KR20230041605A - 플라스마 처리 장치 - Google Patents

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KR20230041605A
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신야 이시카와
다이키 하리우
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 기판 지지부 내의 전극에 전력을 효율적으로 공급 가능한 개량된 전극 구조를 제공한다.
[해결 수단] 플라스마 처리 챔버와, 기대, 세라믹 부재, 고리 형상 부재, 기판 지지면의 아래쪽에 배치되는 제 1 및 제 2 중앙 전극, 내측 영역이 제 1 중앙 전극의 에지 영역의 아래쪽에 배치되고, 제 1 종 커넥터를 통하여 제 1 중앙 전극의 에지 영역과 전기적으로 접속되는 제 1 고리 형상 커넥터, 내측 영역이 제 2 중앙 전극의 에지 영역의 아래쪽에 배치되고, 제 2 종 커넥터를 통하여 제 2 중앙 전극의 에지 영역과 전기적으로 접속되는 제 2 고리 형상 커넥터, 및, 가스 분배 공간을 사이에 두고 제 1 고리 형상 커넥터 및 제 2 고리 형상 커넥터의 아래쪽에 형성되는 중앙 히터 전극을 포함하는 기판 지지부와, 제 3 종 커넥터를 통하여 제 1 고리 형상 커넥터의 외측 영역에 전기적으로 접속되는 DC 전원과, 제 4 종 커넥터를 통하여 제 2 고리 형상 커넥터의 외측 영역에 전기적으로 접속되는 전압 펄스 생성부를 구비한다.

Description

플라스마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 개시는, 플라스마 처리 장치에 관한 것이다.
특허 문헌 1에는, 쿨링 플레이트와 유전 플레이트가 적층되어 형성된 정전 척을 구비하는 플라스마 처리 챔버가 개시되어 있다. 특허 문헌 1에 기재된 정전 척의 내부에는, 복수의 전극이 배치되어 있다.
[특허 문헌 1] 미국 특허 출원 공개 제2020/0286717호 명세서
본 개시에 따른 기술은, 기판 지지부 내의 전극에 전력을 효율적으로 공급 가능한 개량된 전극 구조를 제공한다.
본 개시의 일 태양은, 플라스마 처리 장치로서, 플라스마 처리 챔버와, 상기 플라스마 처리 챔버 내에 배치되는 기판 지지부로, 상기 기판 지지부는, 기대와, 상기 기대 상에 배치되고, 기판 지지면 및 링 지지면을 가지는 세라믹 부재로, 상기 세라믹 부재는, 가스 분배 공간과, 상기 세라믹 부재의 하면으로부터 상기 가스 분배 공간까지 연장되는 적어도 1개의 가스 입구와, 상기 가스 분배 공간으로부터 상기 기판 지지면 또는 상기 링 지지면까지 연장되는 복수의 가스 출구를 가지는, 세라믹 부재와, 상기 기판 지지면 상의 기판을 둘러싸도록 상기 링 지지면 상에 배치되는 1 또는 복수의 고리 형상 부재와, 상기 세라믹 부재 내에 삽입되는 제 1 및 제 2 중앙 전극으로, 상기 제 1 중앙 전극은, 상기 기판 지지면의 아래쪽에 배치되고, 상기 제 2 중앙 전극은, 상기 제 1 중앙 전극의 아래쪽에 배치되는, 제 1 및 제 2 중앙 전극과, 상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 종 방향으로 연장되는 제 1~제 4 종 커넥터와, 상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 수평 방향으로 연장되는 제 1 및 제 2 고리 형상 커넥터로, 상기 제 1 고리 형상 커넥터의 내측 영역은, 상기 제 1 중앙 전극의 에지 영역의 아래쪽에 배치되고, 상기 제 1 종 커넥터를 통하여 상기 제 1 중앙 전극의 에지 영역과 전기적으로 접속되고, 상기 제 2 고리 형상 커넥터의 내측 영역은, 상기 제 2 중앙 전극의 에지 영역의 아래쪽에 배치되고, 상기 제 2 종 커넥터를 통하여 상기 제 2 중앙 전극의 에지 영역과 전기적으로 접속되는, 제 1 및 제 2 고리 형상 커넥터와, 상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 1 또는 복수의 분할 영역을 가지는 중앙 히터 전극으로, 상기 가스 분배 공간의 일부 또는 전부는, 상기 제 1 고리 형상 커넥터와 상기 중앙 히터 전극 사이, 또한, 상기 제 2 고리 형상 커넥터와 상기 중앙 히터 전극 사이에 형성되는, 중앙 히터 전극을 포함하는, 기판 지지부와, 상기 제 3 종 커넥터를 통하여 상기 제 1 고리 형상 커넥터의 외측 영역에 전기적으로 접속되고, DC 신호를 생성하도록 구성되는 DC 전원과, 상기 제 4 종 커넥터를 통하여 상기 제 2 고리 형상 커넥터의 외측 영역에 전기적으로 접속되고, 전압 펄스의 시퀀스를 생성하도록 구성되는 전압 펄스 생성부를 구비한다.
본 개시에 의하면, 기판 지지부 내의 전극에 전력을 효율적으로 공급 가능한 개량된 전극 구조를 제공한다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 플라스마 처리 시스템의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 2는 본 실시 형태에 따른 플라스마 처리 장치의 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3은 기판 지지부를 구성하는 정전 척의 구성의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 4는 흡착용 고리 형상 드라이버의 구성예를 나타내는 정전 척의 단면도이다.
도 5는 바이어스용 고리 형상 드라이버의 구성예를 나타내는 정전 척의 단면도이다.
도 6은 도전성 비아와 히터 전극의 위치 관계를 나타내는 설명도이다.
도 7은 전열 가스 공급부의 형성예를 나타내는 정전 척의 단면도이다.
도 8은 전극 간에 형성되는 용량 결합의 설명도이다.
반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 챔버 안에 공급된 처리 가스를 여기시켜 플라스마를 생성하는 것으로, 기판 지지체에 지지된 반도체 기판(이하, 단지 「기판」이라 한다.)에 대해서, 에칭 처리, 성막 처리, 확산 처리 등의 각종 플라스마 처리가 행해진다. 기판을 지지하는 기판 지지체에는, 예를 들면, 클롱력 등에 의해 기판을 탑재면에 흡착 유지하는 정전 척과, 플라스마 처리를 함에 있어서 바이어스 전력이나 기판의 흡착 전력이 공급되는 전극부가 마련된다.
상술의 플라스마 처리에서는, 기판에 대한 프로세스 특성의 균일성을 높이기 위해, 처리 대상인 기판의 온도 분포를 균일하게 제어하는 것이 요구된다. 플라스마 처리를 함에 있어서의 기판의 온도 분포는, 예를 들면, 정전 척의 내부에 복수의 가열 기구(히터 등)를 마련하고, 이들 가열 기구에 의해 규정되는 복수의 온도 조절 영역마다 탑재면 온도를 제어하는 것으로 조정된다.
그런데, 전술의 전극부에 공급되는 바이어스 전력이나 흡착 전력은, 전극부와 가열 기구의 용량 결합에 기인하여, 해당 가열 기구에 노이즈 성분으로서 누출될 우려가 있다. 이 때문에, 종래, 가열 기구에 필터를 마련하여 해당 노이즈 성분을 제해하는 것이 행해지고 있다. 그렇지만, 특히, DC(Direct Current) 펄스 전력을 바이어스 전력으로서 이용한 경우, 종래의 필터에서는 노이즈 성분을 적절히 제해하는 것이 곤란함과 아울러, 이온 에너지의 피크를 내지 못하고 기판에 대한 플라스마 처리를 적절히 실행할 수 없게 될 우려가 있다.
본 개시에 따른 기술은, 상기 사정을 감안하여 된 것으로, 기판 지지부 내의 전극에 전력을 효율적으로 공급 가능한 개량된 전극 구조를 제공한다. 이하, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 요소에 있어서는, 동일한 부호를 부여하는 것에 의해 중복 설명을 생략한다.
＜플라스마 처리 시스템＞
도 1은, 플라스마 처리 시스템의 구성예를 설명하기 위한 도면이다. 일 실시 형태에 있어서, 플라스마 처리 시스템은, 플라스마 처리 장치(1) 및 제어부(2)를 포함한다. 플라스마 처리 시스템은, 기판 처리 시스템의 일례이며, 플라스마 처리 장치(1)는, 기판 처리 장치의 일례이다. 플라스마 처리 장치(1)는, 플라스마 처리 챔버(10), 기판 지지부(11) 및 플라스마 생성부(12)를 포함한다. 플라스마 처리 챔버(10)는, 플라스마 처리 공간을 가진다. 또, 플라스마 처리 챔버(10)는, 적어도 1개의 처리 가스를 플라스마 처리 공간에 공급하기 위한 적어도 1개의 가스 공급구와, 플라스마 처리 공간으로부터 가스를 배출하기 위한 적어도 1개의 가스 배출구를 가진다. 가스 공급구는, 후술하는 가스 공급부(20)에 접속되고, 가스 배출구는, 후술하는 배기 시스템(40)에 접속된다. 기판 지지부(11)는, 플라스마 처리 공간 내에 배치되고, 기판을 지지하기 위한 기판 지지면을 가진다.
플라스마 생성부(12)는, 플라스마 처리 공간 내에 공급된 적어도 1개의 처리 가스로부터 플라스마를 생성하도록 구성된다. 플라스마 처리 공간에 있어서 형성되는 플라스마는, 용량 결합 플라스마(CCP; Capacitively Coupled Plasma), 유도 결합 플라스마(ICP； Inductively Coupled Plasma), ECR 플라스마(Electron－Cyclotron－resonance plasma), 헬리콘파 여기 플라스마(HWP：Helicon Wave Plasma), 또는, 표면파 플라스마(SWP：Surface Wave Plasma) 등이어도 좋다. 또, AC(Alternating Current) 플라스마 생성부 및 DC(Direct Current) 플라스마 생성부를 포함하는, 여러 가지의 타입의 플라스마 생성부가 이용되어도 좋다. 일 실시 형태에 있어서, AC 플라스마 생성부에서 이용되는 AC 신호(AC 전력)는, 100kHz~10GHz의 범위 내의 주파수를 가진다. 따라서, AC 신호는, RF(Radio Frequency) 신호 및 마이크로파 신호를 포함한다. 일 실시 형태에 있어서, RF 신호는, 100kHz~150MHz의 범위 내의 주파수를 가진다.
