WO2020054508A1 - 基板支持体及び基板処理装置 - Google Patents

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WO2020054508A1
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power supply
electrode
supply terminal
substrate support
base
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晃 永山
康晴 佐々木
武敏 富岡
伸 山口
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東京エレクトロン株式会社
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    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Definitions

  • the present disclosure relates to a substrate support and a substrate processing apparatus.
  • Patent Literature 1 includes a power supply terminal to an electrode for electrostatically adsorbing an object to be processed on a mounting table on which the object to be processed is mounted.
  • the present disclosure provides a structure for stably supplying power to an electrode.
  • a base an electrostatic chuck on which a substrate is placed, an electrode provided on the electrostatic chuck, a contact portion of the electrode, and the base on the base
  • a substrate support is provided that has an adhesive layer that adheres an electrostatic chuck and the base and does not cover the contact portion, and a power supply terminal that is in contact with the contact portion of the electrode without being fixed.
  • a structure for stably supplying power to the electrodes can be provided.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a substrate processing apparatus according to an embodiment.
  • the substrate processing apparatus 10 is not limited to a plasma processing apparatus, and may be a processing apparatus using heat without using plasma, a processing apparatus using light, or the like.
  • the substrate processing apparatus 10 includes the processing container 1 that is airtightly configured and electrically set to the ground potential.
  • the processing container 1 has a cylindrical shape and is made of, for example, aluminum or the like.
  • the processing chamber 1 defines a processing space in which plasma is generated.
  • a substrate support 2 that supports a wafer W, which is an example of a substrate (work-piece), substantially horizontally is accommodated in the processing container 1.
  • the substrate support 2 according to one embodiment includes a base 3, an electrostatic chuck 6 on which the wafer W is mounted, and a support 7.
  • the base 3 has a substantially columnar shape and is made of a conductive metal, for example, aluminum.
  • the base 3 functions as a lower electrode.
  • the base 3 is supported by an insulating support 4, and the support 4 is installed on the bottom of the processing chamber 1.
  • the base 3 is fastened to the support 4 from the back side via, for example, screws.
  • the electrostatic chuck 6 is provided at the center of the substrate support 2 in a plan view, and has a function of electrostatically attracting the wafer W.
  • the electrostatic chuck 6 has a chuck electrode 6a and an insulator 6b.
  • the chuck electrode 6a is provided inside the insulator 6b, and a DC power supply 12 is connected to the chuck electrode 6a.
  • the chuck electrode 6a is connected to a DC power supply 12 via a power supply terminal described later.
  • the electrostatic chuck 6 electrostatically attracts the wafer W by Coulomb force when a DC voltage is applied from the DC power supply 12 to the chuck electrode 6a.
  • the electrostatic chuck 6 is provided with one or more heater electrodes 6c (heater electrodes on the electrostatic chuck 6 side) as heating elements.
  • the heater electrode 6c is connected to the heater power supply 14.
  • the heater electrode 6c extends annularly so as to surround the center of the substrate support 2, for example.
  • the heater electrode 6c may include, for example, a heater that heats the central region and a heater that extends annularly so as to surround the outside of the central region. In this case, the temperature of the wafer W can be controlled for each of a plurality of regions radially located with respect to the center of the wafer W.
  • An annular edge ring (also referred to as a focus ring) 5 is provided outside the electrostatic chuck 6.
  • the edge ring 5 is formed of, for example, single-crystal silicon, and is supported by the base 3 via the support 7.
  • a heater electrode 22 (a heater electrode on the side of the edge ring 5) as a heating element is provided inside the support portion 7.
  • the heater electrode 22 controls the temperature of the edge ring 5.
  • the heater electrode 22 may be connected to the heater power supply 14 or may be connected to another heater power supply.
  • the heater power supply 14 may be configured such that power supply to the heater electrode 6c and the heater electrode 22 can be turned on / off by an on / off switch. Thus, the temperature of the wafer W and the temperature of the edge ring 5 are independently controlled by different heaters.
  • a power supply rod 50 is connected to the base 3.
  • the power supply rod 50 is connected to a first RF power supply 10a via a first matching unit 11a, and is connected to a second RF power supply 10b via a second matching unit 11b.
  • the first RF power supply 10a is a power supply for generating plasma, and high frequency power of a predetermined frequency is supplied to the base 3 of the substrate support 2 from the first RF power supply 10a.
  • the second RF power supply 10b is a power supply for ion pull-in (for bias), and the second RF power supply 10b supplies a high frequency power having a lower frequency than the first RF power supply 10a to the substrate support 2. It is supplied to the table 3.
  • a coolant channel 2d is formed inside the base 3, and a coolant inlet pipe 2b and a coolant outlet pipe 2c are connected to the coolant channel 2d. Then, the substrate support 2 is controlled to a predetermined temperature by circulating a coolant such as cooling water or a heat medium in the coolant channel 2d.
  • a gas supply pipe for supplying a cold heat transfer gas (backside gas) such as helium gas may be provided on the back surface of the wafer W so as to penetrate the substrate support 2 and the like.
  • the gas supply pipe is connected to a gas supply source.
  • a shower head 16 having a function as an upper electrode is provided above the substrate support 2 so as to face the substrate support 2 in parallel.
  • the shower head 16 and the substrate support 2 function as a pair of electrodes (an upper electrode and a lower electrode).
  • the shower head 16 is provided on the top wall of the processing container 1.
  • the shower head 16 includes a main body 16a and an upper top plate 16b serving as an electrode plate.
  • the shower head 16 is supported on an upper portion of the processing chamber 1 via an insulating member 95.
  • the main body 16a is made of a conductive material, for example, aluminum whose surface is anodically oxidized, and supports the upper top plate 16b in a lower part thereof in a detachable manner.
  • a gas diffusion chamber 16c is provided inside the main body 16a, and a number of gas flow holes 16d are formed at the bottom of the main body 16a, which are located below the gas diffusion chamber 16c and communicate with the gas diffusion chamber 16c. Have been. Further, a gas introduction hole 16e is provided in the upper top plate 16b so as to penetrate the upper top plate 16b in the thickness direction so as to overlap with the gas flow hole 16d. With such a configuration, the processing gas supplied to the gas diffusion chamber 16c is dispersed and supplied into the processing container 1 through the gas flow holes 16d and the gas introduction holes 16e in a shower shape.
  • a gas inlet 16g for introducing a processing gas into the gas diffusion chamber 16c is formed in the main body 16a.
  • a gas supply pipe 15a is connected to the gas inlet 16g, and a processing gas supply source 15 for supplying a processing gas is connected to the other end of the gas supply pipe 15a.
  • the gas supply pipe 15a is provided with a mass flow controller (MFC) 15b and an on-off valve V2 in order from the upstream side.
