WO2024024514A1 - 基板支持器及びプラズマ処理装置 - Google Patents

基板支持器及びプラズマ処理装置 Download PDF

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WO2024024514A1
WO2024024514A1 PCT/JP2023/025760 JP2023025760W WO2024024514A1 WO 2024024514 A1 WO2024024514 A1 WO 2024024514A1 JP 2023025760 W JP2023025760 W JP 2023025760W WO 2024024514 A1 WO2024024514 A1 WO 2024024514A1
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region
layer
substrate support
thermal conductivity
substrate
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Application number
PCT/JP2023/025760
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English (en)
French (fr)
Inventor
恭久 工藤
淳史 川端
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching

Definitions

  • the present disclosure relates to a substrate support and a plasma processing apparatus.
  • Patent Document 1 discloses a method for manufacturing an electrostatic chuck, which includes stacking a plurality of ceramic green sheets cut into a predetermined shape so that the forming directions thereof are different from each other, and firing the stack to form a plate-shaped ceramic body.
  • the electrostatic chuck disclosed in Patent Document 1 includes a mounting surface for holding a substrate on the surface of a plate-shaped ceramic body.
  • the plate-shaped ceramic body is adhesively fixed to a metal base provided with a cooling structure using an insulating adhesive. Heat generated on the substrate surface is released outside the system through the cooling medium by flowing it through the metal base.
  • Exemplary embodiments of the present disclosure provide techniques for efficiently dissipating heat from a substrate and efficiently cooling the substrate.
  • a substrate support includes a first layer, a substrate support surface disposed on the first layer for supporting a substrate, and at least one substrate support surface for adsorbing the substrate.
  • a second layer made of a dielectric material and having a higher volume resistivity than the first layer, the first layer is in contact with the second layer, and the first layer is in contact with the second layer; a first region having a thermal conductivity; and a second region having a second thermal conductivity higher than the first thermal conductivity; a second region disposed between the first region and the second layer; within a range between the first thermal conductivity and the second thermal conductivity, so that the thermal conductivity approaches the second thermal conductivity as the distance from the first region increases in the direction of a transition region having a transitional thermal conductivity.
  • the heat of the substrate is efficiently dissipated in the heat dissipation path, and the substrate is efficiently cooled.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of a plasma processing system according to one exemplary embodiment.
  • 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of the configuration of a substrate support according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of an example transition region of a substrate support in accordance with one exemplary embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of a substrate supporter according to a first modification.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of a substrate supporter according to a second modification.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of a plasma processing system according to one exemplary embodiment.
  • 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of a substrate supporter according to a third modification.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of a substrate supporter according to a fourth modification. It is a sectional view showing the composition of the substrate supporter concerning the 5th modification. It is a sectional view showing the composition of the substrate supporter concerning the 6th modification.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of a plasma processing system according to one exemplary embodiment.
  • a plasma processing system includes a plasma processing apparatus 1 and a controller 2.
  • the plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10, a substrate support section 11, and a plasma generation section 12.
  • the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space.
  • the plasma processing chamber 10 also includes at least one gas supply port for supplying at least one processing gas to the plasma processing space, and at least one gas exhaust port for discharging gas from the plasma processing space.
  • the gas supply port is connected to a gas supply section 20, which will be described later, and the gas discharge port is connected to an exhaust system 40, which will be described later.
  • the substrate support section 11 is disposed within the plasma processing space and has a substrate support surface for supporting a substrate.
  • the plasma generation unit 12 is configured to generate plasma from at least one processing gas supplied into the plasma processing space.
  • the plasmas formed in the plasma processing space are capacitively coupled plasma (CCP), inductively coupled plasma (ICP), and ECR plasma (Electron-Cyclotron-Resonance).
  • Plasma plasma
  • HWP Helicon Wave Plasma
  • SWP surface wave plasma
  • various types of plasma generation units may be used, including an AC (Alternating Current) plasma generation unit and a DC (Direct Current) plasma generation unit.
  • the AC signal (AC power) used in the AC plasma generator has a frequency in the range of 100 kHz to 10 GHz. Therefore, the AC signal includes an RF (Radio Frequency) signal and a microwave signal.
  • the RF signal has a frequency within the range of 200kHz to 150MHz.
  • the control unit 2 processes computer-executable instructions that cause the plasma processing apparatus 1 to perform various steps described in this disclosure.
  • the control unit 2 may be configured to control each element of the plasma processing apparatus 1 to perform the various steps described herein. In one embodiment, part or all of the control unit 2 may be included in the plasma processing apparatus 1.
  • the control unit 2 may include, for example, a computer 2a.
  • the computer 2a may include, for example, a processing unit (CPU: Central Processing Unit) 2a1, a storage unit 2a2, and a communication interface 2a3.
  • the processing unit two a1 may be configured to perform various control operations based on programs stored in the storage unit two a2.
  • the storage unit 2a2 may include a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or a combination thereof. Good.
  • the communication interface 2a3 may communicate with the plasma processing apparatus 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network).
  • the plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10, a gas supply section 20, a power source 30, and an exhaust system 40. Further, the plasma processing apparatus 1 includes a substrate support section 11 and a gas introduction section. The gas inlet is configured to introduce at least one processing gas into the plasma processing chamber 10 .
  • the gas introduction section includes a shower head 13. Substrate support 11 is arranged within plasma processing chamber 10 . The shower head 13 is arranged above the substrate support section 11 . In one embodiment, showerhead 13 forms at least a portion of the ceiling of plasma processing chamber 10 .
  • the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space 10s defined by a shower head 13, a side wall 10a of the plasma processing chamber 10, and a substrate support 11.
  • the side wall 10a is grounded.
  • the shower head 13 and the substrate support section 11 are electrically insulated from the plasma processing chamber 10 casing.
  • the substrate support section 11 includes a substrate support 111 and a ring assembly 112.
  • the substrate support 111 has a central region 111a for supporting a substrate (wafer) W, and an annular region 111b for supporting a ring assembly 112.
  • the annular region 111b of the substrate support 111 surrounds the central region 111a of the substrate support 111 in plan view.
  • the substrate W is arranged on the substrate support surface 114 in the central region 111a of the substrate support 111
  • the ring assembly 112 is arranged on the ring support surface 114 in the annular region 111b of the substrate support 111 so as to surround the substrate W on the substrate support surface 114. placed on the surface. Details of the configuration of the substrate supporter 111 will be described later.
  • the shower head 13 is configured to introduce at least one processing gas from the gas supply section 20 into the plasma processing space 10s.
  • the shower head 13 has at least one gas supply port 13a, at least one gas diffusion chamber 13b, and a plurality of gas introduction ports 13c.
  • the processing gas supplied to the gas supply port 13a passes through the gas diffusion chamber 13b and is introduced into the plasma processing space 10s from the plurality of gas introduction ports 13c.
  • the shower head 13 includes a conductive member.
  • the conductive member of the shower head 13 functions as an upper electrode.
  • the gas introduction section may include one or more side gas injectors (SGI) attached to one or more openings formed in the side wall 10a.
  • SGI side gas injectors
  • the gas supply section 20 may include at least one gas source 21 and at least one flow rate controller 22.
  • the gas supply 20 is configured to supply at least one process gas from a respective gas source 21 to the showerhead 13 via a respective flow controller 22 .
  • Each flow controller 22 may include, for example, a mass flow controller or a pressure-controlled flow controller.
  • gas supply 20 may include at least one flow modulation device that modulates or pulses the flow rate of at least one process gas.
  • Power supply 30 includes an RF power supply 31 coupled to plasma processing chamber 10 via at least one impedance matching circuit.
  • the RF power source 31 is configured to supply at least one RF signal (RF power), such as a source RF signal and a bias RF signal, to the conductive member of the substrate support 11 and/or the conductive member of the showerhead 13. be done.
  • RF power RF signal
  • the RF power supply 31 can function as at least a part of the plasma generation section 12.
  • a bias RF signal to the conductive member of the substrate support section 11
  • a bias potential is generated on the substrate W, and ion components in the formed plasma can be drawn into the substrate W.
  • the RF power supply 31 includes a first RF generation section 31a and a second RF generation section 31b.
  • the first RF generation section 31a is coupled to a conductive member of the substrate support section 11 and/or a conductive member of the shower head 13 via at least one impedance matching circuit, and is connected to a source RF signal (source RF signal) for plasma generation. configured to generate electricity).
  • the source RF signal has a frequency within the range of 13 MHz to 150 MHz.
  • the first RF generator 31a may be configured to generate multiple source RF signals having different frequencies. The generated one or more source RF signals are provided to the conductive member of the substrate support 11 and/or the conductive member of the showerhead 13 .
  • the second RF generator 31b is coupled to the conductive member of the substrate support 11 via at least one impedance matching circuit, and is configured to generate a bias RF signal (bias RF power).
  • the bias RF signal has a lower frequency than the source RF signal.
  • the bias RF signal has a frequency within the range of 400kHz to 13.56MHz.
  • the second RF generator 31b may be configured to generate multiple bias RF signals having different frequencies.
  • the generated one or more bias RF signals are provided to the conductive member of the substrate support 11. Also, in various embodiments, at least one of the source RF signal and the bias RF signal may be pulsed.
  • Power source 30 may also include a DC power source 32 coupled to plasma processing chamber 10 .
  • the DC power supply 32 includes a first DC generation section 32a and a second DC generation section 32b.
  • the first DC generator 32a is connected to a conductive member of the substrate support 11 and configured to generate a first DC signal.
  • the generated first DC signal is applied to the conductive member of the substrate support 11.
  • the first DC signal may be applied to another electrode, such as an electrode in an electrostatic chuck ESC.
  • the second DC generator 32b is connected to a conductive member of the showerhead 13 and configured to generate a second DC signal.
  • the generated second DC signal is applied to the conductive member of the showerhead 13.
  • the first and second DC signals may be pulsed. Note that the first and second DC generation units 32a and 32b may be provided in addition to the RF power source 31, or the first DC generation unit 32a may be provided in place of the second RF generation unit 31b. good.
  • the exhaust system 40 may be connected to a gas exhaust port 10e provided at the bottom of the plasma processing chamber 10, for example.
  • Evacuation system 40 may include a pressure regulating valve and a vacuum pump. The pressure within the plasma processing space 10s is adjusted by the pressure regulating valve.
  • the vacuum pump may include a turbomolecular pump, a dry pump, or a combination thereof.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of the configuration of a substrate support according to one exemplary embodiment. Note that FIG. 3 shows a part of the central region 111a of the substrate support 111, and illustration of other parts of the central region 111a and the annular region 111b is omitted. However, other parts of the central region 111a and the annular region 111b have the same configuration as the part of the central region 111a illustrated.
  • the substrate support 111 has a first layer 120 and a second layer 130 disposed on the first layer 120.
  • the second layer 130 includes a substrate support surface 131 for supporting the substrate W, and at least one adsorption electrode 132 for adsorbing the substrate W.
  • the substrate supporter 111 may further include a power supply section 140 for supplying power to the adsorption electrode 132.
  • the size of the substrate supporter 111 is not particularly limited, and may be appropriately designed depending on the processing target.
  • the thickness t1 of the substrate support 111 may be less than or equal to 30 mm, may be less than or equal to 28 mm, and may be less than or equal to 25 mm.
  • the first layer 120 has a first region 122, a second region 123, and a transition region 124.
  • the first region 122, the second region 123, and the transition region 124 are arranged in the thickness direction of the first layer 120 from the second layer 130 side. They are arranged in the order of areas 123.
  • the first region 122 is located between the second layer 130 and the second region 123 and is in contact with the second layer 130 .
  • the first region 122 is a region having a first thermal conductivity.
