JPWO2020008859A1 - ウエハ支持台 - Google Patents

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Abstract

ウエハ支持台２０は、円板状のセラミック基体２２の内部にＲＦ電極２３とヒータ電極３０とが埋設されたものである。ＲＦ電極２３は、ウエハ載置面２２ａを複数に分割したゾーンごとに設けられた複数のＲＦゾーン電極２４，２５によって構成されている。ＲＦゾーン電極２４，２５は、ウエハ載置面２２ａからの距離（高さ）の異なる２段に分けて設けられている。ヒータ電極３０は、ウエハ載置面２２ａをＲＦゾーン電極２４，２５と同じように又は異なるように複数に分割したゾーンごとに設けられたヒータゾーン電極３１，３２によって構成されている。

Description

本発明は、ウエハ支持台に関する。
ウエハ支持台としては、ウエハ載置面を有する円板状のセラミック基体の内部にＲＦ電極とヒータ電極とがウエハ載置面側からこの順に埋設されたものが知られている。例えば、特許文献１には、この種のウエハ支持台として、セラミックス基体内においてウエハ搭載面からの深さが互いに異なるように埋設されている円形状ＲＦ電極及び円環状ＲＦ電極を備えたものが開示されている。このウエハ支持台のウエハ載置面に対向する位置には平板上部電極が配置される。そして、その平板上部電極とウエハ支持台の両ＲＦ電極とからなる平行平板電極間に高周波電力を印加してプラズマを発生させる。特許文献１には、プラズマを発生させる際に、円形状導ＲＦ電極と円環状ＲＦ電極にそれぞれ異なる高周波電力を印加することによってプラズマの密度分布を良好にコントロールできると説明されている。
特許第５８９６５９５号公報
しかしながら、プラズマを発生させる際、平板上部電極と円形状ＲＦ電極との距離及び平板上部電極と円環状ＲＦ電極との距離が異なるし、ウエハ載置面と円形状ＲＦ電極との間の誘電体層（セラミック基体）の厚さとウエハ載置面と円環状ＲＦ電極との間の誘電体層の厚さも異なる。そのため、プラズマの密度が不均一になることがあった。
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、プラズマの密度が不均一になることによる不具合の発生を抑制することを主目的とする。
上述した目的の少なくとも１つを達成するため、本発明のウエハ支持台は以下の構成を採用した。
すなわち、本発明のウエハ支持台は、
ウエハ載置面を有する円板状のセラミック基体の内部にＲＦ電極とヒータ電極とが埋設されたウエハ支持台であって、
前記ＲＦ電極は、前記ウエハ載置面を複数に分割したゾーンごとに設けられた複数のＲＦゾーン電極によって構成され、
前記複数のＲＦゾーン電極は、ウエハ載置面からの距離の異なる少なくとも２段に分けて設けられ、
前記ヒータ電極は、前記ウエハ載置面を前記ＲＦゾーン電極と同じように又は異なるように複数に分割したゾーンごとに設けられた複数のヒータゾーン電極によって構成され、 前記複数のＲＦゾーン電極は、前記セラミック基体の裏面に設けられた電極端子を通して複数のＲＦゾーン電極用導体にそれぞれ独立して接続され、
前記複数のヒータゾーン電極は、前記セラミック基体の前記裏面に設けられた電極端子を通して複数のヒータゾーン電極用導体にそれぞれ独立して接続されている、
ものである。
このウエハ支持台では、複数のＲＦゾーン電極及び複数のヒータゾーン電極は、セラミック基体のウエハ載置面とは反対側の面（裏面）に設けられた電極端子を通して複数のＲＦゾーン電極用導体及び複数のヒータ電極用導体にそれぞれ独立して接続されている。そのため、ＲＦゾーン電極ごとに異なる高周波電力を供給することができ、ウエハ載置面に載置されるウエハ上のプラズマの密度をある程度均一にすることができる。一方、複数のＲＦゾーン電極は少なくとも２段に分けて設けられているため、プラズマの密度が不均一になることがある。しかし、そうなったとしても、ヒータゾーン電極ごとに異なる電力を供給することができるため、ゾーンごとの成膜性のバラツキをヒータ温度の調整で補償・調整できる。したがって、プラズマの密度が不均一になることによる不具合の発生を抑制することができる。