  • MFC mass flow controller
  • V2 on-off valve
  • variable DC power supply 72 is electrically connected to the shower head 16 as the above-described upper electrode via a low-pass filter (LPF) 71.
  • the variable DC power supply 72 is configured so that power can be turned on and off by an on / off switch 73.
  • the current / voltage of the variable DC power supply 72 and the on / off of the on / off switch 73 are controlled by a control unit 90 described later.
  • the control unit 90 controls the on / off switch 73 as necessary. Is turned on. Then, a predetermined DC voltage is applied to the shower head 16 as the upper electrode.
  • a cylindrical ground conductor 1 a is provided so as to extend above the height position of the shower head 16 from the side wall of the processing container 1.
  • This cylindrical grounding conductor 1a has a top wall at the top.
  • An exhaust port 81 is formed at the bottom of the processing container 1, and an exhaust device 83 is connected to the exhaust port 81 via an exhaust pipe 82.
  • the exhaust device 83 has a vacuum pump, and the inside of the processing chamber 1 can be reduced to a predetermined degree of vacuum by operating the vacuum pump.
  • a loading / unloading port 84 for the wafer W is provided on a side wall in the processing chamber 1, and the loading / unloading port 84 is provided with a gate valve 85 for opening and closing the loading / unloading port 84.
  • a deposition shield 86 is provided on the inner side of the processing container 1 along the inner wall surface.
  • the deposition shield 86 prevents an etching by-product (deposition) from adhering to the processing container 1.
  • a conductive member (GND block) 89 whose potential with respect to the ground is connected so as to be controllable is provided substantially at the same height position as the wafer W of the deposit shield 86, thereby preventing abnormal discharge.
  • a deposition shield 87 extending along the outer side of the substrate support 2 is provided.
  • the deposit shields 86 and 87 are detachably configured.
  • a baffle plate 48 is provided in the annular exhaust passage in plan view between the deposition shields 86 and 87.
  • the baffle plate 48 can be configured by, for example, coating an aluminum material with a ceramic such as Y 2 O 3 .
  • An exhaust port 81 is provided below the baffle plate 48.
  • the control unit 90 includes a process controller 91 having a CPU and controlling each unit of the substrate processing apparatus, a user interface 92, and a memory 93.
  • the user interface 92 includes a keyboard for inputting a command by a process manager to manage the substrate processing apparatus, a display for visualizing and displaying the operation status of the substrate processing apparatus, and the like.
  • the memory 93 stores a control program (software) for realizing various processes executed by the substrate processing apparatus under the control of the process controller 91, a recipe storing processing condition data, and the like. Then, if necessary, an arbitrary recipe is called from the memory 93 according to an instruction from the user interface 92 or the like, and is executed by the process controller 91. Thus, under the control of the process controller 91, a desired process in the substrate processing apparatus is performed. Is performed.
  • the recipe such as the control program and the processing condition data may be stored in a computer storage medium (for example, a hard disk, a CD, a flexible disk, a semiconductor memory, etc.) readable by a computer. Alternatively, the information may be transmitted from another device at any time via, for example, a dedicated line and used online.
  • FIG. 2 a main part configuration of the substrate support 2 according to one embodiment will be described in comparison with a substrate support according to a comparative example.
  • the left column of FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a power supply portion of the chuck electrode 6a of the substrate support 192 according to the ⁇ Comparative Example>.
  • the right column of FIG. 2 is a schematic sectional view showing a power supply portion of the chuck electrode 6a of the substrate support 2 according to the present embodiment.
  • the heater electrode 6c is omitted for convenience of explanation.
  • Each of the substrate support 192 and the substrate support 2 includes the base 3, the electrostatic chuck 6, the insulating adhesive layer 23 for bonding the electrostatic chuck 6 to the base 3 on the base 3, and the electrostatic chuck 6. And a chuck electrode 6a provided at the end.
  • the insulator 26 is formed of an insulator such as a resin, and insulates the base 3 from the conductive member 25 filled therein.
  • the end of the conductive member 25 contacts the contact probe 27.
  • the tip of the conductive member 25 contacts the contact portion 6a1 of the chuck electrode 6a via the conductive adhesive 24, whereby a DC voltage is supplied via the contact probe 27.
  • the conductive member 25 and the chuck electrode 6a are joined by any method such as the conductive adhesive 24 or the brazing material.
  • the linear expansion coefficient difference between the insulator electrostatic chuck 6 and the aluminum base 3 causes The base 3 extends outward from the electrostatic chuck 6.
  • the conductive adhesive 24 contacts the contact 6a1 of the chuck electrode 6a outside the center of the electrostatic chuck 6, the conductive adhesive 24 is distorted due to the displacement of the contact 6a1 and the conductive member 25. Then, an internal stress is generated in the conductive adhesive 24.
  • the conductive adhesive 24 formed of the conductive rubber or the like is deteriorated, and the conductive adhesive 24 is formed on the chuck electrode 6a. It becomes difficult to supply power stably.
  • the temperature change width between the high temperature and the low temperature is increased, and the DC voltage applied to the chuck electrode 6a and the high-frequency power applied to the base 3 are increased. Accordingly, the internal stress repeatedly generated in the conductive adhesive 24 due to a difference in linear expansion coefficient between the electrostatic chuck 6 and the base 3 becomes larger, and the conductive adhesive bonded to the contact portion 6a1 of the chuck electrode 6a. 24 has become a bigger issue.
  • the conductive adhesive 24 is eliminated, and the contact portion 6a1 of the chuck electrode 6a is replaced with a movable contact.
  • the substrate support 2 does not have the conductive adhesive 24. That is, the portion where the conductive adhesive 24 is embedded penetrates, and the contact portion 6a1 on the lower surface of the chuck electrode 6a is exposed.
  • the substrate support 2 includes the base 3, the electrostatic chuck 6, the insulating adhesive layer 23, the chuck electrode 6a, and the power supply terminal 30, and the power supply terminal 30 is connected to the chuck electrode 6a. It is not fixed to the contact portion 6a1 but contacts (movably).
  • the power supply terminal 30 is provided inside the insulator 26.
  • the insulator 26 is a hollow member, and forms a through hole that penetrates the base 3. Since a potential difference is generated between the chuck electrode 6a and the base 3, the insulator 26 is formed of an insulating member such as alumina or resin that can withstand the potential difference.
  • a through hole penetrating through the base 3 and the insulating adhesive layer 23 is formed in the base 3, and the power supply terminal 30 is accommodated inside the through hole. Further, the insulator 26 insulates between the power supply terminal 30 and the base 3. The end 30 b of the power supply terminal 30 contacts the contact probe 27, thereby electrically connecting the power supply terminal 30 and the contact probe 27. As a result, the DC voltage supplied from the DC power supply 12 is applied from the power supply terminal 30 to the chuck electrode 6 a via the contact probe 27.