제어부(2)는, 본 개시에 있어서 기술되는 여러 가지의 공정을 플라스마 처리 장치(1)에 실행시키는 컴퓨터 실행 가능한 명령을 처리한다. 제어부(2)는, 여기서 기술되는 여러 가지의 공정을 실행하도록 플라스마 처리 장치(1)의 각 요소를 제어하도록 구성될 수 있다. 일 실시 형태에 있어서, 제어부(2)의 일부 또는 모두가 플라스마 처리 장치(1)에 포함되어도 좋다. 제어부(2)는, 예를 들면 컴퓨터(2a)를 포함하여도 좋다. 컴퓨터(2a)는, 예를 들면, 처리부(CPU：Central Processing Unit)(2a1), 기억부(2a2), 및 통신 인터페이스(2a3)를 포함하여도 좋다. 처리부(2a1)는, 기억부(2a2)로부터 프로그램을 판독하고, 판독된 프로그램을 실행하는 것에 의해 여러 가지의 제어 동작을 행하도록 구성될 수 있다. 이 프로그램은, 미리 기억부(2a2)에 저장되어 있어도 좋고, 필요한 때에, 매체를 통하여 취득되어도 좋다. 취득된 프로그램은, 기억부(2a2)에 저장되고, 처리부(2a1)에 의해 기억부(2a2)로부터 판독되어 실행된다. 매체는, 컴퓨터(2a)로 판독 가능한 여러 가지의 기억 매체여도 좋고, 통신 인터페이스(2a3)에 접속되어 있는 통신 회선이어도 좋다. 기억부(2a2)는, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 또는 이들의 조합을 포함하여도 좋다. 통신 인터페이스(2a3)는, LAN(Local Area Network) 등의 통신 회선을 통하여 플라스마 처리 장치(1)와의 사이에서 통신해도 좋다.
＜플라스마 처리 장치＞
다음에, 플라스마 처리 장치(1)의 일례로서의 용량 결합형의 플라스마 처리 장치의 구성예에 대해 설명한다. 도 2는, 용량 결합형의 플라스마 처리 장치의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
용량 결합형의 플라스마 처리 장치(1)는, 플라스마 처리 챔버(10), 가스 공급부(20), 전원(30) 및 배기 시스템(40)을 포함한다. 또, 플라스마 처리 장치(1)는, 기판 지지부(11) 및 가스 도입부를 포함한다. 가스 도입부는, 적어도 1개의 처리 가스를 플라스마 처리 챔버(10) 내에 도입하도록 구성된다. 가스 도입부는, 샤워 헤드(13)를 포함한다. 기판 지지부(11)는, 플라스마 처리 챔버(10) 내에 배치된다. 샤워 헤드(13)는, 기판 지지부(11)의 위쪽에 배치된다. 일 실시 형태에 있어서, 샤워 헤드(13)는, 플라스마 처리 챔버(10)의 천장(ceiling)의 적어도 일부를 구성한다. 플라스마 처리 챔버(10)는, 샤워 헤드(13), 플라스마 처리 챔버(10)의 측벽(10a) 및 기판 지지부(11)에 의해 규정된 플라스마 처리 공간(10s)을 가진다. 플라스마 처리 챔버(10)는 접지된다. 샤워 헤드(13) 및 기판 지지부(11)는, 플라스마 처리 챔버(10)의 하우징과는 전기적으로 절연된다.
기판 지지부(11)는, 본체부(111) 및 링 어셈블리(112)를 포함한다. 본체부(111)는, 기판 W를 지지하기 위한 중앙 영역(111a)과, 링 어셈블리(112)를 지지하기 위한 고리 형상 영역(111b)을 가진다. 웨이퍼는 기판 W의 일례이다. 본체부(111)의 고리 형상 영역(111b)은, 평면에서 보아 본체부(111)의 중앙 영역(111a)을 둘러싸고 있다. 기판 W는, 본체부(111)의 중앙 영역(111a) 상에 배치되고, 링 어셈블리(112)는, 본체부(111)의 중앙 영역(111a) 상의 기판 W를 둘러싸도록 본체부(111)의 고리 형상 영역(111b) 상에 배치된다. 따라서, 중앙 영역(111a)은, 기판 W를 지지하기 위한 기판 지지면이라고도 불리고, 고리 형상 영역(111b)은, 링 어셈블리(112)를 지지하기 위한 링 지지면이라고도 불린다.
또, 일 실시 형태에 있어서 본체부(111)는, 기대(113) 및 정전 척(114)을 포함한다. 기대(113)는, 도전성 부재를 포함한다. 기대(113)의 도전성 부재는 하부 전극으로서 기능할 수 있다. 정전 척(114)은, 기대(113) 위에 배치된다. 정전 척(114)은, 세라믹 부재(114a)와, 세라믹 부재(114a) 내에 배치되는 복수의 전극과, 세라믹 부재(114a) 내에 형성되는 가스 분배 공간을 포함한다. 복수의 전극은, 후술하는 1 또는 복수의 정전 전극(115)과, 하부 전극으로서 기능할 수 있는 1 또는 복수의 바이어스 전극(116)을 포함한다. 세라믹 부재(114a)는, 중앙 영역(111a)을 가진다. 일 실시 형태에 있어서, 세라믹 부재(114a)는, 고리 형상 영역(111b)도 가진다. 또한, 고리 형상 정전 척이나 고리 형상 절연 부재와 같은, 정전 척(114)을 둘러싸는 다른 부재가 고리 형상 영역(111b)을 가져도 좋다. 이 경우, 링 어셈블리(112)는, 고리 형상 정전 척 또는 고리 형상 절연 부재 위에 배치되어도 좋고, 정전 척(114)과 고리 형상 절연 부재의 양쪽의 위에 배치되어도 좋다.
링 어셈블리(112)는, 1 또는 복수의 고리 형상 부재를 포함한다. 일 실시 형태에 있어서, 1 또는 복수의 고리 형상 부재는, 1 또는 복수의 에지 링과 적어도 1개의 커버 링을 포함한다. 에지 링은, 도전성 재료 또는 절연 재료로 형성되고, 커버 링은, 절연 재료로 형성된다.
또, 기판 지지부(11)는, 링 어셈블리(112), 정전 척(114) 및 기판 W 중 적어도 1개를 타겟 온도로 조절하도록 구성되는 온도 조절 모듈을 포함한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 일 실시 형태에 있어서 온도 조절 모듈은, 정전 척(114)의 내부에 배치되는 후술의 히터 전극(117), 기대(113)의 내부에 형성되는 유로(113a)를 포함한다. 유로(113a)에는, 브라인이나 가스와 같은 전열 유체가 흐른다. 또한, 온도 조절 모듈의 구성은 이것으로 한정되는 것은 아니고, 링 어셈블리(112), 정전 척(114) 및 기판 W 중 적어도 1개의 온도를 조정할 수 있도록 구성되면 좋다.
또, 기판 지지부(11)의 내부에는, 기판 W의 이면과 중앙 영역(111a) 사이, 또는 링 어셈블리(112)의 이면과 고리 형상 영역(111b) 사이에 전열 가스를 공급하도록 구성된 전열 가스 공급부(118)(후술의 도 3, 도 7을 참조)를 포함하여도 좋다.
또한, 본 개시의 기술에 따른 플라스마 처리 장치(1)가 구비하는 기판 지지부(11)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.
샤워 헤드(13)는, 가스 공급부(20)로부터의 적어도 1개의 처리 가스를 플라스마 처리 공간(10s) 내에 도입하도록 구성된다. 샤워 헤드(13)는, 적어도 1개의 가스 공급구(13a), 적어도 1개의 가스 확산실(13b), 및 복수의 가스 도입구(13c)를 가진다. 가스 공급구(13a)에 공급된 처리 가스는, 가스 확산실(13b)을 통과하여 복수의 가스 도입구(13c)로부터 플라스마 처리 공간(10s) 내에 도입된다. 또, 샤워 헤드(13)는, 상부 전극을 포함한다. 또한, 가스 도입부는, 샤워 헤드(13)에 더하여, 측벽(10a)에 형성된 1 또는 복수의 개구부에 장착되는 1 또는 복수의 사이드 가스 주입부(SGI：Side Gas Injector)를 포함하여도 좋다.
가스 공급부(20)는, 적어도 1개의 가스 소스(21) 및 적어도 1개의 유량 제어기(22)를 포함하여도 좋다. 일 실시 형태에 있어서, 가스 공급부(20)는, 적어도 1개의 처리 가스를, 각각에 대응하는 가스 소스(21)로부터 각각에 대응하는 유량 제어기(22)를 통하여 샤워 헤드(13)에 공급하도록 구성된다. 각각의 유량 제어기(22)는, 예를 들면 매스 플로우 콘트롤러 또는 압력 제어식의 유량 제어기를 포함하여도 좋다. 또한, 가스 공급부(20)는, 적어도 1개의 처리 가스의 유량을 변조 또는 펄스화하는 적어도 1개의 유량 변조 디바이스를 포함하여도 좋다.
전원(30)은, 적어도 1개의 임피던스 정합 회로를 통하여 플라스마 처리 챔버(10)에 결합되는 RF 전원(31)을 포함한다. RF 전원(31)은, 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호와 같은 적어도 1개의 RF 신호(RF 전력)를, 하부 전극 및/또는 상부 전극에 공급하도록 구성된다. 이것에 의해, 플라스마 처리 공간(10s)에 공급된 적어도 1개의 처리 가스로부터 플라스마가 형성된다. 따라서, RF 전원(31)은, 플라스마 생성부(12)의 적어도 일부로서 기능할 수 있다. 또, 바이어스 RF 신호를 하부 전극에 공급하는 것에 의해, 기판 W에 바이어스 전위가 발생하고, 형성된 플라스마 중의 이온 성분을 기판 W로 끌어들일 수가 있다.
일 실시 형태에 있어서, RF 전원(31)은, 제 1 RF 생성부(31a) 및 제 2 RF 생성부(31b)를 포함한다. 제 1 RF 생성부(31a)는, 적어도 1개의 임피던스 정합 회로를 통하여 하부 전극 및/또는 상부 전극에 결합되고, 플라스마 생성용의 소스 RF 신호(소스 RF 전력)를 생성하도록 구성된다. 일 실시 형태에 있어서, 소스 RF 신호는, 10MHz~150MHz의 범위 내의 주파수를 가진다. 일 실시 형태에 있어서, 제 1 RF 생성부(31a)는, 서로 다른 주파수를 가지는 복수의 소스 RF 신호를 생성하도록 구성되어도 좋다. 생성된 1 또는 복수의 소스 RF 신호는, 하부 전극 및/또는 상부 전극에 공급된다.
제 2 RF 생성부(31b)는, 적어도 1개의 임피던스 정합 회로를 통하여 하부 전극에 결합되고, 바이어스 RF 신호(바이어스 RF 전력)를 생성하도록 구성된다. 바이어스 RF 신호의 주파수는, 소스 RF 신호의 주파수와 같아도 달라도 좋다. 일 실시 형태에 있어서, 바이어스 RF 신호는, 소스 RF 신호의 주파수보다 낮은 주파수를 가진다. 일 실시 형태에 있어서, 바이어스 RF 신호는, 100kHz~60MHz의 범위 내의 주파수를 가진다. 일 실시 형태에 있어서, 제 2 RF 생성부(31b)는, 서로 다른 주파수를 가지는 복수의 바이어스 RF 신호를 생성하도록 구성되어도 좋다. 생성된 1 또는 복수의 바이어스 RF 신호는, 하부 전극에 공급된다. 또, 여러 가지의 실시 형태에 있어서, 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호 중 적어도 1개가 펄스화 되어도 좋다.
