WO2024057973A1 - 静電チャック及び基板処理装置 - Google Patents

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WO2024057973A1
WO2024057973A1 PCT/JP2023/032079 JP2023032079W WO2024057973A1 WO 2024057973 A1 WO2024057973 A1 WO 2024057973A1 JP 2023032079 W JP2023032079 W JP 2023032079W WO 2024057973 A1 WO2024057973 A1 WO 2024057973A1
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WO
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electrostatic chuck
contact support
substrate
chuck according
electrode
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PCT/JP2023/032079
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English (en)
French (fr)
Inventor
雅紀 佐藤
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping

Definitions

  • the present disclosure relates to an electrostatic chuck and a substrate processing apparatus.
  • Patent Document 1 discloses a holding device that includes a ceramic member in which a concave portion and a plurality of convex portions (outer seal band and columnar convex portions) are formed on the suction surface.
  • Patent Document 2 discloses that a residual charge accumulates on the surface of an electrostatic chuck, and a substrate is residually attracted.
  • the present disclosure provides an electrostatic chuck and a substrate processing apparatus that suppress residual adsorption of a substrate.
  • the dielectric includes a dielectric and an electrode provided inside the dielectric, and the dielectric has a first main surface and a first main surface. a contact support portion that protrudes from the substrate and supports the substrate by contacting the back surface of the substrate; and a groove portion provided between the first main surface and the contact support portion so as to surround the contact support portion. , an electrostatic chuck is provided.
  • an electrostatic chuck and a substrate processing apparatus that suppress residual adsorption of a substrate.
  • An example of a diagram for explaining a configuration example of a capacitively coupled plasma processing apparatus An example of a plan view of an electrostatic chuck according to an embodiment. An example of an AA cross-sectional view of an electrostatic chuck according to an embodiment. An example of a plan view of an electrostatic chuck according to a reference example. An example of a BB sectional view of an electrostatic chuck according to a reference example. An example of a partially enlarged sectional view showing a substrate holding state in an electrostatic chuck according to an embodiment. An example of a partially enlarged sectional view showing a substrate holding state in an electrostatic chuck according to a reference example. Another example of a partially enlarged sectional view showing a substrate holding state in the electrostatic chuck according to one embodiment.
  • FIG. 1 is an example of a diagram for explaining a configuration example of a capacitively coupled plasma processing apparatus (substrate processing apparatus) 1. As shown in FIG.
  • the plasma processing system includes a capacitively coupled plasma processing apparatus 1 and a control section 2.
  • the capacitively coupled plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10, a gas supply section 20, a power supply 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 plasma processing chamber 10 has at least one gas supply port for supplying at least one processing gas to the plasma processing space 10s, and at least one gas exhaust port for discharging gas from the plasma processing space.
  • Plasma processing chamber 10 is grounded.
  • the shower head 13 and the substrate support section 11 are electrically insulated from the casing of the plasma processing chamber 10.
  • the substrate support section 11 includes a main body section 111 and a ring assembly 112.
  • the main body portion 111 has a central region 111a for supporting the substrate W and an annular region 111b for supporting the ring assembly 112.
  • a wafer is an example of a substrate W.
  • the annular region 111b of the main body 111 surrounds the central region 111a of the main body 111 in plan view.
  • the substrate W is placed on the central region 111a of the main body 111, and the ring assembly 112 is placed on the annular region 111b of the main body 111 so as to surround the substrate W on the central region 111a of the main body 111. Therefore, the central region 111a is also called a substrate support surface for supporting the substrate W, and the annular region 111b is also called a ring support surface for supporting the ring assembly 112.
  • the main body 111 includes a base 1110 and an electrostatic chuck 1111.
  • Base 1110 includes a conductive member.
  • the conductive member of the base 1110 can function as a lower electrode.
  • Electrostatic chuck 1111 is placed on base 1110.
  • Electrostatic chuck 1111 includes a ceramic member 1111a and an electrostatic electrode 1111b disposed within ceramic member 1111a.
  • Ceramic member 1111a has a central region 111a. In one embodiment, ceramic member 1111a also has an annular region 111b. Note that another member surrounding the electrostatic chuck 1111, such as an annular electrostatic chuck or an annular insulating member, may have the annular region 111b.
  • ring assembly 112 may be placed on the annular electrostatic chuck or the annular insulation member, or may be placed on both the electrostatic chuck 1111 and the annular insulation member.
  • at least one RF/DC electrode coupled to an RF (Radio Frequency) power source 31 and/or a DC (Direct Current) power source 32, which will be described later, may be disposed within the ceramic member 1111a.
  • at least one RF/DC electrode functions as a bottom electrode.
  • An RF/DC electrode is also referred to as a bias electrode if a bias RF signal and/or a DC signal, as described below, is supplied to at least one RF/DC electrode.
  • the conductive member of the base 1110 and at least one RF/DC electrode may function as a plurality of lower electrodes.
  • the electrostatic electrode 1111b may function as a lower electrode. Therefore, the substrate support 11 includes at least one lower electrode.
  • Ring assembly 112 includes one or more annular members.
  • the one or more annular members include one or more edge rings and at least one cover ring.
  • the edge ring is made of a conductive or insulating material
  • the cover ring is made of an insulating material.
  • the substrate support unit 11 may include a temperature control module configured to adjust at least one of the electrostatic chuck 1111, the ring assembly 112, and the substrate to a target temperature.