  • the power supply terminal 30 is a rod-shaped member having a spherical end portion 30a and a radially extending end portion 30b. Accordingly, even when the power supply terminal 30 is inclined due to expansion of the chuck electrode 6a and the base 3 or the contact probe 27 is displaced, the contact between the end portion 30b of the power supply terminal 30 and the contact probe 27 is maintained. Can be.
  • the base 3 becomes electrostatic as shown in the lower part. It extends to the outer peripheral side than the chuck 6.
  • the power supply terminal 30 according to the present embodiment is in point contact with the distal end portion 30a in a state where the power supply terminal 30 is not fixed to the contact portion 6a1 of the chuck electrode 6a. No internal stress occurs. Thereby, power can be stably supplied to the chuck electrode 6a.
  • Steps 26a and 26b are provided on the inner periphery of the insulator 26. As a result, a constricted portion in which the inner diameter of the insulator 26 between the step portions 26a and 26b is smaller than the outer diameter of the insulator 26 than the step portions 26a and 26b is formed.
  • the power supply terminal 30 is inserted into the C-shaped ring-shaped member 31 and the C-shaped so that the lower surface of the C-shaped ring-shaped member 31 is located at a position slightly closer to the tip portion 30a of the power supply terminal 30 than the stepped portion 26a. Is locked.
  • the outer diameter of the C-shaped ring-shaped member 31 is larger than the inner diameter of the constricted portion.
  • the C-shaped ring-shaped member 31 serves as a stopper for the power supply terminal 30 and can be prevented from dropping from the base 3.
  • the inner diameter of the constricted portion is larger than the outer diameter of the power supply terminal 30 (excluding the end portion 30b). This can prevent the power supply terminal 30 from interfering with the insulator 26.
  • the power supply terminal 30 may have an O-shaped ring member instead of the C-shaped ring member 31.
  • a groove is formed at the mounting position of the power supply terminal 30, and the ring-shaped member is fitted into the groove.
  • the C-shaped ring-shaped member 31 has a cut 31a and is more easily deformed than the O-shaped ring-shaped member. Therefore, when the power supply terminal 30 is inserted into the constricted portion of the insulator 26, the C-shaped ring-shaped member 31 is deformed along the tapered stepped portion 26b, and when the power supply terminal 30 passes through the constricted portion, the stepped portion 26a The shape of the C-shaped ring-shaped member 31 is restored in the upper space. Accordingly, there is an advantage that the use of the elastically deformable resin C-shaped ring-shaped member 31 facilitates the formation of the retaining structure for the power supply terminal 30.
  • the retaining structure of the present embodiment is not limited to the C-shaped ring-shaped member 31 shown in the left column, and may have a ⁇ screw structure> shown in the right column of FIG.
  • a female screw 26c is formed in a constricted portion in the insulator 26, and the diameter of the space above the step 26a is made larger than the diameter of the space in which the female screw 26c is formed.
  • a male screw 30c having a diameter corresponding to the female screw 26c is provided near the distal end 30a of the power supply terminal 30.
  • the male screw 30c When the male screw 30c is screwed into the female screw 26c while the power supply terminal 30 is inserted into the constricted portion of the insulator 26, the male screw 30c comes out of the space beyond the constricted portion, thereby preventing the male screw 30c from coming off. Become. Thereby, the power supply terminal 30 can be prevented from dropping from the base 3.
  • the tip portion 30a of the power supply terminal 30 has a spherical shape.
  • the power supply terminal 30 makes point contact with the contact portion 6a1 of the chuck electrode 6a.
  • the tip portion 30a of the power supply terminal 30 preferably has a shape that makes a point contact with the contact portion 6a1 of the chuck electrode 6a, but is not limited thereto, and may have any shape such as a tapered shape or a flat shape.
  • the material of the distal end portion 30a of the power supply terminal 30 is a material that is softer than the chuck electrode 6a. That is, the hardness of the distal end portion 30 a of the power supply terminal 30 is lower than the hardness of the chuck electrode 6 a of the electrostatic chuck 6. For this reason, even if it is damaged by friction, the electrostatic chuck 6 (chuck electrode 6a) which is difficult to replace can be preferentially protected by abrading the power supply terminal 30 which is easy to replace.
  • the hardness of the distal end portion 30a of the power supply terminal 30 may be about HV (Vickers @ hardness) 10 to 2500, and the hardness of the chuck electrode 6a of the electrostatic chuck 6 may be about HV2000 to 2500.
  • a contact plate 33 may be attached to the surface of the chuck electrode 6a of the electrostatic chuck 6 so that the contact plate 33 functions as a contact portion of the chuck electrode 6a.
  • the distal end portion 30 a of the power supply terminal 30 makes a point contact with the contact plate 33.
  • the power supply terminal 30 may have a spring structure for giving a reaction force inside.
  • the power supply terminal 30 may be provided with a spring member 30d that can expand and contract in the vertical direction.
  • the contact between the distal end portion 30a and the contact plate 33 (or the contact portion 6a1) can be ensured, and more stable.
  • a DC voltage can be supplied to the chuck electrode 6a.
  • the structure shown in the left column of FIG. 5 does not have a retaining structure, but preferably has a retaining structure shown in FIG. 3 in addition to the spring structure.
  • the power supply terminal 30 expands and interferes with the insulator 26, the free movement of the power supply terminal 30 is restricted. Then, conduction with the chuck electrode 6a may not be obtained. Therefore, it is preferable to provide a gap between the power supply terminal 30 and the insulator 26.
  • the power supply terminal 30 may be configured to have no reaction force.
  • a spring member that extends and contracts in a vertical direction is provided on a contact probe 27 inserted through an insulator 28 that penetrates the support 4 that supports the base 3 and communicates with a space in an insulator 26 provided on the base 3. 27d may be provided.
  • the contact probe 27 is vertically expanded and contracted by the reaction force of the spring member 27d.
  • the power supply terminal 30 is pushed up from the contact probe 27 side, and the contact between the distal end portion 30a of the power supply terminal 30 and the contact plate 33 (or the contact portion 6a1) can be ensured, and the chuck electrode 6a can be more stably formed. DC voltage can be supplied.
  • .Power supply terminal 30 Metals (aluminum, titanium, stainless steel, copper, etc.) ⁇ Contact plate 33 Metals (aluminum, titanium, stainless steel, copper, etc.) ⁇ Insulator 26 Ceramics (alumina, zirconia, etc.) Resins (Vespel, PEEK (polyetheretherketone), PCTFE (neoflon), PTFE (polytetrafluoroethylene)) .C-shaped ring-shaped member 31 Resin (Vespel, PEEK, PCTFE, PTFE) Metals (aluminum, titanium, stainless steel, copper, etc.) In particular, as shown in ⁇ Metal socket> in the left column of FIG.