本発明のウエハ支持台において、前記ＲＦ電極は、前記複数のＲＦゾーン電極として、前記セラミック基体と同心円の円形電極又は前記円形電極を複数に分割した電極を含み、更に、前記円形電極又は前記円形電極を複数に分割した電極の外側に前記セラミック基体と同心円の１以上の円環電極か前記円環電極の少なくとも１つを複数に分割した電極とを含むようにしてもよい。セラミック基体の内周部分と外周部分とではプラズマの密度分布が異なることが多いため、このように円形電極（又は円形電極を複数に分割した電極）と１以上の円環電極（又は円環電極を複数に分割した電極）とに分けることが好ましい。例えば、ＲＦゾーン電極として、セラミック基体と同心円の円形電極と、その円形電極の外側にセラミック基体と同心円の１以上の円環電極を設けてもよい。あるいは、セラミック基体と同心円の円形電極を半分に分けた一対の半円形電極と、その両半円形電極の外側にセラミック基体と同心円の１以上の円環電極を設けてもよい。あるいは、円環電極を複数に分割してもよい。
本発明のウエハ支持台において、前記セラミック基体を前記ウエハ載置面から見たときに前記ＲＦゾーン電極同士の間のギャップには少なくとも１つの前記ヒータゾーン電極が配置されていてもよい。印加するＲＦ電力を大きくした場合、ギャップ間隔を大きくとるとＲＦの干渉を抑制でき有利であるが、ＲＦ電極の存在しないギャップ部分でプラズマ密度が減少し面内のプラズマ密度が不均一になることがある。そこで、そのギャップ領域にヒータゾーン電極を配置することにより、プラズマ密度の不均一から生じる成膜性のバラツキを温度分布すなわちヒータ温度の調整で補償・調整することができ、有効である。この場合、前記ギャップに配置された前記ヒータゾーン電極は、前記ギャップと対応した形状のギャップヒータゾーン電極としてもよい。こうすれば、ギャップヒータゾーン電極によってギャップの温度を個別に制御することが容易となり、ギャップ付近の成膜性のバラツキをギャップヒータゾーン電極の温度を調整することにより補償・調整することができる。
あるいは、本発明のウエハ支持台において、前記セラミック基体を前記ウエハ載置面から見たときに前記複数のＲＦゾーン電極の形状と前記複数のヒータゾーン電極の形状とが一致するように配置されていてもよい。こうすれば、各ＲＦゾーン電極をそれに対応するヒータゾーン電極により個別に温度制御することができる。ここで、「ヒータゾーン電極の形状」とは、例えばヒータゾーン電極がコイルによって構成されている場合には、そのコイルが引き回されている領域の形状をいう。
本発明のウエハ支持台において、前記複数のＲＦゾーン電極は、前記セラミック基体と同心円の円形電極と、前記円形電極の外側に前記セラミック基体と同心円の１以上の円環電極とを含み、前記ヒータ電極を構成する前記複数のヒータゾーン電極は、同一平面上に設けられ、前記複数のＲＦゾーン電極の前記ヒータ電極からの高さは、前記セラミック基体の中心に近いＲＦゾーン電極ほど高く（あるいは低く）なっていてもよい。その場合、各ＲＦゾーン電極上の前記セラミック基体の厚み（つまり誘電体層厚み）を同じにしてもよい。
本発明のウエハ支持台は、前記セラミック基体の前記ウエハ載置面とは反対側の面の中央領域に接合された中空のセラミックシャフトを備え、前記複数のＲＦゾーン電極用導体及び前記ヒータ電極用導体は前記セラミックシャフトの内部に配置されていてもよい。
本発明のウエハ支持台において、前記複数のＲＦゾーン電極は、いずれもウエハ載置面からの距離が異なるように多段に分けて設けられていてもよいし、多段ではあるものの同じ段に２以上のＲＦゾーン電極が設けられていてもよい。また、前記複数のヒータゾーン電極は、同一平面上に設けられていてもよいし、ウエハ載置面からの距離が異なるように設けられていてもよい。なお、ＲＦゾーン電極の形状や数、ヒータゾーン電極の形状や数は、任意に決定することができる。
プラズマ発生装置１０の概略構成を示す斜視図。 図１のＡ−Ａ断面図。 図１のＢ−Ｂ断面図。 ＲＦ電極２３及びヒータ電極３０の配置を示す斜視図。 別例のＲＦ電極２３及びヒータ電極３０の配置を示す斜視図。 別例のＲＦ電極２３及びヒータ電極３０の配置を示す斜視図。 別例のＲＦ電極２３及びヒータ電極３０の配置を示す斜視図。 ＲＦ電極２３の別例を示す平面図。 ＲＦ電極２３の別例を示す平面図。 セラミック基体４２２を備えたウエハ支持台の断面図。 セラミック基体５２２を備えたウエハ支持台の断面図。 セラミック基体６２２を備えたウエハ支持台の断面図。