또, 전원(30)은, 플라스마 처리 챔버(10)에 결합되는 DC 전원(32)을 포함하여도 좋다. DC 전원(32)은, 제 1 DC 생성부(32a) 및 제 2 DC 생성부(32b)를 포함한다. 일 실시 형태에 있어서, 제 1 DC 생성부(32a)는, 하부 전극에 접속되고, 제 1 DC 신호를 생성하도록 구성된다. 생성된 제 1 DC 신호는, 하부 전극에 인가된다. 일 실시 형태에 있어서, 제 2 DC 생성부(32b)는, 상부 전극에 접속되고, 제 2 DC 신호를 생성하도록 구성된다. 생성된 제 2 DC 신호는, 상부 전극에 인가된다.
여러 가지의 실시 형태에 있어서, 제 1 및 제 2 DC 신호가 펄스화 되어도 좋다. 이 경우, DC에 근거하는 전압 펄스의 시퀀스가 하부 전극 및/또는 상부 전극에 인가된다. 전압 펄스는, 직사각형, 사다리꼴, 삼각형 또는 이들의 조합의 펄스 파형을 가져도 좋다. 일 실시 형태에 있어서, DC 신호로부터 전압 펄스의 시퀀스를 생성하기 위한 파형 생성부가 제 1 DC 생성부(32a)와 하부 전극 사이에 접속된다. 따라서, 제 1 DC 생성부(32a) 및 파형 생성부는, 전압 펄스 생성부를 구성한다. 제 2 DC 생성부(32b) 및 파형 생성부가 전압 펄스 생성부를 구성하는 경우, 전압 펄스 생성부는, 상부 전극에 접속된다. 전압 펄스는, 양의 극성을 가져도 좋고, 음의 극성을 가져도 좋다. 또, 전압 펄스의 시퀀스는, 1 주기 내에 1 또는 복수의 양극성 전압 펄스와 1 또는 복수의 음극성 전압 펄스를 포함하여도 좋다. 또한, 제 1 및 제 2 DC 생성부(32a), (32b)는, RF 전원(31)에 더하여 마련되어도 좋고, 제 1 DC 생성부(32a)가 제 2 RF 생성부(31b)를 대신하여 마련되어도 좋다.
배기 시스템(40)은, 예를 들면 플라스마 처리 챔버(10)의 저부에 마련된 가스 배출구(10e)에 접속될 수 있다. 배기 시스템(40)은, 압력 조정 밸브 및 진공 펌프를 포함하여도 좋다. 압력 조정 밸브에 의해, 플라스마 처리 공간(10s) 내의 압력이 조정된다. 진공 펌프는, 터보 분자 펌프, 드라이 펌프 또는 이들의 조합을 포함하여도 좋다.
＜기판 지지부＞
다음에, 상술한 기판 지지부(11)의 상세한 구성예에 대해 설명한다.
상술한 바와 같이, 기판 지지부(11)는 본체부(111) 및 링 어셈블리(112)를 포함하고, 본체부(111)는 기대(113) 및 정전 척(114)을 포함한다. 또, 정전 척(114)은, 기판 W를 지지하는 중앙 영역(111a)과, 링 어셈블리(112)를 지지하는 고리 형상 영역(111b)을 상면에 가진다.
도 3은, 정전 척(114)의 구성의 개략을 나타내는 단면도이다. 도 3에 있어서는 정전 척(114)과 적층되어 배치되는 기대(113), 및 정전 척(114)에 지지되는 기판 W 및 링 어셈블리(112)의 도시는 생략되어 있다. 또, 도 4는 도 3에 나타낸 A－A 단면을 나타내는 횡단면도이다. 또, 도 5는 도 3에 나타낸 B－B 단면을 나타내는 횡단면도이다. 또한, 도 7은 도 3에 나타낸 C－C 단면을 나타내는 횡단면도이다.
정전 척(114)은, 상술한 바와 같이 기대(113) 위에 배치된다. 정전 척(114)은, 적어도 1개의 세라믹층을 가지는 세라믹 부재(114a)를 포함한다. 세라믹 부재(114a)는, 중앙 영역(111a)을 상면에 가진다. 일 실시 형태에 있어서, 세라믹 부재(114a)는, 고리 형상 영역(111b)도 상면에 가진다.
또 세라믹 부재(114a)는, 중앙 영역(111a)과 대응하는 부분에 있어서 제 1 두께를 가지고, 고리 형상 영역(111b)과 대응하는 부분에 있어서 제 1 두께보다 작은 제 2 두께를 가진다. 환언하면, 세라믹 부재(114a)는, 도 3에 나타내는 바와 같이 기판 지지면(중앙 영역(11a))이 링 지지면(고리 형상 영역(111b))보다 높고, 상면에 볼록부가 형성된 대략 볼록 형상의 단면 형상을 가진다.
정전 척(114)의 세라믹 부재(114a)의 내부에는, 정전 전극(115), 바이어스 전극(116), 히터 전극(117)이 마련되어 있다. 정전 전극은, 클램프 전극의 일례이다. 또 정전 척(114)의 세라믹 부재(114a)의 내부에는, 전열 가스 공급부(118)로서의 분배 공간(118a)이 형성되어 있다. 정전 척(114)은, 세라믹 부재(114a) (예를 들면 세라믹스 등의 비자성의 유전체로 이루어지는 한 쌍의 유전막) 사이에 정전 전극(115), 바이어스 전극(116), 히터 전극(117) 및 분배 공간(118a)을 사이에 두어 구성된다.
정전 전극(115)은, 세라믹 부재(114a)의 하면(114b)에 마련된 단자(1150)를 통하여 정전 흡착용 DC 전원(도시하지 않음)에 전기적으로 접속된다. 그리고, 정전 흡착용 DC 전원으로부터 정전 전극(115)에 직류 전압(DC 신호)을 인가하는 것에 의해 클롱력 등의 정전력을 발생시키고, 발생한 정전력에 의해 기판 W, 링 어셈블리(112)를 각각 중앙 영역(111a), 고리 형상 영역(111b)에 흡착 유지한다.
정전 전극(115)은, 중앙 영역(111a)의 아래쪽에 있어서 세라믹 부재(114a)의 볼록부의 내부에 마련되고, 기판 W를 중앙 영역(111a)에 흡착 유지하기 위한 대략 원판 형상의 제 1 정전 전극(115a)을 구비한다. 또 정전 전극(115)은, 고리 형상 영역(111b)의 아래쪽에 마련되고, 링 어셈블리(112)를 고리 형상 영역(111b)에 흡착 유지하기 위한 대략 고리 형상의 제 2 정전 전극(115b)을 구비한다.
제 1 정전 전극(115a)은, 도전성의 흡착용 고리 형상 드라이버(115c)(제 1 도전성 고리 형상 드라이버)를 통하여 단자(1150a)에 접속된다. 정전 흡착용 DC 전원은, 단자(1150a)에 전기적으로 접속된다. 흡착용 고리 형상 드라이버(115c)는, 세라믹 부재(114a)의 두께 방향에 있어서 고리 형상 영역(111b)보다 아래쪽에 배치되고, 종 방향으로 제 1 정전 전극(115a) 및 고리 형상 영역(111b)의 양쪽과 중복하여 배치된다.
도 4에 나타내는 바와 같이 흡착용 고리 형상 드라이버(115c)는, 지름이 다른 2개의 고리 형상 부재인 내주 부분(115c1)과 외주 부분(115c2)을 구비하고, 내주 부분(115c1)과 외주 부분(115c2)은 복수, 도시의 예에서는 예를 들면 13개의 브릿지 부분(115c3)을 통하여 전기적으로 접속된다. 또한, 브릿지 부분(115c3)의 개수는 임의로 변경할 수 있다.
제 1 정전 전극(115a)은, 1개 또는 둘레 방향으로 대략 균등하게 배치된 복수의 도전성 비아(115d)를 통하여 흡착용 고리 형상 드라이버(115c)의 내주 부분(115c1)과 전기적으로 접속된다. 도전성 비아(115d)는, 제 1 정전 전극(115a)의 에지 영역 E1로부터 아래쪽으로 연장되어 배치된다. 또, 흡착용 고리 형상 드라이버(115c)의 외주 부분(115c2)은, 1개 또는 둘레 방향으로 대략 균등하게 배치된 복수의 도전성 비아(115e)를 통하여, 단자(1150a)에 접속된다. 환언하면, 제 1 정전 전극(115a)은, 세라믹 부재(114a)의 내부에서 흡착용 고리 형상 드라이버(115c)에 의해 지름 방향 외측에 오프셋 된 후, 단자(1150a)에 접속된다. 정전 흡착용 DC 전원은, 단자(1150a)에 전기적으로 접속된다.
또한 도전성 비아(115e)는, 도 3 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 지름 방향에 있어서 후술하는 제 1 히터 전극군(117a)과 제 2 히터 전극(117b)의 갭 G를 통과하여 단자(1150a)에 접속된다.
또한 흡착용 고리 형상 드라이버(115c)는, 반드시 도 4에 나타낸 것 같은, 연속적인 고리로 구성되어 있을 필요는 없고, 그 일부가 불연속인 고리로 구성되어 있어도 좋다. 구체적으로는, 흡착용 고리 형상 드라이버(115c)는, 평면에서 보아서 예를 들면 대략 C자 형상을 가지고 있어도 좋다.
제 2 정전 전극(115b)은, 지름 방향으로 늘어놓아 배치되는 제 2 정전 전극(115b1)과, 제 2 정전 전극(115b2)을 포함한다. 제 2 정전 전극(115b2)은, 제 2 정전 전극(115b1)의 주위를 둘러싸도록 배치된다. 제 2 정전 전극(115b1), 제 2 정전 전극(115b2)은, 각각 1개 또는 둘레 방향으로 대략 균등하게 배치된 복수의 도전성 비아(115f)를 통하여, 단자(1150b)에 접속된다. 정전 흡착용 DC 전원(도시하지 않음)은, 단자(1150b)에 전기적으로 접속된다. 제 2 정전 전극(115b)은, 도 3에 나타낸 바와 같이 고리 형상 영역(111b)의 아래쪽에 1개만 배치되어도 좋고, 도시는 생략하지만 고리 형상 영역(111b)의 아래쪽에서 지름 방향으로 늘어놓아 복수 배치되어도 좋다. 복수의 제 2 정전 전극(115b)을 배치하는 경우, 세라믹 부재(114a)에는, 제 2 정전 전극(115b)의 수에 대응하여 복수의 도전성 비아(115f) 및 단자(1150b)가 배치된다.
또한, 정전 흡착용 전원으로서는 도 2에 나타낸 전원(30)이 이용되어도 좋고, 전원(30)과는 독립한 정전 흡착용 DC 전원(도시하지 않음)이 이용되어도 좋다. 또, 제 1 정전 전극(115a)과 제 2 정전 전극(115b)은, 각각 독립한 정전 흡착용 DC 전원에 접속되어도 좋고, 동일한 정전 흡착용 DC 전원에 접속되어도 좋다.
