JP7862637B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

Description

本開示は、プラズマ処理装置に関する。

特許文献１には、クーリングプレートと誘電プレートとが積層して形成された静電チャックを備えるプラズマ処理チャンバが開示されている。特許文献１に記載の静電チャックの内部には、複数の電極が配置されている。

米国特許出願公開第２０２０／０２８６７１７号明細書

本開示にかかる技術は、基板支持部内の電極に電力を効率的に供給可能な改良された電極構造を提供する。

本開示の一態様は、プラズマ処理装置であって、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、基板支持面及びリング支持面を有するセラミック部材であり、前記セラミック部材は、ガス分配空間と、前記セラミック部材の下面から前記ガス分配空間まで延在する少なくとも１つのガス入口と、前記ガス分配空間から前記基板支持面又は前記リング支持面まで延在する複数のガス出口とを有する、セラミック部材と、前記基板支持面上の基板を囲むように前記リング支持面上に配置される１又は複数の環状部材と、前記セラミック部材内において前記基板支持面の下方に配置されるチャック電極と、前記セラミック部材内において前記チャック電極の下方に配置されるバイアス電極と、前記セラミック部材内において水平方向に延在する環状コネクタであり、前記環状コネクタの内側領域は、前記バイアス電極の外側領域と電気的に接続され、前記環状コネクタの外側領域は、前記リング支持面と縦方向に重複している、環状コネクタと、前記セラミック部材内に配置され、前記基板支持面と縦方向に重複している中央ヒータ電極であり、前記ガス分配空間の一部又は全部は、前記環状コネクタと前記中央ヒータ電極との間に形成される、中央ヒータ電極と、を含む、基板支持部と、前記環状コネクタの外側領域に電気的に接続され、電圧パルスのシーケンスを生成するように構成される電圧パルス生成部と、を備える。

本開示によれば、基板支持部内の電極に電力を効率的に供給可能な改良された電極構造を提供する。

本実施形態にかかるプラズマ処理システムの構成の概略を模式的に示す説明図である。 本実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成の一例を示す断面図である。 基板支持部を構成する静電チャックの構成の概略を示す断面図である。 吸着用環状ドライバの構成例を示す静電チャックの断面図である。 バイアス用環状ドライバの構成例を示す静電チャックの断面図である。 導電性ビアとヒータ電極の位置関係を示す説明図である。 伝熱ガス供給部の形成例を示す静電チャックの断面図である。 電極間で形成される容量結合の説明図である。

半導体デバイスの製造工程では、チャンバ中に供給された処理ガスを励起させてプラズマを生成することで、基板支持体に支持された半導体基板（以下、単に「基板」という。）に対して、エッチング処理、成膜処理、拡散処理などの各種プラズマ処理が行われる。基板を支持する基板支持体には、例えば、クーロン力等によって基板を載置面に吸着保持する静電チャックと、プラズマ処理に際してバイアス電力や基板の吸着電力が供給される電極部と、が設けられる。

上述のプラズマ処理では、基板に対するプロセス特性の均一性を高めるため、処理対象の基板の温度分布を均一に制御することが求められる。プラズマ処理に際しての基板の温度分布は、例えば、静電チャックの内部に複数の加熱機構（ヒータ等）を設け、これら加熱機構により規定される複数の温調領域毎に載置面温度を制御することで調整される。

ところで、前述の電極部に供給されるバイアス電力や吸着電力は、電極部と加熱機構との容量結合に起因して、当該加熱機構にノイズ成分として漏出するおそれがある。このため、従来、加熱機構にフィルタを設けて当該ノイズ成分を除害することが行われている。しかしながら、特に、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）パルス電力をバイアス電力として用いた場合、従来のフィルタではノイズ成分を適切に除害することが困難であると共に、イオンエネルギーのピークを出せず基板に対するプラズマ処理を適切に実行できなくなるおそれがある。

本開示にかかる技術は、上記事情に鑑みてなされたものであり、基板支持部内の電極に電力を効率的に供給可能な改良された電極構造を提供する。以下、本実施形態にかかる基板処理装置の構成について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜プラズマ処理システム＞

図１は、プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。一実施形態において、プラズマ処理システムは、プラズマ処理装置１及び制御部２を含む。プラズマ処理システムは、基板処理システムの一例であり、プラズマ処理装置１は、基板処理装置の一例である。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、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（Ｒａｄｉｏ
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）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、 １００ｋＨｚ～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。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＞
次に、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、容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。

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。

また、一実施形態において本体部１１１は、基台１１３及び静電チャック１１４を含む。基台１１３は、導電性部材を含む。基台１１３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１１４は、基台１１３の上に配置される。静電チャック１１４は、セラミック部材１１４ａと、セラミック部材１１４ａ内に配置される複数の電極と、セラミック部材１１４ａ内に形成されるガス分配空間を含む。複数の電極は、後述する１又は複数の静電電極１１５と、下部電極として機能し得る１又は複数のバイアス電極１１６とを含む。セラミック部材１１４ａ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１１４ａ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１１４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１１４と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。

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、リングアセンブリ１１２、静電チャック１１４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。図２に示すように、一実施形態において温調モジュールは、静電チャック１１４の内部に配置される後述のヒータ電極１１７、基台１１３の内部に形成される流路１１３ａを含む。流路１１３ａには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。なお、温調モジュールの構成はこれに限定されるものではなく、リングアセンブリ１１２、静電チャック１１４及び基板Ｗのうち少なくとも１つの温度を調整できるように構成されればよい。

また、基板支持部１１の内部には、基板Ｗの裏面と中央領域１１１ａとの間、又はリングアセンブリ１１２の裏面と環状領域１１１ｂとの間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１１８（後述の図３、図７を参照）を含んでもよい。

なお、本開示の技術に係るプラズマ処理装置１が備える基板支持部１１の詳細な構成については後述する。

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、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、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、下部電極及び／又は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信号を下部電極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下部電極及び／又は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、下部電極及び／又は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下部電極に結合され、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、下部電極に供給される。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、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ＤＣ信号は、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、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、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信号がパルス化されてもよい。この場合、ＤＣに基づく電圧パルスのシーケンスが下部電極及び／又は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、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。