  • the temperature control module may include a heater, a heat transfer medium, a flow path 1110a, or a combination thereof.
  • a heat transfer fluid such as brine or gas flows through the flow path 1110a.
  • a channel 1110a is formed within the base 1110 and one or more heaters are disposed within the ceramic member 1111a of the electrostatic chuck 1111.
  • the substrate support section 11 may include a heat transfer gas supply section 15 configured to supply heat transfer gas to the gap between the back surface of the substrate W and the central region 111a.
  • the heat transfer gas supply unit 15 is provided between the back surface of the substrate W placed on the electrostatic chuck 1111 and the first main surface (the dug surface 121 described later) of the electrostatic chuck 1111 via the flow path 14. , for example, supplying a heat transfer gas such as He gas.
  • 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 showerhead 13 also includes at least one 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 one or more flow modulation devices that modulate or pulse the flow rate of at least one process gas.
  • the power supply 30 includes an RF power supply 31 coupled to the plasma processing chamber 10 via at least one impedance matching circuit.
  • the RF power supply 31 is configured to supply at least one RF signal (RF power) to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode. This causes a plasma to be formed from at least one processing gas supplied to the plasma processing space 10s.
  • the RF power supply 31 can function as at least a part of a plasma generating unit configured to generate a plasma from one or more processing gases in the plasma processing chamber 10.
  • a bias RF signal to the at least one lower electrode, a bias potential is generated on the substrate W, and ion components in the formed plasma can be attracted to 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 at least one lower electrode and/or at least one upper electrode via at least one impedance matching circuit, and generates a source RF signal (source RF power) for plasma generation. It is configured as follows.
  • the source RF signal has a frequency within the range of 10 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 at least one bottom electrode and/or at least one top electrode.
  • the second RF generating section 31b is coupled to at least one lower electrode via at least one impedance matching circuit, and is configured to generate a bias RF signal (bias RF power).
  • the frequency of the bias RF signal may be the same or different than the frequency of the source RF signal.
  • the bias RF signal has a lower frequency than the frequency of the source RF signal.
  • the bias RF signal has a frequency within the range of 100kHz to 60MHz.
  • 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 at least one bottom electrode. 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 at least one lower electrode and configured to generate a first DC signal.
  • the generated first bias DC signal is applied to the at least one bottom electrode.
  • the second DC generator 32b is connected to the at least one upper electrode and configured to generate a second DC signal.
  • the generated second DC signal is applied to the at least one top electrode.
  • At least one of the first and second DC signals may be pulsed.
  • a sequence of voltage pulses is applied to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode.
  • the voltage pulse may have a pulse waveform that is rectangular, trapezoidal, triangular, or a combination thereof.
  • a waveform generator for generating a sequence of voltage pulses from a DC signal is connected between the first DC generator 32a and the at least one bottom electrode. Therefore, the first DC generation section 32a and the waveform generation section constitute a voltage pulse generation section.
  • the voltage pulse generation section is connected to at least one upper electrode.
  • the voltage pulse may have positive polarity or negative polarity.
  • the sequence of voltage pulses may include one or more positive voltage pulses and one or more negative voltage pulses within one period.
  • 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.
  • 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 a processing unit 2a1, a storage unit 2a2, and a communication interface 2a3.
  • the control unit 2 is realized by, for example, a computer 2a.
  • the processing unit two a1 may be configured to read a program from the storage unit two a2 and perform various control operations by executing the read program. This program may be stored in the storage unit 2a2 in advance, or may be acquired via a medium when necessary.
  • the acquired program is stored in the storage unit 2a2, and is read out from the storage unit 2a2 and executed by the processing unit 2a1.
  • the medium may be various storage media readable by the computer 2a, or may be a communication line connected to the communication interface 2a3.
  • the processing unit 2a1 may be a CPU (Central Processing Unit).
  • 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).
  • FIG. 2 is an example of a plan view of the electrostatic chuck 1111 according to one embodiment.
  • FIG. 3 is an example of an AA cross-sectional view of the electrostatic chuck 1111 according to one embodiment.
  • the electrostatic chuck 1111 includes a ceramic member 1111a and an electrostatic electrode 1111b.
  • the ceramic member 1111a is made of dielectric material.
  • Electrostatic electrode 1111b is disposed within ceramic member 1111a.
  • the central region 111a of the electrostatic chuck 1111 has a carved surface (first main surface) 121, dots 122, and a seal band 123.
  • the dug surface 121 is a surface dug deeper than the upper surface of the dots 122 (the surface on which the substrate W is placed) and the upper surface of the seal band 123 (the surface on which the substrate W is placed). Further, the dug surface 121 is a surface that faces the back surface of the substrate W while being spaced apart from it when the substrate W is placed on the electrostatic chuck 1111 (see FIG. 6, which will be described later).
  • the surface of the dug surface 121 is a processed surface that has been subjected to blasting and polishing.
  • the surface of the dug surface 121 is, for example, a processed surface with an arithmetic mean roughness Ra of 0.1 ( ⁇ m).
  • the electrostatic chuck 1111 has a flow path 141 and an opening 142.
  • the flow path 141 is formed to penetrate the electrostatic chuck 1111, and heat transfer gas is supplied from the heat transfer gas supply section 15 (see FIG. 1) via the flow path 14 (see FIG. 1).
  • the opening 142 is formed in the digging surface 121.
  • dots 122 and a seal band 123 are formed as a contact support portion that protrudes beyond the digging surface 121.