바이어스 전극(116)은, 세라믹 부재(114a)의 하면(114b)에 마련된 단자(1160)를 통하여 전원(30)에 전기적으로 접속된다. 바이어스 전극(116)은 하부 전극으로서 기능하고, 전원(30)으로부터 바이어스 RF 신호 또는 바이어스 DC 신호가 공급되는 것에 의해, 기판 W에 바이어스 전위를 발생시켜, 플라스마 중의 이온 성분을 기판 W로 끌어들일 수가 있다. 또한, 기대(113)의 도전성 부재와 바이어스 전극(116)의 양쪽이 하부 전극으로서 기능해도 좋다.
바이어스 전극(116)은, 중앙 영역(111a)의 아래쪽에 있어서 세라믹 부재(114a)의 볼록부의 내부에 마련되고, 주로 기판 W의 중앙부에 이온 성분을 끌어들이기 위한 대략 원판 형상의 제 1 바이어스 전극(116a)을 구비한다. 또 바이어스 전극(116)은, 고리 형상 영역(111b)의 아래쪽에 마련되고, 주로 기판 W의 외주부에 이온 성분을 끌어들이기 위한 대략 고리 형상의 제 2 바이어스 전극(116b)을 구비한다.
제 1 바이어스 전극(116a)은, 도전성의 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)(제 2 도전성 고리 형상 드라이버)를 통하여 단자(1160a)에 접속된다. 전원(30)은, 단자(1160a)에 전기적으로 접속된다. 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)는, 세라믹 부재(114a)의 두께 방향에 있어서 고리 형상 영역(111b)보다 아래쪽에 배치되고, 종 방향으로 제 1 바이어스 전극(116a) 및 고리 형상 영역(111b) 양쪽과 중복하여 배치된다. 또, 일 실시 형태에 있어서 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)는, 고리 형상 영역(111b)과 흡착용 고리 형상 드라이버(115c) 사이에 배치된다.
도 5에 나타내는 바와 같이 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)는, 지름이 다른 2개의 고리 형상 부재인 내주 부분(116c1)과 외주 부분(116c2)을 구비하고, 내주 부분(116c1)과 외주 부분(116c2)은 복수, 도시의 예에서는 예를 들면 16개의 브릿지 부분(116c3)을 통하여 전기적으로 접속된다. 또한, 브릿지 부분(116c3)의 개수는 임의로 변경할 수 있다.
제 1 바이어스 전극(116a)은, 1개 또는 둘레 방향으로 대략 균등하게 배치된 복수의 도전성 비아(116d)를 통하여 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)의 내주 부분(116c1)과 전기적으로 접속된다. 도전성 비아(116d)는, 제 1 바이어스 전극(116a)의 에지 영역 E2로부터 아래쪽으로 연장되어 배치된다. 또, 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)의 외주 부분(116c2)은, 1개 또는 둘레 방향으로 대략 균등하게 배치된 복수의 도전성 비아(116e)를 통하여, 단자(1160a)에 접속된다. 환언하면, 제 1 바이어스 전극(116a)은, 세라믹 부재(114a)의 내부에서 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)에 의해 지름 방향 외측에 오프셋 된 후, 단자(1160a)에 접속된다.
또한 도전성 비아(116e)는, 도 3 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 지름 방향에 있어서 후술하는 제 1 히터 전극군(117a)과 제 2 히터 전극(117b)의 갭 G를 통과하여 단자(1160a)에 접속된다.
또한 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)는, 반드시 도 5에 나타낸 바와 같은, 연속적인 고리로 구성되어 있을 필요는 없고, 그 일부가 불연속인 고리로 구성되어 있어도 좋다. 구체적으로는, 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)는, 평면에서 보아서 예를 들면 대략 C자 형상을 가지고 있어도 좋다.
또 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)에는, 1개 또는 둘레 방향으로 대략 균등하게 배치된 복수의 도전성 비아(116f)를 통하여, 도전성의 결합용 고리 형상 드라이버(116g)가 접속된다. 도전성 비아(116f)는, 결합용 고리 형상 드라이버(116g)의 내측 영역(116g1)과 전기적으로 접속된다. 결합용 고리 형상 드라이버(116g)는, 세라믹 부재(114a)의 두께 방향에 있어서 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)보다 아래쪽에 배치되고, 적어도 일부가 종 방향으로 제 2 바이어스 전극(116b)과 중복하여 배치된다. 결합용 고리 형상 드라이버(116g)는, 기판 W에 대한 이온 성분의 끌어들임을 행함에 있어서, 제 2 바이어스 전극(116b)과 용량 결합에 의해 전기적으로 접속된다. 또한, 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)와 제 2 바이어스 전극(116b)의 지름 방향에 있어서의 중복 폭은, 제 2 바이어스 전극(116b)과 결합용 고리 형상 드라이버(116g) 사이에 발생시키는 소망한 용량 결합의 세기에 따라 적절하게 변경할 수 있다. 제 2 바이어스 전극(116b)과 결합용 고리 형상 드라이버(116g) 사이에 발생시키는 용량 결합의 세기는, 일례로서 5nF 이하, 매우 적합하게는 1nF정도이다.
제 2 바이어스 전극(116b)은, 1개 또는 둘레 방향으로 대략 균등하게 배치된 복수의 도전성 비아(116h)를 통하여, 단자(1160b)에 접속된다. 도전성 비아(116h)는, 제 2 바이어스 전극(116b)의 외측 영역(116b2)과 전기적으로 접속된다. 전원(30)은, 단자(1160b)에 전기적으로 접속된다. 제 2 바이어스 전극(116b)의 내측 영역(116b1)은, 상술한 바와 같이 기판 W에 대한 이온 성분의 끌어들임을 행함에 있어서, 도 8에 나타내는 바와 같이 결합용 고리 형상 드라이버(116g)의 외측 영역(116g2)(제 1 바이어스 전극(116a))과 용량 결합 C에 의해 전기적으로 접속된다.
또한, 제 1 바이어스 전극(116a)과 제 2 바이어스 전극(116b)은, 각각 독립하여 전원(30)의 제 2 RF 생성부(31b) 및/또는 제 1 DC 생성부(32a)에 접속되어도 좋고, 일체로 제 2 RF 생성부(31b) 및/또는 제 1 DC 생성부(32a)에 접속되어도 좋다. 환언하면, 전원(30)에는 제 1 바이어스 전극(116a)과 제 2 바이어스 전극(116b)에 각각 독립하여 접속되는 복수의 제 2 RF 생성부(31b) 및/또는 제 1 DC 생성부(32a)가 마련되어 있어도 좋다.
히터 전극(117)은, 세라믹 부재(114a)의 하면(114b)에 마련된 단자(1170)를 통하여 히터 전원(1171)(도 2를 참조)에 전기적으로 접속된다. 또, 히터 전극(117)과 히터 전원(1171)을 접속하는 급전 케이블 상으로서, 히터 전극(117)과 그라운드 전위 사이에는, 정전 전극(115)이나 바이어스 전극(116)으로부터 해당 급전 케이블 내에 침입하는 노이즈 성분으로서의 고주파 전력(RF 전력 또는 DC 펄스 신호)을 감쇠, 또는 저지하기 위한 컷 필터(1172)(고주파 컷 필터)가 마련된다. 그리고 히터 전극(117)은, 히터 전원(1171)으로부터의 전압이 인가되는 것에 의해 가열되고, 정전 척(114), 링 어셈블리(112) 및 기판 W 중 적어도 1개를 타겟 온도로 조절한다.
히터 전극(117)은, 중앙 영역(111a)의 아래쪽에 마련되고, 중앙 영역(111a)에 지지된 기판 W를 가열하기 위한 대략 원판 형상의 제 1 히터 전극군(117a)을 구비한다. 또 히터 전극(117)은, 고리 형상 영역(111b)의 아래쪽에 마련되고, 고리 형상 영역(111b)에 지지된 링 어셈블리(112)를 가열하기 위한 1개 또는 복수의 대략 고리 형상의 제 2 히터 전극(117b)을 구비한다.
제 1 히터 전극군(117a)은, 세라믹 부재(114a)의 볼록부보다 큰 직경을 가지는 대략 원판 형상으로 구성된다. 제 1 히터 전극군(117a)은 복수의 제 1 히터 전극(도시하지 않음)을 구비한다. 복수의 제 1 히터 전극은, 각각 독립의 도전성 비아(117c)를 통하여 단자(1170a)와 접속되고, 히터 전원(1171a)은, 단자(1170a)에 전기적으로 접속된다. 이것에 의해, 각각에 대한 전력의 공급을 개별적으로 제어 가능하게 구성되어 있다. 환언하면, 제 1 히터 전극군(117a)은, 평면에서 보아서 복수의 제 1 히터 전극의 각각, 또는 조합에 의해 규정되는 복수의 온도 조절 영역마다 중앙 영역(111a)(기판 W)의 온도를 독립하여 제어 가능하게 구성된다.
제 2 히터 전극(117b)은, 고리 형상 영역(111b)의 온도를 조절하고, 이것에 의해 해당 고리 형상 영역(111b)에 지지된 링 어셈블리(112)의 온도를 조절 가능하게 구성된다. 제 2 히터 전극(117b)은, 1개 또는 복수의 도전성 비아(117d)를 통하여 단자(1170b)와 접속된다. 히터 전원(1171b)은, 단자(1170b)에 전기적으로 접속된다. 또한, 제 2 히터 전극(117b)은, 제 1 히터 전극군(117a)과 마찬가지로 고리 형상 영역(111b)을 평면에서 보아서 복수의 온도 조절 영역마다 독립하여 온도 조절 가능하게 구성되어도 좋다.
또한, 히터 전원으로서는 도 2에 나타낸 전원(30)이 이용되어도 좋고, 전원(30)과는 독립한 히터 전원(도시하지 않음)이 이용되어도 좋다.
여기서, 대략 원판 형상의 제 1 히터 전극군(117a)과, 대략 고리 형상의 제 2 히터 전극(117b) 사이에는, 대략 고리 형상의 틈(갭 G：도 6을 참조)이 형성된다. 그리고 상술한 바와 같이, 도전성 비아(115e) 및 도전성 비아(116e)는, 도 6에 나타내는 바와 같이 해당 갭 G를 통과하여 단자(1150) 및 단자(1160)에 각각 접속된다.
전열 가스 공급부(118)는, 분배 공간(118a)과, 분배 공간(118a)에 전열 가스를 공급하기 위한 가스 입구(118b)와, 분배 공간(118a)으로부터 전열 가스를 배출하기 위한 가스 출구(118c)를 가진다. 전열 가스 공급부(118)는, 가스 입구(118b), 분배 공간(118a) 및 가스 출구(118c)를 이 순서를 통하여, 링 어셈블리(112)의 이면과 고리 형상 영역(111b) 사이에 전열 가스(백 사이드 가스：예를 들면 He 가스)를 공급한다.