  • the first thermal conductivity may be higher than or equal to the third thermal conductivity, which is the thermal conductivity of the second layer 130, which will be described later.
  • the second region 123 is a region having a second thermal conductivity higher than the first thermal conductivity.
  • the second thermal conductivity may be, for example, 80W/(m ⁇ K) or more, 100W/(m ⁇ K) or more, 110W/(m ⁇ K) or more, 120W /(m ⁇ K) or more.
  • the transition region 124 is arranged between the first region 122 and the second region 123.
  • the transition region 124 has a first thermal conductivity that approaches a second thermal conductivity as the distance from the first region 122 increases in the direction from the first region 122 to the second region 123. It has a thermal conductivity that transitions within a range between the second thermal conductivity and the second thermal conductivity.
  • the thermal conductivity of the transition region 124 may change from a first thermal conductivity to a second thermal conductivity as the distance from the first region 122 increases.
  • the thermal conductivity in the transition region 124 may change stepwise or continuously from the first region 122 toward the second region 123.
  • the transition region 124 may be comprised of multiple regions. That is, the transition region 124 may have a laminated structure including multiple layers.
  • the transition region 124 includes a first transition region 124a, a second transition region 124b, a third transition region 124c, a fourth transition region 124d, and a fifth transition region 124e. May contain.
  • the thermal conductivity of the first transition region 124a to the fifth transition region 124e may be different from each other.
  • two or more adjacent regions among the first transition region 124a to the fifth transition region 124e may have the same thermal conductivity.
  • transition region 124 may be a single layer.
  • the thermal conductivity in the transition region 124 may change stepwise or continuously from the first region 122 toward the second region 123. Further, in any embodiment, the transition region 124 has a thermal conductivity that is the same as or different from the first thermal conductivity in a portion in contact with the first region 122 (for example, the first transition region 124a). may have. Further, in any embodiment, the transition region 124 has a thermal conductivity that is the same as or different from the second thermal conductivity in a portion in contact with the second region 123 (for example, the fifth transition region 124e). may have.
  • the linear expansion coefficient of the second region 123 is different from that of the second layer 130.
  • the first region 122 and the transition region 124 have a linear expansion coefficient between that of the second layer 130 and the second region 123 .
  • the linear expansion coefficients of the first region 122 and the transition region 124 change as the distance from the second layer 130 in the direction from the second layer 130 to the second region 123 increases.
  • the transition may be made to approach the linear expansion coefficient.
  • the linear expansion coefficient of the first region 122 may be the same as or different from the linear expansion coefficient of the second layer 130.
  • the linear expansion coefficient of the transition region 124 may be the same as or different from the linear expansion coefficient of the first region 122 in a portion that contacts the first region 122.
  • the linear expansion coefficient of the transition region 124 may be the same as or different from the linear expansion coefficient of the second region 123 in a portion that contacts the second region 123.
  • the linear expansion coefficient of the first region 122 is the same as the linear expansion coefficient of the second layer 130. or may be smaller than the linear expansion coefficient of the second layer 130. In this case, the linear expansion coefficient of the transition region 124 gradually decreases as the distance from the first region 122 increases.
  • the first layer 120 is made of a material with high thermal conductivity.
  • the second region 123 is selected from the group consisting of a high thermal conductivity ceramic such as aluminum nitride (AlN), a metal matrix composite (MMC), a first metal, and an alloy containing the first metal. It may include at least one of the following.
  • Metal matrix composite materials include a composite material of silicon and aluminum (Si-Al composite material), a composite material of silicon carbide and aluminum (SiC-Al composite material), and a composite material of silicon and titanium (Si-Ti composite material).
  • the material may include at least one selected from the group consisting of:
  • the first metal may include at least one selected from the group consisting of titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), and tantalum (Ta).
  • First region 122 and transition region 124 may be constructed from the same material as second region 123. However, as described above, the material properties (composition or composition ratio) may be changed.
  • the first layer 120 may include a flow path 121 for adjusting the temperature of the substrate W, the ring assembly 112, and the substrate support 111.
  • the flow path 121 may extend along the in-plane direction of the substrate W (the direction perpendicular to the thickness direction of the first layer 120).
  • the flow path 121 is connected to a temperature control module such as a chiller.
  • a temperature regulating medium such as brine may be supplied to the flow path 121 from a chiller.
  • Channel 121 may be formed such that at least a portion of channel 121 is included in transition region 124 .
  • the flow path 121 is arranged across the transition region 124 and the second region 123.
  • the flow path 121 may be formed such that the entire flow path 121 is included in the transition region 124.
  • the second layer 130 may be made of dielectric material.
  • the second layer 130 may be comprised of a material having a higher volume resistivity than the volume resistivity of the first layer 120.
  • the second layer 130 may be made of a ceramic material having a volume resistivity of 1 ⁇ 10 15 ⁇ or more, or 1 ⁇ 10 16 ⁇ or more in a temperature range from room temperature to 350° C., for example. Good too.
  • the second layer 130 may be made of high-purity alumina (aluminum oxide), and may be made of a material containing 99.5% by mass or more of alumina, for example.
  • the porosity of the second layer 130 may be 0.5% or less, 0.3% or less, or 0.1% or less.
  • the porosity of the second layer 130 may be 0.01% or more.
  • the porosity is a value indicating the ratio of pores (voids) included in the cross section to the area of the cross section when the second layer 130 is observed in cross section.
  • the first region 122 and the transition region 124 include the material contained in the second region 123 (first material) and the material contained in the second layer 130 (second material).
  • First region 122 and transition region 124 have graded compositions.
  • a gradient composition is a material composition in which the ratio of the first material to the second material increases as the distance from the second layer 130 in the direction from the second layer 130 toward the second region 123 increases. It is.
  • the first material includes aluminum nitride and the second material includes alumina
  • the ratio of aluminum nitride to alumina increases gradually.
  • the linear expansion coefficients of the first region 122 and the transition region 124 vary depending on the distance from the second layer 130 in the direction from the second layer 130 to the second region 123. The transition is made to approach the coefficient of linear expansion of the region 123.
  • the second layer 130 is disposed on the first layer 120 and includes a substrate support surface 131 for supporting the substrate W and at least one adsorption electrode 132 for adsorbing the substrate W. including.
  • the substrate support surface 131 may include a plurality of dots (not shown). That is, the second layer 130 may include a plurality of dot-shaped protrusions.
  • the substrate supporter 111 may support the substrate W by the upper surface of a plurality of dots (or a plurality of convex portions). A gap may be created between the back surface of the substrate W and the substrate support surface 131 due to the plurality of dots.
  • the substrate support 111 may be configured to supply a heat transfer gas that transfers heat between the substrate W and the substrate support 111 to the gap.
  • the heat transfer gas is, for example, helium gas (He gas).
  • the adsorption electrode 132 is made of a conductor such as metal.
  • the adsorption electrode 132 may be a single electrode or may be a plurality of electrodes.
  • the adsorption electrode 132 is composed of two electrodes, and a DC voltage is applied to the two electrodes so that a potential difference is generated between the two electrodes.
  • an AC power source may be connected to the adsorption electrode 132 instead of the DC power source.
  • the distance (thickness) t2 from the surface of the second layer 130 to the upper surface of the adsorption electrode 132 may be, for example, 0.5 mm or less.
  • the first layer 120 may include other electrodes together with the attraction electrode 132 or in place of the attraction electrode 132. Other electrodes may be heater electrodes for heating the substrate W and/or bias electrodes for drawing ions into the substrate W.
  • the second layer 130 has a third thermal conductivity that is less than or equal to the first thermal conductivity.
  • the third thermal conductivity may be the same or approximately the same as the first thermal conductivity.
  • the third thermal conductivity may be, for example, 50 W/(m ⁇ K) or less, 40 W/(m ⁇ K) or less, or 30 W/(m ⁇ K) or less. good.
  • the second layer 130 since the second layer 130 has a higher volume resistivity than the first layer 120, a high adsorption force for the substrate W is ensured in the second layer 130, which is an adsorption layer. .
  • This second layer 130 is in contact with the first region 122 of the first layer 120 without using an adhesive, and is in thermal contact with the first layer 120 without using an adhesive with high thermal resistance. It is connected to the.
  • the thermal conductivity gradually increases from the first region 122 in contact with the second layer 130 to the second region 123. That is, in the first layer 120, the thermal resistance gradually decreases from the first region 122 to the second region 123. Therefore, the heat of the substrate W on the second layer 130 is efficiently radiated in the heat radiation path from the first region 122 to the second region 123. Therefore, the substrate W is efficiently cooled in the substrate support 111.
  • the first layer 120 has the above-described transition region 124. Therefore, the thermal resistance inside the substrate support 111 is small, and the substrate W can be cooled to an extremely low temperature range.
  • the substrate support 111 of this embodiment can cool the substrate W to -50°C or lower, -100°C or lower, or -200°C or lower.
  • the second layer 130 is made of a material with high plasma resistance, for example, high purity alumina, it has high resistance to plasma and can suppress the generation of particles and the like.
  • the linear expansion coefficients of the first region 122 and the transition region 124 change as the distance from the second layer 130 in the direction from the second layer 130 to the second region 123 increases.
  • the coefficient of linear expansion may approach the coefficient of linear expansion of the second region 123. In this case, even if the substrate support 111 is heated due to heat input from the plasma during plasma processing, the linear expansion coefficient of the first layer 120 and the linear expansion coefficient of the second layer 130 Warping and cracking of the second layer 130 due to the difference between the two layers is suppressed.
  • the first layer 120 may include a flow path 121 that circulates the refrigerant.
  • the temperature of the substrate W on the second layer 130 can be adjusted by heat exchange between the coolant and the first layer 120.
  • the first thermal conductivity may be greater than or equal to the thermal conductivity of the second layer 130. In this case, the heat of the substrate on the second layer is more efficiently transferred from the second layer to the second region via the first region.
  • the substrate support 111 of the exemplary embodiment is not particularly limited and may be manufactured in a variety of ways.
  • the method for manufacturing the substrate support 111 includes a step of forming a first layer 120, a step of forming a second layer 130, and a step of bonding the first layer 120 and the second layer 130.
  • the first layer 120 may be formed by, for example, a green sheet method.
  • the second layer 130 may be formed by, for example, a hot press method.
  • the first layer 120 and the second layer 130 may be bonded, for example, by metal bonding, diffusion bonding, or the like.
  • the substrate support 111 of the exemplary embodiment may be integrally molded.
  • the method for manufacturing the substrate support 111 includes a step of forming a compression molded body of high-purity ceramic powder, a step of forming an adsorption electrode 132, a step of forming a laminate of ceramic green sheets, and a step of forming a laminate of ceramic green sheets.
  • the method may include a step of sintering an unsintered body in which the body, the adsorption electrode 132, and the compression molded body are stacked in this order while pressurizing the body.
  • the step of forming the second layer 130 described above may include the step of forming a compression molded body of high-purity ceramic powder. In this case, as shown in FIG.
  • the adsorption electrode 132 may be included in a compression molded body of high purity ceramic powder.
  • a portion of the second layer 130 closer to the substrate support surface 131 than the adsorption electrode 132 is formed by compression molding of high-purity ceramic powder, and the adsorption electrode 132 may be formed by printing on the surface of the compression molded body.
  • another compression molded body of high-purity ceramic powder is formed, and the other compression molded body and the compression molded body on which the attraction electrode 132 is printed are joined so that the attraction electrode 132 is sandwiched between them. You can.
  • the method for manufacturing the substrate support 111 includes a step of forming a high-purity ceramic compression molded body having an adsorption electrode 132, a step of forming a laminate in which ceramic green sheets are laminated, and a step of forming the compression molded body and the laminate. It may also include a step of sintering the unsintered body obtained by overlapping the above while pressurizing the unsintered body.