本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。図１はプラズマ発生装置１０の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図、図４はＲＦ電極２３及びヒータ電極３０の配置を示す斜視図である。
プラズマ発生装置１０は、図１に示すように、ウエハ支持台２０と、上部電極５０とを備えている。
ウエハ支持台２０は、プラズマを利用してＣＶＤやエッチングなどを行うウエハＷを支持して加熱するために用いられるものであり、図示しない半導体プロセス用のチャンバの内部に取り付けられる。このウエハ支持台２０は、セラミック基体２２と、中空のセラミックシャフト２９とを備えている。
セラミック基体２２は、図２に示すように、セラミック製（例えばアルミナ製とか窒化アルミニウム製）の円板状部材である。このセラミック基体２２の表面は、ウエハＷを載置可能なウエハ載置面２２ａとなっている。セラミック基体２２のウエハ載置面２２ａとは反対側の面（裏面）２２ｂの中央には、セラミックシャフト２９が接合されている。セラミック基体２２には、図２〜図４に示すように、ＲＦ電極２３とヒータ電極３０とが埋設されている。ＲＦ電極２３とヒータ電極３０は、ウエハ載置面２２ａに近い方からこの順に埋設されている。
ＲＦ電極２３は、ウエハ載置面２２ａと平行（実質的に平行な場合を含む、以下同じ）に設けられている。ＲＦ電極２３は、セラミック基体２２の中心から所定半径（例えばセラミック基体２２の半径の半分以上）の円２１（図３参照）の内側のゾーンに設けられた第１ＲＦゾーン電極２４と、その円２１の外側のゾーンに設けられた第２ＲＦゾーン電極２５とで構成されている。つまり、第１及び第２ＲＦゾーン電極２４，２５は、ウエハ載置面２２ａを複数に分割したゾーンごとに設けられている。第１ＲＦゾーン電極２４は、セラミック基体２２と同心円の円形電極である。第２ＲＦゾーン電極２５は、セラミック基体２２と同心円の円環電極であり、第１ＲＦゾーン電極２４から離間している。第１及び第２ＲＦゾーン電極２４，２５は、セラミック基体２２の内部で異なる高さ（ウエハ載置面２２ａからの距離）となるように埋設されている。ここでは、第１ＲＦゾーン電極２４がウエハ載置面２２ａに近くなるように設けられている。第１ＲＦゾーン電極２４は、セラミック基体２２にセラミックシャフト２９を投影した円形の中央領域２２ｃ（図２及び図３の２点鎖線）に重複するように設けられているが、第２ＲＦゾーン電極２５は、中央領域２２ｃから外れた位置に設けられている。第１及び第２ＲＦゾーン電極２４，２５は、いずれも導電性のメッシュシートで構成されている。
第１ＲＦゾーン電極２４は、図２に示すように、裏面略中央に電極端子２４ａが接続されている。電極端子２４ａは、セラミック基体２２の裏面２２ｂから外部に露出するように設けられている。第１ＲＦゾーン電極２４は、電極端子２４ａを介して第１ＲＦゾーン電極用導体３４に接続されている。第１ＲＦゾーン電極用導体３４は、セラミックシャフト２９の中空内部及び下部開口を経て第１交流電源４４に接続されている。
第２ＲＦゾーン電極２５は、図２及び図４に示すように、導電性のメッシュシートからなる接続用導体２７を有している。接続用導体２７は、円環状の第２ＲＦゾーン電極２５の中心から放射状に設けられ、電極端子２４ａと干渉しないように配置されている。接続用導体２７には、電極端子２５ａがセラミック基体２２の裏面２２ｂから外部に露出するように設けられている。電極端子２５ａも、電極端子２４ａと干渉しないように配置されている。第２ＲＦゾーン電極２５は、接続用導体２７及び電極端子２５ａを介して第２ＲＦゾーン電極用導体３５と接続されている。第２ＲＦゾーン電極用導体３５は、セラミックシャフト２９の中空内部及び下部開口を経て第２交流電源４５に接続されている。
