と
を備える静電チャック。
（付記２）
前記本体部の上面側から見た場合に、前記外側電極の一部が、前記第１の突条および前記第２の突条のうち少なくともいずれか一方と重なっている付記１に記載の静電チャック。
（付記３）
前記第１の突条で囲まれた前記本体部の内部に設けられた内側電極を備え、
前記外側電極に印加される電圧は、前記内側電極に印加される電圧よりも大きい付記１または２に記載の静電チャック。
（付記４）
前記第１の突条および前記第２の突条の頂部には、基板が載せられ、
前記基板は、プラズマによって処理され、
前記外側電極および前記内側電極の少なくともいずれか一方には、前記基板に供給されるバイアス電力が供給される付記３に記載の静電チャック。
（付記５）
前記第２の領域に供給されるガスの圧力は、前記第１の領域に供給されるガスの圧力よりも高い付記１から４のいずれか一項に記載の静電チャック。
（付記６）
前記第２の領域に供給されるガスと、前記第１の領域に供給されるガスとは、異なる種類のガスである付記１から５のいずれか一項に記載の静電チャック。
（付記７）
前記本体部の上面側から見た場合に、前記外側電極の一部は、前記第２の突条の領域に配置される付記１から６のいずれか一項に記載の静電チャック。
（付記８）
前記第１の突条の最外周は、前記本体部の上面の最外周から５ｍｍ以内に配置されている付記１から７のいずれか一項に記載の静電チャック。
（付記９）
前記第１の突条の少なくとも一部には、前記本体部を構成する部材よりも熱伝導率が低い部材が設けられている付記１から８のいずれか一項に記載の静電チャック。
（付記１０）
前記第１の突条および前記第２の突条の頂部には、基板が載せられ、
前記基板は、プラズマによって処理され、
前記本体部内には、前記基板に供給されるバイアス電力が供給される電極が設けられる付記１から９のいずれか一項に記載の静電チャック。
（付記１１）
チャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、基板が載せられる静電チャックと、
電源と
を備え、
前記静電チャックは、
本体部と、
前記本体部の上面に環状に設けられた第１の突条と、
前記本体部の上面に、前記第１の突条を囲むように環状に設けられた第２の突条と、
前記本体部の上面側から見た場合に、前記本体部の内部かつ前記第１の突条の内周面から外側に設けられ、前記第１の突条および前記第２の突条に基板を吸着させるための静電気力を発生させる外側電極と、
前記本体部の上面の中で前記第１の突条で囲まれた第１の領域にガスを供給する第１の配管と、
前記本体部の上面の中で前記第１の突条と前記第２の突条とで囲まれた第２の領域にガスを供給する第２の配管と
を有し、
前記電源は、前記外側電極に電圧を印加する基板処理装置。
（付記１２）
チャンバと、
前記チャンバ内に配置される基板支持部であり、前記基板支持部は、基台と前記基台上に配置される静電チャックとを含み、前記静電チャックは、第１の熱媒が流通する第１の熱媒流路及び第２の熱媒が流通する第２の熱媒流路を有し、前記静電チャックは、内側環状突条及び外側環状突条を有する上面を有し、前記上面は、前記内側環状突条により囲まれた中央表面領域、及び、前記内側環状突条と前記外側環状突条との間のエッジ表面領域を有し、前記中央表面領域に形成された第１の凹部は、前記第１の熱媒流路と流体連通しており、前記エッジ表面領域に形成された第２の凹部は、前記第２の熱媒流路と流体連通しており、前記中央表面領域は、複数の凸部を有する、基板支持部と、
前記静電チャック内に配置される内側静電電極及び外側静電電極であり、前記内側静電電極は、平面視で前記中央表面領域に渡って延在し、前記外側静電電極は、平面視で前記エッジ表面領域に渡って延在する、内側静電電極及び外側静電電極と、
前記内側静電電極に第１の電圧を印加し、前記外側静電電極に第２の電圧を印加するように構成される少なくとも１つの電源と、
前記第１の熱媒流路を介して前記第１の凹部に供給される第１の熱媒の流量又は圧力を制御し、前記第２の熱媒流路を介して前記第２の凹部に供給される第２の熱媒の流量又は圧力を制御するように構成される少なくとも１つの制御バルブと、
を備える、基板処理装置。
（付記１３）
前記外側静電電極は、平面視で前記内側環状突条及び前記外側環状突条のうち少なくともいずれか一方と重なっている、付記１２に記載の基板処理装置。
（付記１４）
前記第２の電圧は、前記第１の電圧よりも大きい、付記１２又は１３に記載の基板処理装置。
（付記１５）
前記内側静電電極及び前記外側静電電極のうち少なくともいずれか一方にバイアス電力を供給するように構成されるバイアス電源を更に備える、付記１２～１４のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
（付記１６）
前記内側静電電極及び前記外側静電電極のうち少なくともいずれか一方にＲＦ電力を供給するように構成される少なくとも１つのＲＦ電源を更に備える、付記１２～１４のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
（付記１７）
前記静電チャック内に配置されるバイアス電極と、