＜基板支持部＞
次に、上述した基板支持部１１の詳細な構成例について説明する。
上述したように、基板支持部１１は本体部１１１及びリングアセンブリ１１２を含み、本体部１１１は基台１１３及び静電チャック１１４を含む。また、静電チャック１１４は、基板Ｗを支持する中央領域１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持する環状領域１１１ｂを上面に有する。

図３は、静電チャック１１４の構成の概略を示す断面図である。図３においては静電チャック１１４と積層して配置される基台１１３、及び静電チャック１１４に支持される基板Ｗ及びリングアセンブリ１１２の図示は省略している。また、図４は図３に示したＡ－Ａ断面を示す横断面図である。また、図５は図３に示したＢ－Ｂ断面を示す横断面図である。更に、図７は図３に示したＣ－Ｃ断面を示す横断面図である。

静電チャック１１４は、上述したように基台１１３の上に配置される。静電チャック１１４は、少なくとも１つのセラミック層を有するセラミック部材１１４ａを含む。セラミック部材１１４ａは、中央領域１１１ａを上面に有する。一実施形態において、セラミック部材１１４ａは、環状領域１１１ｂも上面に有する。

またセラミック部材１１４ａは、中央領域１１１ａと対応する部分において第１の厚みを有し、環状領域１１１ｂと対応する部分において第１の厚みよりも小さな第２の厚みを有する。換言すれば、セラミック部材１１４ａは、図３に示すように基板支持面（中央領域１１ａ）がリング支持面（環状領域１１１ｂ）よりも高く、上面に凸部が形成された略凸形状の断面形状を有する。

静電チャック１１４のセラミック部材１１４ａの内部には、静電電極１１５、バイアス電極１１６、ヒータ電極１１７が設けられている。静電電極は、クランプ電極の一例である。また静電チャック１１４のセラミック部材１１４ａの内部には、伝熱ガス供給部１１８としての分配空間１１８ａが形成されている。静電チャック１１４は、セラミック部材１１４ａ（例えばセラミックス等の非磁性の誘電体からなる一対の誘電膜）の間に静電電極１１５、バイアス電極１１６、ヒータ電極１１７及び分配空間１１８ａを挟んで構成される。

静電電極１１５は、セラミック部材１１４ａの下面１１４ｂに設けられた端子１１５０を介して静電吸着用ＤＣ電源（図示せず）に電気的に接続される。そして、静電吸着用ＤＣ電源から静電電極１１５に直流電圧（ＤＣ信号）を印加することによりクーロン力等の静電力を発生させ、発生した静電力によって基板Ｗ、リングアセンブリ１１２をそれぞれ中央領域１１１ａ、環状領域１１１ｂに吸着保持する。

静電電極１１５は、中央領域１１１ａの下方においてセラミック部材１１４ａの凸部の内部に設けられ、基板Ｗを中央領域１１１ａに吸着保持するための略円板形状の第１静電電極１１５ａを備える。また静電電極１１５は、環状領域１１１ｂの下方に設けられ、リングアセンブリ１１２を環状領域１１１ｂに吸着保持するための略環状の第２静電電極１１５ｂを備える。

第１静電電極１１５ａは、導電性の吸着用環状ドライバ１１５ｃ（第１の導電性環状ドライバ）を介して端子１１５０ａに接続される。静電吸着用ＤＣ電源は、端子１１５０ａに電気的に接続される。吸着用環状ドライバ１１５ｃは、セラミック部材１１４ａの厚み方向において環状領域１１１ｂよりも下方に配置され、縦方向で第１静電電極１１５ａ及び環状領域１１１ｂの両方と重複して配置される。

図４に示すように吸着用環状ドライバ１１５ｃは、径の異なる２つの環状部材である内周部分１１５ｃ１と外周部分１１５ｃ２を備え、内周部分１１５ｃ１と外周部分１１５ｃ２は複数、図示の例では例えば１３本のブリッジ部分１１５ｃ３を介して電気的に接続される。なお、ブリッジ部分１１５ｃ３の本数は任意に変更できる。

第１静電電極１１５ａは、１つ又は周方向に略均等に配置された複数の導電性ビア１１５ｄを介して吸着用環状ドライバ１１５ｃの内周部分１１５ｃ１と電気的に接続される。導電性ビア１１５ｄは、第１静電電極１１５ａのエッジ領域Ｅ１から下方に延在して配置される。また、吸着用環状ドライバ１１５ｃの外周部分１１５ｃ２は、１つ又は周方向に略均等に配置された複数の導電性ビア１１５ｅを介して、端子１１５０ａに接続される。換言すれば、第１静電電極１１５ａは、セラミック部材１１４ａの内部で吸着用環状ドライバ１１５ｃにより径方向外側にオフセットされた後、端子１１５０ａに接続される。静電吸着用ＤＣ電源は、端子１１５０ａに電気的に接続される。

なお導電性ビア１１５ｅは、図３及び図６に示すように、径方向において後述する第１ヒータ電極群１１７ａと第２ヒータ電極１１７ｂとのギャップＧを通って端子１１５０ａに接続される。

なお吸着用環状ドライバ１１５ｃは、必ずしも図４に示したような、連続的な環で構成されている必要はなく、その一部が不連続な環で構成されていてもよい。具体的には、吸着用環状ドライバ１１５ｃは、平面視において例えば略Ｃ字形状を有していてもよい。

第２静電電極１１５ｂは、径方向に並べて配置される第２静電電極１１５ｂ１と、第２静電電極１１５ｂ２を含む。第２静電電極１１５ｂ２は、第２静電電極１１５ｂ１の周囲を囲むように配置される。第２静電電極１１５ｂ１、第２静電電極１１５ｂ２は、それぞれ１つ又は周方向に略均等に配置された複数の導電性ビア１１５ｆを介して、端子１１５０ｂに接続される。静電吸着用ＤＣ電源（図示せず）は、端子１１５０ｂに電気的に接続される。第２静電電極１１５ｂは、図３に示したように環状領域１１１ｂの下方に１つのみ配置されてもよいし、図示は省略するが環状領域１１１ｂの下方で径方向に並べて複数配置されてもよい。複数の第２静電電極１１５ｂを配置する場合、セラミック部材１１４ａには、第２静電電極１１５ｂの数に対応して複数の導電性ビア１１５ｆ及び端子１１５０ｂが配置される。