ヒータ電極３０は、ウエハ載置面２２ａと平行に設けられている。ヒータ電極３０は、前出の円２１（図３参照）の内側のゾーンに設けられた第１ヒータゾーン電極３１と、その円２１の外側のゾーンに設けられた第２ヒータゾーン電極３２とで構成されている。つまり、第１及び第２ヒータゾーン電極３１，３２は、ウエハ載置面２２ａを第１及び第２ＲＦゾーン電極２４，２５と同じように２つに分割したゾーンごとに設けられている。第１ヒータゾーン電極３１と第２ヒータゾーン電極３２とは、セラミック基体２２の内部で同じ高さとなるように（つまり同一平面上に）離間して埋設されている。
第１ヒータゾーン電極３１は、２つの電極端子３１ａ，３１ｂを有しており、一方の電極端子３１ａから円２１の内側の円形領域の全体にわたって一筆書きの要領で他方の電極端子３１ｂまでコイルを配線したものである。各電極端子３１ａ，３１ｂは、各第１ヒータゾーン電極用導体３６，３６を介して第１ヒータ電源４７に接続されている。なお、図２には、便宜上、一方の電極端子３１ａのみを示した。第１ヒータゾーン電極３１は、平面視したときに第１ＲＦゾーン電極２４に重複するように設けられている。
第２ヒータゾーン電極３２は、２つの電極端子３２ａ，３２ｂを有しており、一方の電極端子３２ａから円２１の外側の円環領域の全体にわたって一筆書きの要領で他方の電極端子３２ｂまでコイルを配線したものである。各電極端子３２ａ，３２ｂは、各第２ヒータゾーン電極用導体３７，３７を介して第２ヒータ電源４８に接続されている。なお、図２には、便宜上、一方の電極端子３２ａのみを示した。第２ヒータゾーン電極３２は、平面視したときに第２ＲＦゾーン電極２５に重複するように設けられている。
ＲＦ電極２３、接続用導体２７及びヒータ電極３０の材質は、同じであっても異なっていてもよい。材質としては、導電性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｍｏ化合物、Ｗ化合物又はＮｂ化合物が挙げられる。このうち、セラミック基体２２との熱膨張係数差の小さいものが好ましい。
セラミックシャフト２９は、セラミック基体２２と同じセラミックからなる円筒状部材である。セラミックシャフト２９の上部端面は、セラミック基体２２の裏面２２ｂに拡散接合やＴＣＢ（Thermalcompressionbonding）により接合されている。ＴＣＢとは、接合対象の２つの部材の間に金属接合材を挟み込み、金属接合材の固相線温度以下の温度に加熱した状態で２つの部材を加圧接合する公知の方法をいう。
上部電極５０は、図１に示すように、セラミック基体２２のウエハ載置面２２ａと対向する上方位置（例えば図示しないチャンバの天井面）に固定されている。この上部電極５０は、グランドに接続されている。
次に、プラズマ発生装置１０の使用例について説明する。図示しないチャンバ内にプラズマ発生装置１０を配置し、ウエハ載置面２２ａにウエハＷを載置する。そして、第１ＲＦゾーン電極２４に第１交流電源４４から高周波電力を供給し、第２ＲＦゾーン電極２５に第２交流電源４５から高周波電力を供給する。こうすることにより、上部電極５０とセラミック基体２２に埋設されたＲＦ電極２３とからなる平行平板電極間にプラズマが発生し、そのプラズマを利用してウエハＷにＣＶＤ成膜を施したりエッチングを施したりする。また、図示しない熱電対の検出信号に基づいてウエハＷの温度を求め、その温度が設定温度（例えば３５０℃とか３００℃）になるように第１ヒータゾーン電極３１に印加する電圧を第１ヒータ電源４７によって制御し、第２ヒータゾーン電極３２に印加する電圧を第２ヒータ電源４８によって制御する。
以上詳述したウエハ支持台２０では、第１及び第２ＲＦゾーン電極２４，２５にそれぞれ異なる高周波電力（例えば同じ周波数で異なるワット数の電力とか、異なる周波数で同じワット数の電力とか、異なる周波数で異なるワット数の電力など）を供給することができ、ウエハ載置面２２ａに載置されるウエハＷ上のプラズマの密度をある程度均一にすることができる。一方、第１及び第２ＲＦゾーン電極２４，２５は多段に設けられているため、プラズマの密度が不均一になることがある。しかし、そうなったとしても、第１及び第２ヒータゾーン電極３１，３２のそれぞれに異なる電力を供給することができるため、ゾーンごとの成膜性のバラツキをヒータ温度の調整で補償・調整できる。したがって、プラズマの密度が不均一になることによる不具合の発生を抑制することができる。