  • the dots 122 protrude from the digging surface 121 and are formed in a substantially cylindrical shape.
  • a plurality of dots 122 are formed in a region inside an annular seal band 123 formed at the periphery of the central region 111a when the electrostatic chuck 1111 is viewed from above (see FIG. 2).
  • the upper surface of the dot 122 comes into contact with the back surface of the substrate W, and supports the inner region of the substrate W.
  • the upper surface of the dot 122 is a polished surface.
  • the upper surface of the dots 122 is, for example, a processed surface with an arithmetic mean roughness Ra of 0.01 ( ⁇ m).
  • the seal band 123 protrudes from the dug surface 121 and is formed in an annular shape along the outer periphery of the central region 111a.
  • the upper surface of the seal band 123 comes into contact with the back surface of the substrate W, and supports the outer region of the substrate W.
  • the upper surface of the seal band 123 is a polished surface.
  • the upper surface of the seal band 123 is, for example, a processed surface with an arithmetic mean roughness Ra of 0.01 ( ⁇ m).
  • the seal band 123 is formed by the back surface of the substrate W, the dug surface 121 of the electrostatic chuck 1111, and the inner peripheral surface of the seal band 123. , forming a space (gap).
  • the heat transfer gas supplied from the heat transfer gas supply unit 15 is supplied to this space from an opening 142 formed in the digging surface 121 via the flow path 14 and the flow path 141.
  • Grooves 124 and 125 dug from the digging surface 121 are formed in the central region 111a of the electrostatic chuck 1111.
  • the groove portion 124 is formed to surround the dots 122. In other words, the groove portion 124 is formed between the upper surface of the dot 122 and the digging surface 121. Further, the groove portion 124 is formed directly above the electrostatic electrode 1111b.
  • the groove portion 125 is formed to surround the inner peripheral side of the seal band 123.
  • the groove portion 124 is formed between the upper surface of the dot 122 and the digging surface 121. Further, the groove portion 125 is formed directly above the electrostatic electrode 1111b.
  • the electrostatic chuck 1111 has a plurality of contact support portions (dots 122, seal band 123), and groove portions 124 and 125 correspond to each of the plurality of contact support portions (dots 122, seal band 123). It is provided. Further, the plurality of groove portions 124 and 125 are continuously provided so as to surround the contact support portion. However, the grooves 124 and 125 may be provided discretely. In other words, one contact support portion 122, 123 may be surrounded by a plurality of groove portions 124, 125.
  • the bottom surfaces of the grooves 124 and 125 are formed at positions closer to the electrostatic electrode 1111b than the dug surface 121. Furthermore, the bottom surfaces of the grooves 124 and 125 are formed at positions closer to the electrostatic electrode 1111b than the contact surface on which the substrate W is placed (the upper surface of the dots 122, the upper surface of the seal band 123). Further, the dug surface 121 is formed at a position closer to the electrostatic electrode 1111b than the contact surface on which the substrate W is placed (the upper surface of the dots 122, the upper surface of the seal band 123).
  • the width of the groove portions 124 and 125 is preferably, for example, 5 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less. By setting the width of the grooves 124 and 125 to 150 ⁇ m or less, it is possible to secure a large area of the dug surface 121 that contributes to the attraction force when the substrate W is electrostatically attracted. Furthermore, by setting the width of the grooves 124, 125 to 5 ⁇ m or more, the grooves 124, 125 can be easily formed. Note that the grooves 124 and 125 are formed, for example, by groove cutting using a laser.
  • the area of the grooves 124 and 125 is preferably 10% or less of the area of the digging surface 121.
  • the width of the groove portion 125 is preferably wider than the width of the groove portion 124. Specifically, the width of the groove 125 is preferably at least 1.5 times wider than the width of the groove 124.
  • the depth of the grooves 124 and 125 is preferably at least twice the roughness of the dug surface 121. Further, the depth of the grooves 124 and 125 is preferably 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, for example.
  • FIG. 4 is an example of a plan view of an electrostatic chuck 1111C according to a reference example.
  • FIG. 5 is an example of a BB cross-sectional view of an electrostatic chuck 1111C according to a reference example.
  • the central region 111a of the electrostatic chuck 1111C according to the reference example includes a dug surface 121, dots 122, and a seal band 123. That is, the difference is that grooves 124 and 125 are not formed.
  • the other configurations are the same, and redundant explanation will be omitted.
  • FIG. 6 is an example of a partially enlarged cross-sectional view showing a substrate holding state in the electrostatic chuck 1111 according to one embodiment.
  • FIG. 7 is an example of a partially enlarged cross-sectional view showing a substrate holding state in the electrostatic chuck 1111 according to the reference example.
  • a film of reaction byproducts when processing the substrate W may be formed on the surface of the electrostatic chuck 1111 (1111C). If the insulation of the reaction by-product film is low, the contact surface on which the substrate W is placed (the upper surface of the dots 122, the seal band The charge 200 leaks from the upper surface of the electrostatic electrode 1111b and moves downward due to the adsorption voltage applied to the electrostatic electrode 1111b and the self-bias voltage of the plasma.
  • the charge 200 leaking from the contact surface on which the substrate W is placed (the upper surface of the dots 122, the upper surface of the seal band 123) is removed by the attraction voltage applied to the electrostatic electrode 1111b. It moves to the dug surface 121 that is not in contact with W, and charges 200 are accumulated on the dug surface 121.
  • the Coulomb force between the substrate W and the electrostatic chuck 1111C decreases.