前記バイアス電極にバイアス電力を供給するように構成される少なくとも１つのバイアス電源とを更に備える、付記１２～１４のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
（付記１８）
前記第１の熱媒は第１の伝熱ガスであり、前記第２の熱媒は第２の伝熱ガスであり、
前記第２の伝熱ガスは、前記第１の伝熱ガスの圧力よりも高い圧力を有する、付記１２～１７のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
（付記１９）
前記第２の熱媒は、前記第１の熱媒とは異なる、付記１２～１８のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
（付記２０）
前記外側静電電極は、前記外側環状突条の下に配置されている、付記１２～１９のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
（付記２１）
前記内側環状突条の外周面から前記静電チャックの上面の外周までの距離は１５ｍｍ以内である、付記１２～２０のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
（付記２２）
前記内側環状突条の外周面から前記静電チャックの上面の外周までの距離は５ｍｍ以内である、付記１２～２０のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
（付記２３）
前記内側環状突条の外周面から前記静電チャックの上面の外周までの距離は３ｍｍ以内である、付記１２～２０のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
（付記２４）
前記静電チャックは、第１の熱伝導率を有する第１の材料を含み、
前記内側環状突条は、前記第１の熱伝導率よりも低い第２の熱伝導率を有する第２の材料を含む、付記１２～２３のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
（付記２５）
前記第２の凹部表面の最も低い部分を基準としたとき、前記内側環状突条の高さは、前記外側環状突条の高さよりも低い、付記１２～２４のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
（付記２６）
第１の熱媒流路及び第２の熱媒流路を有する本体部であり、前記本体部は、内側環状突条及び外側環状突条を有する上面を有し、前記上面は、前記内側環状突条により囲まれた中央表面領域、及び、前記内側環状突条と前記外側環状突条との間のエッジ表面領域を有し、前記中央表面領域に形成された第１の凹部は、前記第１の熱媒流路と流体連通しており、前記エッジ表面領域に形成された第２の凹部は、前記第２の熱媒流路と流体連通しており、前記中央表面領域は、複数の凸部を有する、本体部と、
前記本体部内に配置される内側静電電極及び外側静電電極であり、前記内側静電電極は、平面視で前記中央表面領域に渡って延在し、前記外側静電電極は、平面視で前記エッジ表面領域に渡って延在する、内側静電電極及び外側静電電極と、
を備える、静電チャック。
（付記２７）
前記本体部内に配置されるバイアス電極を更に備える、付記２６に記載の静電チャック。
（付記２８）
前記内側静電電極は前記バイアス電極としても機能する、付記２７に記載の静電チャック。
（付記２９）
本体部と、
前記本体部の上面に環状に設けられた第１の突条と、
前記本体部の上面に、前記第１の突条を囲むように環状に設けられた第２の突条と、
平面視で、前記第１の突条の内周面から外側に設けられ、前記第１の突条および前記第２の突条に基板を吸着させるための静電気力を発生させる外側電極と、
前記本体部の上面の中で前記第１の突条で囲まれた第１の領域に熱媒を供給する第１の熱媒流路と、
前記本体部の上面の中で前記第１の突条と前記第２の突条とで囲まれた第２の領域に熱媒を供給する第２の熱媒流路と
を備える静電チャック。
（付記３０）
平面視で、前記外側電極の一部が、前記第１の突条および前記第２の突条のうち少なくともいずれか一方と重なっている付記２９に記載の静電チャック。
（付記３１）
前記第１の突条で囲まれた前記本体部の内部に設けられた内側電極を備え、
前記外側電極に印加される電圧は、前記内側電極に印加される電圧よりも大きい付記２９または３０に記載の静電チャック。
Ｗ 基板
１００ プラズマ処理システム
１ プラズマ処理装置
２ 制御部
２ａ コンピュータ
２ａ１ 処理部
２ａ２ 記憶部
２ａ３ 通信インターフェース
１０ プラズマ処理チャンバ
１０ａ 側壁
１０ｅ ガス排出口
１０ｓ プラズマ処理空間
１１ 基板支持部
１１１ 本体部
１１１ａ 基板支持面
１１１ｂ リング支持面
１１１０ 静電チャック
１１１０ａ 第１の静電チャック
１１１０ｂ 第２の静電チャック
１１１１ 基台
１１１１ａ 第１の基台
１１１１ｂ 第２の基台
１１１１ｃ 溝
１１１２ 流路
１１２ リングアセンブリ
１２ プラズマ生成部
１３ シャワーヘッド
１３ａ ガス供給口
１３ｂ ガス拡散室
１３ｃ ガス導入口
１５ カバー部材
１６ カバー部材