なお、静電吸着用電源としては図２に示した電源３０が用いられてもよいし、電源３０とは独立した静電吸着用ＤＣ電源（図示せず）が用いられてもよい。また、第１静電電極１１５ａと第２静電電極１１５ｂは、それぞれ独立した静電吸着用ＤＣ電源に接続されてもよいし、同一の静電吸着用ＤＣ電源に接続されてもよい。

バイアス電極１１６は、セラミック部材１１４ａの下面１１４ｂに設けられた端子１１６０を介して電源３０に電気的に接続される。バイアス電極１１６は下部電極として機能し、電源３０からバイアスＲＦ信号又はバイアスＤＣ信号が供給されることにより、基板Ｗにバイアス電位を発生させ、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。なお、基台１１３の導電性部材とバイアス電極１１６との両方が下部電極として機能してもよい。

バイアス電極１１６は、中央領域１１１ａの下方においてセラミック部材１１４ａの凸部の内部に設けられ、主として基板Ｗの中央部にイオン成分を引き込むための略円板形状の第１バイアス電極１１６ａを備える。またバイアス電極１１６は、環状領域１１１ｂの下方に設けられ、主として基板Ｗの外周部にイオン成分を引き込むための略環状の第２バイアス電極１１６ｂを備える。

第１バイアス電極１１６ａは、導電性のバイアス用環状ドライバ１１６ｃ（第２の導電性環状ドライバ）を介して端子１１６０ａに接続される。電源３０は、端子１１６０ａに電気的に接続される。バイアス用環状ドライバ１１６ｃは、セラミック部材１１４ａの厚み方向において環状領域１１１ｂよりも下方に配置され、縦方向で第１バイアス電極１１６ａ及び環状領域１１１ｂの両方と重複して配置される。また、一実施形態においてバイアス用環状ドライバ１１６ｃは、環状領域１１１ｂと吸着用環状ドライバ１１５ｃの間に配置される。

図５に示すようにバイアス用環状ドライバ１１６ｃは、径の異なる２つの環状部材である内周部分１１６ｃ１と外周部分１１６ｃ２を備え、内周部分１１６ｃ１と外周部分１１６ｃ２は複数、図示の例では例えば１６本のブリッジ部分１１６ｃ３を介して電気的に接続される。なお、ブリッジ部分１１６ｃ３の本数は任意に変更できる。

第１バイアス電極１１６ａは、１つ又は周方向に略均等に配置された複数の導電性ビア１１６ｄを介してバイアス用環状ドライバ１１６ｃの内周部分１１６ｃ１と電気的に接続される。導電性ビア１１６ｄは、第１バイアス電極１１６ａのエッジ領域Ｅ２から下方に延在して配置される。また、バイアス用環状ドライバ１１６ｃの外周部分１１６ｃ２は、１つ又は周方向に略均等に配置された複数の導電性ビア１１６ｅを介して、端子１１６０ａに接続される。換言すれば、第１バイアス電極１１６ａは、セラミック部材１１４ａの内部でバイアス用環状ドライバ１１６ｃにより径方向外側にオフセットされた後、端子１１６０ａに接続される。

なお導電性ビア１１６ｅは、図３及び図６に示すように、径方向において後述する第１ヒータ電極群１１７ａと第２ヒータ電極１１７ｂとのギャップＧを通って端子１１６０ａに接続される。

なおバイアス用環状ドライバ１１６ｃは、必ずしも図５に示したような、連続的な環で構成されている必要はなく、その一部が不連続な環で構成されていてもよい。具体的には、バイアス用環状ドライバ１１６ｃは、平面視において例えば略Ｃ字形状を有していてもよい。

またバイアス用環状ドライバ１１６ｃには、１つ又は周方向に略均等に配置された複数の導電性ビア１１６ｆを介して、導電性の結合用環状ドライバ１１６ｇが接続される。導電性ビア１１６ｆは、結合用環状ドライバ１１６ｇの内側領域１１６ｇ１と電気的に接続される。結合用環状ドライバ１１６ｇは、セラミック部材１１４ａの厚み方向においてバイアス用環状ドライバ１１６ｃよりも下方に配置され、少なくとも一部が縦方向で第２バイアス電極１１６ｂと重複して配置される。結合用環状ドライバ１１６ｇは、基板Ｗに対するイオン成分の引き込みに際して、第２バイアス電極１１６ｂと容量結合により電気的に接続される。なお、バイアス用環状ドライバ１１６ｃと第２バイアス電極１１６ｂとの径方向における重複幅は、第２バイアス電極１１６ｂと結合用環状ドライバ１１６ｇとの間に生じさせる所望の容量結合の強さに応じて適宜変更し得る。第２バイアス電極１１６ｂと結合用環状ドライバ１１６ｇとの間に生じさせる容量結合の強さは、一例として５ｎＦ以下、好適には１ｎＦ程度である。

第２バイアス電極１１６ｂは、１つ又は周方向に略均等に配置された複数の導電性ビア１１６ｈを介して、端子１１６０ｂに接続される。導電性ビア１１６ｈは、第２バイアス電極１１６ｂの外側領域１１６ｂ２と電気的に接続される。電源３０は、端子１１６０ｂに電気的に接続される。第２バイアス電極１１６ｂの内側領域１１６ｂ１は、上述したように基板Ｗに対するイオン成分の引き込みに際して、図８に示すように結合用環状ドライバ１１６ｇの外側領域１１６ｇ２（第１バイアス電極１１６ａ）と容量結合Ｃにより電気的に接続される。

なお、第１バイアス電極１１６ａと第２バイアス電極１１６ｂは、それぞれ独立して電源３０の第２のＲＦ生成部３１ｂ及び／又は第１のＤＣ生成部３２ａに接続されてもよいし、一体に第２のＲＦ生成部３１ｂ及び／又は第１のＤＣ生成部３２ａに接続されてもよい。換言すれば、電源３０には第１バイアス電極１１６ａと第２バイアス電極１１６ｂにそれぞれ独立して接続される複数の第２のＲＦ生成部３１ｂ及び／又は第１のＤＣ生成部３２ａが設けられていてもよい。

ヒータ電極１１７は、セラミック部材１１４ａの下面１１４ｂに設けられた端子１１７０を介してヒータ電源１１７１（図２を参照）に電気的に接続される。また、ヒータ電極１１７とヒータ電源１１７１とを接続する給電ケーブル上であって、ヒータ電極１１７とグランド電位との間には、静電電極１１５やバイアス電極１１６から当該給電ケーブル内に侵入するノイズ成分としての高周波電力（ＲＦ電力又はＤＣパルス信号）を減衰、又は阻止するためのカットフィルタ１１７２（高周波カットフィルタ）が設けられる。そしてヒータ電極１１７は、ヒータ電源１１７１からの電圧が印加されることにより加熱され、静電チャック１１４、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。