  • the power supply terminal 30 is provided so as to be in contact with the chuck electrode 6a of the electrostatic chuck 6, and an example in which a DC voltage is supplied has been described.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the power supply terminal 30 can be used when the AC voltage from the heater power supply 14 is supplied to the heater electrode 6c by contacting the heater electrode 6c on the electrostatic chuck 6 side provided on the substrate support 2. Therefore, the electrodes provided on the electrostatic chuck 6 include the chuck electrode 6a and the heater electrode 6c, and the power supply terminal 30 can be used for powering one or both of the chuck electrode 6a and the heater electrode 6c.
  • the power supply terminal 30 is at least one of a heater electrode 22 on the edge ring 5 side provided on the edge ring 5 and an electrode (not shown) on the edge ring 5 side for electrostatically attracting the edge ring 5 to the base 3.
  • the power supply terminal 30 may be used for power supply.
  • the power supply terminal 30 may be provided at a contact point between the substrate support 2 functioning as a lower electrode and the power supply rod 50.
  • the power supply terminal 30 is contacted without being fixed to the contact portion of the electrode. Accordingly, even if a difference occurs between members near the power supply terminal 30 due to a difference in linear expansion coefficient between members near the power supply terminal 30 due to a temperature cycle between a high temperature and a low temperature, the distal end portion 30a of the power supply terminal 30 is kept at that position. While moving to a position corresponding to the displacement, the contact is made with the contact portion of the electrode. Thus, a structure for stably supplying power to the electrodes can be provided.
  • the substrate support and the substrate processing apparatus according to one embodiment disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive.
  • the above embodiments can be modified and improved in various forms without departing from the scope and spirit of the appended claims.
  • the matters described in the plurality of embodiments can take other configurations without contradiction, and can be combined within contradiction.
  • the substrate processing apparatus of the present disclosure can be applied to any type of CapacitivelyupCoupledlasPlasma (CCP), Inductively CoupledRPlasma (ICP), Radial Line Slot Antenna (RLSA), Electron Cyclotron Resonance Plasma (ECR), Helicon Wave Plasma (HWP). It is.
  • CCP CapacitivelyupCoupledlasPlasma
  • ICP Inductively CoupledRPlasma
  • RLSA Radial Line Slot Antenna
  • ECR Electron Cyclotron Resonance Plasma
  • HWP Helicon Wave Plasma
  • the wafer W has been described as an example of the substrate.
  • the substrate is not limited to this, and may be various substrates used for FPD (Flat Panel Display), a printed circuit board, or the like.

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Abstract

基台と、基板が載置される静電チャックと、前記静電チャックに設けられる電極と、前記電極の接点部と、前記基台の上にて前記静電チャックと前記基台とを接着し、前記接点部を覆わない接着層と、前記電極の接点部に固定されずに接触する給電端子と、を有する基板支持体が提供される。

Description

基板支持体及び基板処理装置
　本開示は、基板支持体及び基板処理装置に関する。
　例えば、特許文献１は、被処理体を載置する載置台において被処理体を静電吸着するための電極への給電端子を備える。
特開２０１６－２７６０１号公報
　本開示は、安定して電極へ給電する構造を提供する。
　本開示の一の態様によれば、基台と、基板が載置される静電チャックと、前記静電チャックに設けられる電極と、前記電極の接点部と、前記基台の上にて前記静電チャックと前記基台とを接着し、前記接点部を覆わない接着層と、前記電極の接点部に固定されずに接触する給電端子と、を有する基板支持体が提供される。
　一の側面によれば、安定して電極へ給電する構造を提供することができる。
一実施形態に係る基板処理装置の一例を示す図。 一実施形態と比較例に係る基板支持体における給電端子の構造の一例を示す図。 一実施形態に係る給電端子の抜け止め構造の一例を示す図。 一実施形態に係る給電端子の接点部の一例を示す図。 一実施形態に係る給電端子のバネ構造又はコンタクト部材の一例を示す図。 一実施形態に係る基板支持体を貫通するソケットの一例を示す図。