  • the step of forming the second layer 130 described above may include the step of forming a high-purity ceramic compression molded body having the adsorption electrode 132. In this case, in the step of forming the second layer 130, the adsorption electrode 132 is printed on the surface of the high-purity ceramic compression molded body.
  • the step of forming the first layer 120 described above may include the step of forming a laminate in which ceramic green sheets are stacked. That is, the first layer 120 may be formed as a laminate of ceramic green sheets. Alternatively, first layer 120 may be formed as a single layer. When the first layer 120 is formed as a single layer, the first layer 120 is formed by, for example, a 3D printer.
  • the step of joining the first layer 120 and the second layer 130 described above may include the step of sintering described above.
  • the above-mentioned green body may be sintered while being pressurized.
  • holes may be formed in the first layer 120 and the second layer 130.
  • the power supply section 140 may be formed to connect the attraction electrode 132 and the DC power source 32 through the hole.
  • the power feeding unit 140 may be formed integrally with the first layer 120 and the second layer 130.
  • the second layer 130 may be formed so that a portion of the adsorption electrode 132 is exposed. Then, when layer-manufacturing the first layer 120 using a 3D printer, a conductor such as a metal is layer-manufactured so that the exposed adsorption electrode 132 and the DC power source 32 are connected, thereby forming the power supply section 140. You can.
  • the second layer 130 becomes worn or damaged, only the second layer 130 may be replaced.
  • the worn second layer 130 may be removed by peeling or grinding, and a new second layer 130 may be joined to the first layer 120.
  • Plasma treatment method Next, a plasma processing method using the plasma processing apparatus 1 including the substrate support 111 configured as described above will be described below.
  • the plasma treatment for example, etching treatment and/or film formation treatment are performed.
  • the substrate W is carried into the plasma processing chamber 10 and placed on the substrate support surface 131. Thereafter, the pressure inside the plasma processing chamber 10 is reduced to a desired degree of vacuum by the exhaust system 40, and a DC voltage is applied to the adsorption electrode 132. Thereby, a Coulomb force is generated between the attraction electrode 132 and the substrate W, and the substrate W is electrostatically attracted to the substrate support surface 131.
  • processing gas is supplied from the gas supply unit 20 to the plasma processing space 10s via the shower head 13. Further, the first RF generating section 31a of the RF power source 31 supplies source RF power for plasma generation to the conductive member of the substrate support section 11 and/or the conductive member of the shower head 13, thereby exciting the processing gas. to generate plasma. At this time, a bias RF signal for ion attraction may be supplied by the second RF generation section 31b.
  • the substrate W is subjected to plasma processing by the action of generated plasma.
  • the above plasma processing method can be executed by controlling each component of the plasma processing apparatus 1 by the control unit 2 so as to execute a desired process.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a substrate supporter according to a first modification.
  • the substrate support 111A shown in FIG. 5 further includes a diffusion prevention layer 150 provided between the first layer 120 and the second layer 130.
  • Diffusion prevention layer 150 suppresses the constituent components of first layer 120 from diffusing into second layer 130 .
  • Diffusion prevention layer 150 may be formed from the same material as second layer 130.
  • the substrate support 111A diffusion of the constituent components of the first layer 120 into the second layer 130 is suppressed, and a decrease in the volume resistance value of the second layer 130 is suppressed. Thereby, it is possible to suppress a decrease in the electrostatic adsorption force between the substrate W and the adsorption electrode 132 over time. Further, when the diffusion prevention layer 150 is made of the same material as the second layer 130, the substrate support 111A is Thermal conductivity increases. Therefore, the heat of the substrate W on the second layer 130 is efficiently radiated from the second layer 130 toward the second region 123. Therefore, in the substrate supporter 111A, the substrate W is efficiently cooled.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a substrate supporter according to a second modification.
  • the substrate support 111B shown in FIG. 6 further includes at least one tube 133 made of insulating material.
  • the substrate support 111B further includes a plurality of tubes 133.
  • the second region 123 in the substrate support 111B has a bottom surface 123a on the opposite side to the substrate support surface 131, similarly to the substrate support 111.
  • Each of the plurality of tubes 133 defines a hole 160.
  • the plurality of tubes 133 define a hole 161 , a hole 162 , and a power supply hole 163 as the hole 160 .
  • the holes 161 and 162 penetrate the first layer 120 and the second layer 130 from the bottom surface 123a toward the substrate support surface 131.
  • the power supply hole 163 extends from the bottom surface 123a to the adsorption electrode 132.
  • a power supply section 140 may be formed to connect the attraction electrode 132 and the DC power supply 32 via the power supply hole 163.
  • Each of the plurality of tubes 133 may be formed from the same insulating material as the material of the second layer 130.
  • Each of the plurality of tubes 133 may be integrally molded with the second layer 130.
  • the hole 161 may be a pin hole through which the lift pin LP moves up and down.
  • the hole 162 may be a gas supply hole for supplying a heat transfer gas such as helium between the substrate W and the substrate support surface 131.
  • the tube 133 defining the hole 160 may be formed of the same material as the second layer 130, which has high plasma resistance. This ensures the discharge resistance and plasma resistance of the tube. Additionally, there is no need to line the hole 160 with a sleeve of insulating material. However, from the viewpoint of narrowing the radial space of the hole 160 and preventing abnormal discharge, the hole 160 may be additionally covered with a sleeve made of an insulating material.
  • FIG. 7 to 9 are cross-sectional views schematically showing the configurations of a substrate supporter according to a third modification example, a substrate supporter according to a fourth modification example, and a substrate supporter according to a fifth modification example.
  • the annular region 111b has the same configuration as the central region 111a.
  • the annular region 111b includes a third layer 120A and a fourth layer 130A disposed on the third layer 120A.
  • the configuration of the third layer 120A is the same as the configuration of the first layer 120
  • the configuration of the fourth layer 130A is the same as the configuration of the second layer 130.
  • the fourth layer 130A is made of a dielectric material having a higher volume resistivity than the third layer 120A.
  • the third layer 120A includes a third region 122A, a fourth region 123A, and a transition region 124A.
  • the configuration of the third area 122A is the same as the configuration of the first area 122, and the configuration of the fourth area 123A is the same as the configuration of the second area 123.
  • the configuration of the transition area 124A is the same as the configuration of the transition area 124 in the central area 111a. That is, the third region 122A is provided on the fourth layer 130A side and has the first thermal conductivity.
  • the third region 122A is arranged between the fourth region 123A and the fourth layer 130A.
  • the fourth region 123A has a second thermal conductivity higher than the first thermal conductivity.
  • the transition region 124A is arranged between the third region 122A and the fourth region 123A.
  • the transition region 124A has a first thermal conductivity that approaches the second thermal conductivity as the distance from the third region 122A increases in the direction from the third region 122A to the fourth region 123A. It has a thermal conductivity that transitions within a range between the second thermal conductivity and the second thermal conductivity.
  • the thermal resistance gradually decreases from the third region 122A to the fourth region 123A in the third layer 120A. Therefore, the heat of the ring assembly 112 on the fourth layer 130A is efficiently dissipated from the third region 122A toward the fourth region 123A. Therefore, in the substrate supporter 111C, the ring assembly 112 is efficiently cooled.
  • the annular region 111b may be formed integrally with the central region 111a, or may be in contact with the central region 111a.
  • the substrate support 111D shown in FIG. 8 has a groove 111c between the central region 111a and the annular region 111b.
  • Groove 111c may spatially separate second layer 130 from fourth layer 130A.
  • Groove 111c may spatially separate first region 122 from third region 122A.
  • Groove 111c may spatially separate transition region 124 of central region 111a from transition region 124A of annular region 111b.
  • the groove 111c may spatially separate a portion of the second region 123 from a portion of the fourth region 123A.
  • the second region 123 may be connected to the fourth region 123A between the bottom surface of the groove 111c and the bottom surface of the substrate support 111D.
  • the substrate support 111D exhibits the same effect as the substrate support 111C.
  • the substrate support 111D can suppress heat transfer between the central region 111a and the annular region 111b, and can independently adjust heat conduction in the central region 111a and the annular region 111b.
  • the central region 111a and the annular region 111b are completely separated from each other.
  • the central region 111a and the annular region 111b may be formed separately.
  • the substrate support 111E exhibits the same effect as the substrate support 111D.
  • the degree of freedom in manufacturing the central region 111a and the annular region 111b is improved.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a substrate supporter according to a sixth modification.
  • the substrate support 111F shown in FIG. 10 differs from the substrate support 111 in that the first layer 120 and the second layer 130 are placed on the base 170.
  • the base 170 supports the first layer 120.
  • the base 170 is placed on the base 170 with a bonding layer 180 in between.
  • Base 170 may be made of aluminum.
  • Base 170 may be made of silicon carbide (SiC).
  • base 170 may be constructed from metal matrix composite (MMC).
  • the base 170 may include a flow path 121 that circulates a temperature regulating medium (for example, a refrigerant).
  • the channel 121 may be formed not in the first layer 120 but in the base 170.
  • the base 170 and the first layer 120 may be bonded via a bonding layer 180. Bonding layer 180 is interposed between first layer 120 and base 170 and connects first layer 120 and base 170 to each other.
  • the bonding layer 180 may include an organic adhesive component and a filler having a thermal conductivity higher than that of the organic adhesive component.
  • the first layer 120 may be made of, for example, a composite material containing alumina (Al 2 O 3 ) and AlN.
  • the first layer 120 may include multiple layers having different ratios of Al 2 O 3 and AlN.
  • the multiple layers correspond to the transition region 124.
  • the transition region 124 of the substrate support 111F may have a laminated structure including a plurality of layers, similar to the substrate support 111.
  • the transition region 124 may include a first transition region 124a to a fifth transition region 124e.
  • the ratio of Al 2 O 3 to AlN may be adjusted such that the coefficient of linear expansion decreases from the second layer 130 toward the base 170.
  • Table 1 shows the ratio of the mass of Al 2 O 3 to the mass of AlN in the first layer 120 (transition region 124), second layer 130, and base 170 [Al 2 O 3 /AlN ratio] and linear expansion.
  • An example of coefficients is shown below.
  • the substrate support 111F may be manufactured by joining the first layer 120, the second layer 130, and the base 170. That is, the manufacturing method of the substrate support 111F includes a manufacturing process of the first layer 120, a manufacturing process of the second layer 130, and a joining process of the first layer 120, the second layer 130, and the base 170. It may have.
  • a manufacturing process of the first layer 120 a plurality of ceramic green sheets having different compositions are formed by a tape molding method, and a laminate of these ceramic green sheets is fired and subjected to HIP (Hot Isostatic Pressing) processing.
  • a first layer 120 may be manufactured.
  • the second layer 130 may be manufactured by molding high-purity ceramic powder using a hot press method.
  • the first layer 120 and the second layer 130 may be bonded using an inorganic bonding material.
  • the first layer 120 and the base 170 may be bonded using a bonding layer 180 containing an organic adhesive component and a filler.
  • the first layer 120 and the base 170 may be brazed with a metal solder such as aluminum.
  • the substrate support 111F can suppress warping and damage of the substrate support 111F caused by a difference in linear expansion coefficient.
  • the first layer 120 and the base may be bonded by a bonding layer 180 containing an organic adhesive component and a filler having a thermal conductivity higher than the thermal conductivity of the organic adhesive component or a bonding layer 180 such as a metal solder. 170, heat conduction from the first layer 120 to the base 170 is performed via the bonding layer 180. Thereby, the thermal conductivity of the substrate supporter 111F can be improved.
  • a first layer disposed on the first layer, includes a substrate support surface for supporting the substrate, and at least one adsorption electrode for adsorbing the substrate, and has a volume resistivity value higher than that of the first layer.