１７ 支持部
１８ 配管
２０ ガス供給部
２１ ガスソース
２２ 流量制御器
３０ 電源
３１ ＲＦ電源
３１ａ 第１のＲＦ生成部
３１ｂ 第２のＲＦ生成部
３２ ＤＣ電源
３２ａ 第１のＤＣ生成部
３２ｂ 第２のＤＣ生成部
４０ 排気システム
５０ 本体部
５０ａ 第１の突条
５０ｂ 第２の突条
５１ａ 第１の空間
５１ｂ 第２の空間
５１ｃ 凹部
５２ 凸部
５３ａ 配管
５３ｂ 配管
５３ｃ 配管
５４ａ 開口部
５４ｂ 開口部
５４ｃ 開口部
５５ａ 第１の電極
５５ｂ 第２の電極
５５ｃ 第３の電極
５５ｄ 第４の電極
５５ｅ 第５の電極
５６ ヒータ
５７ 電源
５７０ フィルタ
５７１ スイッチ
５７２ 可変直流電源
５８ ヒータ電源
５００ 部材
６０ 電極
７０ コンデンサ
７１ コンデンサ
７２ 可変インピーダンス回路
７３ コンデンサ
７４ コンデンサ
７５ 共通の電気的パス
７６ 第１の電気的パス
７７ 第２の電気的パス

Claims (31)

  1. チャンバと、
    前記チャンバ内に配置される基板支持部であり、前記基板支持部は、基台と前記基台上に配置される静電チャックとを含み、前記静電チャックは、内側環状突条及び外側環状突条を有する上面を有し、前記上面は、前記内側環状突条により囲まれた中央表面領域、及び、前記内側環状突条と前記外側環状突条との間のエッジ表面領域を有する、基板支持部と、
    前記静電チャック内に配置され、平面視で前記中央表面領域に渡って延在する内側静電電極と、
    前記内側静電電極と離間して前記静電チャック内に配置され、平面視で前記エッジ表面領域に渡って延在する外側静電電極と、
    前記内側静電電極に第１の電圧を印加するように構成される第１の電源と、
    前記外側静電電極に第２の電圧を印加するように構成される第２の電源と、
    を備える、基板処理装置。
  2. 前記静電チャックは、
    前記中央表面領域と流体連通し、第１の熱媒が流通する第１の熱媒流路と、
    前記エッジ表面領域と流体連通し、第２の熱媒が流通する第２の熱媒流路と、
    前記第１の熱媒流路を介して前記中央表面領域に供給される第１の熱媒の流量又は圧力を制御し、前記第２の熱媒流路を介して前記エッジ表面領域に供給される第２の熱媒の流量又は圧力を制御するように構成される少なくとも１つの制御バルブと、
    を更に有する、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記第１の熱媒は第１の伝熱ガスであり、前記第２の熱媒は第２の伝熱ガスであり、
    前記第２の伝熱ガスは、前記第１の伝熱ガスの圧力よりも高い圧力を有する、請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記第２の熱媒は、前記第１の熱媒とは異なる、請求項２または３に記載の基板処理装置。
  5. 前記第２の電圧は、前記第１の電圧よりも大きい、請求項１～４のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
  6. 前記内側静電電極及び前記外側静電電極のうち少なくともいずれか一方にバイアス電力を供給するように構成されるバイアス電源を更に備える、請求項１～５のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
  7. 前記内側静電電極及び前記外側静電電極のうち少なくともいずれか一方にＲＦ電力を供給するように構成される少なくとも１つのＲＦ電源を更に備える、請求項１～５のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
  8. 前記静電チャック内に配置されるバイアス電極と、
    前記バイアス電極にバイアス電力を供給するように構成される少なくとも１つのバイアス電源とを更に備える、請求項１～５のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
  9. 前記外側静電電極は、平面視で前記内側環状突条及び前記外側環状突条のうち少なくともいずれか一方と重なっている、請求項１～８のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
  10. 前記内側環状突条の外周面から前記静電チャックの上面の外周までの距離は１５ｍｍ以内である、請求項１～９のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
  11. 前記内側環状突条の外周面から前記静電チャックの上面の外周までの距離は５ｍｍ以内である、請求項１～９のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
  12. 前記内側環状突条の外周面から前記静電チャックの上面の外周までの距離は３ｍｍ以内である、請求項１～９のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
  13. 前記静電チャックは、第１の熱伝導率を有する第１の材料を含み、