ヒータ電極１１７は、中央領域１１１ａの下方に設けられ、中央領域１１１ａに支持された基板Ｗを加熱するための略円板形状の第１ヒータ電極群１１７ａを備える。またヒータ電極１１７は、環状領域１１１ｂの下方に設けられ、環状領域１１１ｂに支持されたリングアセンブリ１１２を加熱するための１つ又は複数の略環状の第２ヒータ電極１１７ｂを備える。

第１ヒータ電極群１１７ａは、セラミック部材１１４ａの凸部よりも大径を有する略円板形状で構成される。第１ヒータ電極群１１７ａは複数の第１ヒータ電極（図示せず）を備える。複数の第１ヒータ電極は、それぞれ独立の導電性ビア１１７ｃを介して端子１１７０ａと接続され、ヒータ電源１１７１ａは、端子１１７０ａに電気的に接続される。これにより、各々に対する電力の供給を個別に制御可能に構成されている。換言すれば、第１ヒータ電極群１１７ａは、平面視において複数の第１ヒータ電極の各々、又は組み合わせにより規定される複数の温調領域毎に中央領域１１１ａ（基板Ｗ）の温度を独立して制御可能に構成される。

第２ヒータ電極１１７ｂは、環状領域１１１ｂの温度を調節し、これにより当該環状領域１１１ｂに支持されたリングアセンブリ１１２の温度を調節可能に構成される。第２ヒータ電極１１７ｂは、１つ又は複数の導電性ビア１１７ｄを介して端子１１７０ｂと接続される。ヒータ電源１１７１ｂは、端子１１７０ｂに電気的に接続される。なお、第２ヒータ電極１１７ｂは、第１ヒータ電極群１１７ａと同様に環状領域１１１ｂを平面視において複数の温調領域毎に独立して温度調節可能に構成されてもよい。

なお、ヒータ電源としては図２に示した電源３０が用いられてもよいし、電源３０とは独立したヒータ電源（図示せず）が用いられてもよい。

ここで、略円板形状の第１ヒータ電極群１１７ａと、略環状の第２ヒータ電極１１７ｂとの間には、略環状の隙間（ギャップＧ：図６を参照）が形成される。そして上述したように、導電性ビア１１５ｅ及び導電性ビア１１６ｅは、図６に示すように当該ギャップＧを通って端子１１５０及び端子１１６０にそれぞれ接続される。

伝熱ガス供給部１１８は、分配空間１１８ａと、分配空間１１８ａに伝熱ガスを供給するためのガス入口１１８ｂと、分配空間１１８ａから伝熱ガスを排出するためのガス出口１１８ｃを有する。伝熱ガス供給部１１８は、ガス入口１１８ｂ、分配空間１１８ａ及びガス出口１１８ｃをこの順に介して、リングアセンブリ１１２の裏面と環状領域１１１ｂとの間に伝熱ガス（バックサイドガス：例えばＨｅガス）を供給する。

分配空間１１８ａは、図３に示したように、セラミック部材１１４ａの厚み方向において、吸着用環状ドライバ１１５ｃと第１ヒータ電極群１１７ａの間、且つ、バイアス用環状ドライバ１１６ｃと第１ヒータ電極群１１７ａの間に形成される。また分配空間１１８ａは、図７に示すように、平面視において略環状に形成される環状部分１１８ａ１と、環状部分１１８ａ１から径方向内側に突出して形成される内周突出部分１１８ａ２と、環状部分１１８ａ１から径方向外側に突出して形成される複数の外周突出部分１１８ａ３と、を有する。

環状部分１１８ａ１は、セラミック部材１１４ａの周方向に沿って環状に形成される。環状部分１１８ａ１は、セラミック部材１１４ａの径方向において、少なくとも吸着用環状ドライバ１１５ｃ及び／又はバイアス用環状ドライバ１１６ｃと、第１ヒータ電極群１１７ａが縦方向で重複する部分を覆う幅で形成される。

内周突出部分１１８ａ２は、図７に示すように環状部分１１８ａ１の径方向内側から突出して形成され、セラミック部材１１４ａの下面１１４ｂ側から延在して形成されるガス入口１１８ｂ（図３を参照）と接続される。ガス入口１１８ｂは、伝熱ガス供給源（図示せず）に接続される。

外周突出部分１１８ａ３は、図７に示すように環状部分１１８ａ１の径方向外側から突出して形成され、セラミック部材１１４ａの上面（リング支持面）側から延在して形成されるガス出口１１８ｃ（図３を参照）と接続される。ガス出口１１８ｃは、環状領域１１１ｂ（リング支持面）の周方向に略均等に複数（図示の例では１６個）配置され、外周突出部分１１８ａ３は、このガス出口１１８ｃの数に対応して複数（図示の例では１６個）形成される。

なお、伝熱ガス供給部１１８は、更に基板Ｗの裏面と中央領域１１１ａとの間に伝熱ガスを供給可能に構成されてもよい。この時、基板Ｗの裏面に供給される伝熱ガスとしては、リングアセンブリ１１２の裏面側に供給される伝熱ガスが用いられても、すなわち中央領域１１１ａ（基板支持面）から延在して形成される他のガス出口が環状部分１１８ａ１に更に接続されてもよい。又は、リングアセンブリ１１２の裏面側に伝熱ガスを供給する分配空間１１８ａ、ガス入口１１８ｂ及びガス出口１１８ｃとは独立して、他の伝熱ガス供給部が配置されてもよい。