  • a second layer made of dielectric; Equipped with The first layer is: a first region in contact with the second layer and having a first thermal conductivity; a second region having a second thermal conductivity higher than the first thermal conductivity, the first region being disposed between the second region and the second layer; the second region, The second region is disposed between the first region and the second region, and the second region a transition region having a thermal conductivity that transitions within a range between the first thermal conductivity and the second thermal conductivity so as to approach a thermal conductivity of including the substrate support.
  • the second layer has a linear expansion coefficient different from that of the second region
  • the first region and the transition region have a linear expansion coefficient between the linear expansion coefficient of the second layer and the second region,
  • the linear expansion coefficients of the first region and the transition region vary depending on the distance from the second layer in the direction from the second layer to the second region.
  • the second region includes aluminum nitride, a metal matrix composite material, a composite material of silicon and aluminum, a composite material of silicon carbide and aluminum, a composite material of silicon and titanium, a first metal, and a first metal.
  • the second layer has a third thermal conductivity, and the first thermal conductivity is equal to or higher than the third thermal conductivity, and one of [E1] to [E7].
  • the transition region has a laminated structure including a plurality of layers, The substrate support according to any one of [E1] to [E9], wherein the thermal conductivity of the transition region changes stepwise from the first region to the second region. .
  • the transition region is a single layer;
  • a first layer disposed on the first layer, includes a substrate support surface for supporting the substrate, and at least one adsorption electrode for adsorbing the substrate, and has a volume resistivity value higher than that of the first layer.
  • a second layer made of dielectric; a diffusion prevention layer provided between the first layer and the second layer and made of the same material as the second layer; Equipped with The first layer is: a first region in contact with the diffusion prevention layer and having a first thermal conductivity; a second region having a second thermal conductivity higher than the first thermal conductivity, the first region being disposed between the second region and the second layer; the second region, The second region is disposed between the first region and the second region, and the second region a transition region having a thermal conductivity that transitions within a range between the first thermal conductivity and the second thermal conductivity so as to approach a thermal conductivity of including the substrate support.
  • the second region has a bottom surface opposite to the substrate support surface,
  • the substrate support further includes a tube defining a hole passing through the first layer and the second layer from the bottom surface toward the substrate support surface, the tube is formed from the same insulating material as the material of the second layer;
  • the substrate support according to any one of [E1] to [E14].
  • the second region has a bottom surface opposite to the substrate support surface,
  • the substrate support further includes a tube defining a power supply hole extending from the bottom surface to the adsorption electrode, the tube is formed from the same insulating material as the material of the second layer;
  • the substrate support according to any one of [E1] to [E15].
  • [E17] further comprising an annular region surrounding the central region on a radially outer side of the central region including the first layer and the second layer,
  • the annular region is a third layer; a fourth layer made of a dielectric material, disposed on the third layer, and having a higher volume resistivity than the third layer; Equipped with The third layer is: a third region provided on the fourth layer side and having the first thermal conductivity; a fourth region having the second thermal conductivity higher than the first thermal conductivity, and the third region is disposed between the fourth region and the fourth layer.
  • the second area is disposed between the third area and the fourth area, and is configured to increase the distance from the third area in the direction from the third area to the fourth area.
  • a transition region having a thermal conductivity that transitions within a range between the first thermal conductivity and the second thermal conductivity so as to approach a thermal conductivity of
  • the substrate support according to any one of [E1] to [E16], comprising:
  • a base that includes a flow path for circulating a refrigerant and supports the first layer; a bonding layer interposed between the first layer and the base and connecting the first layer and the base to each other; further comprising;
  • the bonding layer includes an organic adhesive component and a filler having a thermal conductivity higher than that of the organic adhesive component.
  • the transition region is located between the first region and the second region,
  • the second region includes aluminum nitride, a metal matrix composite material, a composite material of silicon and aluminum, a composite material of silicon carbide and aluminum, a composite material of silicon and titanium, a first metal, and a first metal.
  • the first material includes at least one selected from the group consisting of alloys including;
  • the second layer is made of a second material containing 99.5% by mass or more of alumina,
  • the first region and the transition region include the first material and the second material, and increase in distance from the second layer in a direction from the second layer to the second region. having a composition gradient in which the ratio of the first material to the second material increases in accordance with Board support.
  • a plasma processing apparatus comprising:

Abstract

開示される基板支持器は、第１の層と、第１の層上に配置され、基板支持面と少なくとも１つの吸着電極とを含み、第１の層よりも高い体積抵抗値を有する誘電体製の第２の層と、を備える。第１の層は、第２の層と接し、第１の熱伝導率を有する第１の領域と、第１の熱伝導率よりも高い第２の熱伝導率を有する第２の領域であり、第１の領域は、第２の領域と第２の層との間に配置されている、該第２の領域と、第１の領域と第２の領域との間に配置され、第１の領域から第２の領域に向かう方向における第１の領域からの距離の増加に応じて第２の熱伝導率に近付くように第１の熱伝導率と第２の熱伝導率との間の範囲内で遷移する熱伝導率を有する遷移領域と、を含む。