  • the substrate W may be peeled off from the electrostatic chuck 1111C due to the pressure of the heat transfer gas.
  • the charge 200 leaked from the contact surface on which the substrate W is placed (the upper surface of the dots 122, the upper surface of the seal band 123) is applied to the electrostatic electrode 1111b.
  • the charge 200 moves to the bottom surfaces of the grooves 124 and 125 due to the attraction voltage, and charges 200 are accumulated on the bottom surfaces of the grooves 124 and 125.
  • the dug surface 121 is formed at a position farther away (at a higher position) than the bottom surfaces of the grooves 124 and 125 when viewed from the electrostatic electrode 1111b. Therefore, the charges 200 that have moved to the bottom surfaces of the grooves 124 and 125 are prevented from moving to the dug surface 121 due to the attraction voltage applied to the electrostatic electrode 1111b.
  • the Coulomb force is proportional to the area of the surface where the charges 200 are accumulated, and inversely proportional to the distance between the back surface of the substrate W and the surface where the charges 200 are accumulated.
  • the surfaces of the electrostatic chuck 1111 on which the charges 200 are accumulated are the bottom surfaces of the grooves 124 and 125. Further, the surface on which the electrostatic chuck 1111C is accumulated is the dug surface 121. Therefore, the electrostatic chuck 1111 can reduce the area of the surface on which the charges 200 are accumulated and reduce the Coulomb force. Furthermore, the electrostatic chuck 1111 can increase the distance between the back surface of the substrate W and the surface where the charges 200 are accumulated, thereby reducing Coulomb force. Thereby, residual adsorption force can be reduced.
  • the depth of the grooves 124, 125 (from the digging surface 121 to the grooves 124, 125)
  • the residual suction force is approximately 1/45
  • the residual suction force is approximately 1/45.
  • the residual adsorption force is approximately 1/50.
  • the residual adsorption force is approximately 1/100 when the depth of the grooves 124, 125 is 10 to 20 ⁇ m, and the residual adsorption force is about 1/100 when the depth of the grooves 124, 125 is 20 to 50 ⁇ m.
  • the force becomes about 1/110, and when the depth of the grooves 124 and 125 is 50 to 100 ⁇ m, the residual adsorption force becomes about 1/150.
  • the substrate W can be electrostatically attracted by the dug surface 121. Therefore, it is possible to suppress the substrate W from peeling off from the electrostatic chuck 1111C in a state where the attraction voltage is applied to the electrostatic electrode 1111b. Therefore, since the pressure of the heat transfer gas can be ensured, the cooling performance of the substrate W can be ensured. Moreover, the width of the seal band 123 can be ensured, and the sealing performance of the heat transfer gas can be ensured.
  • a process is performed to reduce the residual adsorption force by applying a voltage (for example, -500V) opposite to the adsorption voltage to the electrostatic electrode 1111b.
  • a voltage for example, -500V
  • charges 200 are accumulated on the bottom surfaces of the small-area grooves 124 and 125, and the charge density is high.
  • the grooves 124 and 125 are provided directly above the electrostatic electrode 1111b. Therefore, it is possible to improve the efficiency of removing the charge 200 when performing a process to reduce the residual adsorption force.
  • the width of the groove portion 125 is preferably wider than the width of the groove portion 124. Therefore, charges leaked from the seal band 123 having a large contact area with the substrate W can be accumulated in the groove portion 125.
  • the electrostatic chuck 1111 has been described as being provided with the grooves 124 and 125, the present invention is not limited to this.
  • the groove 125 surrounding the inner circumferential side of the seal band 123 and omit the groove 124 surrounding the dots 122.
  • the number of dots 122 is small, in other words, when the sum of the areas of the upper surfaces of the plurality of dots 122 in contact with the substrate W is sufficiently small compared to the area of the upper surface of the seal band 123 in contact with the substrate W. , the amount of charge leaking from the top surface of the dots 122 is smaller than the charge leaking from the top surface of the seal band 123.
  • only the groove portion 125 surrounding the inner peripheral side of the seal band 123 may be formed.
  • a parallel surface may be provided between the contact surface on which the substrate W is placed (the upper surface of the dots 122 and the upper surface of the seal band 123) toward the bottom surfaces of the grooves 124 and 125.
  • This parallel surface may be formed at the same height as the digging surface 121. The area of this parallel surface is formed smaller than the area of the digging surface 121. Even in this configuration, the charge 200 leaking from the contact surface on which the substrate W is placed (the upper surface of the dots 122, the upper surface of the seal band 123) is transferred to the parallel surface by the attraction voltage applied to the electrostatic electrode 1111b, etc. The charge 200 moves and further moves to the bottom surfaces of the grooves 124 and 125, and charges 200 are accumulated on the bottom surfaces of the grooves 124 and 125.
  • FIG. 8 is another example of a partially enlarged cross-sectional view showing a substrate holding state in the electrostatic chuck 1111 according to an embodiment. As shown in FIG. 8, a groove 126 may be formed to surround the outer circumferential side of the seal band 123.
  • the electrostatic chuck 1111 has been described using an example of a configuration in which the substrate W is attracted by Coulomb force, the structure is not limited to this, and the electrostatic chuck 1111 can also be applied to a configuration in which the substrate W is attracted by the Johnson-Rahbek effect.
  • the electrostatic electrode 1111b of the electrostatic chuck 1111 has been described using a monopolar structure as an example, it is not limited to this, and may have a multipolar structure, or may have a monopolar structure. It may also be a bipolar configuration.