一実施形態において、基板支持部１１は、第１及び第２の中央電極１１５ａ，１１６ａと、第１～第４の縦コネクタ１１５ｄ，１１６ｄ，１１５ｅ，１１６ｅと、第１及び第２の環状コネクタ１１５ｃ，１１６ｃと、中央ヒータ電極１１７ａとを含む。これらは、セラミック部材１１４ａ内に埋め込まれる。第１の中央電極１１５ａは、基板支持面１１１ａの下方に配置される。第２の中央電極１１６ａは、第１の中央電極１１５ａの下方に配置される。一実施形態において、第１の中央電極１１５ａは、静電電極であり、第２の中央電極１１６ａは、バイアス電極である。１又は複数の第１の縦コネクタ１１５ｄは、第１の中央電極１１５ａのエッジ領域Ｅ１から下方に延在している。第１の環状コネクタ１１５ｃは、１又は複数の第１の縦コネクタ１１５ｄから水平方向に沿って外方に向かって延在している。第１の環状コネクタ１１５ｃの内側領域１１５ｃ１は、第１の中央電極１１５ａのエッジ領域Ｅ１の下方に配置され、１又は複数の第１の縦コネクタ１１５ｄを介して第１の中央電極１１５ａのエッジ領域Ｅ１と電気的に接続される。１又は複数の第２の縦コネクタ１１６ｄは、第２の中央電極１１６ａのエッジ領域Ｅ２から下方に延在している。第２の環状コネクタ１１６ｃは、１又は複数の第２の縦コネクタ１１６ｄから水平方向に沿って外方に向かって延在している。第２の環状コネクタ１１６ｃの内側領域１１６ｃ１は、第２の中央電極１１６ａのエッジ領域Ｅ２の下方に配置され、第２の縦コネクタ１１６ｄを介して第２の中央電極１１６ａのエッジ領域Ｅ２と電気的に接続される。なお、縦コネクタは、縦方向に延在するコネクタであり、ビアコネクタとも呼ばれる。また、環状コネクタは、水平方向に延在するコネクタであり、オフセットコネクタとも呼ばれる。縦コネクタ及び環状コネクタは、導電性材料で形成される。中央ヒータ電極１１７ａは、１又は複数の分割領域を有する。１又は複数の分割領域は、基板支持面１１１ａ上の基板に対してゾーン毎に個別に温度制御を行うために水平方向に数十～数百の分割領域を有する。

一実施形態において、セラミック部材１１４ａは、少なくとも１つのガス入口１１８ｂ、複数のガス出口１１８ｃ及びガス分配空間１１８を有する。少なくとも１つのガス入口１１８ｂは、セラミック部材１１４ａの下面１１４ｂからガス分配空間１１８まで延在する。複数のガス出口１１８ｃは、ガス分配空間１１８から基板支持面１１１ａ又はリング支持面１１１ｂまで延在する。一実施形態において、ガス分配空間１１８の一部又は全部は、第１の環状コネクタ１１５ｃと中央ヒータ電極１１７ａとの間、且つ、第２の環状コネクタ１１６ｃと中央ヒータ電極１１７ａとの間に形成される。

一実施形態において、第３の縦コネクタ１１５ｅは、第１の環状コネクタ１１５ｃの外側領域１１５ｃ２から下方に延在している。一実施形態において、第４の縦コネクタ１１６ｅは、第２の環状コネクタ１１６ｃの外側領域１１６ｃ２から下方に延在している。一実施形態において、ＤＣ電源は、第３の縦コネクタ１１５ｅを介して第１の環状コネクタ１１５ｃの外側領域１１５ｃ２に電気的に接続され、ＤＣ信号を生成するように構成される。一実施形態において、電圧パルス生成部は、第４の縦コネクタ１１６ｅを介して第２の環状コネクタ１１６ｃの外側領域１１６ｃ２に電気的に接続され、電圧パルスのシーケンスを生成するように構成される。一実施形態において、第２の環状コネクタ１１６ｃは、第１の環状コネクタ１１５ｃの上方に配置される。一実施形態において、第１の環状コネクタ１１５ｃは、第１の中央電極１１５ａの外径よりも大きい外径を有する。一実施形態において、第２の環状コネクタ１１６ｃは、第２の中央電極１１６ａの外径よりも大きい外径を有する。一実施形態において、ＲＦ電源３１ｂは、基台１１３又は第２の環状コネクタ１１６ｃに電気的に接続され、ＲＦ信号を生成するように構成される。一実施形態において、中央ヒータ電極１１７ａは、ＲＦフィルタを介してグランド電位に接続される。

一実施形態において、基板支持部１１は、第３の環状コネクタ１１６ｇ及び第１の環状電極１１６ｂを含む。これらは、セラミック部材１１４ａ内に埋め込まれる。第３の環状コネクタ１１６ｇの内側領域１１６ｇ１は、第２の環状コネクタ１１６ｃの外側領域１１６ｃ２の下方に配置され、第５の縦コネクタ１１６ｆを介して第２の環状コネクタ１１６ｃの外側領域１１６ｃ２と電気的に接続される。第１の環状電極１１６ｂは、リング支持面１１１ｂの下方に配置される。第１の環状電極１１６ｂの内側領域１１６ｂ１と第３の環状コネクタ１１６ｇの外側領域１１６ｇ２との間で容量結合Ｃが形成される（図８を参照）。一実施形態において、第１の環状電極１１６ｂの内側領域１１６ｂ１は、第３の環状コネクタ１１６ｇの外側領域１１６ｇ２の上方に配置される。なお、第１の環状電極１１６ｂの内側領域１１６ｂ１は、第３の環状コネクタ１１６ｇの外側領域１１６ｇ２の下方に配置されてもよい。一実施形態において、容量結合Ｃは５ｎＦ以下の容量を有する。一実施形態において、追加の電圧パルス生成部は、第６の縦コネクタ１１６ｈを介して第１の環状電極１１６ｂの外側領域１１６ｂ２に電気的に接続され、追加の電圧パルスのシーケンスを生成するように構成される。

一実施形態において、基板支持部１１は、セラミック部材１１４ａ内に埋め込まれ、リング支持面１１１ｂと第１の環状電極１１６ｂとの間に配置される少なくとも１つの第２の環状電極１１５ｂ１，１１５ｂ２を含む。一実施形態において、少なくとも１つの追加のＤＣ電源は、少なくとも１つの第７の縦コネクタ１１５ｆを介して少なくとも１つの第２の環状電極１１５ｂ１，１１５ｂ２に電気的に接続され、少なくとも１つの追加のＤＣ信号を生成するように構成される。一実施形態において、第１の環状電極１１６ｂは、環状バイアス電極であり、少なくとも１つの第２の環状電極１１５ｂ１，１１５ｂ２は、環状静電電極である。