Description

基板支持器及びプラズマ処理装置
　本開示は、基板支持器及びプラズマ処理装置に関する。
　特許文献１には、所定形状に切断した複数のセラミックグリーンシートを、その成形方向が互いに異なるように積層し、焼成して板状セラミック体を形成することを特徴とする静電チャックの製造方法が開示されている。特許文献１の静電チャックは、板状セラミック体の表面に基板を保持する載置面を備える。板状セラミック体は、冷却構造を施した金属ベースに絶縁性接着剤で接着固定されている。基板表面に発生した熱は、金属ベースに冷却媒体を流すことで冷却媒体を介し系外に逃がされる。
特開２００４－０３１５９４号公報
　本開示の例示的実施形態は、基板の熱を効率的に放熱し、基板を効率的に冷却する技術を提供する。
　一つの例示的実施形態に係る基板支持器は、第１の層と、前記第１の層上に配置され、基板を支持するための基板支持面と、前記基板を吸着するための少なくとも１つの吸着電極とを含み、前記第１の層よりも高い体積抵抗値を有する誘電体製の第２の層と、を備え、前記第１の層は、前記第２の層と接し、第１の熱伝導率を有する第１の領域と、前記第１の熱伝導率よりも高い第２の熱伝導率を有する第２の領域であり、前記第１の領域は、該第２の領域と前記第２の層との間に配置されている、該第２の領域と、前記第１の領域と前記第２の領域との間に配置され、前記第１の領域から前記第２の領域に向かう方向における前記第１の領域からの距離の増加に応じて前記第２の熱伝導率に近付くように、前記第１の熱伝導率と前記第２の熱伝導率との間の範囲内で遷移する熱伝導率を有する遷移領域と、を含む。
　本開示の例示的実施形態によれば、放熱経路において基板の熱が効率的に放熱されて、基板が効率的に冷却される。
一つの例示的実施形態にかかるプラズマ処理システムの構成を模式的に示す説明図である。 一つの例示的実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成の一例を示す断面図である。 一つの例示的実施形態にかかる基板支持器の構成の一例を示す断面図である。 一つの例示的実施形態にかかる基板支持器の遷移領域の一例を示す断面図である。 第１変形例にかかる基板支持器の構成を示す断面図である。 第２変形例にかかる基板支持器の構成を示す断面図である。 第３変形例にかかる基板支持器の構成を示す断面図である。 第４変形例にかかる基板支持器の構成を示す断面図である。 第５変形例にかかる基板支持器の構成を示す断面図である。 第６変形例にかかる基板支持器の構成を示す断面図である。
　以下、例示的実施形態にかかる基板処理装置の構成について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
［プラズマ処理システム］
　図１は、一つの例示的実施形態にかかるプラズマ処理システムの構成を模式的に示す説明図である。一実施形態において、プラズマ処理システムは、プラズマ処理装置１及び制御部２を含む。プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、基板支持部１１及びプラズマ生成部１２を含む。プラズマ処理チャンバ１０は、プラズマ処理空間を有する。また、プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間に供給するための少なくとも１つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口とを有する。ガス供給口は、後述するガス供給部２０に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム４０に接続される。基板支持部１１は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。
　プラズマ生成部１２は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマを生成するように構成される。プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ（ＣＣＰ：Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ）、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ）、ＥＣＲプラズマ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ－Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ－Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　Ｐｌａｓｍａ）、ヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ：Ｈｅｌｉｃｏｎ　Ｗａｖｅ　Ｐｌａｓｍａ）、又は、表面波プラズマ（ＳＷＰ：Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｗａｖｅ　Ｐｌａｓｍａ）等であってもよい。また、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ　Ｃｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部及びＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｃｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。一実施形態において、ＡＣプラズマ生成部で用いられるＡＣ信号（ＡＣ電力）は、１００ｋＨｚ～１０ＧＨｚの範囲内の周波数を有する。従って、ＡＣ信号は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、ＲＦ信号は、２００ｋＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。
　制御部２は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置１に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部２は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置１の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部２の一部又は全てがプラズマ処理装置１に含まれてもよい。制御部２は、例えばコンピュータ２ａを含んでもよい。コンピュータ２ａは、例えば、処理部（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）２ａ１、記憶部２ａ２、及び通信インターフェース２ａ３を含んでもよい。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２に格納されたプログラムに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。記憶部２ａ２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース２ａ３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介してプラズマ処理装置１との間で通信してもよい。
［プラズマ処理装置］
　次に、プラズマ処理装置１の一例としての容量結合プラズマ処理装置の構成例について、図２を用いて説明する。プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａ及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。側壁１０ａは接地される。シャワーヘッド１３及び基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０筐体とは電気的に絶縁される。
　基板支持部１１は、基板支持器１１１及びリングアセンブリ１１２を含む。基板支持器１１１は、基板（ウェハ）Ｗを支持するための中央領域１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域１１１ｂとを有する。基板支持器１１１の環状領域１１１ｂは、平面視で基板支持器１１１の中央領域１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、基板支持器１１１の中央領域１１１ａの基板支持面１１４上に配置され、リングアセンブリ１１２は、基板支持面１１４上の基板Ｗを囲むように基板支持器１１１の環状領域１１１ｂのリング支持面上に配置される。基板支持器１１１の構成の詳細については後述する。
　シャワーヘッド１３は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。シャワーヘッド１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス拡散室１３ｂ、及び複数のガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３ｂを通過して複数のガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。また、シャワーヘッド１３は、導電性部材を含む。シャワーヘッド１３の導電性部材は上部電極として機能する。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ　Ｇａｓ　Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。
　ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してシャワーヘッド１３に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する少なくとも１つの流量変調デバイスを含んでもよい。
　電源３０は、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のような少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を、基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ生成部１２の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を基板支持部１１の導電性部材に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。
　一実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１３ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給される。第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のバイアスＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。
　また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部３２ｂを含む。一実施形態において、第１のＤＣ生成部３２ａは、基板支持部１１の導電性部材に接続され、第１のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第１のＤＣ信号は、基板支持部１１の導電性部材に印加される。一実施形態において、第１のＤＣ信号が、静電チャックＥＳＣ内の電極のような他の電極に印加されてもよい。一実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、シャワーヘッド１３の導電性部材に接続され、第２のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第２のＤＣ信号は、シャワーヘッド１３の導電性部材に印加される。種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号がパルス化されてもよい。なお、第１及び第２のＤＣ生成部３２ａ，３２ｂは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第１のＤＣ生成部３２ａが第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。
　排気システム４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１０の底部に設けられたガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
［基板支持器］
　次に、一つの例示的実施形態にかかる基板支持器１１１の詳細について説明する。図３は、一つの例示的実施形態にかかる基板支持器の構成の一例を示す断面図である。なお、図３は基板支持器１１１における中央領域１１１ａの一部を示し、中央領域１１１ａの他の部分並びに環状領域１１１ｂについては図示を省略する。ただし、中央領域１１１ａの他の部分及び環状領域１１１ｂについても、図示する中央領域１１１ａの一部と同様の構成を備えるものとする。
　図３において、基板支持器１１１は、第１の層１２０と、第１の層１２０上に配置された第２の層１３０とを有する。第２の層１３０は、基板Ｗを支持するための基板支持面１３１と、基板Ｗを吸着するための少なくとも１つの吸着電極１３２とを含む。基板支持器１１１は、吸着電極１３２に電力を供給するための給電部１４０を更に有してもよい。なお、基板支持器１１１の大きさは、特に制限されることはなく、処理対象に応じて適宜設計されてよい。一例では、基板支持器１１１の厚さｔ１は、３０ｍｍ以下であってよく、２８ｍｍ以下であってよく、２５ｍｍ以下であってよい。