분배 공간(118a)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 세라믹 부재(114a)의 두께 방향에 있어서, 흡착용 고리 형상 드라이버(115c)와 제 1 히터 전극군(117a) 사이, 또한, 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)와 제 1 히터 전극군(117a) 사이에 형성된다. 또 분배 공간(118a)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 평면에서 보아서 대략 고리 형상으로 형성되는 고리 형상 부분(118a1)과, 고리 형상 부분(118a1)으로부터 지름 방향 내측으로 돌출되어 형성되는 내주 돌출 부분(118a2)과, 고리 형상 부분(118a1)으로부터 지름 방향 외측으로 돌출되어 형성되는 복수의 외주 돌출 부분(118a3)을 가진다.
고리 형상 부분(118a1)은, 세라믹 부재(114a)의 둘레 방향을 따라 고리 형상으로 형성된다. 고리 형상 부분(118a1)은, 세라믹 부재(114a)의 지름 방향에 있어서, 적어도 흡착용 고리 형상 드라이버(115c) 및/또는 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)와, 제 1 히터 전극군(117a)이 종 방향으로 중복하는 부분을 덮는 폭으로 형성된다.
내주 돌출 부분(118a2)은, 도 7에 나타내는 바와 같이 고리 형상 부분(118a1)의 지름 방향 내측으로부터 돌출되어 형성되고, 세라믹 부재(114a)의 하면(114b) 측으로부터 연장되어 형성되는 가스 입구(118b)(도 3을 참조)와 접속된다. 가스 입구(118b)는, 전열 가스 공급원(도시하지 않음)에 접속된다.
외주 돌출 부분(118a3)은, 도 7에 나타내는 바와 같이 고리 형상 부분(118a1)의 지름 방향 외측으로부터 돌출되어 형성되고, 세라믹 부재(114a)의 상면(링 지지면) 측으로부터 연장되어 형성되는 가스 출구(118c)(도 3을 참조)와 접속된다. 가스 출구(118c)는, 고리 형상 영역(111b)(링 지지면)의 둘레 방향으로 대략 균등하게 복수(도시의 예에서는 16개) 배치되고, 외주 돌출 부분(118a3)은, 이 가스 출구(118c)의 수에 대응하여 복수(도시의 예에서는 16개) 형성된다.
또한, 전열 가스 공급부(118)는, 이에 더하여 기판 W의 이면과 중앙 영역(111a) 사이에 전열 가스를 공급 가능하게 구성되어도 좋다. 이때, 기판 W의 이면에 공급되는 전열 가스로서는, 링 어셈블리(112)의 이면 측에 공급되는 전열 가스가 이용되어도, 즉 중앙 영역(111a)(기판 지지면)으로부터 연장되어 형성되는 다른 가스 출구가 고리 형상 부분(118a1)에 더 접속되어도 좋다. 또는, 링 어셈블리(112)의 이면 측에 전열 가스를 공급하는 분배 공간(118a), 가스 입구(118b) 및 가스 출구(118c)와는 독립하여, 다른 전열 가스 공급부가 배치되어도 좋다.
일 실시 형태에 있어서, 기판 지지부(11)는, 제 1 및 제 2 중앙 전극(115a), (116a)과, 제 1~제 4 종 커넥터(115d), (116d), (115e), (116e)와, 제 1 및 제 2 고리 형상 커넥터(115c), (116c)와, 중앙 히터 전극(117a)를 포함한다. 이것들은, 세라믹 부재(114a) 내에 삽입된다. 제 1 중앙 전극(115a)은, 기판 지지면(111a)의 아래쪽에 배치된다. 제 2 중앙 전극(116a)은, 제 1 중앙 전극(115a)의 아래쪽에 배치된다. 일 실시 형태에 있어서, 제 1 중앙 전극(115a)은, 정전 전극이고, 제 2 중앙 전극(116a)은, 바이어스 전극이다. 1 또는 복수의 제 1 종 커넥터(115d)는, 제 1 중앙 전극(115a)의 에지 영역 E1로부터 아래쪽으로 연장되어 있다. 제 1 고리 형상 커넥터(115c)는, 1 또는 복수의 제 1 종 커넥터(115d)로부터 수평 방향을 따라 바깥쪽을 향해 연장되어 있다. 제 1 고리 형상 커넥터(115c)의 내측 영역(115c1)은, 제 1 중앙 전극(115a)의 에지 영역 E1의 아래쪽에 배치되고, 1 또는 복수의 제 1 종 커넥터(115d)를 통하여 제 1 중앙 전극(115a)의 에지 영역 E1과 전기적으로 접속된다. 1 또는 복수의 제 2 종 커넥터(116d)는, 제 2 중앙 전극(116a)의 에지 영역 E2로부터 아래쪽으로 연장되어 있다. 제 2 고리 형상 커넥터(116c)는, 1 또는 복수의 제 2 종 커넥터(116d)로부터 수평 방향을 따라 바깥쪽을 향해 연장되어 있다. 제 2 고리 형상 커넥터(116c)의 내측 영역 (116c1)은, 제 2 중앙 전극(116a)의 에지 영역 E2의 아래쪽에 배치되고, 제 2 종 커넥터(116d)를 통하여 제 2 중앙 전극(116a)의 에지 영역 E2와 전기적으로 접속된다. 또한, 종 커넥터는, 종 방향으로 연장되는 커넥터로, 비아 커넥터라고도 불린다. 또, 고리 형상 커넥터는, 수평 방향으로 연장되는 커넥터로, 오프셋 커넥터라고도 불린다. 종 커넥터 및 고리 형상 커넥터는, 도전성 재료로 형성된다. 중앙 히터 전극(117a)은, 1 또는 복수의 분할 영역을 가진다. 1 또는 복수의 분할 영역은, 기판 지지면(111a) 상의 기판에 대해서 존마다 개별적으로 온도 제어를 행하기 위해 수평 방향으로 수십~수백의 분할 영역을 가진다.
일 실시 형태에 있어서, 세라믹 부재(114a)는, 적어도 1개의 가스 입구(118b), 복수의 가스 출구(118c) 및 가스 분배 공간(118)을 가진다. 적어도 1개의 가스 입구(118b)는, 세라믹 부재(114a)의 하면(114b)으로부터 가스 분배 공간(118)까지 연장된다. 복수의 가스 출구(118c)는, 가스 분배 공간(118)으로부터 기판 지지면(111a) 또는 링 지지면(111b)까지 연장된다. 일 실시 형태에 있어서, 가스 분배 공간(118)의 일부 또는 전부는, 제 1 고리 형상 커넥터(115c)와 중앙 히터 전극(117a) 사이, 또한, 제 2 고리 형상 커넥터(116c)와 중앙 히터 전극(117a) 사이에 형성된다.
일 실시 형태에 있어서, 제 3 종 커넥터(115e)는, 제 1 고리 형상 커넥터(115c)의 외측 영역(115c2)으로부터 아래쪽으로 연장되어 있다. 일 실시 형태에 있어서, 제 4 종 커넥터(116e)는, 제 2 고리 형상 커넥터(116c)의 외측 영역(116c2)으로부터 아래쪽으로 연장되어 있다. 일 실시 형태에 있어서, DC 전원은, 제 3 종 커넥터(115e)를 통하여 제 1 고리 형상 커넥터(115c)의 외측 영역(115c2)에 전기적으로 접속되고, DC 신호를 생성하도록 구성된다. 일 실시 형태에 있어서, 전압 펄스 생성부는, 제 4 종 커넥터(116e)를 통하여 제 2 고리 형상 커넥터(116c)의 외측 영역(116c2)에 전기적으로 접속되고, 전압 펄스의 시퀀스를 생성하도록 구성된다. 일 실시 형태에 있어서, 제 2 고리 형상 커넥터(116c)는, 제 1 고리 형상 커넥터(115c)의 위쪽에 배치된다. 일 실시 형태에 있어서, 제 1 고리 형상 커넥터(115c)는, 제 1 중앙 전극(115a)의 외경보다 큰 외경을 가진다. 일 실시 형태에 있어서, 제 2 고리 형상 커넥터(116c)는, 제 2 중앙 전극(116a)의 외경보다 큰 외경을 가진다. 일 실시 형태에 있어서, RF 전원(31b)은, 기대(113) 또는 제 2 고리 형상 커넥터(116c)에 전기적으로 접속되고, RF 신호를 생성하도록 구성된다. 일 실시 형태에 있어서, 중앙 히터 전극(117a)은, RF 필터를 통하여 그라운드 전위에 접속된다.
일 실시 형태에 있어서, 기판 지지부(11)는, 제 3 고리 형상 커넥터(116g) 및 제 1 고리 형상 전극(116b)을 포함한다. 이것들은, 세라믹 부재(114a) 내에 삽입된다. 제 3 고리 형상 커넥터(116g)의 내측 영역(116g1)은, 제 2 고리 형상 커넥터(116c)의 외측 영역(116c2)의 아래쪽에 배치되고, 제 5 종 커넥터(116f)를 통하여 제 2 고리 형상 커넥터(116c)의 외측 영역(116c2)과 전기적으로 접속된다. 제 1 고리 형상 전극(116b)은, 링 지지면(111b)의 아래쪽에 배치된다. 제 1 고리 형상 전극(116b)의 내측 영역(116b1)과 제 3 고리 형상 커넥터(116g)의 외측 영역(116g2) 사이에서 용량 결합 C가 형성된다(도 8을 참조). 일 실시 형태에 있어서, 제 1 고리 형상 전극(116b)의 내측 영역(116b1)은, 제 3 고리 형상 커넥터(116g)의 외측 영역(116g2)의 위쪽에 배치된다. 또한, 제 1 고리 형상 전극(116b)의 내측 영역(116b1)은, 제 3 고리 형상 커넥터(116g)의 외측 영역(116g2)의 아래쪽에 배치되어도 좋다. 일 실시 형태에 있어서, 용량 결합 C는 5nF 이하의 용량을 가진다. 일 실시 형태에 있어서, 추가의 전압 펄스 생성부는, 제 6 종 커넥터(116h)를 통하여 제 1 고리 형상 전극(116b)의 외측 영역(116b2)에 전기적으로 접속되고, 추가의 전압 펄스의 시퀀스를 생성하도록 구성된다.
일 실시 형태에 있어서, 기판 지지부(11)는, 세라믹 부재(114a) 내에 삽입되고, 링 지지면(111b)과 제 1 고리 형상 전극(116b) 사이에 배치되는 적어도 1개의 제 2 고리 형상 전극(115b1), (115b2)을 포함한다. 일 실시 형태에 있어서, 적어도 1개의 추가의 DC 전원은, 적어도 1개의 제 7 종 커넥터(115f)를 통하여 적어도 1개의 제 2 고리 형상 전극(115b1), (115b2)에 전기적으로 접속되고, 적어도 1개의 추가의 DC 신호를 생성하도록 구성된다. 일 실시 형태에 있어서, 제 1 고리 형상 전극(116b)은, 고리 형상 바이어스 전극이고, 적어도 1개의 제 2 고리 형상 전극(115b1), (115b2)은, 고리 형상 정전 전극이다.