　以下、本開示を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
　［基板処理装置の構成］
　まず、本開示の一実施形態に係る基板処理装置１０の構成の一例について、図１を参照しながら説明する。本実施形態では、基板処理装置１０の一例として平行平板の容量結合型プラズマ処理装置を挙げる。ただし、基板処理装置１０は、プラズマ処理装置に限られず、プラズマを使用しない熱を用いた処理装置や光を用いた処理装置等であってもよい。
　基板処理装置１０は、気密に構成され、電気的に接地電位とされた処理容器１を有している。この処理容器１は、円筒状であり、例えばアルミニウム等から構成されている。処理容器１は、プラズマが生成される処理空間を画成する。処理容器１内には、基板（work-piece）の一例であるウエハＷを略水平に支持する基板支持体２が収容されている。一実施形態の基板支持体２は、基台３、ウエハＷが載置される静電チャック６及び支持部７を有する。基台３は、略円柱状であり、導電性の金属、例えばアルミニウム等で構成されている。基台３は下部電極として機能する。基台３は、絶縁体の支持台４に支持されており、支持台４が処理容器１の底部に設置されている。基台３は、例えばねじを介して支持台４に裏面側から締結されている。静電チャック６は、平面視において基板支持体２の中央に設けられており、ウエハＷを静電吸着するための機能を有している。
　静電チャック６は、チャック電極６ａ及び絶縁体６ｂを有している。チャック電極６ａは、絶縁体６ｂの内部に設けられており、チャック電極６ａには直流電源１２が接続されている。チャック電極６ａは、後述する給電端子を介して直流電源１２に接続される。
　静電チャック６は、チャック電極６ａに直流電源１２から直流電圧が印加されることにより、クーロン力によってウエハＷを静電吸着する。静電チャック６には、加熱素子である１以上のヒータ電極６ｃ（静電チャック６側のヒータ電極）が設けられている。ヒータ電極６ｃは、ヒータ電源１４に接続されている。ヒータ電極６ｃは、例えば基板支持体２の中心を囲むよう環状に延在している。このヒータ電極６ｃは、例えば中心領域を加熱するヒータと、中心領域の外側を囲むように環状に延在するヒータとを含んでもよい。この場合、ウエハＷの温度を、当該ウエハＷの中心に対して放射方向に位置する複数の領域ごとに制御することができる。
　また、静電チャック６の外側には、環状のエッジリング（フォーカスリングともいう。）５が設けられている。エッジリング５は、例えば単結晶シリコンで形成されており、支持部７を介して基台３に支持されている。支持部７の内部には、加熱素子であるヒータ電極２２（エッジリング５側のヒータ電極）が設けられている。ヒータ電極２２は、エッジリング５の温度を制御する。ヒータ電極２２は、ヒータ電源１４に接続されていてもよいし、他のヒータ電源に接続されてもよい。ヒータ電源１４は、オン・オフスイッチによりヒータ電極６ｃとヒータ電極２２への給電のオン・オフが可能に構成されていてもよい。このように、ウエハＷの温度とエッジリング５の温度は、異なるヒータによって独立に制御される。
　基台３には、給電棒５０が接続されている。給電棒５０には、第１の整合器１１ａを介して第１のＲＦ電源１０ａが接続され、また、第２の整合器１１ｂを介して第２のＲＦ電源１０ｂが接続されている。第１のＲＦ電源１０ａは、プラズマ発生用の電源であり、この第１のＲＦ電源１０ａからは所定の周波数の高周波電力が基板支持体２の基台３に供給される。また、第２のＲＦ電源１０ｂは、イオン引き込み用（バイアス用）の電源であり、この第２のＲＦ電源１０ｂからは第１のＲＦ電源１０ａより低い周波数の高周波電力が基板支持体２の基台３に供給される。
　基台３の内部には、冷媒流路２ｄが形成されており、冷媒流路２ｄには、冷媒入口配管２ｂ、冷媒出口配管２ｃが接続されている。そして、冷媒流路２ｄの中に、例えば冷却水等の冷媒又は熱媒体を循環させることによって、基板支持体２を所定の温度に制御する。なお、基板支持体２等を貫通するように、ウエハＷの裏面にヘリウムガス等の冷熱伝達用ガス（バックサイドガス）を供給するためのガス供給管が設けられてもよい。ガス供給管は、ガス供給源に接続されている。これらの構成によって、基板支持体２の静電チャック６によって吸着保持されたウエハＷを、所定の温度に制御する。
　基板支持体２の上方には、基板支持体２に平行に対面するように、上部電極としての機能を有するシャワーヘッド１６が設けられている。シャワーヘッド１６と基板支持体２は、一対の電極（上部電極と下部電極）として機能する。
　シャワーヘッド１６は、処理容器１の天壁部分に設けられている。シャワーヘッド１６は、本体部１６ａと電極板をなす上部天板１６ｂとを備えており、絶縁性部材９５を介して処理容器１の上部に支持される。本体部１６ａは、導電性材料、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなり、その下部に上部天板１６ｂを着脱自在に支持する。
　本体部１６ａの内部には、ガス拡散室１６ｃが設けられ、本体部１６ａの底部には、ガス拡散室１６ｃの下部に位置し、ガス拡散室１６ｃと連通する多数のガス通流孔１６ｄが形成されている。また、上部天板１６ｂには、当該上部天板１６ｂを厚さ方向に貫通するようにガス導入孔１６ｅが、上記したガス通流孔１６ｄと重なるように設けられている。このような構成により、ガス拡散室１６ｃに供給された処理ガスは、ガス通流孔１６ｄ及びガス導入孔１６ｅを介して処理容器１内にシャワー状に分散されて供給される。
　本体部１６ａには、ガス拡散室１６ｃへ処理ガスを導入するためのガス導入口１６ｇが形成されている。このガス導入口１６ｇにはガス供給配管１５ａが接続されており、このガス供給配管１５ａの他端には、処理ガスを供給する処理ガス供給源１５が接続される。ガス供給配管１５ａには、上流側から順にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１５ｂ及び開閉弁Ｖ２が設けられている。そして、処理ガス供給源１５からプラズマエッチングのための処理ガスが、ガス供給配管１５ａを介してガス拡散室１６ｃに供給され、このガス拡散室１６ｃから、ガス通流孔１６ｄ及びガス導入孔１６ｅを介して処理容器１内にシャワー状に分散されて供給される。
　上記した上部電極としてのシャワーヘッド１６には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７１を介して可変直流電源７２が電気的に接続されている。この可変直流電源７２は、オン・オフスイッチ７３により給電のオン・オフが可能に構成されている。可変直流電源７２の電流・電圧ならびにオン・オフスイッチ７３のオン・オフは、後述する制御部９０によって制御される。なお、第１のＲＦ電源１０ａ、第２のＲＦ電源１０ｂから高周波が基板支持体２に印加されて処理空間にプラズマが発生する際には、必要に応じて制御部９０によりオン・オフスイッチ７３がオンとされる。そして、上部電極としてのシャワーヘッド１６に所定の直流電圧が印加される。
　また、処理容器１の側壁からシャワーヘッド１６の高さ位置よりも上方に延びるように円筒状の接地導体１ａが設けられている。この円筒状の接地導体１ａは、その上部に天壁を有している。
　処理容器１の底部には、排気口８１が形成されており、この排気口８１には、排気管８２を介して排気装置８３が接続されている。排気装置８３は、真空ポンプを有しており、この真空ポンプを作動させることにより処理容器１内を所定の真空度まで減圧することができる。処理容器１内の側壁には、ウエハＷの搬入出口８４が設けられており、この搬入出口８４には、当該搬入出口８４を開閉するゲートバルブ８５が設けられている。
　処理容器１の側部内側には、内壁面に沿ってデポシールド８６が設けられている。デポシールド８６は、処理容器１にエッチング副生成物（デポ）が付着することを防止する。このデポシールド８６のウエハＷと略同じ高さ位置には、グランドに対する電位が制御可能に接続された導電性部材（ＧＮＤブロック）８９が設けられており、これにより異常放電が防止される。また、基板支持体２の外側部に沿って延在するデポシールド８７が設けられている。デポシールド８６，８７は、着脱自在に構成されている。デポシールド８６，８７の間の平面視において環状の排気路には、バッフル板４８が設けられている。バッフル板４８は、例えば、アルミニウム材にＹ２Ｏ３といったセラミックスを被覆することにより構成され得る。このバッフル板４８の下方において排気口８１が設けられている。