また、セラミック基体２２の内周部分と外周部分とではプラズマの密度分布が異なることが多いため、上述したようにＲＦ電極２３を内周側の円形電極（第１ＲＦゾーン電極２４）と外周側の円環電極（第２ＲＦゾーン電極２５）とに分けることが好ましい。
更に、セラミック基体２２をウエハ載置面２２ａから見たとき（つまり平面視したとき）に第１及び第２ＲＦゾーン電極２４，２５と第１及び第２ヒータゾーン電極３１，３２とが一致するように配置されている。そのため、各ＲＦゾーン電極２４，２５をそれに対応するヒータゾーン電極３１，３２により個別に温度制御することができる。
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
例えば、上述した実施形態では、平面視したときに第１及び第２ＲＦゾーン電極２４，２５の形状と第１及び第２ヒータゾーン電極３１，３２の形状とが一致するように配置したが、互いに相似形状になるように配置してもよい。また、図５に示すように、平面視したときに第１及び第２ＲＦゾーン電極２４，２５同士の間に現れるドーナツ形状のギャップＧに第１及び第２ヒータゾーン電極１３１，１３２の一方（ここでは第２ヒータゾーン電極１３２）が重なって配置されるようにしてもよい。図５中、上述した実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付した。図５では、便宜上、各ＲＦゾーン電極２４，２５の接続用導体やＲＦゾーン電極用導体、電源は省略し、各ヒータゾーン電極１３１，１３２のヒータゾーン電極用導体や電源も省略した。また、各ヒータゾーン電極１３１，１３２は配線パターンを省略してコイルが配線される領域のみを示した。印加するＲＦ電力を大きくした場合、ギャップＧの間隔を大きくとるとＲＦの干渉を抑制でき有利であるが、ＲＦ電極の存在しないギャップＧの部分でプラズマ密度が減少し面内のプラズマ密度が不均一になることがある。そこで、そのギャップＧの領域に第２ヒータゾーン電極１３２が重複するように配置することにより、プラズマ密度の不均一から生じる成膜性のバラツキを温度分布すなわちヒータ温度の調整で補償・調整することができる。更に、図６に示すように、平面視したときに第１及び第２ＲＦゾーン電極２４，２５同士の間に現れるドーナツ形状のギャップＧに、そのギャップＧと対応した形状（ここではギャップＧと同じ形状）のギャップヒータゾーン電極１８３を設けてもよい。この場合、第１及び第２ヒータゾーン電極１８１，１８２の形状は、それぞれ第１及び第２ＲＦゾーン電極２４，２５の形状と略一致している。これにより、例えば第１及び第２ＲＦゾーン電極２４，２５同士の間のギャップＧの間隔を大きくしたときでも、ギャップヒータゾーン電極１８３によってギャップＧの温度を個別に制御することが容易となる。すなわち、ギャップ付近の成膜性のバラツキをギャップヒータゾーン電極１８３の温度を調整することにより補償・調整できる。
上述した実施形態では、各ヒータゾーン電極３１，３２を同一平面上に設けたが、互いの高さ（ウエハ載置面２２ａからの距離）が異なるように設けてもよい。例えば、各ヒータゾーン電極３１，３２の高さを、各ＲＦゾーン電極２４，２５の高さに合わせてもよい。
上述した実施形態では、ＲＦ電極２３を異なる高さの第１及び第２ＲＦゾーン電極２４，２５で構成したが、ＲＦ電極を異なる高さの３つ以上のＲＦゾーン電極で構成してもよい。図７に、ＲＦ電極２３を、異なる高さの第１〜第３ＲＦゾーン電極１２４〜１２６で構成した例を示す。図７中、上述した実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付した。図７では、便宜上、各ＲＦゾーン電極１２４〜１２６の接続用導体やＲＦゾーン電極用導体、電源は省略し、各ヒータゾーン電極２３１〜２３３のヒータゾーン電極用導体や電源も省略した。また、各ヒータゾーン電極２３１〜２３３は配線パターンを省略してコイルが配線される領域のみを示した。これらのヒータゾーン電極２３１〜２３３は同一平面上に設けられている。第１ＲＦゾーン電極１２４は、セラミック基体２２と同心円の円形電極であり、第２及び第３ＲＦゾーン電極１２５，１２６は、セラミック基体２２と同心円の円環電極である。