  • the embodiments disclosed above include, for example, the following aspects.
  • dielectric and an electrode provided inside the dielectric The dielectric is a first main surface; a contact support portion that protrudes from the first main surface and supports the substrate by contacting the back surface of the substrate;
  • An electrostatic chuck comprising: a groove provided between the first main surface and the contact support part so as to surround the contact support part.
  • the contact support portion is a seal band formed in an annular shape along the peripheral edge of the first main surface.
  • the electrostatic chuck described in Appendix 1. Additional note 3
  • the groove portion is provided on the inner peripheral side of the seal band, The electrostatic chuck described in Appendix 2.
  • the groove portion is provided on the outer peripheral side of the seal band, The electrostatic chuck according to Appendix 2 or 3.
  • the contact support portion is a dot formed in a columnar shape, The electrostatic chuck according to any one of Supplementary Notes 1 to 4.
  • the width of the groove is 5 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less, The electrostatic chuck according to any one of Supplementary notes 1 to 5.
  • the depth of the groove is 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, The electrostatic chuck according to any one of Supplementary notes 1 to 5.
  • the electrostatic chuck has a plurality of the contact support parts, The groove portion is provided for each of the plurality of contact support portions, The electrostatic chuck according to any one of Supplementary notes 1 to 7. (Appendix 9) The groove portion is continuously provided so as to surround the contact support portion. The electrostatic chuck according to any one of Supplementary notes 1 to 8. (Appendix 10) The groove portion is provided discretely so as to surround the contact support portion, The electrostatic chuck according to any one of Supplementary notes 1 to 8. (Appendix 11) The electrostatic chuck has a flow path, The opening of the flow path is formed on the first main surface. The electrostatic chuck according to any one of Supplementary notes 1 to 10.
  • the contact support portion includes a first contact support portion formed in an annular shape along a peripheral edge of the first main surface, and a plurality of columnar contact support portions formed in an inner region of the first contact support portion. 2 contact supports;
  • the groove portion includes a first groove surrounding the first contact support portion, and a plurality of second grooves provided for each of the plurality of second contact support portions.
  • the electrostatic chuck described in Appendix 1. (Appendix 13) The groove portion is formed directly above the electrode, The electrostatic chuck according to any one of Supplementary notes 1 to 12.
  • the bottom surface of the groove is formed at a position closer to the electrode than the first main surface.
  • the electrostatic chuck according to appendix 13. (Additional note 15) Equipped with the electrostatic chuck according to any one of Supplementary notes 1 to 14, Substrate processing equipment.
  • Plasma processing equipment 11 Substrate support section 14 Channel 15 Heat transfer gas supply section 111 Main body section 111a Central region 111b Annular region 1110 Base 1111, 1111C Electrostatic chuck 1111a Ceramic member (dielectric) 1111b Electrostatic electrode (electrode) 112 Ring assembly 121 Digging surface (first main surface) 122 dots (contact support part) 123 Seal band (contact support part) 124, 125, 126 Groove 141 Channel 142 Opening 200 Charge

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Abstract