　上記構成の基板処理装置は、制御部９０によって、その動作が統括的に制御される。この制御部９０には、ＣＰＵを備え基板処理装置の各部を制御するプロセスコントローラ９１と、ユーザインターフェース９２と、メモリ９３とが設けられている。
　ユーザインターフェース９２は、工程管理者が基板処理装置を管理するためにコマンドの入力操作を行うキーボードや、基板処理装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等から構成されている。
　メモリ９３には、基板処理装置で実行される各種処理をプロセスコントローラ９１の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウェア）や処理条件データ等が記憶されたレシピが格納されている。そして、必要に応じて、ユーザインターフェース９２からの指示等にて任意のレシピをメモリ９３から呼び出してプロセスコントローラ９１に実行させることで、プロセスコントローラ９１の制御下で、基板処理装置での所望の処理が行われる。また、制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータで読取り可能なコンピュータ記憶媒体（例えば、ハードディスク、ＣＤ、フレキシブルディスク、半導体メモリ等）などに格納された状態のものを利用することができる。又は、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで使用してもよい。
　［基板支持体の要部構成］
　次に、図２を参照して、一実施形態にかかる基板支持体２の要部構成について、比較例にかかる基板支持体と比較しながら説明する。図２の左欄は＜比較例＞にかかる基板支持体１９２のチャック電極６ａの給電部分を示す概略断面図である。図２の右欄は＜本実施形態＞にかかる基板支持体２のチャック電極６ａの給電部分を示す概略断面図である。図２では、説明の便宜上、ヒータ電極６ｃは省略している。
　基板支持体１９２及び基板支持体２はいずれも、基台３、静電チャック６、基台３の上にて静電チャック６と基台３とを接着する絶縁接着層２３及び静電チャック６に設けられるチャック電極６ａとを有する。
　比較例の基板支持体１９２では、碍子２６は樹脂等の絶縁体で形成され、その内部に充填される導通性部材２５と基台３との間を絶縁する。導通性部材２５の末端部はコンタクトプローブ２７に接触する。また、導通性部材２５の先端部は導電接着剤２４を介してチャック電極６ａの接点部６ａ１に接触し、これにより、コンタクトプローブ２７を介して直流電圧が供給される。
　比較例の基板支持体１９２では、導通性部材２５とチャック電極６ａとは導電接着剤２４又はロウ材等の何らかの方法で接合されている。かかる構成により、基板支持体１９２が比較例の上段に示す常温よりも下段に示すように高温になると、絶縁体の静電チャック６とアルミニウムの基台３との線膨張係数差に起因して、基台３が静電チャック６よりも外周側に伸びる。この結果、導電接着剤２４が静電チャック６の中心よりも外側にてチャック電極６ａの接点部６ａ１と接触する場合、接点部６ａ１と導通性部材２５とがずれることで導電接着剤２４が歪み、導電接着剤２４に内部応力が発生する。
　処理容器１内にてウエハＷにプラズマ処理を繰り返すことで、高温と常温（低温）との温度サイクルを繰り返すと、導電ゴム等により形成されている導電接着剤２４が劣化し、チャック電極６ａへの安定した給電が困難になる。特に、近年のプロセスでは、高温と低温との温度変化幅が拡大し、かつ、チャック電極６ａへ印加される直流電圧及び基台３へ印加される高周波電力が大きくなっている。これに伴い、静電チャック６と基台３との線膨張係数差に起因して導電接着剤２４に繰り返し発生する内部応力がより大きくなり、チャック電極６ａの接点部６ａ１と接合した導電接着剤２４の劣化がより大きな課題になっている。
　そこで、図２の右欄の本実施形態に係る基板支持体２では、導電接着剤２４を排除し、チャック電極６ａの接点部６ａ１に対して可動接点に置き換える。これにより、静電チャック６と基台３との線膨張係数差に起因して繰り返し応力が生じても、安定してチャック電極６ａへ給電する構造を提供できる。
　具体的には、本実施形態に係る基板支持体２は、導電接着剤２４を有しない。つまり、導電接着剤２４が埋め込まれていた部分は貫通し、チャック電極６ａの下面の接点部６ａ１が露出している。
　かかる構成において、本実施形態に係る基板支持体２は、基台３と静電チャック６と絶縁接着層２３とチャック電極６ａと給電端子３０とを有し、給電端子３０は、チャック電極６ａの接点部６ａ１に固定されず（可動）に接触する。
　給電端子３０は、碍子２６の内部に設けられている。碍子２６は中空部材であって、基台３を貫通する貫通口を形成する。チャック電極６ａと基台３との間には電位差が生じるため、碍子２６は、その電位差に耐え得るアルミナや樹脂等の絶縁性部材で形成される。
　これにより、基台３と絶縁接着層２３とを貫通する貫通口が基台３内に形成され、貫通口の内部に給電端子３０が収容される。また、碍子２６は、給電端子３０と基台３との間を絶縁する。給電端子３０の末端部３０ｂはコンタクトプローブ２７に接触し、これにより、給電端子３０とコンタクトプローブ２７とが電気的に接続される。これにより、直流電源１２から供給された直流電圧は、コンタクトプローブ２７を介して給電端子３０からチャック電極６ａに印加される。
　給電端子３０は、先端部３０ａが球状の棒状部材であり、末端部３０ｂは、径方向に広がっている。これにより、チャック電極６ａと基台３の膨張等により給電端子３０が傾いたり、コンタクトプローブ２７がずれたりした場合にも、給電端子３０の末端部３０ｂとコンタクトプローブ２７との接触を保持することができる。
　また、静電チャック６と基台３との線膨張係数差に起因して、基板支持体が本実施形態の上段に示す常温よりも高温になると、下段に示すように基台３が静電チャック６よりも外周側に伸びる。この場合においても、本実施形態に係る給電端子３０は、チャック電極６ａの接点部６ａ１に固定されていない状態で先端部３０ａが点接触しているため、給電端子３０とチャック電極６ａの間で内部応力が発生しない。これにより、安定してチャック電極６ａへ給電することができる。
　碍子２６の内周には段差部２６ａ、２６ｂが設けられている。これにより、段差部２６ａ、２６ｂの間の碍子２６の内側の直径が、段差部２６ａ、２６ｂよりも外側の直径よりも小さくなるくびれ部が形成される。
　給電端子３０はＣ型のリング状部材３１に挿入され、段差部２６ａよりもわずかに給電端子３０の先端部３０ａに近い位置にてＣ型のリング状部材３１の下面が位置するようにＣ型のリング状部材３１を係止させる。Ｃ型のリング状部材３１の外径は、くびれ部の内径よりも大きい。これにより、Ｃ型のリング状部材３１が給電端子３０の抜け止めとなって、基台３から落下することを防止できる。また、くびれ部の内径は、給電端子３０の外径（末端部３０ｂを除く）よりも大きい。これにより、給電端子３０が碍子２６に干渉することを防止できる。
　なお、給電端子３０はＣ型のリング状部材３１に替えてＯ型のリング状部材を有してもよい。Ｃ型のリング状部材３１及びＯ型のリング状部材のいずれの場合にも、給電端子３０の装着箇所に溝を形成し、その溝にリング状部材を嵌め込む。
　ただし、Ｃ型のリング状部材３１は、図３の左欄の＜Ｃ－Ｒｉｎｇ＞に示すように、切れ目３１ａを有し、Ｏ型のリング状部材よりも変形しやすい。このため、給電端子３０を碍子２６のくびれ部に挿入するときにはテーパー形状の段差部２６ｂに沿ってＣ型のリング状部材３１が変形し、給電端子３０がくびれ部を抜けると、段差部２６ａの上部の空間にてＣ型のリング状部材３１の形状が復元する。これにより、弾性変形する樹脂製のＣ型のリング状部材３１を使用することで、給電端子３０の抜け止め構造を形成し易いというメリットがある。
　本実施形態の抜け止め構造は、左欄のに示すＣ型のリング状部材３１によるものに限られず、図３の右欄に示す＜ネジ構造＞を有してもよい。ネジ構造の場合、碍子２６内のくびれ部に雌ネジ２６ｃを形成し、段差部２６ａより上の空間の直径を雌ネジ２６ｃが形成された空間の直径よりも大きい空間とする。そして、給電端子３０の先端部３０ａの近くに雌ネジ２６ｃに対応する直径の雄ネジ３０ｃを設ける。