一実施形態において、基板支持部１１は、セラミック部材１１４ａ内に埋め込まれ、中央ヒータ電極１１７ａを囲むようにリング支持面１１１ｂの下方に配置される環状ヒータ電極１１７ｂを含む。一実施形態において、中央ヒータ電極１１７ａと環状ヒータ電極１１７ｂとの間に環状ギャップＧが形成される。一実施形態において、第３の縦コネクタ１１５ｅ及び第４の縦コネクタ１１６ｅは、環状ギャップＧを通って縦方向に延在する。

一実施形態において、基板支持部１１は、中央電極１１６ａと、第１及び第２の環状コネクタ１１６ｃ，１１６ｇと、環状電極１１６ｂとを含む。これらは、セラミック部材１１４ａ内に埋め込まれる。中央電極１１６ａは、基板支持面１１１ａの下方に配置される。第１の環状コネクタ１１６ｃの内側領域１１６ｃ１は、中央電極１１６ａのエッジ領域Ｅ２の下方に配置され、第１の縦コネクタ１１６ｄを介して中央電極１１６ａのエッジ領域Ｅ２と電気的に接続される。第２の環状コネクタ１１６ｇの内側領域１１６ｇ１は、第１の環状コネクタ１１６ｃの外側領域１１６ｃ２の下方に配置され、第２の縦コネクタ１１６ｆを介して第１の環状コネクタ１１６ｃの外側領域１１６ｃ２と電気的に接続される。環状電極１１６ｂは、リング支持面１１１ｂの下方に配置される。環状電極１１６ｂの内側領域１１６ｂ１と第２の環状コネクタ１１６ｇの外側領域１１６ｇ２との間で容量結合Ｃが形成される。そして、第１の電圧パルス生成部は、第３の縦コネクタ１１６ｅを介して第１の環状コネクタ１１６ｃの外側領域１１６ｃ２に電気的に接続され、第１の電圧パルスのシーケンスを生成するように構成される。また、第２の電圧パルス生成部は、第４の縦コネクタ１１６ｈを介して環状電極１１６ｂの外側領域１１６ｂ２に電気的に接続され、第２の電圧パルスのシーケンスを生成するように構成される。

一実施形態において、基板支持部１１は、中央電極１１６ａ、環状コネクタ１１６ｃ及び中央ヒータ電極１１７ａを含む。これらは、セラミック部材１１４ａ内に埋め込まれる。中央電極１１６ａは、基板支持面１１１ａの下方に配置される。環状コネクタ１１６ｃの内側領域１１６ｃ１は、中央電極１１６ａのエッジ領域Ｅ２の下方に配置され、第１の縦コネクタ１１６ｄを介して中央電極１１６ａのエッジ領域Ｅ２と電気的に接続される。そして、ガス分配空間１１８の一部又は全部は、環状コネクタ１１６ｃと中央ヒータ電極１１７ａとの間に形成される。また、電源は、第２の縦コネクタ１１６ｅを介して環状コネクタ１１６ｃの外側領域に電気的に接続され、ＤＣ信号又はＲＦ信号を生成するように構成される。

一実施形態において、基板支持部１１は、第１及び第２の中央電極１１５ａ，１１６ａと、第１及び第２の環状コネクタ１１５ｃ，１１６ｃと、中央ヒータ電極１１７ａと、環状ヒータ電極１１７ｂとを含む。これらは、セラミック部材１１４ａ内に埋め込まれる。第１の中央電極１１５ａは、基板支持面１１１ａの下方に配置され、第２の中央電極１１６ａは、第１の中央電極１１５ａの下方に配置される。第１の環状コネクタ１１５ｃの内側領域１１５ｃ１は、第１の中央電極１１５ａのエッジ領域Ｅ１の下方に配置され、第１の縦コネクタ１１５ｄを介して第１の中央電極１１５ａのエッジ領域Ｅ１と電気的に接続される。第２の環状コネクタ１１６ｃの内側領域１１６ｃ１は、第２の中央電極１１６ａのエッジ領域Ｅ２の下方に配置され、第２の縦コネクタ１１６ｄを介して第２の中央電極１１６ａのエッジ領域Ｅ２と電気的に接続される。中央ヒータ電極１１７ａと環状ヒータ電極１１７ｂとの間に環状ギャップＧが形成される。一実施形態において、ＤＣ電源は、環状ギャップＧを通って縦方向に延在する第３の縦コネクタ１１５ｅを介して第１の環状コネクタ１１５ｃの外側領域１１５ｃ２に電気的に接続され、ＤＣ信号を生成するように構成される。一実施形態において、電圧パルス生成部は、環状ギャップＧを通って縦方向に延在する第４の縦コネクタ１１６ｅを介して第２の環状コネクタ１１６ｃの外側領域１１６ｃ２に電気的に接続され、電圧パルスのシーケンスを生成するように構成される。

以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。

例えば、図３に示した例においては、セラミック部材１１４ａの厚み方向において吸着用環状ドライバ１１５ｃとバイアス用環状ドライバ１１６ｃを下方からこの順に配置したが、バイアス用環状ドライバ１１６ｃを吸着用環状ドライバ１１５ｃよりも下方に配置してもよい。同様に、図３に示した例においては、結合用環状ドライバ１１６ｇをバイアス用環状ドライバ１１６ｃの下方に配置したが、結合用環状ドライバ１１６ｇはバイアス用環状ドライバ１１６ｃの上方に配置してもよい。また、第２バイアス電極１１６ｂが結合用環状ドライバ１１６ｇの下方に配置されてもよい。

例えば、以上の実施形態においては、ヒータ電極１１７が基板Ｗを加熱するための第１ヒータ電極群１１７ａと、リングアセンブリ１１２を加熱するための第２ヒータ電極１１７ｂを備える場合を例に説明を行った。しかしながら、リングアセンブリ１１２の温度制御を必要としない場合には、適宜、環状の第２ヒータ電極１１７ｂは省略されてもよい。この場合、導電性ビア１１５ｅ及び導電性ビア１１６ｅは、少なくとも第１ヒータ電極群１１７ａの径方向外側を通って、それぞれ端子１１５０、１１６０に接続されることが望ましい。