일 실시 형태에 있어서, 기판 지지부(11)는, 세라믹 부재(114a) 내에 삽입되고, 중앙 히터 전극(117a)을 둘러싸도록 링 지지면(111b)의 아래쪽에 배치되는 고리 형상 히터 전극(117b)을 포함한다. 일 실시 형태에 있어서, 중앙 히터 전극(117a)과 고리 형상 히터 전극(117b) 사이에 고리 형상 갭 G가 형성된다. 일 실시 형태에 있어서, 제 3 종 커넥터(115e) 및 제 4 종 커넥터(116e)는, 고리 형상 갭 G를 통과하여 종 방향으로 연장된다.
일 실시 형태에 있어서, 기판 지지부(11)는, 중앙 전극(116a)과, 제 1 및 제 2 고리 형상 커넥터(116c), (116g)와, 고리 형상 전극(116b)을 포함한다. 이것들은, 세라믹 부재(114a) 내에 삽입된다. 중앙 전극(116a)은, 기판 지지면(111a)의 아래쪽에 배치된다. 제 1 고리 형상 커넥터(116c)의 내측 영역(116c1)은, 중앙 전극(116a)의 에지 영역 E2의 아래쪽에 배치되고, 제 1 종 커넥터(116d)를 통하여 중앙 전극(116a)의 에지 영역 E2와 전기적으로 접속된다. 제 2 고리 형상 커넥터(116g)의 내측 영역(116g1)은, 제 1 고리 형상 커넥터(116c)의 외측 영역(116c2)의 아래쪽에 배치되고, 제 2 종 커넥터(116f)를 통하여 제 1 고리 형상 커넥터(116c)의 외측 영역(116c2)과 전기적으로 접속된다. 고리 형상 전극(116b)은, 링 지지면(111b)의 아래쪽에 배치된다. 고리 형상 전극(116b)의 내측 영역(116b1)과 제 2 고리 형상 커넥터(116g)의 외측 영역(116g2) 사이에서 용량 결합 C가 형성된다. 그리고, 제 1 전압 펄스 생성부는, 제 3 종 커넥터(116e)를 통하여 제 1 고리 형상 커넥터(116c)의 외측 영역(116c2)에 전기적으로 접속되고, 제 1 전압 펄스의 시퀀스를 생성하도록 구성된다. 또, 제 2 전압 펄스 생성부는, 제 4 종 커넥터(116h)를 통하여 고리 형상 전극(116b)의 외측 영역(116b2)에 전기적으로 접속되고, 제 2 전압 펄스의 시퀀스를 생성하도록 구성된다.
일 실시 형태에 있어서, 기판 지지부(11)는, 중앙 전극(116a), 고리 형상 커넥터(116c) 및 중앙 히터 전극(117a)을 포함한다. 이것들은, 세라믹 부재(114a) 내에 삽입된다. 중앙 전극(116a)은, 기판 지지면(111a)의 아래쪽에 배치된다. 고리 형상 커넥터(116c)의 내측 영역(116c1)은, 중앙 전극(116a)의 에지 영역 E2의 아래쪽에 배치되고, 제 1 종 커넥터(116d)를 통하여 중앙 전극(116a)의 에지 영역 E2와 전기적으로 접속된다. 그리고, 가스 분배 공간(118)의 일부 또는 전부는, 고리 형상 커넥터(116c)와 중앙 히터 전극(117a) 사이에 형성된다. 또, 전원은, 제 2 종 커넥터(116e)를 통하여 고리 형상 커넥터(116c)의 외측 영역에 전기적으로 접속되고, DC 신호 또는 RF 신호를 생성하도록 구성된다.
일 실시 형태에 있어서, 기판 지지부(11)는, 제 1 및 제 2 중앙 전극(115a), (116a)과, 제 1 및 제 2 고리 형상 커넥터(115c), (116c)와, 중앙 히터 전극(117a)과, 고리 형상 히터 전극(117b)을 포함한다. 이것들은, 세라믹 부재(114a) 내에 삽입된다. 제 1 중앙 전극(115a)은, 기판 지지면(111a)의 아래쪽에 배치되고, 제 2 중앙 전극(116a)은, 제 1 중앙 전극(115a)의 아래쪽에 배치된다. 제 1 고리 형상 커넥터(115c)의 내측 영역(115c1)은, 제 1 중앙 전극(115a)의 에지 영역 E1의 아래쪽에 배치되고, 제 1 종 커넥터(115d)를 통하여 제 1 중앙 전극(115a)의 에지 영역 E1과 전기적으로 접속된다. 제 2 고리 형상 커넥터(116c)의 내측 영역(116c1)은, 제 2 중앙 전극(116a)의 에지 영역 E2의 아래쪽에 배치되고, 제 2 종 커넥터(116d)를 통하여 제 2 중앙 전극(116a)의 에지 영역 E2와 전기적으로 접속된다. 중앙 히터 전극(117a)과 고리 형상 히터 전극(117b) 사이에 고리 형상 갭 G가 형성된다. 일 실시 형태에 있어서, DC 전원은, 고리 형상 갭 G를 통과하여 종 방향으로 연장되는 제 3 종 커넥터(115e)를 통하여 제 1 고리 형상 커넥터(115c)의 외측 영역(115c2)에 전기적으로 접속되고, DC 신호를 생성하도록 구성된다. 일 실시 형태에 있어서, 전압 펄스 생성부는, 고리 형상 갭 G를 통과하여 종 방향으로 연장되는 제 4 종 커넥터(116e)를 통하여 제 2 고리 형상 커넥터(116c)의 외측 영역(116c2)에 전기적으로 접속되고, 전압 펄스의 시퀀스를 생성하도록 구성된다.
이상, 여러 가지의 예시적 실시 형태에 대해 설명해 왔지만, 상술한 예시적 실시 형태로 한정되지 않고, 여러 가지 추가, 생략, 치환, 및 변경이 이루어져도 좋다. 또, 다른 실시 형태에 있어서의 요소를 조합하여 다른 실시 형태를 형성하는 것이 가능하다.
예를 들면, 도 3에 나타낸 예에 있어서는, 세라믹 부재(114a)의 두께 방향에 있어서 흡착용 고리 형상 드라이버(115c)와 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)를 아래쪽으로부터 이 순서로 배치했지만, 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)를 흡착용 고리 형상 드라이버(115c)보다 아래쪽에 배치해도 좋다. 마찬가지로, 도 3에 나타낸 예에 있어서는, 결합용 고리 형상 드라이버(116g)를 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)의 아래쪽에 배치했지만, 결합용 고리 형상 드라이버(116g)는 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)의 위쪽에 배치해도 좋다. 또, 제 2 바이어스 전극(116b)이 결합용 고리 형상 드라이버(116g)의 아래쪽에 배치되어도 좋다.
예를 들면, 이상의 실시 형태에 있어서는, 히터 전극(117)이 기판 W를 가열하기 위한 제 1 히터 전극군(117a)과, 링 어셈블리(112)를 가열하기 위한 제 2 히터 전극(117b)을 구비하는 경우를 예로 설명을 행했다. 그렇지만, 링 어셈블리(112)의 온도 제어를 필요로 하지 않는 경우에는, 적절하게, 고리 형상의 제 2 히터 전극(117b)은 생략되어도 좋다. 이 경우, 도전성 비아(115e) 및 도전성 비아(116e)는, 적어도 제 1 히터 전극군(117a)의 지름 방향 외측을 통과하여, 각각 단자(1150), (1160)에 접속되는 것이 바람직하다.
＜본 개시에 따른 플라스마 처리 장치의 작용 효과 1＞
여기서, 상술한 바와 같이, 전열 가스 공급부(118)로서의 분배 공간(118a)이 형성되어 있지 않은 종래의 정전 척에 있어서는, 플라스마 처리를 함에 있어서 전극부(정전 전극(115) 및 바이어스 전극(116)에 대응)와 가열 기구(히터 전극(117)에 대응)가 용량 결합하고, 흡착 전력이나 바이어스 전력의 일부가 노이즈 성분으로서 가열 기구에 누출될 우려가 있었다. 이와 같이 가열 기구에 침입한 노이즈 성분은, 통상, RF 컷 필터(컷 필터(1172)에 대응)에 의해 제해되지만, 이들 흡착 전력이나 바이어스 전력으로서 DC에 근거하는 전압 펄스가 사용되었을 경우, 적절히 노이즈 성분을 제외할 수 없는 경우나, 적절히 기판 W에 대한 플라스마 처리를 실행할 수 없는 경우가 있었다.
전극부와 가열 기구 사이의 정전 용량은, 이하의 (1) 식에 의해 나타내진다.
정전 용량 C［F］=유전율 ε［F/m］× 면적 S［m2］/거리 d［m］···(1)
이러한 (1) 식을 참작하여, 종래, 전극부와 가열 기구 사이의 거리를 크게 하는 것이나 정전 척의 재료(유전율)를 변경하는 것으로 정전 용량을 작게 하고, 전극부로부터 가열 기구에 누출되는 노이즈 성분을 줄이는 것이 꾀해지고 있다. 그렇지만, 근년의 플라스마 처리 챔버의 소형화의 요구로부터 정전 척의 두께에는 제약이 있고, 전극부와 가열 기구의 사이의 거리를 크게 하는 것이 곤란함과 아울러, 또, 새로운 정전 척 재료의 조기 개발을 행하는 것도 곤란했다.
이 점, 본 실시 형태에 따른 플라스마 처리 장치(1)가 구비하는 정전 척(114)에는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 흡착용 고리 형상 드라이버(115c)와 제 1 히터 전극군(117a) 사이, 또한, 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)와 제 1 히터 전극군(117a) 사이에, 백 사이드 가스로서의 전열 가스(He 가스)가 공급되는 분배 공간(118a)이 형성되어 있다. 또 분배 공간(118a)은, 지름 방향에 있어서 흡착용 고리 형상 드라이버(115c) 및/또는 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)와, 제 1 히터 전극군(117a)이 종 방향으로 중복하는 부분을 적어도 덮는 폭으로 형성되어 있다.
분배 공간(118a)에 공급되는 전열 가스로서의 He 가스와 정전 척(114)을 구성하는 세라믹 부재(114a)의 유전율 ε의 비율은, 대략, He 가스：세라믹 부재(114a)=1：10이다. 상기 (1) 식을 감안하면, 흡착용 고리 형상 드라이버(115c) 및/또는 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)와 제 1 히터 전극군(117a) 사이에 형성된 분배 공간(118a)은, 거리 d를 10배로 하는 것과 동등의 효과가 얻어진다. 이 효과는, 분배 공간(118a)에 He 가스가 충전되는 경우여도, He 가스가 충전되지 않는 경우, 즉 분배 공간(118a)이 진공인 경우여도 똑같이 얻어진다.