    前記内側環状突条は、前記第１の熱伝導率よりも低い第２の熱伝導率を有する第２の材料を含む、請求項１～１２のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
  14. 前記エッジ表面領域の最も低い部分を基準としたとき、前記内側環状突条の高さは、前記外側環状突条の高さよりも低い、請求項１～１３のうちいずれか一項に記載の基板処理装置。
  15. 本体部と、
    前記本体部の上面に環状に設けられた第１の突条と、
    前記本体部の上面に、前記第１の突条を囲むように環状に設けられた第２の突条と、
    平面視で、前記第１の突条の内周面より内側に設けられた内側電極と、
    平面視で、前記内側電極と離間して、前記第１の突条の内周面より外側に設けられた外側電極と、
    を備える静電チャック。
  16. 平面視で、前記外側電極の一部が、前記第１の突条および前記第２の突条のうち少なくともいずれか一方と重なっている請求項１５に記載の静電チャック。
  17. 平面視で、前記外側電極の内周が、前記第１の突条と重なっており、前記外側電極の外周が、前記第２の突条と重なっている請求項１６に記載の静電チャック。
  18. 平面視で、前記外側電極の内周が、前記第１の突条と重なっており、前記外側電極の外周が、前記第２の突条と重なっていない請求項１６に記載の静電チャック。
  19. 平面視で、前記外側電極の内周が、前記第１の突条と重なっておらず、前記外側電極の外周が、前記第２の突条と重なっている請求項１６に記載の静電チャック。
  20. 平面視で、前記外側電極が、前記第１の突条および前記第２の突条のいずれにも重なっていない請求項１５～１９のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
  21. 前記外側電極の内周と前記内側電極の外周との間の距離が、０．２ｍｍ以下である請求項１５～２０のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
  22. 平面視で、前記外側電極の外周と前記第２の突条の内周との距離が０ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である、請求項１５～２１のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
  23. 平面視で、前記外側電極の内周と前記第１の突条の内周との距離が０ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である、請求項１５～２２のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
  24. 平面視で、前記外側電極の内周と前記第１の突条の外周との距離が０ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である、請求項１５～２２のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
  25. 前記本体部の上面側から見た場合に、前記内側電極の外周と前記第１の突条の内周との距離が０ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である、請求項１５～２２のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
  26. 前記第１の突条の外周から前記本体部の上面の外周までの距離は１５ｍｍ以内である、請求項１５～２５のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
  27. 前記第１の突条の外周から前記本体部の上面の外周までの距離は５ｍｍ以内である、請求項１５～２６のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
  28. 前記第１の突条の外周から前記本体部の上面の外周までの距離は３ｍｍ以内である、請求項１５～２６のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
  29. 前記本体部は、第１の熱伝導率を有する第１の材料を含み、
    前記第１の突条は、前記第１の熱伝導率よりも低い第２の熱伝導率を有する第２の材料を含む、請求項１５～２８のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
  30. 前記第１の突条と前記第２の突条との間の領域において最も低い部分を基準としたとき、前記第１の突条の高さは、前記第２の突条の高さよりも低い、請求項１５～２９のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
  31. 前記外側電極に印加される電圧は、前記内側電極に印加される電圧よりも大きい請求項１５～３０のうちいずれか一項に記載の静電チャック。
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