第１〜第３ＲＦゾーン電極１２４〜１２６は、ウエハ載置面２２ａに近い側から、第１ＲＦゾーン電極１２４，第２ＲＦゾーン電極１２５及び第３ＲＦゾーン電極１２６の順に並んでいる。ヒータ電極３０を構成する第１〜第３ヒータゾーン電極２３１〜２３３は、平面視したときに、第１〜第３ＲＦゾーン電極１２４〜１２６と一致するように設けられている。この構成でも、上述した実施形態と同様の効果が得られる。特に、第１〜第３ＲＦゾーン電極１２４〜１２６にそれぞれ異なる高周波電力を供給することができるため、プラズマの密度分布をより良好にコントロールすることができる。また、第１〜第３ヒータゾーン電極２３１〜２３３のそれぞれに異なる電力を供給することができるため、ゾーンごとの成膜性のバラツキをヒータ温度の調整で補償・調整できる。
なお、ＲＦ電極２３を構成する第１〜第３ＲＦゾーン電極１２４〜１２６のヒータ電極３０からの高さｈ１〜ｈ３は、それぞれ任意に設定することができる。例えば図７に示すように、中心部の第１ＲＦゾーン電極１２４のヒータ電極３０からの高さが最も高く、外周にいくに従ってヒータ電極３０からの高さが低くなるようにしてもよい（ｈ１＞ｈ２＞ｈ３）。あるいは、これとは反対に、中心部の第１ＲＦゾーン電極１２４のヒータ電極３０からの高さが最も低く、外周にいくに従ってヒータ電極３０からの高さが高くなるようにしてもよい（ｈ１＜ｈ２＜ｈ３）。あるいは、ｈ１＞ｈ２＜ｈ３としたり、ｈ１＜ｈ２＞ｈ３としたりするなど、各ＲＦゾーン電極１２４〜１２６の高さｈ１〜ｈ３を自由に設定してもよい。
上述した実施形態では、ＲＦ電極２３は円形電極の第１ＲＦゾーン電極２４と円環電極の第２ＲＦゾーン電極２５とで構成したが、円環電極である第２ＲＦゾーン電極２５を複数に分割して各分割電極に個別に交流電源を接続してもよいし、円形電極である第１ＲＦゾーン電極２４を複数に分割して各分割電極に個別に交流電源を接続してもよい。こうすれば、プラズマの密度分布を更に良好になるように容易にコントロールすることができる。図８に、ＲＦ電極２３を構成する第２ＲＦゾーン電極２５を３つの円弧状電極２５１〜２５３に分割した場合を例示する。なお、円弧状電極２５１〜２５３はすべて同じ高さでもよいし、それぞれ異なる高さでもよいし、２つが同じ高さで１つが異なる高さでもよい。図９に、ＲＦ電極２３を構成する第２ＲＦゾーン電極２５を３つの円弧状電極２５１〜２５３に分割し、更に第１ＲＦゾーン電極２４を２つの半円形電極２４１，２４２に分割した場合を例示する。なお、半円形電極２４１，２４２は同じ高さでもよいし、それぞれ異なる高さでもよい。
上述した実施形態では、セラミック基体２２の表面がフラットなものを例示したが、図１０に示すステップ型のセラミック基体４２２を採用してもよい。図１０では、上述した実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付した。セラミック基体４２２の表面は、外周部に円環状の段差面４２２ａを有する。段差面４２２ａは、ウエハ載置面２２ａよりも一段低くなっている。このセラミック基体４２２において、内側の第１ＲＦゾーン電極（円形電極）２４からウエハ載置面２２ａまでの誘電体厚みと、外側の第２ＲＦゾーン電極（円環電極）２５から段差面４２２ａまでの誘電体厚みとを同じにしてもよい。こうすれば、内外でのプラズマ密度を均一化することができる。あるいは、図１１に示すポケット型のセラミック基体５２２を採用してもよい。図１１では、上述した実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付した。セラミック基体５２２の表面は、外周部に円環状の段差面５２２ａを有する。段差面５２２ａは、ウエハ載置面２２ａよりも一段高くなっている。ＲＦ電極２３は、内側の第１ＲＦゾーン電極（円形電極）２４と、外側の第２ＲＦゾーン電極（円環電極）５２５とで構成されている。第２ＲＦゾーン電極５２５は、接続用導体５２７、電極端子２５ａ及び第２ＲＦゾーン電極用導体３５を介して第２交流電源（図２参照）に接続されている。また、第２ＲＦゾーン電極５２５の方が第１ＲＦゾーン電極２４よりも高い位置に配置されている。セラミック基体５２２においても、第１ＲＦゾーン電極２４からウエハ載置面２２ａまでの誘電体厚みと、外側の第２ＲＦゾーン電極５２５から段差面５２２ａまでの誘電体厚みとを同じにしてもよい。こうすれば、内外でのプラズマ密度を均一化することができる。