그리고 본 발명자들이 예의 검토를 행한 바, 도 3에 나타낸 바와 같이 정전 척(114)의 내부에 분배 공간(118a)을 형성하는 것에 의해, 정전 용량을 약 1/15, 즉 임피던스를 15배로 할 수 있는 것을 지견했다. 또, 이러한 정전 용량의 값은, 예를 들면 분배 공간(118a)에 공급하는 전열 가스 종류나 분배 공간(118a)의 높이(정전 척(114)의 두께 방향에 대한 분배 공간(118a)의 크기)를 변경하는 것으로, 적절히 조정할 수 있을 가능성을 찾아내었다.
이와 같이 본 실시 형태에 따른 플라스마 처리 장치(1)에 의하면, 정전 척(114)의 내부에 분배 공간(118a)을 형성하여 전열 가스를 공급하는 것으로, 전극부(정전 전극(115) 및 바이어스 전극(116))과 가열 기구(제 1 히터 전극군(117a)) 사이의 용량 결합을 약하게 하여, 해당 가열 기구에 대한 노이즈 성분의 침입을 적절히 억제, 또는 저지할 수 있다.
그리고, 이것에 의해 정전 전극(115)에 대한 흡착 전력의 공급, 및, 바이어스 전극(116)에 대한 바이어스 전력의 공급 효율을 높여, 기판 W에 대한 플라스마 처리를 적절히 실행할 수 있다.
또한, 컷 필터(1172)에 대한 노이즈 성분의 침입이 억제, 또는 저지되기 때문에 해당 컷 필터(1172)에 결함이나 손상이 생기는 것을 억제할 수 있고, 플라스마 처리 장치(1)의 메인트넌스에 필요로 하는 시간이나 러닝 코스트를 저감할 수 있다.
또 본 실시 형태에 의하면, 분배 공간(118a)에 공급되는 전열 가스는, 종래, 플라스마 처리에 있어서 백 사이드 가스로서 이용되고 있던 He 가스를 유용할 수 있는, 즉, 새로운 전열 가스를 준비할 필요는 없다. 이 때문에, 분배 공간(118a)이 형성된 정전 척(114)을 도입하는 것만으로, 본 개시에 따른 기술을 용이하게 플라스마 처리 장치(1)에 적용할 수 있다.
또한, 이상의 실시 형태에 있어서는 분배 공간(118a)을 고리 형상 영역(111b)으로부터 연장되어 형성되는 가스 출구(118c)와 접속했지만, 이것에 대신하여 또는 더하여, 중앙 영역(111a)으로부터 연장되어 형성되는 다른 가스 출구(도시하지 않음)와 접속되어도 좋다. 환언하면, 분배 공간(118a)을 통하여 공급되는 백 사이드 가스는, 링 어셈블리(112)의 하면에 대신하여 또는 더하여, 기판 W의 이면에 대해서 공급되어도 좋다.
＜본 개시에 따른 플라스마 처리 장치의 작용 효과 2＞
기판 W에 대한 플라스마 처리의 프로세스 결과를 면 내 균일하게 제어하기 위해서는, 플라스마 처리를 함에 있어서의 기판 W의 면 내 온도를 균일하게 제어하는 것이 중요하게 된다. 여기서, 상술한 바와 같이, 제 1 히터 전극군(117a)이 세라믹 부재(114a)의 볼록부보다 큰 직경을 가진다. 이 때문에, 도전성 비아(115e) 및 도전성 비아(116e)가, 각각 정전 전극(115) 및 바이어스 전극(116)의 외단부로부터 직하로 연장되어 단자에 접속되는 경우, 제 1 히터 전극군(117a)에 대해서, 이들 도전성 비아를 삽통하기 위한 구멍을 형성할 필요가 있다. 그렇지만, 이와 같이 제 1 히터 전극군(117a)에 구멍을 형성했을 경우, 해당 구멍의 형성부에 있어서는 중앙 영역(111a)(기판 W)의 가열을 직접적으로 행할 수 없고, 기판 W의 면 내 온도가 불균일하게 되는 원인이 될 수 있다.
이 점, 본 실시 형태에 따른 플라스마 처리 장치(1)가 구비하는 정전 척(114)에 의하면, 정전 전극(115) 및 바이어스 전극(116)은, 각각 흡착용 고리 형상 드라이버(115c) 및 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)를 통하여 각각의 단자에 접속된다. 보다 구체적으로는, 흡착용 고리 형상 드라이버(115c) 및 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)에 의해 제 1 히터 전극군(117a)과 제 2 히터 전극(117b)의 갭 G와 대응하는 지름 방향 위치까지 오프셋 된 후, 해당 오프셋 위치에 있어서 도전성 비아를 단자를 향해 연장하여 배치한다.
이것에 의해, 도전성 비아가 제 1 히터 전극군(117a)과 제 2 히터 전극(117b)의 갭 G를 통과하여 단자에 접속되기 때문에, 제 1 히터 전극군(117a)에 구멍을 형성할 필요가 없다. 즉, 제 1 히터 전극군(117a)의 전면에서 적절히 중앙 영역(111a)(기판 W)의 가열을 행할 수가 있고, 플라스마 처리를 함에 있어서 기판 W의 면 내 온도가 불균일하게 되는 것을 적절히 억제할 수 있다.
또 본 실시 형태에 의하면, 정전 전극(115) 및 바이어스 전극(116)을, 정전 척(114)의 두께 방향에 있어서의 고리 형상 영역(111b)의 근방에 배치하는 것으로, 해당 정전 전극(115) 및 바이어스 전극(116)과 제 1 히터 전극군(117a) 사이의 거리 d를 용이하게 크게 할 수 있다. 그리고, 이와 같이 거리 d를 크게 하는 것으로, 흡착용 고리 형상 드라이버(115c), 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)와 제 1 히터 전극군(117a) 사이의 정전 용량을 적절히 작게 할 수 있음과 아울러, 전열 가스의 분배 공간(118a)의 형성 유예를 적절히 크게 할 수 있다. 환언하면, 전극부(정전 전극(115) 및 바이어스 전극(116))와 가열 기구(제 1 히터 전극군(117a)) 사이의 용량 결합을 적절히 저하시킬 수가 있다.
＜본 개시에 따른 플라스마 처리 장치의 작용 효과 3＞
플라스마 처리 장치에 있어서, 기판 W의 표면에 적층되어 형성된 에칭 대상층에 대해서 마스크 패턴을 전사하는 에칭 처리가 행해지는 경우, 기판 W에 대한 이온 성분의 입사 각도 등(전자의 이동)을 정밀하게 제어하는 것이 중요하게 된다. 그렇지만, 기판 W에 이온 성분을 끌어들이기 위한 제 1 바이어스 전극(116a)과 제 2 바이어스 전극(116b)에 대한 바이어스 전력의 공급을 독립하여 제어하는 경우, 제 1 바이어스 전극(116a)과 제 2 바이어스 전극(116b)에 같은 공급 전력을 공급했을 경우여도 기차(machine difference) 등의 영향으로 실제로 공급되는 전력에 오차가 생겨, 에칭 처리의 정밀도가 저하할 우려가 있다.
이 점, 본 실시 형태에 따른 정전 척(114)에 의하면, 제 2 바이어스 전극(116b)과 바이어스용 고리 형상 드라이버(116c)를 통하여 전기적으로 접속되는 결합용 고리 형상 드라이버(116g)를, 적어도 그 일부가 종 방향으로 제 2 바이어스 전극(116b)과 중복하여 배치한다.
이것에 의해, 결합용 고리 형상 드라이버(116g)는, 기판 W에 대한 이온 성분의 끌어들임을 함에 있어서, 제 2 바이어스 전극(116b)과 용량 결합에 의해 전기적으로 접속된다. 환언하면, 제 1 바이어스 전극(116a)과 제 2 바이어스 전극(116b)이 전기적으로 접속되고, 제 1 바이어스 전극(116a)과 제 2 바이어스 전극(116b)에 독립하여 전력을 공급하는 경우여도, 기판 W의 중앙부와 외주부에 대한 이온의 끌어들임을 동기시킬 수 있다. 그리고 본 발명자들이 예의 검토를 행한 바, 이와 같이 기판 W에 대한 기판 W의 중앙부와 외주부에 대한 이온의 끌어들임 양이나 전자의 이동을 동기시키는 것으로, 기판 W의 표면에 형성되는 에칭 홀 형상의 진원도(roundness)를 적절히 향상시킬 수 있는 것을 지견했다.
이번 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 하는 것이다. 상기의 실시 형태는, 첨부의 청구의 범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 여러 가지 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.