基板の残留吸着を抑制する静電チャック及び基板処理装置を提供する　誘電体と、前記誘電体の内部に設けられた電極と、を備え、前記誘電体は、第１主面と、前記第１主面よりも突出し、基板裏面に接触して前記基板を支持する接触支持部と、前記第１主面と前記接触支持部との間で前記接触支持部を囲むように設けられた溝部と、を有する、静電チャック。

Description

静電チャック及び基板処理装置
　本開示は、静電チャック及び基板処理装置に関する。
　特許文献１には、吸着面に凹部と複数の凸部（外周シールバンド及び柱状凸部）とが形成されるセラミック部材を備える保持装置が開示されている。
　特許文献２には、静電チャックの表面に残留電荷が溜り、基板が残留吸着されることが開示されている。
特開２０２０－１２９６３２号公報 特開２０１３－１４９９３５号公報
　一の側面では、本開示は、基板の残留吸着を抑制する静電チャック及び基板処理装置を提供する。
　上記課題を解決するために、一の態様によれば、誘電体と、前記誘電体の内部に設けられた電極と、を備え、前記誘電体は、第１主面と、前記第１主面よりも突出し、基板裏面に接触して前記基板を支持する接触支持部と、前記第１主面と前記接触支持部との間で前記接触支持部を囲むように設けられた溝部と、を有する、静電チャックが提供される。
　一の側面によれば、基板の残留吸着を抑制する静電チャック及び基板処理装置を提供することができる。
容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図の一例。 一実施形態に係る静電チャックの平面図の一例。 一実施形態に係る静電チャックのＡ－Ａ断面図の一例。 参考例に係る静電チャックの平面図の一例。 参考例に係る静電チャックのＢ－Ｂ断面図の一例。 一実施形態に係る静電チャックにおける基板保持状態を示す部分拡大断面図の一例。 参考例に係る静電チャックにおける基板保持状態を示す部分拡大断面図の一例。 一実施形態に係る静電チャックにおける基板保持状態を示す部分拡大断面図の他の一例。
　以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
　以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図１は、容量結合型のプラズマ処理装置（基板処理装置）１の構成例を説明するための図の一例である。
　プラズマ処理システムは、容量結合型のプラズマ処理装置１及び制御部２を含む。容量結合型のプラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａ及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ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。プラズマ処理チャンバ１０は接地される。シャワーヘッド１３及び基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０の筐体とは電気的に絶縁される。
　基板支持部１１は、本体部１１１及びリングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、基板Ｗを支持するための中央領域１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域１１１ｂとを有する。ウェハは基板Ｗの一例である。本体部１１１の環状領域１１１ｂは、平面視で本体部１１１の中央領域１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の中央領域１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の中央領域１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１の環状領域１１１ｂ上に配置される。従って、中央領域１１１ａは、基板Ｗを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域１１１ｂは、リングアセンブリ１１２を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。
　一実施形態において、本体部１１１は、基台１１１０及び静電チャック１１１１を含む。基台１１１０は、導電性部材を含む。基台１１１０の導電性部材は下部電極として機能し得る。静電チャック１１１１は、基台１１１０の上に配置される。静電チャック１１１１は、セラミック部材１１１１ａとセラミック部材１１１１ａ内に配置される静電電極１１１１ｂとを含む。セラミック部材１１１１ａは、中央領域１１１ａを有する。一実施形態において、セラミック部材１１１１ａは、環状領域１１１ｂも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック１１１１を囲む他の部材が環状領域１１１ｂを有してもよい。この場合、リングアセンブリ１１２は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック１１１１と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、後述するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電源３１及び／又はＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源３２に結合される少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極がセラミック部材１１１１ａ内に配置されてもよい。この場合、少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極が下部電極として機能する。後述するバイアスＲＦ信号及び／又はＤＣ信号が少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極に供給される場合、ＲＦ／ＤＣ電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台１１１０の導電性部材と少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極とが複数の下部電極として機能してもよい。また、静電電極１１１１ｂが下部電極として機能してもよい。従って、基板支持部１１は、少なくとも１つの下部電極を含む。
　リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、１又は複数の環状部材は、１又は複数のエッジリングと少なくとも１つのカバーリングとを含む。エッジリングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。
　また、基板支持部１１は、静電チャック１１１１、リングアセンブリ１１２及び基板のうち少なくとも１つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路１１１０ａ、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路１１１０ａには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路１１１０ａが基台１１１０内に形成され、１又は複数のヒータが静電チャック１１１１のセラミック部材１１１１ａ内に配置される。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と中央領域１１１ａとの間の間隙に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部１５を含んでもよい。伝熱ガス供給部１５は、流路１４を介して、静電チャック１１１１に載置された基板Ｗの裏面と静電チャック１１１１の第１主面（後述する掘込面１２１）との間に、例えばＨｅガス等の伝熱ガスを供給する。
　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、少なくとも１つの上部電極を含む。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ　Ｇａｓ　Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。
　ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してシャワーヘッド１３に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する１又はそれ以上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、少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ処理チャンバ１０において１又はそれ以上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生成部の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を少なくとも１つの下部電極に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。
　一実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１０ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給される。
　第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つの下部電極に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。バイアスＲＦ信号の周波数は、ソースＲＦ信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号の周波数よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、１００ｋＨｚ～６０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のバイアスＲＦ信号は、少なくとも１つの下部電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。
　また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部３２ｂを含む。一実施形態において、第１のＤＣ生成部３２ａは、少なくとも１つの下部電極に接続され、第１のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第１のバイアスＤＣ信号は、少なくとも１つの下部電極に印加される。一実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、少なくとも１つの上部電極に接続され、第２のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第２のＤＣ信号は、少なくとも１つの上部電極に印加される。
　種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、ＤＣ信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部が第１のＤＣ生成部３２ａと少なくとも１つの下部電極との間に接続される。従って、第１のＤＣ生成部３２ａ及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。第２のＤＣ生成部３２ｂ及び波形生成部が電圧パルス生成部を構成する場合、電圧パルス生成部は、少なくとも１つの上部電極に接続される。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、１周期内に１又は複数の正極性電圧パルスと１又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、第１及び第２のＤＣ生成部３２ａ，３２ｂは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第１のＤＣ生成部３２ａが第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。
　排気システム４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１０の底部に設けられたガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
　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、処理部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。制御部２は、例えばコンピュータ２ａにより実現される。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部２ａ２に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部２ａ２に格納され、処理部２ａ１によって記憶部２ａ２から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ２ａに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース２ａ３に接続されている通信回線であってもよい。処理部２ａ１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）であってもよい。記憶部２ａ２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース２ａ３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介してプラズマ処理装置１との間で通信してもよい。
　次に、図２及び図３を用いて静電チャック１１１１についてさらに説明する。図２は、一実施形態に係る静電チャック１１１１の平面図の一例である。図３は、一実施形態に係る静電チャック１１１１のＡ－Ａ断面図の一例である。
　静電チャック１１１１は、セラミック部材１１１１ａと、静電電極１１１１ｂとを含む。セラミック部材１１１１ａは、誘電体で形成される。静電電極１１１１ｂは、セラミック部材１１１１ａ内に配置される。
　静電チャック１１１１の中央領域１１１ａには、掘込面（第１主面）１２１と、ドット１２２と、シールバンド１２３と、を有する。
　掘込面１２１は、ドット１２２の上面（基板Ｗの載置面）及びシールバンド１２３の上面（基板Ｗの載置面）よりも掘り下げられた面である。また、掘込面１２１は、基板Ｗを静電チャック１１１１に載置した際（後述する図６参照）、基板Ｗの裏面と離間しつつ対向する面である。掘込面１２１の表面は、ブラスト処理及び研磨処理が施された加工面である。掘込面１２１の表面は、例えば、算術平均粗さＲａが０．１（μｍ）の加工面である。
　また、静電チャック１１１１は、流路１４１及び開口部１４２を有する。流路１４１は、静電チャック１１１１を貫通するように形成され、流路１４（図１参照）を介して、伝熱ガス供給部１５（図１参照）から伝熱ガスが供給される。開口部１４２は、掘込面１２１に形成される。
　静電チャック１１１１の中央領域１１１ａには、掘込面１２１よりも突出する接触支持部としてのドット１２２及びシールバンド１２３が形成されている。
　ドット１２２は、掘込面１２１から突出して略円柱形状に形成される。ドット１２２は、静電チャック１１１１を平面視（図２参照）して、中央領域１１１ａの周縁部に形成された円環形状のシールバンド１２３の内側の領域に複数形成されている。ドット１２２は、基板Ｗを静電チャック１１１１に載置した際（後述する図６参照）、ドット１２２の上面が基板Ｗの裏面と接触し、基板Ｗの内側領域を支持する。ドット１２２の上面は、研磨処理が施された加工面である。ドット１２２の上面は、例えば、算術平均粗さＲａが０．０１（μｍ）の加工面である。
　シールバンド１２３は、掘込面１２１から突出して中央領域１１１ａの外周に沿って円環形状に形成される。シールバンド１２３は、基板Ｗを静電チャック１１１１に載置した際（後述する図６参照）、シールバンド１２３の上面が基板Ｗの裏面と接触し、基板Ｗの外側領域を支持する。シールバンド１２３の上面は、研磨処理が施された加工面である。シールバンド１２３の上面は、例えば、算術平均粗さＲａが０．０１（μｍ）の加工面である。