＜本開示にかかるプラズマ処理装置の作用効果１＞
ここで、上述したように、伝熱ガス供給部１１８としての分配空間１１８ａが形成されていない従来の静電チャックにおいては、プラズマ処理に際して電極部（静電電極１１５及びバイアス電極１１６に対応）と加熱機構（ヒータ電極１１７に対応）が容量結合し、吸着電力やバイアス電力の一部がノイズ成分として加熱機構に漏出するおそれがあった。このように加熱機構に侵入したノイズ成分は、通常、ＲＦカットフィルタ（カットフィルタ１１７２に対応）により除害されるが、これら吸着電力やバイアス電力としてＤＣに基づく電圧パルスが使用された場合、適切にノイズ成分の除外をできない場合や、適切に基板Ｗに対するプラズマ処理を実行できない場合があった。

電極部と加熱機構の間の静電容量は、以下の（１）式により表される。

静電容量Ｃ［Ｆ］ ＝ 誘電率ε［Ｆ／ｍ］
× 面積Ｓ［ｍ^２］／
距離ｄ［ｍ］・・・（１）

かかる（１）式を参酌して、従来、電極部と加熱機構の間の距離を大きくすることや静電チャックの材料（誘電率）を変更することで静電容量を小さくし、電極部から加熱機構に漏出するノイズ成分を少なくすることが図られている。しかしながら、近年のプラズマ処理チャンバの小型化の要求から静電チャックの厚みには制約があり、電極部と加熱機構の間の距離を大きくすることが困難であると共に、また、新たな静電チャック材料の早期開発を行うことも困難であった。

この点、本実施形態にかかるプラズマ処理装置１が備える静電チャック１１４には、図３に示したように、吸着用環状ドライバ１１５ｃと第１ヒータ電極群１１７ａの間、且つ、バイアス用環状ドライバ１１６ｃと第１ヒータ電極群１１７ａの間に、バックサイドガスとしての伝熱ガス（Ｈｅガス）が供給される分配空間１１８ａが形成されている。また分配空間１１８ａは、径方向において吸着用環状ドライバ１１５ｃ及び／又はバイアス用環状ドライバ１１６ｃと、第１ヒータ電極群１１７ａが縦方向で重複する部分を少なくとも覆う幅で形成されている。

分配空間１１８ａに供給される伝熱ガスとしてのＨｅガスと静電チャック１１４を構成するセラミック部材１１４ａとの誘電率εの比率は、凡そ、Ｈｅガス：セラミック部材１１４ａ＝１：１０である。上記（１）式を鑑みれば、吸着用環状ドライバ１１５ｃ及び／又はバイアス用環状ドライバ１１６ｃと第１ヒータ電極群１１７ａとの間に形成された分配空間１１８ａは、距離ｄを１０倍にすることと同等の効果を得られる。この効果は、分配空間１１８ａにＨｅガスが充填される場合であっても、Ｈｅガスが充填されない場合、すなわち分配空間１１８ａが真空の場合であっても同様に得られる。
そして本発明者らが鋭意検討を行ったところ、図３に示したように静電チャック１１４の内部に分配空間１１８ａを形成することにより、静電容量を約１／１５、すなわちインピーダンスを１５倍にできることを知見した。また、かかる静電容量の値は、例えば分配空間１１８ａに供給する伝熱ガス種類や分配空間１１８ａの高さ（静電チャック１１４の厚み方向に対する分配空間１１８ａの大きさ）を変更することで、適切に調整し得る可能性を見出した。

このように本実施形態にかかるプラズマ処理装置１によれば、静電チャック１１４の内部に分配空間１１８ａを形成して伝熱ガスを供給することで、電極部（静電電極１１５及びバイアス電極１１６）と加熱機構（第１ヒータ電極群１１７ａ）の間の容量結合を弱め、当該加熱機構に対するノイズ成分の侵入を適切に抑制、又は阻止できる。
そして、これにより静電電極１１５に対する吸着電力の供給、及び、バイアス電極１１６に対するバイアス電力の供給効率を高め、基板Ｗに対するプラズマ処理を適切に実行できる。
更に、カットフィルタ１１７２に対するノイズ成分の侵入が抑制、又は阻止されるため当該カットフィルタ１１７２に不具合や損傷が生じることを抑制でき、プラズマ処理装置１のメンテナンスに要する時間やランニングコストを低減できる。

また本実施形態によれば、分配空間１１８ａに供給される伝熱ガスは、従来、プラズマ処理においてバックサイドガスとして用いられていたＨｅガスを流用でき、すなわち、新たな伝熱ガスを用意する必要はない。このため、分配空間１１８ａが形成された静電チャック１１４を導入することのみによって、本開示にかかる技術を容易にプラズマ処理装置１に適用できる。

なお、以上の実施形態においては分配空間１１８ａを環状領域１１１ｂから延在して形成されるガス出口１１８ｃと接続したが、これに代えて又は加えて、中央領域１１１ａから延在して形成される他のガス出口（図示せず）と接続されてもよい。換言すれば、分配空間１１８ａを介して供給されるバックサイドガスは、リングアセンブリ１１２の下面に代えて又は加えて、基板Ｗの裏面に対して供給されてもよい。

＜本開示にかかるプラズマ処理装置の作用効果２＞
基板Ｗに対するプラズマ処理のプロセス結果を面内均一に制御するためには、プラズマ処理に際しての基板Ｗの面内温度を均一に制御することが重要になる。ここで、上述したように、第１ヒータ電極群１１７ａがセラミック部材１１４ａの凸部よりも大径を有する。このため、導電性ビア１１５ｅ及び導電性ビア１１６ｅが、それぞれ静電電極１１５及びバイアス電極１１６の外端部から直下に延在して端子に接続される場合、第１ヒータ電極群１１７ａに対して、これら導電性ビアを挿通するための穴を形成する必要がある。しかしながら、このように第１ヒータ電極群１１７ａに穴を形成した場合、当該穴の形成部においては中央領域１１１ａ（基板Ｗ）の加熱を直接的に行うことができず、基板Ｗの面内温度が不均一になる原因となり得る。

この点、本実施形態にかかるプラズマ処理装置１が備える静電チャック１１４によれば、静電電極１１５及びバイアス電極１１６は、それぞれ吸着用環状ドライバ１１５ｃ及びバイアス用環状ドライバ１１６ｃを介してそれぞれの端子に接続される。より具体的には、吸着用環状ドライバ１１５ｃ及びバイアス用環状ドライバ１１６ｃにより第１ヒータ電極群１１７ａと第２ヒータ電極１１７ｂとのギャップＧと対応する径方向位置までオフセットされた後、当該オフセット位置において導電性ビアを端子に向けて延在して配置する。