　第１の層１２０は、第１の領域１２２と、第２の領域１２３と、遷移領域１２４とを有する。第１の領域１２２、第２の領域１２３、及び遷移領域１２４は、第２の層１３０側から、第１の層１２０の厚さ方向において、第１の領域１２２、遷移領域１２４、及び第２の領域１２３の順に並んでいる。第１の領域１２２は、第２の層１３０と第２の領域１２３との間に配置されており、第２の層１３０と接している。第１の領域１２２は、第１の熱伝導率を有する領域である。第１の熱伝導率は、後述する第２の層１３０の熱伝導率である第３の熱伝導率以上であってもよい。第２の領域１２３は、第１の熱伝導率よりも高い第２の熱伝導率を有する領域である。第２の熱伝導率は、例えば、８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であってよく、１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であってよく、１１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であってよく、１２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であってよい。
　遷移領域１２４は、第１の領域１２２と第２の領域１２３との間に配置されている。遷移領域１２４は、第１の領域１２２から第２の領域１２３に向かう方向における第１の領域１２２からの距離の増加に応じて第２の熱伝導率に近付くように第１の熱伝導率と第２の熱伝導率との間の範囲内で遷移する熱伝導率を有する。遷移領域１２４の熱伝導率は、第１の領域１２２からの距離の増加に応じて第１の熱伝導率から第２の熱伝導率に変化していてもよい。遷移領域１２４における熱伝導率は、第１の領域１２２から第２の領域１２３に向かって、段階的に遷移してもよく、連続的に遷移してもよい。
　一実施形態において、遷移領域１２４は、複数の領域から構成されていてもよい。即ち、遷移領域１２４は、複数の層を含む積層構造を有していてもよい。例えば、図４に示すように、遷移領域１２４は、第１の遷移領域１２４ａ、第２の遷移領域１２４ｂ、第３の遷移領域１２４ｃ、第４の遷移領域１２４ｄ、及び第５の遷移領域１２４ｅを含んでいてもよい。第１の遷移領域１２４ａ～第５の遷移領域１２４ｅの熱伝導率は、互いに異なっていてもよい。或いは、第１の遷移領域１２４ａ～第５の遷移領域１２４ｅのうち互いに隣り合う二つ以上の領域が、同じ熱伝導率を有していてもよい。別の実施形態において、遷移領域１２４は、単一の層であってもよい。
　何れの実施形態においても、遷移領域１２４における熱伝導率は、第１の領域１２２から第２の領域１２３に向かって、段階的に遷移してもよく、連続的に遷移してもよい。また、何れの実施形態においても、遷移領域１２４は、第１の領域１２２に接する部分（例えば、第１の遷移領域１２４ａ）において第１の熱伝導率と同じであるか、異なる熱伝導率を有していてもよい。また、何れの実施形態においても、遷移領域１２４は、第２の領域１２３に接する部分（例えば、第５の遷移領域１２４ｅ）において第２の熱伝導率と同じであるか、異なる熱伝導率を有していてもよい。
　第２の領域１２３の線膨張係数は第２の層１３０の線膨張係数と異なる。第１の領域１２２及び遷移領域１２４は、第２の層１３０の線膨張係数と第２の領域１２３の線膨張係数との間の線膨張係数を有する。第１の領域１２２及び遷移領域１２４の線膨張係数は、第２の層１３０から第２の領域１２３に向かう方向における第２の層１３０からの距離の増加に応じて、第２の領域１２３の線膨張係数に近付くように遷移してもよい。第１の領域１２２の線膨張係数は、第２の層１３０の線膨張係数と同一であってもよく、異なっていてもよい。また、遷移領域１２４の線膨張係数は、第１の領域１２２と接する部分において、第１の領域１２２の線膨張係数と同一であってよく、異なっていてもよい。また、遷移領域１２４の線膨張係数は、第２の領域１２３と接する部分において、第２の領域１２３の線膨張係数と同一であってよく、異なっていてもよい。例えば、第２の領域１２３の線膨張係数が第２の層１３０の線膨張係数よりも小さい場合には、第１の領域１２２の線膨張係数は、第２の層１３０の線膨張係数と同一であるか、第２の層１３０の線膨張係数よりも小さくてもよい。この場合には、遷移領域１２４の線膨張係数は、第１の領域１２２からの距離の増加につれて徐々に小さくなる。
　第１の層１２０は、高熱伝導性を有する材料で構成される。第２の領域１２３は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のような高熱伝導セラミック、金属基複合材料（ＭＭＣ：ｍｅｔａｌ　ｍａｔｒｉｘ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、第１の金属、及び第１の金属を含む合金からなる群から選択される少なくとも一つを含んでもよい。金属基複合材料は、シリコンとアルミニウムとの複合材（Ｓｉ－Ａｌ複合材）、炭化シリコンとアルミニウムとの複合材（ＳｉＣ－Ａｌ複合材）、及びシリコンとチタンとの複合材（Ｓｉ－Ｔｉ複合材）からなる群から選択される少なくとも一つを含んでもよい。第１の金属は、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）若しくはタンタル（Ｔａ）からなる群から選択される少なくとも一つを含んでもよい。第１の領域１２２及び遷移領域１２４は、第２の領域１２３と同じ材料から構成されてもよい。ただし、上述の通り、第１の領域１２２及び遷移領域１２４の熱伝導率及び線膨張係数が、第２の領域１２３の熱伝導率及び線膨張係数と異なる値になるように材料の特性（組成又は組成比）が変更されてもよい。
　図３に示されるように、第１の層１２０は、基板Ｗ、リングアセンブリ１１２及び基板支持器１１１の温度を調整するための流路１２１を含んでいてもよい。流路１２１は、基板Ｗの面内方向（第１の層１２０の厚さ方向と垂直な方向）に沿って延在していてもよい。流路１２１は、チラーなどの温調モジュールと接続される。流路１２１には、チラーからブラインなどの温調媒体が供給されてもよい。流路１２１は、流路１２１の少なくとも一部が遷移領域１２４に含まれるように形成されてもよい。図３の例では、流路１２１は、遷移領域１２４と第２の領域１２３とにわたって配置されている。或いは、流路１２１は、流路１２１は、その全部が遷移領域１２４に含まれるように形成されていてもよい。
　第２の層１３０は、誘電体製であってもよい。第２の層１３０は、第１の層１２０の体積抵抗率よりも高い体積抵抗値を有する材料で構成されてもよい。第２の層１３０は、例えば、室温以上３５０℃以下の温度域における体積抵抗が１×１０１５Ω以上のセラミック材料で構成されてもよく、１×１０１６Ω以上のセラミック材料で構成されてもよい。第２の層１３０は、高純度のアルミナ（酸化アルミニウム）で構成されてもよく、例えば、９９．５質量％以上のアルミナを含む材料で構成されてもよい。また、第２の層１３０の気孔率は、０．５％以下であってもよく、０．３％以下であってもよく、０．１％以下であってもよい。また、第２の層１３０の気孔率は、０．０１％以上であってもよい。ここで、気孔率は、第２の層１３０を断面観察した場合に、当該断面の面積に対する、当該断面に含まれる気孔（空隙）の割合を示す値である。
　第１の領域１２２及び遷移領域１２４は、第２の領域１２３に含まれる材料（第１の材料）及び第２の層１３０に含まれる材料（第２の材料）を含む。第１の領域１２２及び遷移領域１２４は、傾斜組成を有する。傾斜組成とは、第２の層１３０から第２の領域１２３に向かう方向における第２の層１３０からの距離の増加に応じて、第２の材料に対する第１の材料の比率が増加する材料組成である。例えば、第１の材料が窒化アルミニウムを含み、第２の材料がアルミナを含む場合、第２の層１３０から第２の領域１２３に向かう方向における第２の層１３０からの距離の増加に応じて、アルミナに対する窒化アルミニウムの比率が徐々に増加する。この場合、第１の領域１２２及び遷移領域１２４の線膨張係数は、第２の層１３０から第２の領域１２３に向かう方向における第２の層１３０からの距離の増加に応じて、第２の領域１２３の線膨張係数に近付くように遷移する。
　上述したように、第２の層１３０は、第１の層１２０上に配置されており、基板Ｗを支持するための基板支持面１３１と、基板Ｗを吸着するための少なくとも１つの吸着電極１３２とを含む。基板支持面１３１は、複数のドット（図示しない）備えてもよい。即ち、第２の層１３０は、ドット状の複数の凸部を含んでいてもよい。この場合、基板支持器１１１は、基板Ｗを複数のドット（又は複数の凸部）の上面により支持してもよい。基板Ｗの裏面と基板支持面１３１との間には、複数のドットにより隙間が生じ得る。基板支持器１１１は、当該隙間に、基板Ｗと基板支持器１１１との間で熱伝達する伝熱ガスを供給するように構成されてもよい。伝熱ガスは、例えば、ヘリウムガス（Ｈｅガス）である。
　吸着電極１３２は、金属などの導体で構成される。吸着電極１３２は、単一の電極であってもよく、複数の電極であってもよい。一例では、吸着電極１３２は、二つの電極により構成され、当該二つの電極に対して電位差が生じるようにＤＣ電圧が印加される。なお、吸着電極１３２には、ＤＣ電源に代えて、ＡＣ電源が接続されてもよい。第２の層１３０の表面から吸着電極１３２の上面までの距離（厚さ）ｔ２は、例えば、０．５ｍｍ以下であってもよい。第１の層１２０は、吸着電極１３２とともに、又は吸着電極１３２に代えて他の電極を含んでもよい。他の電極は、基板Ｗを加熱するためのヒータ電極、及び／又は基板Ｗにイオンを引き込むためのバイアス電極であってもよい。
　第２の層１３０は、第１の熱伝導率以下の第３の熱伝導率を有する。第３の熱伝導率は、第１の熱伝導率と同一又は略同一であってもよい。第３の熱伝導率は、例えば、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であってもよく、４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であってもよく、３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であってもよい。
　以上説明した基板支持器１１１では、第２の層１３０が第１の層１２０よりも高い体積抵抗値を有するので、吸着層である第２の層１３０において基板Ｗの高い吸着力が確保される。この第２の層１３０は、接着剤を介することなく第１の層１２０の第１の領域１２２と接しており、高い熱抵抗を有する接着剤を介することなく、第１の層１２０と熱的に接続されている。また、第１の層１２０では、第２の層１３０に接する第１の領域１２２から第２の領域１２３に向かって熱伝導率が徐々に上昇する。即ち、第１の層１２０では、第１の領域１２２から第２の領域１２３に向かって熱抵抗が徐々に減少している。したがって、第２の層１３０上の基板Ｗの熱は、第１の領域１２２から第２の領域１２３に向かう放熱経路において、効率的に放熱される。よって、基板支持器１１１では、基板Ｗが効率的に冷却される。
　また、基板支持器１１１において、第１の層１２０は、上述の遷移領域１２４を有する。したがって、基板支持器１１１内の熱抵抗が小さく、基板Ｗを極低温域まで冷却することができる。例えば、本実施形態の基板支持器１１１は、基板Ｗを－５０℃以下、－１００℃以下又は－２００℃以下に冷却することができる。また、第２の層１３０が、プラズマ耐性の高い材料、例えば、高純度のアルミナで構成される場合には、プラズマに対して高耐性を有し、パーティクル等の発生を抑制することができる。
　また、上述したように、第１の領域１２２及び遷移領域１２４の線膨張係数は、第２の層１３０から第２の領域１２３に向かう方向における第２の層１３０からの距離の増加に応じて、第２の領域１２３の線膨張係数に近付くように遷移していてもよい。この場合には、プラズマ処理中に、プラズマからの入熱により、基板支持器１１１が加熱された場合であっても、第１の層１２０の線膨張係数と第２の層１３０の線膨張係数との差異に起因する第２の層１３０の反り及び割れが抑制される。
　また、第１の層１２０は、冷媒を循環させる流路１２１を含んでもよい。この場合には、冷媒と第１の層１２０との間の熱交換により、第２の層１３０上の基板Ｗの温度が調整され得る。
　また、第１の熱伝導率は、第２の層１３０の熱伝導率以上であってもよい。この場合には、第２の層上の基板の熱が第２の層から第１の領域を介して第２の領域に向けて更に効率的に伝達される。
［基板支持器の製造方法］
　例示的実施形態の基板支持器１１１は、特に限定されることはなく、種々の方法で製造され得る。一例では、基板支持器１１１の製造方法は、第１の層１２０を形成する工程と、第２の層１３０を形成する工程と、第１の層１２０と第２の層１３０とを接合する工程とを含む。第１の層１２０は、例えば、グリーンシート法により形成され得る。第２の層１３０は、例えば、ホットプレス法により形成され得る。第１の層１２０と第２の層１３０とは、例えば、金属接合及び拡散接合等により接合され得る。
　例示的実施形態の基板支持器１１１は、一体成型されてもよい。例えば、基板支持器１１１の製造方法は、高純度セラミック粉末の圧縮成型体を形成する工程と、吸着電極１３２を形成する工程と、セラミックグリーンシートを積層した積層体を形成する工程と、上記積層体、吸着電極１３２及び上記圧縮成型体とをこの順で重ね合わせた未焼結体を加圧しながら焼結させる工程とを含んでもよい。上述の第２の層１３０を形成する工程は、高純度セラミック粉末の圧縮成型体を形成する工程を含んでいてもよい。この場合、図３に示されるように、吸着電極１３２を、高純度セラミック粉末の圧縮成型体内に含めてもよい。この際に、第２の層１３０を形成する工程では、第２の層１３０のうち、吸着電極１３２よりも基板支持面１３１側の部分を高純度セラミック粉末の圧縮成型体によって形成し、吸着電極１３２を、圧縮成型体の表面に印刷することで形成してもよい。そして、高純度セラミック粉末の別の圧縮成型体を形成し、当該別の圧縮成型体と吸着電極１３２が印刷された圧縮成型体とを、それらの間に吸着電極１３２を挟み込むように、接合してもよい。
　或いは、基板支持器１１１の製造方法は、吸着電極１３２を有する高純度セラミック圧縮成型体を形成する工程と、セラミックグリーンシートを積層した積層体を形成する工程と、上記圧縮成型体と上記積層体とを重ね合わせた未焼結体を加圧しながら焼結させる工程とを含んでもよい。上述の第２の層１３０を形成する工程は、吸着電極１３２を有する高純度セラミック圧縮成型体を形成する工程を含んでいてもよい。この場合には、第２の層１３０を形成する工程において、高純度セラミック圧縮成型体の表面に吸着電極１３２が印刷される。
　上述の第１の層１２０を形成する工程は、セラミックグリーンシートを積層した積層体を形成する工程を含んでもよい。即ち、第１の層１２０は、セラミックグリーンシートを積層した積層体として形成されてもよい。或いは、第１の層１２０は、単一の層として形成されてもよい。第１の層１２０が、単一の層として形成される場合、第１の層１２０は、例えば、３Ｄプリンタ等によって形成される。
　上述の第１の層１２０と第２の層１３０とを接合する工程は、上述の焼結させる工程を含んでもよい。この工程では、上述の未焼結体が、加圧されながら焼結されてもよい。