1 플라스마 처리 장치
10 플라스마 처리 챔버
11 기판 지지부
111a 중앙 영역
111b 고리 형상 영역
112 링 어셈블리
113 기대
114a 세라믹 부재
115 정전 전극
115c 흡착용 고리 형상 드라이버
116 바이어스 전극
116c 바이어스용 고리 형상 드라이버
117 히터 전극
118a 분배 공간
118b 가스 입구
118c 가스 출구
32 DC 전원
32a 제 1 DC 생성부

Claims (16)

  1. 플라스마 처리 챔버와,
    상기 플라스마 처리 챔버 내에 배치되는 기판 지지부로, 상기 기판 지지부는,
    기대와,
    상기 기대 상에 배치되고, 기판 지지면 및 링 지지면을 가지는 세라믹 부재로, 상기 세라믹 부재는, 가스 분배 공간과, 상기 세라믹 부재의 하면으로부터 상기 가스 분배 공간까지 연장되는 적어도 1개의 가스 입구와, 상기 가스 분배 공간으로부터 상기 기판 지지면 또는 상기 링 지지면까지 연장되는 복수의 가스 출구를 가지는, 세라믹 부재와,
    상기 기판 지지면 상의 기판을 둘러싸도록 상기 링 지지면 상에 배치되는 1 또는 복수의 고리 형상 부재와,
    상기 세라믹 부재 내에 삽입되는 제 1 및 제 2 중앙 전극으로, 상기 제 1 중앙 전극은, 상기 기판 지지면의 아래쪽에 배치되고, 상기 제 2 중앙 전극은, 상기 제 1 중앙 전극의 아래쪽에 배치되는, 제 1 및 제 2 중앙 전극과,
    상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 종 방향으로 연장되는 제 1~제 4 종 커넥터와, 상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 수평 방향으로 연장되는 제 1 및 제 2 고리 형상 커넥터로, 상기 제 1 고리 형상 커넥터의 내측 영역은, 상기 제 1 중앙 전극의 에지 영역의 아래쪽에 배치되고, 상기 제 1 종 커넥터를 통하여 상기 제 1 중앙 전극의 에지 영역과 전기적으로 접속되고, 상기 제 2 고리 형상 커넥터의 내측 영역은, 상기 제 2 중앙 전극의 에지 영역의 아래쪽에 배치되고, 상기 제 2 종 커넥터를 통하여 상기 제 2 중앙 전극의 에지 영역과 전기적으로 접속되는, 제 1 및 제 2 고리 형상 커넥터와,
    상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 1 또는 복수의 분할 영역을 가지는 중앙 히터 전극으로, 상기 가스 분배 공간의 일부 또는 전부는, 상기 제 1 고리 형상 커넥터와 상기 중앙 히터 전극 사이, 또한, 상기 제 2 고리 형상 커넥터와 상기 중앙 히터 전극 사이에 형성되는, 중앙 히터 전극
    을 포함하는, 기판 지지부와,
    상기 제 3 종 커넥터를 통하여 상기 제 1 고리 형상 커넥터의 외측 영역에 전기적으로 접속되고, DC 신호를 생성하도록 구성되는 DC 전원과,
    상기 제 4 종 커넥터를 통하여 상기 제 2 고리 형상 커넥터의 외측 영역에 전기적으로 접속되고, 전압 펄스의 시퀀스를 생성하도록 구성되는 전압 펄스 생성부를 구비하는, 플라스마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 고리 형상 커넥터는, 상기 제 1 고리 형상 커넥터의 위쪽에 배치되는, 플라스마 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 고리 형상 커넥터는, 상기 제 1 종 커넥터로부터 바깥쪽으로 연장되어 있는, 플라스마 처리 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 고리 형상 커넥터는, 상기 제 2 종 커넥터로부터 바깥쪽으로 연장되어 있는, 플라스마 처리 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기대 또는 상기 제 2 고리 형상 커넥터에 전기적으로 접속되고, RF 신호를 생성하도록 구성되는 RF 전원을 더 구비하는, 플라스마 처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중앙 히터 전극은, RF 필터를 통하여 그라운드 전위에 접속되는, 플라스마 처리 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 지지부는,
    상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 종 방향으로 연장되는 제 5 종 커넥터와,
    상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 수평 방향으로 연장되는 제 3 고리 형상 커넥터와,
    상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 상기 링 지지면의 아래쪽에 배치되는 제 1 고리 형상 전극
    을 더 포함하고,
    상기 제 3 고리 형상 커넥터의 내측 영역은, 상기 제 2 고리 형상 커넥터의 외측 영역의 아래쪽에 배치되고, 상기 제 5 종 커넥터를 통하여 상기 제 2 고리 형상 커넥터의 외측 영역과 전기적으로 접속되고,
    상기 제 1 고리 형상 전극의 내측 영역과 상기 제 3 고리 형상 커넥터의 외측 영역 사이에서 용량 결합이 형성되는, 플라스마 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 용량 결합은 5nF 이하의 용량을 가지는, 플라스마 처리 장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 고리 형상 전극의 외측 영역에 전기적으로 접속되고, 추가의 전압 펄스의 시퀀스를 생성하도록 구성되는 추가의 전압 펄스 생성부를 더 구비하는, 플라스마 처리 장치.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 1개의 추가의 DC 신호를 생성하도록 구성되는 적어도 1개의 추가의 DC 전원을 더 구비하고,
    상기 기판 지지부는, 상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 상기 적어도 1개의 추가의 DC 전원에 전기적으로 접속되는 적어도 1개의 제 2 고리 형상 전극을 더 포함하고, 상기 적어도 1개의 제 2 고리 형상 전극은, 상기 링 지지면과 상기 제 1 고리 형상 전극 사이에 배치되는, 플라스마 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판 지지부는, 상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 상기 중앙 히터 전극을 둘러싸도록 상기 링 지지면의 아래쪽에 배치되는 고리 형상 히터 전극을 더 포함하고,
    상기 중앙 히터 전극과 상기 고리 형상 히터 전극 사이에 고리 형상 갭이 형성되고,
    상기 제 3 종 커넥터 및 상기 제 4 종 커넥터는, 상기 고리 형상 갭을 통과하여 종 방향으로 연장되는, 플라스마 처리 장치.
  12. 플라스마 처리 챔버와,
    상기 플라스마 처리 챔버 내에 배치되는 기판 지지부로, 상기 기판 지지부는,
    기대와,
    상기 기대 상에 배치되고, 기판 지지면 및 링 지지면을 가지는 세라믹 부재와,
    상기 기판 지지면 상의 기판을 둘러싸도록 상기 링 지지면 상에 배치되는 1 또는 복수의 고리 형상 부재와,
    상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 상기 기판 지지면의 아래쪽에 있어서 수평 방향으로 배치되는 중앙 전극과,
    상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 종 방향으로 연장되는 제 1~제 4 종 커넥터와,
    상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 수평 방향으로 연장되는 제 1 및 제 2 고리 형상 커넥터로, 상기 제 1 고리 형상 커넥터의 내측 영역은, 상기 중앙 전극의 에지 영역의 아래쪽에 배치되고, 상기 제 1 종 커넥터를 통하여 상기 중앙 전극의 에지 영역과 전기적으로 접속되고, 상기 제 2 고리 형상 커넥터의 내측 영역은, 상기 제 1 고리 형상 커넥터의 외측 영역의 아래쪽에 배치되고, 상기 제 2 종 커넥터를 통하여 상기 제 1 고리 형상 커넥터의 외측 영역과 전기적으로 접속되는, 제 1 및 제 2 고리 형상 커넥터와,
    상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 상기 링 지지면의 아래쪽에 배치되는 고리 형상 전극으로, 상기 고리 형상 전극의 내측 영역과 상기 제 2 고리 형상 커넥터의 외측 영역 사이에서 용량 결합이 형성되는, 고리 형상 전극
    을 포함하는, 기판 지지부와,
    상기 제 3 종 커넥터를 통하여 상기 제 1 고리 형상 커넥터의 외측 영역에 전기적으로 접속되고, 제 1 전압 펄스의 시퀀스를 생성하도록 구성되는 제 1 전압 펄스 생성부와,
    상기 제 4 종 커넥터를 통하여 상기 고리 형상 전극의 외측 영역에 전기적으로 접속되고, 제 2 전압 펄스의 시퀀스를 생성하도록 구성되는 제 2 전압 펄스 생성부를 구비하는, 플라스마 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 용량 결합은 5nF 이하의 용량을 가지는, 플라스마 처리 장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 기판 지지부는, 상기 세라믹 부재 내에 삽입되는 중앙 정전 전극 및 고리 형상 정전 전극을 더 포함하고,
    상기 중앙 정전 전극은, 상기 기판 지지면과 상기 중앙 전극 사이에 배치되고,
    상기 고리 형상 정전 전극은, 상기 링 지지면과 상기 고리 형상 전극 사이에 배치되는, 플라스마 처리 장치.
  15. 플라스마 처리 챔버와,
    상기 플라스마 처리 챔버 내에 배치되는 기판 지지부로, 상기 기판 지지부는,
    기대와,
    상기 기대 상에 배치되고, 기판 지지면 및 링 지지면을 가지는 세라믹 부재로, 상기 세라믹 부재는, 가스 분배 공간과, 상기 세라믹 부재의 하면으로부터 상기 가스 분배 공간까지 연장되는 적어도 1개의 가스 입구와, 상기 가스 분배 공간으로부터 상기 기판 지지면 또는 상기 링 지지면까지 연장되는 복수의 가스 출구를 가지는, 세라믹 부재와,
    상기 기판 지지면 상의 기판을 둘러싸도록 상기 링 지지면 상에 배치되는 1 또는 복수의 고리 형상 부재와,
    상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 상기 기판 지지면의 아래쪽에 배치되는 전극과,
    상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 종 방향으로 연장되는 제 1 및 제 2 종 커넥터와, 상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 수평 방향으로 연장되는 고리 형상 커넥터로, 상기 고리 형상 커넥터의 내측 영역은, 상기 전극의 에지 영역의 아래쪽에 배치되고, 상기 제 1 종 커넥터를 통하여 상기 전극의 에지 영역과 전기적으로 접속되는, 고리 형상 커넥터와,
    상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 1 또는 복수의 분할 영역을 가지는 히터 전극으로, 상기 가스 분배 공간의 일부 또는 전부는, 상기 고리 형상 커넥터와 상기 히터 전극 사이에 형성되는, 히터 전극
    을 포함하는, 기판 지지부와,
    상기 제 2 종 커넥터를 통하여 상기 고리 형상 커넥터의 외측 영역에 전기적으로 접속되고, DC 신호 또는 RF 신호를 생성하도록 구성되는 전원을 구비하는, 플라스마 처리 장치.
  16. 플라스마 처리 챔버와,
    상기 플라스마 처리 챔버 내에 배치되는 기판 지지부로, 상기 기판 지지부는,
    기대와,
    상기 기대 상에 배치되고, 기판 지지면 및 링 지지면을 가지는 세라믹 부재와,
    상기 기판 지지면 상의 기판을 둘러싸도록 상기 링 지지면 상에 배치되는 1 또는 복수의 고리 형상 부재와,
    상기 세라믹 부재 내에 삽입되는 제 1 및 제 2 전극으로, 상기 제 1 전극은, 상기 기판 지지면의 아래쪽에 배치되고, 상기 제 2 전극은, 상기 제 1 전극의 아래쪽에 배치되는, 제 1 및 제 2 전극과,
    상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 종 방향으로 연장되는 제 1 및 제 2 종 커넥터와, 상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 수평 방향으로 연장되는 제 1 및 제 2 고리 형상 커넥터로, 상기 제 1 고리 형상 커넥터의 내측 영역은, 상기 제 1 전극의 에지 영역의 아래쪽에 배치되고, 상기 제 1 종 커넥터를 통하여 상기 제 1 전극의 에지 영역과 전기적으로 접속되고, 상기 제 2 고리 형상 커넥터의 내측 영역은, 상기 제 2 전극의 에지 영역의 아래쪽에 배치되고, 상기 제 2 종 커넥터를 통하여 상기 제 2 전극의 에지 영역과 전기적으로 접속되는, 제 1 및 제 2 고리 형상 커넥터와,
    상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 1 또는 복수의 분할 영역을 가지는 중앙 히터 전극으로, 상기 중앙 히터 전극은, 상기 기판 지지면의 아래쪽에 배치되는, 중앙 히터 전극과, 상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 상기 중앙 히터 전극을 둘러싸도록 상기 링 지지면의 아래쪽에 배치되는 고리 형상 히터 전극으로, 상기 중앙 히터 전극과 상기 고리 형상 히터 전극 사이에 고리 형상 갭이 형성되는, 고리 형상 히터 전극과,
    상기 세라믹 부재 내에 삽입되고, 상기 고리 형상 갭을 통과하여 종 방향으로 연장되는 제 3 및 제 4 종 커넥터
    를 포함하는, 기판 지지부와,
    상기 제 3 종 커넥터를 통하여 상기 제 1 고리 형상 커넥터의 외측 영역에 전기적으로 접속되고, DC 신호를 생성하도록 구성되는 DC 전원과,
    상기 제 4 종 커넥터를 통하여 상기 제 2 고리 형상 커넥터의 외측 영역에 전기적으로 접속되고, 전압 펄스의 시퀀스를 생성하도록 구성되는 전압 펄스 생성부를 구비하는, 플라스마 처리 장치.
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