これにより、導電性ビアが第１ヒータ電極群１１７ａと第２ヒータ電極１１７ｂとのギャップＧを通って端子に接続されるため、第１ヒータ電極群１１７ａに穴を形成する必要がない。すなわち、第１ヒータ電極群１１７ａの全面で適切に中央領域１１１ａ（基板Ｗ）の加熱を行うことができ、プラズマ処理に際して基板Ｗの面内温度が不均一になることを適切に抑制できる。
また本実施形態によれば、静電電極１１５及びバイアス電極１１６を、静電チャック１１４の厚み方向における環状領域１１１ｂの近傍に配置することで、当該静電電極１１５及びバイアス電極１１６と第１ヒータ電極群１１７ａとの間の距離ｄを容易に大きくできる。そして、このように距離ｄを大きくすることで、吸着用環状ドライバ１１５ｃ、バイアス用環状ドライバ１１６ｃと第１ヒータ電極群１１７ａの間の静電容量を適切に小さくできると共に、伝熱ガスの分配空間１１８ａの形成猶予を適切に大きくできる。換言すれば、電極部（静電電極１１５及びバイアス電極１１６）と加熱機構（第１ヒータ電極群１１７ａ）の間の容量結合を適切に低下させることができる。

＜本開示にかかるプラズマ処理装置の作用効果３＞
プラズマ処理装置において、基板Ｗの表面に積層して形成されたエッチング対象層に対してマスクパターンを転写するエッチング処理が行われる場合、基板Ｗに対するイオン成分の入射角度等（電子の移動）を精密に制御することが重要になる。しかしながら、基板Ｗにイオン成分を引き込むための第１バイアス電極１１６ａと第２バイアス電極１１６ｂに対するバイアス電力の供給を独立して制御する場合、第１バイアス電極１１６ａと第２バイアス電極１１６ｂに同じ供給電力を供給した場合であっても機差等の影響で実際に供給される電力に誤差が生じ、エッチング処理の精度が低下するおそれがある。

この点、本実施形態にかかる静電チャック１１４によれば、第２バイアス電極１１６ｂとバイアス用環状ドライバ１１６ｃを介して電気的に接続される結合用環状ドライバ１１６ｇを、少なくともその一部が縦方向で第２バイアス電極１１６ｂと重複して配置する。

これにより、結合用環状ドライバ１１６ｇは、基板Ｗに対するイオン成分の引き込みに際して、第２バイアス電極１１６ｂと容量結合により電気的に接続される。換言すれば、第１バイアス電極１１６ａと第２バイアス電極１１６ｂが電気的に接続され、第１バイアス電極１１６ａと第２バイアス電極１１６ｂに独立して電力を供給する場合であっても、基板Ｗの中央部と外周部に対するイオンの引き込みを同期できる。そして本発明者らが鋭意検討を行ったところ、このように基板Ｗに対する基板Ｗの中央部と外周部に対するイオンの引き込み量や電子の移動を同期することで、基板Ｗの表面に形成されるエッチングホール形状の真円度を適切に向上できることを知見した。

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、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

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
１１１ａ 中央領域
１１１ｂ 環状領域
１１２ リングアセンブリ
１１３ 基台
１１４ａ セラミック部材
１１５ 静電電極
１１５ｃ 吸着用環状ドライバ
１１６ バイアス電極
１１６ｃ バイアス用環状ドライバ
１１７ ヒータ電極
１１８ａ 分配空間
１１８ｂ ガス入口
１１８ｃ ガス出口
３２ ＤＣ電源
３２ａ 第１のＤＣ生成部

Claims (8)

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、基板支持面及びリング支持面を有するセラミック部材であり、前記セラミック部材は、ガス分配空間と、前記セラミック部材の下面から前記ガス分配空間まで延在する少なくとも１つのガス入口と、前記ガス分配空間から前記基板支持面又は前記リング支持面まで延在する複数のガス出口とを有する、セラミック部材と、
   前記基板支持面上の基板を囲むように前記リング支持面上に配置される１又は複数の環状部材と、
   前記セラミック部材内において前記基板支持面の下方に配置されるチャック電極と、
   前記セラミック部材内において前記チャック電極の下方に配置されるバイアス電極と、
   前記セラミック部材内において水平方向に延在する環状コネクタであり、前記環状コネクタの内側領域は、前記バイアス電極の外側領域と電気的に接続され、前記環状コネクタの外側領域は、前記リング支持面と縦方向に重複している、環状コネクタと、
   前記セラミック部材内に配置され、前記基板支持面と縦方向に重複している中央ヒータ電極であり、前記ガス分配空間の一部又は全部は、前記環状コネクタと前記中央ヒータ電極との間に形成される、中央ヒータ電極と、
   を含む、基板支持部と、
   前記環状コネクタの外側領域に電気的に接続され、電圧パルスのシーケンスを生成するように構成される電圧パルス生成部と、
   を備える、プラズマ処理装置。
2. 前記基台又は前記環状コネクタに電気的に接続され、ＲＦ信号を生成するように構成されるＲＦ電源をさらに備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記中央ヒータ電極は、ＲＦフィルタを介してグランド電位に接続される、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記基板支持部は、
   前記セラミック部材内において水平方向に延在する追加の環状コネクタと、
   前記セラミック部材内に配置され、前記リング支持面と縦方向に重複している環状バイアス電極と、
   をさらに含み、
   前記追加の環状コネクタの内側領域は、前記環状コネクタの外側領域と電気的に接続され、
   前記環状バイアス電極の内側領域と前記追加の環状コネクタの外側領域との間で容量結合が形成される、請求項１～３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
5. 前記容量結合は５ｎＦ以下の容量を有する、請求項４に記載のプラズマ処理装置。
6. 前記環状バイアス電極の外側領域に電気的に接続され、追加の電圧パルスのシーケンスを生成するように構成される追加の電圧パルス生成部をさらに備える、請求項４に記載のプラズマ処理装置。
7. 前記基板支持部は、前記リング支持面と前記環状バイアス電極との間に配置される少なくとも１つの環状チャック電極をさらに含む、請求項４に記載のプラズマ処理装置。
8. 前記基板支持部は、前記セラミック部材内に配置され、前記リング支持面と縦方向に重複している環状ヒータ電極をさらに含む、請求項１に記載のプラズマ処理装置。