　上述の基板支持器１１１の製造方法において、第１の層１２０及び第２の層１３０に孔を形成してもよい。また、当該孔を介して吸着電極１３２とＤＣ電源３２とを接続するよう、給電部１４０を形成してよい。また、給電部１４０は、第１の層１２０及び第２の層１３０と一体に形成されてもよい。例えば、吸着電極１３２の一部が露出するように第２の層１３０を形成してもよい。そして、３Ｄプリンタにより第１の層１２０を積層造形する際に、露出した吸着電極１３２とＤＣ電源３２とが接続されるように金属等の導体を積層造形することにより、給電部１４０を形成してもよい。
　また、例示的実施形態の基板支持器１１１では、第２の層１３０が摩耗又は破損した場合には、当該第２の層１３０のみを交換してもよい。例えば、摩耗した第２の層１３０を剥離又研削等により除去し、新たな第２の層１３０を第１の層１２０と接合してもよい。
［プラズマ処理方法］
　次に、上記のように構成される基板支持器１１１を備えるプラズマ処理装置１を用いたプラズマ処理方法について、以下に説明する。プラズマ処理としては、例えばエッチング処理及び／又は成膜処理が行われる。
　プラズマ処理方法においては、先ず、プラズマ処理チャンバ１０の内部に基板Ｗを搬入し、基板支持面１３１上に基板Ｗを載置する。その後、排気システム４０によってプラズマ処理チャンバ１０内の圧力を所望の真空度まで減圧するとともに、吸着電極１３２にＤＣ電圧を印加する。これにより、吸着電極１３２と基板Ｗとの間にクーロン力を発生させ、基板Ｗを基板支持面１３１に静電吸着させる。
　次に、ガス供給部２０からシャワーヘッド１３を介してプラズマ処理空間１０ｓに処理ガスを供給する。また、ＲＦ電源３１の第１のＲＦ生成部３１ａによりプラズマ生成用のソースＲＦ電力を基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給することにより、処理ガスを励起させて、プラズマを生成する。この際、第２のＲＦ生成部３１ｂによりイオン引き込み用のバイアスＲＦ信号を供給してもよい。プラズマ処理方法では、生成されたプラズマの作用によって、基板Ｗにプラズマ処理が施される。
　上記プラズマ処理方法は、制御部２によってプラズマ処理装置１の各構成を、所望の工程を実行するように制御することで実行することができる。
　次に、例示的実施形態の幾つかの変形例について説明する。なお、以下の変形例は、基本的な構成及び作用が上述した実施形態と同一であるので、重複した構成及び作用については説明を省略ないしは簡略化し、異なる構成及び作用についてのみ説明する。
［第１変形例］
　図５は、第１変形例にかかる基板支持器の構成を模式的に示す断面図である。図５に示す基板支持器１１１Ａは、第１の層１２０と第２の層１３０との間に設けられた拡散防止層１５０を更に備える。拡散防止層１５０は、第１の層１２０の構成成分が第２の層１３０中に拡散することを抑制する。拡散防止層１５０は、第２の層１３０と同じ材料から形成されていてもよい。
　基板支持器１１１Ａによれば、第１の層１２０の構成成分が第２の層１３０の中に拡散することが抑制されて、第２の層１３０の体積抵抗値の低下が抑制される。これにより、基板Ｗと吸着電極１３２との間の経時的な静電吸着力の低下を抑制することができる。また、拡散防止層１５０が第２の層１３０と同じ材料から構成されている場合には、第２の層１３０から第１の層１２０の第２の領域１２３に向かう方向において基板支持器１１１Ａの熱伝導率が増加する。したがって、第２の層１３０上の基板Ｗの熱は、第２の層１３０から第２の領域１２３に向かって効率的に放熱される。よって、上記基板支持器１１１Ａでは、基板Ｗが効率的に冷却される。
［第２変形例］
　図６は、第２変形例にかかる基板支持器の構成を模式的に示す断面図である。図６に示す基板支持器１１１Ｂは、絶縁材料製の少なくとも一つの管１３３を更に有する。図示された例では、基板支持器１１１Ｂは、複数の管１３３を更に有する。基板支持器１１１Ｂにおける第２の領域１２３は、基板支持器１１１と同様に、基板支持面１３１とは反対側の底面１２３ａを有する。複数の管１３３の各々は、孔１６０を画成する。複数の管１３３は、孔１６０として、孔１６１、孔１６２、及び給電孔１６３を画成している。孔１６１及び１６２は、底面１２３ａから基板支持面１３１に向けて第１の層１２０及び第２の層１３０を貫通している。給電孔１６３は、底面１２３ａから吸着電極１３２まで延びている。基板支持器１１１Ｂでは、給電孔１６３を介して吸着電極１３２とＤＣ電源３２とを接続するよう、給電部１４０が形成されていてもよい。複数の管１３３の各々は、第２の層１３０の材料と同じ絶縁性材料から形成されてもよい。複数の管１３３の各々は、第２の層１３０と一体に成形されてもよい。孔１６１は、リフトピンＬＰが上下動するためのピン孔であってもよい。孔１６２は、基板Ｗと基板支持面１３１との間にヘリウム等の伝熱ガスを供給するためのガス供給孔であってもよい。
　基板支持器１１１Ｂによれば、孔１６０を規定する管１３３が、プラズマ耐性が高い第２の層１３０と同じ材料で形成されてもよい。これにより、管の耐放電性能及びプラズマ耐性が確保される。加えて、孔１６０に、絶縁材料製のスリーブを内篏する必要がない。ただし、孔１６０の径方向の空間を狭くして異常放電を防止する観点等から、孔１６０に、別途、絶縁材料製のスリーブを内篏してもよい。
［第３変形例～第５変形例］
　図７～図９は、第３変形例にかかる基板支持器、第４変形例にかかる基板支持器、及び第５変形例にかかる基板支持器の構成を模式的に示す断面図である。
　図７に示す基板支持器１１１Ｃでは、環状領域１１１ｂが中央領域１１１ａと同じ構成を有する。基板支持器１１１Ｃでは、環状領域１１１ｂが、第３の層１２０Ａと、第３の層１２０Ａ上に配置された第４の層１３０Ａとを備える。第３の層１２０Ａの構成は、第１の層１２０の構成と同じであり、第４の層１３０Ａの構成は、第２の層１３０の構成と同じである。第４の層１３０Ａは、第３の層１２０Ａよりも高い体積抵抗値を有する誘電体製である。第３の層１２０Ａは、第３の領域１２２Ａと、第４の領域１２３Ａと、遷移領域１２４Ａとを含む。第３の領域１２２Ａの構成は第１の領域１２２の構成と同じであり、第４の領域１２３Ａの構成は第２の領域１２３の構成と同じである。遷移領域１２４Ａの構成は、中央領域１１１ａにおける遷移領域１２４の構成と同じである。つまり、第３の領域１２２Ａは、第４の層１３０Ａ側に設けられ、第１の熱伝導率を有する。第３の領域１２２Ａは、第４の領域１２３Ａと第４の層１３０Ａとの間に配置されている。第４の領域１２３Ａは、第１の熱伝導率よりも高い第２の熱伝導率を有する。遷移領域１２４Ａは、第３の領域１２２Ａと第４の領域１２３Ａとの間に配置されている。遷移領域１２４Ａは、第３の領域１２２Ａから第４の領域１２３Ａに向かう方向における第３の領域１２２Ａからの距離の増加に応じて第２の熱伝導率に近付くように第１の熱伝導率と第２の熱伝導率との間の範囲内で遷移する熱伝導率を有する。基板支持器１１１Ｃでは、第３の層１２０Ａにおいて、第３の領域１２２Ａから第４の領域１２３Ａに向かって熱抵抗が徐々に減少している。したがって、第４の層１３０Ａ上のリングアセンブリ１１２の熱は、第３の領域１２２Ａから第４の領域１２３Ａに向かって効率的に放熱される。よって、基板支持器１１１Ｃでは、リングアセンブリ１１２が効率的に冷却される。なお、図７に示すように、基板支持器１１１Ｃでは、環状領域１１１ｂは、中央領域１１１ａと一体に形成されていてもよく、或いは、中央領域１１１ａに接していてもよい。
　図８に示す基板支持器１１１Ｄは、中央領域１１１ａと環状領域１１１ｂとの間に、溝１１１ｃを有する。溝１１１ｃは、第２の層１３０を第４の層１３０Ａから空間的に分離してもよい。溝１１１ｃは、第１の領域１２２を第３の領域１２２Ａから空間的に分離してもよい。溝１１１ｃは、中央領域１１１ａの遷移領域１２４を環状領域１１１ｂの遷移領域１２４Ａから空間的に分離してもよい。溝１１１ｃは、第２の領域１２３の一部を第４の領域１２３Ａの一部から空間的に分離してもよい。第２の領域１２３は、溝１１１ｃの底面と基板支持器１１１Ｄの底面との間で、第４の領域１２３Ａと繋がっていてもよい。基板支持器１１１Ｄは、基板支持器１１１Ｃの効果と同じ効果を発揮する。加えて、基板支持器１１１Ｄは、中央領域１１１ａと環状領域１１１ｂとの間における熱の移動を抑制でき、中央領域１１１ａ及び環状領域１１１ｂにおける熱伝導をそれぞれ独立して調整することができる。
　図９に示す基板支持器１１１Ｅでは、中央領域１１１ａと環状領域１１１ｂとが互いから完全に分離されている。基板支持器１１１Ｅでは、中央領域１１１ａと環状領域１１１ｂは、別体で形成されてもよい。基板支持器１１１Ｅは、基板支持器１１１Ｄの効果と同じ効果を発揮する。加えて、基板支持器１１１Ｅでは、中央領域１１１ａ及び環状領域１１１ｂの製造の自由度が向上する。
［第６変形例］
　図１０は、第６変形例にかかる基板支持器の構成を模式的に示す断面図である。図１０に示す基板支持器１１１Ｆは、第１の層１２０及び第２の層１３０が、基台１７０上に点で、基板支持器１１１と異なる。
　基台１７０は、第１の層１２０を支持する。基台１７０は、接合層１８０を介して基台１７０上に配置されている。基台１７０は、アルミニウム製であってもよい。基台１７０は、炭化シリコン（ＳｉＣ）製であってもよい。或いは、基台１７０は、金属基複合材料（ＭＭＣ）から構成されてもよい。基台１７０は、温調媒体（例えば冷媒）を循環させる流路１２１を含んでもよい。基板支持器１１１Ｆでは、流路１２１が、第１の層１２０にではなく、基台１７０に形成されていてもよい。基台１７０と第１の層１２０とは、接合層１８０を介して接合されてもよい。接合層１８０は、第１の層１２０と基台１７０との間に介在し、第１の層１２０と基台１７０とを互いに接続する。接合層１８０は、有機接着成分と該有機接着成分の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有するフィラーを含んでもよい。
　基板支持器１１１Ｆでは、第１の層１２０は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）及びＡｌＮを含む複合材により構成されてもよい。第１の層１２０は、Ａｌ２Ｏ３とＡｌＮとの比率が互いに異なる多数の層を含んでもよい。基板支持器１１１Ｆでは、当該多数の層が、遷移領域１２４に相当する。基板支持器１１１Ｆの遷移領域１２４は、基板支持器１１１と同様に、複数の層を含む積層構造であってもよい。遷移領域１２４は、第１の遷移領域１２４ａ～第５の遷移領域１２４ｅを含んでいてもよい。遷移領域１２４では、第２の層１３０から基台１７０に向かって、線膨張係数が減少するように、Ａｌ２Ｏ３とＡｌＮの比率が調整されてよい。表１に、第１の層１２０（遷移領域１２４）、第２の層１３０、及び基台１７０におけるＡｌＮの質量に対するＡｌ２Ｏ３の質量の比率［Ａｌ２Ｏ３／ＡｌＮ比］及び線膨張係数の一例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　基板支持器１１１Ｆは、第１の層１２０、第２の層１３０及び基台１７０を接合することにより製造されてもよい。即ち、基板支持器１１１Ｆの製造方法は、第１の層１２０の製造工程、第２の層１３０の製造工程、及び、第１の層１２０と第２の層１３０と基台１７０との接合工程を有してもよい。第１の層１２０の製造工程では、テープ成形法により異なる組成を有する複数のセラミックグリーンシートを形成し、これらのセラミックグリーンシートを積層した積層体を焼成及びＨＩＰ（Ｈｏｔ　Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ　Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）加工することにより第１の層１２０を製造してもよい。第２の層１３０の製造工程では、ホットプレス法により、高純度のセラミック粉末を成形することにより第２の層１３０を製造してもよい。接合工程では、第１の層１２０と第２の層１３０とを、無機接合材を用いて接合してもよい。接合工程では、有機接着成分及びフィラーを含んだ接合層１８０によって、第１の層１２０と基台１７０とを接合してもよい。或いは、アルミニウム等の金属ロウにより、第１の層１２０と基台１７０とをロウ付けしてもよい。
　基板支持器１１１Ｆでは、線膨張係数差に起因する基板支持器１１１Ｆの反り及び破損を抑制することができる。また、例えば、有機接着成分と該有機接着成分の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有するフィラーを含んだ接合層１８０又は金属ロウのような接合層１８０により、第１の層１２０と基台１７０とを接合した場合、第１の層１２０から基台１７０への熱伝導が接合層１８０を介して行われる。これにより、基板支持器１１１Ｆの熱伝導率を改善することができる。
　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
　ここで、本開示に含まれる種々の例示的実施形態を、以下の［Ｅ１］～［Ｅ２０］に記載する。
［Ｅ１］
　第１の層と、
　前記第１の層上に配置され、基板を支持するための基板支持面と、前記基板を吸着するための少なくとも１つの吸着電極とを含み、前記第１の層よりも高い体積抵抗値を有する誘電体製の第２の層と、
を備え、
　前記第１の層は、
　　前記第２の層と接し、第１の熱伝導率を有する第１の領域と、
　　前記第１の熱伝導率よりも高い第２の熱伝導率を有する第２の領域であり、前記第１の領域は、該第２の領域と前記第２の層との間に配置されている、該第２の領域と、
　　前記第１の領域と前記第２の領域との間に配置され、前記第１の領域から前記第２の領域に向かう方向における前記第１の領域からの距離の増加に応じて、前記第２の熱伝導率に近付くように、前記第１の熱伝導率と前記第２の熱伝導率との間の範囲内で遷移する熱伝導率を有する遷移領域と、
　を含む、基板支持器。
［Ｅ２］
　前記第２の層は、前記第２の領域の線膨張係数とは異なる線膨張係数を有し、
　前記第１の領域及び前記遷移領域は、前記第２の層の前記線膨張係数と前記第２の領域の前記線膨張係数の間の線膨張係数を有し、
　前記第１の領域及び前記遷移領域の前記線膨張係数は、前記第２の層から前記第２の領域に向かう方向における前記第２の層からの距離の増加に応じて、前記第２の領域の線膨張係数に近付くように遷移する、［Ｅ１］に記載の基板支持器。
［Ｅ３］
　前記第１の層は、冷媒を循環させる流路を含む、［Ｅ１］又は［Ｅ２］に記載の基板支持器。
［Ｅ４］
　前記遷移領域は、前記流路の少なくとも一部を含む、［Ｅ３］に記載の基板支持器。
［Ｅ５］
　前記遷移領域は、前記流路の全部を含む、［Ｅ３］に記載の基板支持器。
［Ｅ６］
　前記第２の領域は、窒化アルミニウム、金属基複合材料、シリコンとアルミニウムとの複合材、炭化シリコンとアルミニウムとの複合材、シリコンとチタンとの複合材、第１の金属、及び第１の金属を含む合金からなる群から選択される少なくとも一つを含む、［Ｅ１］～［Ｅ５］のいずれか一つに記載の基板支持器。