また、図７においても、セラミック基体２２の表面が平面のものを例示したが、図１２に示す円環溝付きのセラミック基体６２２を採用してもよい。図１２において、上述した実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付した。セラミック基体６２２の表面は、セラミック基体６２２と同心円の円環溝６２２ａを有している。ＲＦ電極２３は、内側の第１ＲＦゾーン電極（円形電極）６２４と、外側の第２ＲＦゾーン電極（円環電極）６２５と、更にその外側の第３ＲＦゾーン電極（円環電極）６２６とで構成されている。第２ＲＦゾーン電極６２５は、接続用導体６２７、電極端子２５ａ及び第２ＲＦゾーン電極用導体３５を介して第２交流電源４５（図２参照）に接続されている。第３ＲＦゾーン電極６２６は、接続用導体６２８、電極端子６２６ａ及び第３ＲＦゾーン電極用導体６３６を介して第３交流電源（図示略）に接続されている。第１ＲＦゾーン電極２４からウエハ載置面２２ａまでの誘電体厚みと、第２ＲＦゾーン電極６２５から円環溝６２２ａの底面までの誘電体厚みと、第３ＲＦゾーン電極６２６からウエハ載置面２２ａまでの誘電体厚みとを同じにしてもよい。こうすれば、内外でのプラズマ密度を均一化することができる。
上述した実施形態や図７の形態では、ＲＦ電極２３の分割数とヒータ電極３０の分割数とを同じにしたが、両者の分割数を異なるようにしてもよい。
上述した実施形態では、第１及び第２ＲＦゾーン電極２４，２５や接続用導体２７は、いずれも導電性のメッシュシートで構成したが、特にメッシュシートに限定されるものではなく、例えば導電性の一様なシート（金属箔など）を用いてもよい。
上述した実施形態において、ＲＦ電極２３に電圧を印加することによりウエハＷをウエハ載置面２２ａに吸引するようにしてもよい。また、セラミック基体２２に更に静電電極を埋設し、その静電電極に電圧を印加することによりウエハＷをウエハ載置面２２ａに吸引してもよい。
上述した実施形態では、ウエハ支持台２０の製造方法の一例を示したが、ウエハ支持台２０の製造方法は特にこれに限定されるものではなく、他の公知の製造方法によってウエハ支持台２０を製造してもよい。例えば特開２０１２−８９６９４号公報に記載された製造方法に準じてウエハ支持台２０を製造してもよい。
本出願は、２０１８年７月４日に出願された日本国特許出願第２０１８−１２７６２０号を優先権主張の基礎としており、引用によりそれらの内容の全てが本明細書に含まれる。
本発明は、ウエハをプラズマ処理する際に利用可能である。
１０ プラズマ発生装置、２０ ウエハ支持台、２１ 円、２２ セラミック基体、２２ａ ウエハ載置面、２２ｂ 裏面、２２ｃ 中央領域、２３ ＲＦ電極、２４，１２４ 第１ＲＦゾーン電極、２４ａ 電極端子、２５，１２５ 第２ＲＦゾーン電極、２５ａ 電極端子、２７ 接続用導体、２９ セラミックシャフト、３０ ヒータ電極、３１，１３１，１８１，２３１ 第１ヒータゾーン電極、３１ａ，３１ｂ 電極端子、３２，１３２，１８２，２３２ 第２ヒータゾーン電極、３２ａ，３２ｂ 電極端子、３４ 第１ＲＦゾーン電極用導体、３５ 第２ＲＦゾーン電極用導体、３６ 第１ヒータゾーン電極用導体、３７ 第２ヒータゾーン電極用導体、４４ 第１交流電源、４５ 第２交流電源、４７ 第１ヒータ電源、４８ 第２ヒータ電源、５０ 上部電極、１２６ 第３ＲＦゾーン電極、１８３ ギャップヒータゾーン電極、２３３ 第３ヒータゾーン電極、２４１，２４２ 半円形電極、２５１〜２５３ 円弧状電極、４２２，５２２，６２２ セラミック基体、４２２ａ，５２２ａ 段差面、５２５ 第２ＲＦゾーン電極、５２７ 接続用導体、６２２ａ 円環溝、６２４〜６２６ 第１〜第３ＲＦゾーン電極、６２６ａ 電極端子、６２７，６２８ 接続用導体、６３６ 第３ＲＦゾーン電極用導体。