　給電端子３０を碍子２６のくびれ部に挿入しながら、雄ネジ３０ｃを雌ネジ２６ｃにねじ込んでいくと、雄ネジ３０ｃがくびれ部の先の空間に抜け、これにより、雄ネジ３０ｃが抜け止めとなる。これにより、給電端子３０が、基台３から落ちることを防止できる。
　本実施形態では、給電端子３０の先端部３０ａは球形の形状になっている。これにより、給電端子３０は、チャック電極６ａの接点部６ａ１に点接触にする。この結果、他の給電端子３０との接触面積のバラツキを少なくすることができる。給電端子３０の先端部３０ａは、チャック電極６ａの接点部６ａ１に点接触にする形状が好ましいが、これに限られず、テーパー形状、フラット形状等、どんな形状でもよい。
　また、本実施形態では、給電端子３０の先端部３０ａの材料は、チャック電極６ａよりも柔かい材料を使用する。つまり、給電端子３０の先端部３０ａの硬度は、静電チャック６のチャック電極６ａの硬度よりも低い。このため、摩擦によるダメージを受けた場合でも交換が容易な給電端子３０側を摩耗させることで、交換が難しい静電チャック６（チャック電極６ａ）側を優先的に保護することができる。例えば、給電端子３０の先端部３０ａの硬度は、ＨＶ（Vickers hardness）１０～２５００程度であり、静電チャック６のチャック電極６ａの硬度は、ＨＶ２０００～２５００程度であってもよい。
　また、図４に示すように、静電チャック６のチャック電極６ａの表面に接点板３３を取り付け、接点板３３がチャック電極６ａの接点部として機能するようにしてもよい。この場合、給電端子３０の先端部３０ａは、接点板３３に点接触する。かかる構成では、給電端子３０が直接、チャック電極６ａに接触しないため、チャック電極６ａがダメージを受けることをさらに防ぐことができる。
　図５の左欄の＜給電端子内反力あり構造＞に示すように、給電端子３０は、内部に反力を持たせるバネ構造を有してもよい。例えば、給電端子３０に上下方向に伸縮可能なバネ部材３０ｄを設けてもよい。これにより、バネ部材３０ｄの反力にて給電端子３０を上下方向に伸縮させることで、先端部３０ａと接点板３３（又は接点部６ａ１）との接触を確実にとることができ、より安定してチャック電極６ａへ直流電圧を給電することができる。
　なお、図５の左欄の構造には抜け止め構造が設けられていないが、バネ構造に加えて図３に示す抜け止め構造を有することが好ましい。また、給電端子３０が膨張して碍子２６に干渉すると、給電端子３０の自由な動きが制限される。そうすると、チャック電極６ａとの導通が取れなくなってしまう場合がある。よって、給電端子３０と碍子２６との間には隙間を設けることが好ましい。
　図５の右欄の＜給電端子内反力なし構造＞に示すように、給電端子３０内には反力を持たせない構造であってもよい。この場合、基台３を支持する支持台４を貫通し、基台３に設けられた碍子２６内の空間と連通する碍子２８内に挿入されたコンタクトプローブ２７に上下方向に伸縮可能なバネ部材２７ｄを設けてもよい。この場合、バネ部材２７ｄの反力にてコンタクトプローブ２７を上下方向に伸縮させる。これにより、給電端子３０をコンタクトプローブ２７側から押し上げ、給電端子３０の先端部３０ａと接点板３３（又は接点部６ａ１）との接触を確実にとることができ、より安定してチャック電極６ａへ直流電圧を給電することができる。
　最後に、各部材が取り得る材質の一例について以下に記載する。ただし、金属、樹脂、セラミックスの材質中の具体的名称については、一例であり、これらに限られない。
・給電端子３０
　金属（アルミニウム、チタン、ステンレス、銅等）
・接点板３３
　金属（アルミニウム、チタン、ステンレス、銅等）
・碍子２６
　セラミックス（アルミナ、ジルコニア等）
　樹脂（べスペル、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＣＴＦＥ（ネオフロン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン））
・Ｃ型のリング状部材３１
　樹脂（べスペル、ＰＥＥＫ、ＰＣＴＦＥ、ＰＴＦＥ）
　金属（アルミニウム、チタン、ステンレス、銅等）
　特に、図６の左欄の＜メタルソケット＞に示すように、碍子２６の内周側が金属部材２６ｆで形成されていると、金属の給電端子３０と碍子２６の金属部材２６ｆとの間で放電が発生する場合がある。一方、図６の右欄の＜絶縁ソケット＞に示すように、碍子２６がセラミックスや樹脂等の絶縁体で形成されていると、金属の給電端子３０と絶縁体の碍子２６との間で放電は発生しない。以上から、碍子２６は金属ではなく、絶縁体で形成されることが好ましい。
　［変形例］
　以上では、給電端子３０を静電チャック６のチャック電極６ａに接触させるように設け、直流電圧を給電する例を挙げて説明したが、これに限られない。例えば、給電端子３０は、基板支持体２に設けられた静電チャック６側のヒータ電極６ｃに接触させ、ヒータ電源１４からの交流電圧をヒータ電極６ｃに給電する際にも使用できる。よって、静電チャック６に設けられる電極は、チャック電極６ａとヒータ電極６ｃとを含み、給電端子３０は、チャック電極６ａとヒータ電極６ｃの一方又は両方の給電に使用できる。
　また、給電端子３０は、エッジリング５に設けられるエッジリング５側のヒータ電極２２と、エッジリング５を基台３に静電吸着するための図示しないエッジリング５側の電極との少なくともいずれかの給電に給電端子３０を使用してもよい。
　更に、給電端子３０は、下部電極として機能する基板支持体２と給電棒５０との接点部に設けられてもよい。
　変形例のいずれの場合も、給電端子３０は電極の接点部に固定されずに接触される。これにより、高温と低温との温度サイクルによって、給電端子３０の近傍の部材の線膨張係数差により、給電端子３０の近傍の部材間にずれが生じても、給電端子３０の先端部３０ａはそのずれに応じた位置に移動しながら電極の接点部に接触される。これにより、安定して電極へ給電する構造を提供することができる。
　今回開示された一実施形態に係る基板支持体及び基板処理装置は、すべての点において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、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
　本開示の基板処理装置は、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna(RLSA)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のどのタイプでも適用可能である。
　本明細書では、基板の一例としてウエハＷを挙げて説明した。しかし、基板は、これに限らず、FPD(Flat Panel Display)に用いられる各種基板、プリント基板等であっても良い。
　本国際出願は、２０１８年９月１４日に出願された日本国特許出願２０１８－１７２６９６号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容を本国際出願に援用する。
１　　　処理容器
２　　　基板支持体
３　　　基台
４　　　支持台
５　　　エッジリング
６　　　静電チャック
６ａ　　チャック電極
６ａ１　接点部
６ｃ　　ヒータ電極
１０　　基板処理装置
１２　　直流電源
１４　　ヒータ電源
１５　　処理ガス供給源
１６　　シャワーヘッド
２２　　ヒータ電極
２６　　碍子
２７　　コンタクトプローブ
２７ｄ　バネ部材
３０　　給電端子
３０ｄ　バネ部材
３１　　リング状部材
３３　　接点板

Claims (10)

  1. 　基台と、
    　基板が載置される静電チャックと、
    　前記静電チャックに設けられる電極と、
    　前記電極の接点部と、
    　前記基台の上にて前記静電チャックと前記基台とを接着し、前記接点部を覆わない接着層と、
    　前記電極の接点部に固定されずに接触する給電端子と、
    　を有する基板支持体。
  2. 　前記基台と前記接着層とを貫通する貫通口内に該給電端子を保持する抜け止め構造を有する、
    　請求項１に記載の基板支持体。