［Ｅ７］
　前記第１の金属は、チタン、モリブデン、タングステン、及びタンタルからなる群から選択される少なくとも一つを含む、［Ｅ６］に記載の基板支持器。
［Ｅ８］
　前記第２の層は、第３の熱伝導率を有し、前記第１の熱伝導率は、前記第３の熱伝導率以上である、［Ｅ１］～［Ｅ７］のいずれか一つに記載の基板支持器。
［Ｅ９］
　前記第２の熱伝導率は、１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、［Ｅ１］～［Ｅ８］のいずれか一つに記載の基板支持器。
［Ｅ１０］
　前記遷移領域は、複数の層を含む積層構造を有し、
　前記遷移領域の熱伝導率は、前記第１の領域から前記第２の領域に向かって、段階的に遷移している、［Ｅ１］～［Ｅ９］のいずれか一つに記載の基板支持器。
［Ｅ１１］
　前記遷移領域は、単一の層であり、
　前記遷移領域の熱伝導率は、前記第１の領域から前記第２の領域に向かって、連続的に遷移している、［Ｅ１］～［Ｅ１０］のいずれか一つに記載の基板支持器。
［Ｅ１２］
　前記第２の層は、室温以上３５０℃以下において１×１０１５Ω以上の体積抵抗を有するセラミック材料から構成されている、［Ｅ１］～［Ｅ１１］のいずれか一つに記載の基板支持器。
［Ｅ１３］
　前記第２の層の熱伝導率は、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である、［Ｅ１］～［Ｅ１２］のいずれか一つに記載の基板支持器。
［Ｅ１４］
　第１の層と、
　前記第１の層上に配置され、基板を支持するための基板支持面と、前記基板を吸着するための少なくとも１つの吸着電極とを含み、前記第１の層よりも高い体積抵抗値を有する誘電体製の第２の層と、
　前記第１の層と前記第２の層との間に設けられ、前記第２の層と同じ材料から形成された拡散防止層と、
を備え、
　前記第１の層は、
　　前記拡散防止層と接し、第１の熱伝導率を有する第１の領域と、
　　前記第１の熱伝導率よりも高い第２の熱伝導率を有する第２の領域であり、前記第１の領域は、該第２の領域と前記第２の層との間に配置されている、該第２の領域と、
　　前記第１の領域と前記第２の領域との間に配置され、前記第１の領域から前記第２の領域に向かう方向における前記第１の領域からの距離の増加に応じて、前記第２の熱伝導率に近付くように、前記第１の熱伝導率と前記第２の熱伝導率との間の範囲内で遷移する熱伝導率を有する遷移領域と、
　を含む、基板支持器。
［Ｅ１５］
　前記第２の領域は、前記基板支持面とは反対側の底面を有し、
　該基板支持器は、前記底面から前記基板支持面に向けて前記第１の層及び前記第２の層を貫通する孔を画成する管を更に備え、
　前記管は、前記第２の層の材料と同じ絶縁性材料から形成されている、
［Ｅ１］～［Ｅ１４］のいずれか一つに記載の基板支持器。
［Ｅ１６］
　前記第２の領域は、前記基板支持面とは反対側の底面を有し、
　該基板支持器は、前記底面から前記吸着電極まで延びる給電孔を画成する管を更に備え、
　前記管は、前記第２の層の材料と同じ絶縁性材料から形成されている、
［Ｅ１］～［Ｅ１５］のいずれか一つに記載の基板支持器。
［Ｅ１７］
　前記第１の層及び前記第２の層を含む中央領域の径方向外側で該中央領域を囲む環状領域を更に備え、
　前記環状領域は、
　第３の層と、
　前記第３の層上に配置され、前記第３の層よりも高い体積抵抗値を有する誘電体製の第４の層と、
　を備え、
　前記第３の層は、
　　前記第４の層側に設けられ、前記第１の熱伝導率を有する第３の領域と、
　　前記第１の熱伝導率よりも高い前記第２の熱伝導率を有する第４の領域であり、前記第３の領域は、該第４の領域と前記第４の層との間に配置されている、該第４の領域と、
　　前記第３の領域と前記第４の領域との間に配置され、前記第３の領域から前記第４の領域に向かう方向における前記第３の領域からの距離の増加に応じて、前記第２の熱伝導率に近付くように、前記第１の熱伝導率と前記第２の熱伝導率との間の範囲内で遷移する熱伝導率を有する遷移領域と、
　を含む、［Ｅ１］～［Ｅ１６］のいずれか一つに記載の基板支持器。
［Ｅ１８］
　前記中央領域と前記環状領域との間には、溝が形成されている、［Ｅ１７］に記載の基板支持器。
［Ｅ１９］
　冷媒を循環させる流路を含み、前記第１の層を支持する基台と、
　前記第１の層と前記基台との間に介在し、前記第１の層と前記基台とを互いに接続する接合層と、
を更に備え、
　前記接合層は、有機接着成分と該有機接着成分の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有するフィラーを含む、
［Ｅ１］又は［Ｅ１４］に記載の基板支持器。
［Ｅ２０］
　第１の層と、
　前記第１の層上に配置され、基板を支持するための基板支持面と、前記基板を吸着するための少なくとも１つの吸着電極とを含む第２の層と、
を備え、
　前記第１の層は、第１の領域、遷移領域、及び第２の領域を有し、前記第１の領域は、前記第２の層と接しており、前記第２の領域と前記第２の層との間に配置されており、前記遷移領域は、前記第１の領域と前記第２の領域との間に配置されており、
　前記第２の領域は、窒化アルミニウム、金属基複合材料、シリコンとアルミニウムとの複合材、炭化シリコンとアルミニウムとの複合材、シリコンとチタンとの複合材、第１の金属、及び第１の金属を含む合金からなる群から選択される少なくとも一つを含む第１の材料から構成されており、
　前記第２の層は、９９．５質量％以上のアルミナを含む第２の材料から構成されており、
　前記第１の領域及び前記遷移領域は、前記第１の材料及び前記第２の材料を含み、前記第２の層から前記第２の領域に向かう方向における前記第２の層からの距離の増加に応じて、前記第２の材料に対する前記第１の材料の比率が増加する傾斜組成を有する、
基板支持器。
［Ｅ２１］
　前記第１の金属は、チタン、モリブデン、タングステン、及びタンタルからなる群から選択される少なくとも一つを含む、［Ｅ２０］に記載の基板支持器。
［Ｅ２２］
　チャンバと、
　前記チャンバ内に配置された、［Ｅ１］～［Ｅ２１］のいずれか一つに記載の基板支持器と、
を備えるプラズマ処理装置。
　１…プラズマ処理装置、１０…プラズマ処理チャンバ、１１１，１１１Ａ…基板支持器、１２０…第１の層、１２２…第１の領域、１２３…第２の領域、１２４…遷移領域、１３０…第２の層、１３１…基板支持面、１３２…吸着電極、１５０…拡散防止層、Ｗ…基板。

 

Claims (22)

  1. 　第１の層と、
    　前記第１の層上に配置され、基板を支持するための基板支持面と、前記基板を吸着するための少なくとも１つの吸着電極とを含み、前記第１の層よりも高い体積抵抗値を有する誘電体製の第２の層と、
    を備え、
    　前記第１の層は、
    　　前記第２の層と接し、第１の熱伝導率を有する第１の領域と、
    　　前記第１の熱伝導率よりも高い第２の熱伝導率を有する第２の領域であり、前記第１の領域は、該第２の領域と前記第２の層との間に配置されている、該第２の領域と、
    　　前記第１の領域と前記第２の領域との間に配置され、前記第１の領域から前記第２の領域に向かう方向における前記第１の領域からの距離の増加に応じて前記第２の熱伝導率に近付くように、前記第１の熱伝導率と前記第２の熱伝導率との間の範囲内で遷移する熱伝導率を有する遷移領域と、
    　を含む、基板支持器。
  2. 　前記第２の層は、前記第２の領域の線膨張係数とは異なる線膨張係数を有し、
    　前記第１の領域及び前記遷移領域は、前記第２の層の前記線膨張係数と前記第２の領域の前記線膨張係数の間の線膨張係数を有し、
    　前記第１の領域及び前記遷移領域の前記線膨張係数は、前記第２の層から前記第２の領域に向かう方向における前記第２の層からの距離の増加に応じて、前記第２の領域の線膨張係数に近付くように遷移する、請求項１に記載の基板支持器。
  3. 　前記第１の層は、冷媒を循環させる流路を含む、請求項１又は２に記載の基板支持器。
  4. 　前記遷移領域は、前記流路の少なくとも一部を含む、請求項３に記載の基板支持器。
  5. 　前記遷移領域は、前記流路の全部を含む、請求項３に記載の基板支持器。
  6. 　前記第２の領域は、窒化アルミニウム、金属基複合材料、シリコンとアルミニウムとの複合材、炭化シリコンとアルミニウムとの複合材、シリコンとチタンとの複合材、第１の金属、及び第１の金属を含む合金からなる群から選択される少なくとも一つを含む、請求項１又は２に記載の基板支持器。
  7. 　前記第１の金属は、チタン、モリブデン、タングステン、及びタンタルからなる群から選択される少なくとも一つを含む、請求項６に記載の基板支持器。
  8. 　前記第２の層は、第３の熱伝導率を有し、
    　前記第１の熱伝導率は、前記第３の熱伝導率以上である、
    請求項１又は２に記載の基板支持器。
  9. 　前記第２の熱伝導率は、１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、請求項１又は２に記載の基板支持器。
  10. 　前記遷移領域は、複数の層を含む積層構造を有し、
    　前記遷移領域の熱伝導率は、前記第１の領域から前記第２の領域に向かって、段階的に遷移している、請求項１又は２に記載の基板支持器。
  11. 　前記遷移領域は、単一の層であり、
    　前記遷移領域の熱伝導率は、前記第１の領域から前記第２の領域に向かって、連続的に遷移している、請求項１又は２に記載の基板支持器。
  12. 　前記第２の層は、室温以上３５０℃以下において１×１０１５Ω以上の体積抵抗を有するセラミック材料から構成されている、請求項１又は２に記載の基板支持器。
  13. 　前記第２の層の熱伝導率は、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である、請求項１又は２に記載の基板支持器。
  14. 　第１の層と、
    　前記第１の層上に配置され、基板を支持するための基板支持面と、前記基板を吸着するための少なくとも１つの吸着電極とを含み、前記第１の層よりも高い体積抵抗値を有する誘電体製の第２の層と、
    　前記第１の層と前記第２の層との間に設けられ、前記第２の層と同じ材料から形成された拡散防止層と、
    を備え、
    　前記第１の層は、
    　　前記拡散防止層と接し、第１の熱伝導率を有する第１の領域と、
    　　前記第１の熱伝導率よりも高い第２の熱伝導率を有する第２の領域であり、前記第１の領域は、該第２の領域と前記第２の層との間に配置されている、該第２の領域と、
    　　前記第１の領域と前記第２の領域との間に配置され、前記第１の領域から前記第２の領域に向かう方向における前記第１の領域からの距離の増加に応じて前記第２の熱伝導率に近付くように、前記第１の熱伝導率と前記第２の熱伝導率との間の範囲内で遷移する熱伝導率を有する遷移領域と、
    　を含む、基板支持器。
  15. 　前記第２の領域は、前記基板支持面とは反対側の底面を有し、
    　該基板支持器は、前記底面から前記基板支持面に向けて前記第１の層及び前記第２の層を貫通する孔を画成する管を更に備え、
    　前記管は、前記第２の層の材料と同じ絶縁性材料から形成されている、
    請求項１又は２に記載の基板支持器。
  16. 　前記第２の領域は、前記基板支持面とは反対側の底面を有し、
    　該基板支持器は、前記底面から前記吸着電極まで延びる給電孔を画成する管を更に備え、
    　前記管は、前記第２の層の材料と同じ絶縁性材料から形成されている、
    請求項１又は２に記載の基板支持器。
  17. 　前記第１の層及び前記第２の層を含む中央領域の径方向外側で該中央領域を囲む環状領域を更に備え、
    　前記環状領域は、
    　　第３の層と、
    　　前記第３の層上に配置され、前記第３の層よりも高い体積抵抗値を有する誘電体製の第４の層と、
    　を備え、
    　前記第３の層は、
    　　前記第４の層側に設けられ、前記第１の熱伝導率を有する第３の領域と、
    　　前記第１の熱伝導率よりも高い前記第２の熱伝導率を有する第４の領域であり、前記第３の領域は、該第４の領域と前記第４の層との間に配置されている、該第４の領域と、
    　　前記第３の領域と前記第４の領域との間に配置され、前記第３の領域から前記第４の領域に向かう方向における前記第３の領域からの距離の増加に応じて前記第２の熱伝導率に近付くように、前記第１の熱伝導率と前記第２の熱伝導率との間の範囲内で遷移する熱伝導率を有する遷移領域と、
    　を含む、請求項１又は２に記載の基板支持器。
  18. 　前記中央領域と前記環状領域との間には、溝が形成されている、請求項１７に記載の基板支持器。
  19. 　冷媒を循環させる流路を含み、前記第１の層を支持する基台と、
    　前記第１の層と前記基台との間に介在し、前記第１の層と前記基台とを互いに接続する接合層と、
    を更に備え、
    　前記接合層は、有機接着成分と該有機接着成分の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有するフィラーを含む、
    請求項１又は１４に記載の基板支持器。
  20. 　第１の層と、
    　前記第１の層上に配置され、基板を支持するための基板支持面と、前記基板を吸着するための少なくとも１つの吸着電極とを含む第２の層と、
    を備え、
    　前記第１の層は、第１の領域、遷移領域、及び第２の領域を有し、前記第１の領域は、前記第２の層と接しており、前記第２の領域と前記第２の層との間に配置されており、前記遷移領域は、前記第１の領域と前記第２の領域との間に配置されており、
    　前記第２の領域は、窒化アルミニウム、金属基複合材料、シリコンとアルミニウムとの複合材、炭化シリコンとアルミニウムとの複合材、シリコンとチタンとの複合材、第１の金属、及び第１の金属を含む合金からなる群から選択される少なくとも一つを含む第１の材料から構成されており、
    　前記第２の層は、９９．５質量％以上のアルミナを含む第２の材料から構成されており、
    　前記第１の領域及び前記遷移領域は、前記第１の材料及び前記第２の材料を含み、前記第２の層から前記第２の領域に向かう方向における前記第２の層からの距離の増加に応じて、前記第２の材料に対する前記第１の材料の比率が増加する傾斜組成を有する、
    基板支持器。
  21. 　前記第１の金属は、チタン、モリブデン、タングステン、及びタンタルからなる群から選択される少なくとも一つを含む、請求項２０に記載の基板支持器。
  22. 　チャンバと、
    　前記チャンバ内に配置された、請求項１、１４、及び２０のいずれか一項に記載の基板支持器と、
    を備えるプラズマ処理装置。

     
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