ウエハ支持台としては、ウエハ載置面を有する円板状のセラミック基体の内部にＲＦ電極とヒータ電極とがウエハ載置面側からこの順に埋設されたものが知られている。例えば、特許文献１には、この種のウエハ支持台として、セラミックス基体内においてウエハ搭載面からの深さが互いに異なるように埋設されている円形状ＲＦ電極及び円環状ＲＦ電極を備えたものが開示されている。このウエハ支持台のウエハ載置面に対向する位置には平板上部電極が配置される。そして、その平板上部電極とウエハ支持台の両ＲＦ電極とからなる平行平板電極間に高周波電力を印加してプラズマを発生させる。特許文献１には、プラズマを発生させる際に、円形状ＲＦ電極と円環状ＲＦ電極にそれぞれ異なる高周波電力を印加することによってプラズマの密度分布を良好にコントロールできると説明されている。

Claims (9)

  1. ウエハ載置面を有する円板状のセラミック基体の内部にＲＦ電極とヒータ電極とが埋設されたウエハ支持台であって、
    前記ＲＦ電極は、前記ウエハ載置面を複数に分割したゾーンごとに設けられた複数のＲＦゾーン電極によって構成され、
    前記複数のＲＦゾーン電極は、ウエハ載置面からの距離の異なる少なくとも２段に分けて設けられ、
    前記ヒータ電極は、前記ウエハ載置面を前記ＲＦゾーン電極と同じように又は異なるように複数に分割したゾーンごとに設けられた複数のヒータゾーン電極によって構成され、 前記複数のＲＦゾーン電極は、前記セラミック基体の裏面に設けられた電極端子を通して複数のＲＦゾーン電極用導体にそれぞれ独立して接続され、
    前記複数のヒータゾーン電極は、前記セラミック基体の前記裏面に設けられた電極端子を通して複数のヒータゾーン電極用導体にそれぞれ独立して接続されている、
    ウエハ支持台。
  2. 前記ＲＦ電極は、前記複数のＲＦゾーン電極として、前記セラミック基体と同心円の円形電極又は前記円形電極を複数に分割した電極を含み、更に、前記円形電極又は前記円形電極を複数に分割した電極の外側に前記セラミック基体と同心円の１以上の円環電極か前記円環電極の少なくとも１つを複数に分割した電極とを含む、
    請求項１に記載のウエハ支持台。
  3. 前記セラミック基体を前記ウエハ載置面から見たときに前記ＲＦゾーン電極同士の間のギャップには少なくとも１つの前記ヒータゾーン電極が配置されている、
    請求項１又は２に記載のウエハ支持台。
  4. 前記ギャップに配置された前記ヒータゾーン電極は、前記ギャップの形状と同じ形状のギャップヒータゾーン電極である、
    請求項３に記載のウエハ支持台。
  5. 前記セラミック基体を前記ウエハ載置面から見たときに前記複数のＲＦゾーン電極の形状と前記複数のヒータゾーン電極の形状とが一致するように配置されている、
    請求項１又は２に記載のウエハ支持台。
  6. 前記複数のＲＦゾーン電極は、前記セラミック基体と同心円の円形電極と、前記円形電極の外側に前記セラミック基体と同心円の１以上の円環電極とを含み、
    前記ヒータ電極を構成する前記複数のヒータゾーン電極は、同一平面上に設けられ、
    前記複数のＲＦゾーン電極の前記ヒータ電極からの高さは、前記セラミック基体の中心に近いＲＦゾーン電極ほど高くなっている、
    請求項１〜５のいずれか１項に記載のウエハ支持台。
  7. 前記複数のＲＦゾーン電極は、前記セラミック基体と同心円の円形電極と、前記円形電極の外側に前記セラミック基体と同心円の１以上の円環電極とを含み、
    前記ヒータ電極を構成する前記複数のヒータゾーン電極は、同一平面上に設けられ、
    前記複数のＲＦゾーン電極の前記ヒータ電極からの高さは、前記セラミック基体の中心に近いＲＦゾーン電極ほど低くなっている、
    請求項１〜５のいずれか１項に記載のウエハ支持台。
  8. 各ＲＦゾーン電極上の前記セラミック基体の厚みは、同じである、
    請求項６又は７に記載のウエハ支持台。
  9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のウエハ支持台であって、
    前記セラミック基体の前記ウエハ載置面とは反対側の面の中央領域に接合された中空のセラミックシャフト
    を備え、
    前記複数のＲＦゾーン電極用導体及び前記ヒータ電極用導体は前記セラミックシャフトの内部に配置されている、
    ウエハ支持台。
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