  3. 　前記貫通口は、前記基台内に取り付けられた絶縁性の碍子により形成される、
    　請求項２に記載の基板支持体。
  4. 　前記抜け止め構造は、前記給電端子の外周に装着されたリング状部材を有し、
    　前記リング状部材の外径は、前記貫通口の径のうちの一部よりも大きい、
    　請求項２又は３に記載の基板支持体。
  5. 　前記抜け止め構造は、ネジ構造であり、
    　前記給電端子に形成された雄ネジを、前記貫通口に形成された雌ネジにネジ止めする、
    　請求項２又は３に記載の基板支持体。
  6. 　前記給電端子の先端部は、前記電極の表面又は該表面に取り付けられた接点板を前記電極の接点部として点接触する、
    　請求項１～５のいずれか一項に記載の基板支持体。
  7. 　前記給電端子は、上下方向に伸縮可能なバネ構造を有する、
    　請求項１～６のいずれか一項に記載の基板支持体。
  8. 　前記給電端子の末端部は、上下方向に伸縮可能なコンタクト部材に接続する、
    　請求項１～７のいずれか一項に記載の基板支持体。
  9. 　前記静電チャックに設けられる電極は、チャック電極とヒータ電極とを含み、
    　前記給電端子は、
    　前記基台の上の基板の外周部のエッジリングに設けられる電極と、前記チャック電極と、前記ヒータ電極と、下部電極としての前記基板支持体と、の少なくともいずれかの電極の接点部に固定されずに接触する、
    　請求項１～８のいずれか一項に記載の基板支持体。
  10. 　処理容器と基板支持体とを有する基板処理装置であって、
    　前記基板支持体は、
    　基台と、
    　基板が載置される静電チャックと、
    　前記静電チャックに設けられる電極と、
    　前記電極の接点部と、
    　前記基台の上にて前記静電チャックと前記基台とを接着し、前記接点部を覆わない接着層と、
    　前記電極の接点部に固定されずに接触する給電端子と、
    　を有する基板処理装置。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230028219A (ko) * 2020-06-29 2023-02-28 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤 정전 척 장치
KR102479488B1 (ko) * 2021-12-08 2022-12-21 주식회사 미코세라믹스 극저온 서셉터 및 그에 사용되는 전기적 커넥터 어셈블리
KR102396865B1 (ko) * 2021-12-08 2022-05-12 주식회사 미코세라믹스 정전척

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07161803A (ja) * 1993-12-08 1995-06-23 Tokyo Electron Ltd アルミニウム部材とポリベンズイミダゾール部材との接合方法、静電チャックの電極構造およびその製造方法
JP2001210450A (ja) * 2000-01-25 2001-08-03 Kyocera Corp ウエハ加熱装置
JP2015207765A (ja) * 2014-04-09 2015-11-19 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
JP2016051783A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置及びその製造方法
JP2017022284A (ja) * 2015-07-13 2017-01-26 住友電気工業株式会社 ウェハ保持体
JP2018082161A (ja) * 2016-11-08 2018-05-24 ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｒｆ供給のためのファラデーケージの一部を形成するクランプ電極アセンブリを備えた静電チャックおよび関連方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW483037B (en) 2000-03-24 2002-04-11 Hitachi Ltd Semiconductor manufacturing apparatus and method of processing semiconductor wafer using plasma, and wafer voltage probe
JP3993408B2 (ja) * 2001-10-05 2007-10-17 株式会社巴川製紙所 静電チャック装置、その組立方法および静電チャック装置用部材
US20070215284A1 (en) * 2006-03-16 2007-09-20 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and electrode assembly for plasma processing apparatus
JP5496630B2 (ja) * 2009-12-10 2014-05-21 東京エレクトロン株式会社 静電チャック装置
JP6001402B2 (ja) * 2012-09-28 2016-10-05 日本特殊陶業株式会社 静電チャック
JP6292977B2 (ja) * 2014-05-22 2018-03-14 新光電気工業株式会社 静電チャック及び半導体・液晶製造装置
JP6308871B2 (ja) 2014-05-28 2018-04-11 新光電気工業株式会社 静電チャック及び半導体・液晶製造装置
JP6442296B2 (ja) * 2014-06-24 2018-12-19 東京エレクトロン株式会社 載置台及びプラズマ処理装置
JP6475031B2 (ja) * 2015-02-03 2019-02-27 日本特殊陶業株式会社 静電チャック
US10923381B2 (en) * 2016-01-19 2021-02-16 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Electrostatic chuck device
JP2017147278A (ja) * 2016-02-15 2017-08-24 東京エレクトロン株式会社 基板載置台および基板処理装置
US10504765B2 (en) * 2017-04-24 2019-12-10 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck assembly having a dielectric filler
JP7161803B2 (ja) 2019-07-12 2022-10-27 株式会社北電子 遊技機

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07161803A (ja) * 1993-12-08 1995-06-23 Tokyo Electron Ltd アルミニウム部材とポリベンズイミダゾール部材との接合方法、静電チャックの電極構造およびその製造方法
JP2001210450A (ja) * 2000-01-25 2001-08-03 Kyocera Corp ウエハ加熱装置
JP2015207765A (ja) * 2014-04-09 2015-11-19 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
JP2016051783A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置及びその製造方法
JP2017022284A (ja) * 2015-07-13 2017-01-26 住友電気工業株式会社 ウェハ保持体
JP2018082161A (ja) * 2016-11-08 2018-05-24 ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｒｆ供給のためのファラデーケージの一部を形成するクランプ電極アセンブリを備えた静電チャックおよび関連方法

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