　また、シールバンド１２３は、基板Ｗを静電チャック１１１１に載置した際（後述する図６参照）、基板Ｗの裏面、静電チャック１１１１の掘込面１２１及びシールバンド１２３の内周面によって、空間（間隙）を形成する。伝熱ガス供給部１５から供給された伝熱ガスは、流路１４、流路１４１を介して、掘込面１２１に形成された開口部１４２からこの空間に供給される。
　静電チャック１１１１の中央領域１１１ａには、掘込面１２１から掘り下げられた溝部１２４，１２５が形成されている。
　溝部１２４は、ドット１２２を囲むように形成される。換言すれば、ドット１２２の上面と掘込面１２１との間に溝部１２４が形成される。また、溝部１２４は、静電電極１１１１ｂの直上に形成される。
　溝部１２５は、シールバンド１２３の内周側を囲むように形成される。換言すれば、ドット１２２の上面と掘込面１２１との間に溝部１２４が形成される。また、溝部１２５は、静電電極１１１１ｂの直上に形成される。
　また、静電チャック１１１１は、複数の接触支持部（ドット１２２、シールバンド１２３）を有し、溝部１２４，１２５は、複数の接触支持部（ドット１２２、シールバンド１２３）ごとにそれぞれ対応して設けられている。また、複数の溝部１２４，１２５は、接触支持部を囲繞するように連続的に設けられている。ただし、溝部１２４，１２５は離散的に設けられてもよい。換言すれば、１つの接触支持部１２２，１２３を複数の溝部１２４，１２５で取り囲むように設けてもよい。
　また、溝部１２４，１２５の底面は、掘込面１２１よりも静電電極１１１１ｂに近い位置に形成される。また、溝部１２４，１２５の底面は、基板Ｗが載置される接触面（ドット１２２の上面、シールバンド１２３の上面）よりも静電電極１１１１ｂに近い位置に形成される。また、掘込面１２１は、基板Ｗが載置される接触面（ドット１２２の上面、シールバンド１２３の上面）よりも静電電極１１１１ｂに近い位置に形成される。
　溝部１２４，１２５の幅は、例えば５μｍ以上１５０μｍ以下が好ましい。溝部１２４，１２５の幅を１５０μｍ以下とすることにより、基板Ｗを静電吸着する際の吸着力に寄与する掘込面１２１の面積を広く確保することができる。また、溝部１２４，１２５の幅を５μｍ以上とすることにより、溝部１２４，１２５の形成を容易とすることができる。なお、溝部１２４，１２５は、例えばレーザーを用いた溝切り加工によって形成される。
　また、平面視（図２参照）して、溝部１２４，１２５の面積は、掘込面１２１の面積の１０％以下が好ましい。
　また、溝部１２５の幅は、溝部１２４の幅よりも広いことが好ましい。具体的には、溝部１２５の幅は、溝部１２４の幅よりも１．５倍以上広いことが好ましい。
　溝部１２４，１２５の深さは、少なくとも掘込面１２１の粗さの２倍以上が好ましい。また、溝部１２４，１２５の深さは、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。
　次に、図４及び図５を用いて参考例に係る静電チャック１１１１Ｃについて説明する。図４は、参考例に係る静電チャック１１１１Ｃの平面図の一例である。図５は、参考例に係る静電チャック１１１１ＣのＢ－Ｂ断面図の一例である。
　参考例に係る静電チャック１１１１Ｃの中央領域１１１ａには、掘込面１２１と、ドット１２２と、シールバンド１２３と、を有する。即ち、溝部１２４，１２５が形成されていない点で異なっている。その他の構成は同様であり、重複する説明を省略する。
　次に、参考例に係る静電チャック１１１１Ｃと対比しつつ、一実施形態に係る静電チャック１１１１についてさらに説明する。図６は、一実施形態に係る静電チャック１１１１における基板保持状態を示す部分拡大断面図の一例である。図７は、参考例に係る静電チャック１１１１における基板保持状態を示す部分拡大断面図の一例である。
　基板Ｗを吸着する際、静電電極１１１１ｂに吸着電圧（例えば、２．５ｋＶ）を印加することにより、基板Ｗに電荷を誘起し、基板Ｗの誘起された電荷と静電電極１１１１ｂとの電位差によってクーロン力を発生させ、基板Ｗを静電チャック１１１１（１１１１Ｃ）に静電吸着する。また、静電電極１１１１ｂへの吸着電圧の印加を停止することにより、吸着が解除される。
　ここで、静電チャック１１１１（１１１１Ｃ）の表面に、基板Ｗに処理を施した際の反応副生成物の膜が形成されることがある。反応副生成物膜の絶縁性が低いと、高温プロセスや長時間のプロセスにおいて、図６及び図７の矢印に示すように、基板Ｗが載置された接触面（ドット１２２の上面、シールバンド１２３の上面）から電荷２００がリークし、静電電極１１１１ｂに印加された吸着電圧やプラズマの自己バイアス電圧によって電荷２００が下方に移動する。
　図７に示す静電チャック１１１１Ｃにおいて、基板Ｗが載置された接触面（ドット１２２の上面、シールバンド１２３の上面）からリークした電荷２００は、静電電極１１１１ｂに印加された吸着電圧によって基板Ｗと非接触の掘込面１２１へ移動して、掘込面１２１に電荷２００が蓄積する。
　これにより、基板Ｗの電荷と掘込面１２１に蓄積された電荷２００とによってクーロン力が発生し、静電電極１１１１ｂへの吸着電圧の印加を停止しても基板Ｗと静電チャック１１１１Ｃとの間の静電吸着が維持されてしまう（残留吸着が生じる）おそれがある。一方、基板Ｗから接触支持部にリークする電荷を低減するために、接触支持部（ドット１２２及びシールバンド１２３）と基板Ｗとの接触面積を小さくすることが考えられるが、基板Ｗに対する吸着力および伝熱ガスのシール性が低下するおそれがある。
　また、静電電極１１１１ｂに吸着電圧を印加し続け、掘込面１２１に蓄積された電荷２００が増加することで、基板Ｗと静電チャック１１１１Ｃとのクーロン力が低下する。これにより、静電電極１１１１ｂに吸着電圧を印加した状態であっても、伝熱ガスの圧力によって基板Ｗが静電チャック１１１１Ｃから剥がれるおそれがある。
　これに対し、図６に示す静電チャック１１１１において、基板Ｗが載置された接触面（ドット１２２の上面、シールバンド１２３の上面）からリークした電荷２００は、静電電極１１１１ｂに印加された吸着電圧によって溝部１２４，１２５の底面へ移動して、溝部１２４，１２５の底面に電荷２００が蓄積する。また、掘込面１２１は、静電電極１１１１ｂからみて溝部１２４，１２５の底面よりも離れた位置（高い位置）に形成されている。このため、溝部１２４，１２５の底面に移動した電荷２００は、静電電極１１１１ｂに印加された吸着電圧等によって掘込面１２１へ移動しないようになっている。
　ここで、クーロン力は、電荷２００の蓄積される面の面積に比例し、基板Ｗの裏面と電荷２００の蓄積される面との距離に反比例する。静電チャック１１１１の電荷２００の蓄積される面は溝部１２４，１２５の底面である。また、静電チャック１１１１Ｃの蓄積される面は掘込面１２１である。このため、静電チャック１１１１は、電荷２００の蓄積される面の面積を低減し、クーロン力を低減することができる。また、静電チャック１１１１は、基板Ｗの裏面と電荷２００の蓄積される面との距離を長くし、クーロン力を低減することができる。これにより、残留吸着力を低減することができる。
　例えば、溝部１２４，１２５の面積を掘込面１２１の面積の１０％とし、溝部１２４，１２５の幅を７０μｍとした場合、溝部１２４，１２５の深さ（掘込面１２１から溝部１２４，１２５の底面までの距離）が１０～２０μｍで残留吸着力が約１／４０となり、溝部１２４，１２５の深さが２０～５０μｍで残留吸着力が約１／４５となり、溝部１２４，１２５の深さが５０～１００μｍで残留吸着力が約１／５０となる。また、溝部１２４，１２５の幅を７００μｍとした場合、溝部１２４，１２５の深さが１０～２０μｍで残留吸着力が約１／１００となり、溝部１２４，１２５の深さが２０～５０μｍで残留吸着力が約１／１１０となり、溝部１２４，１２５の深さが５０～１００μｍで残留吸着力が約１／１５０となる。
　また、静電電極１１１１ｂに吸着電圧を印加し続け、溝部１２４，１２５の底面に電荷２００が蓄積された状態であっても、掘込面１２１には電荷２００が蓄積されていない状態とすることができ、掘込面１２１によって基板Ｗを静電吸着することができる。これにより、静電電極１１１１ｂに吸着電圧を印加した状態において、基板Ｗが静電チャック１１１１Ｃから剥がれることを抑制することができる。よって、伝熱ガスの圧力を確保することができるので、基板Ｗの冷却性を確保することができる。また、シールバンド１２３の幅を確保することができ、伝熱ガスのシール性を確保することができる。
　また、基板Ｗの吸着を解除する際、静電電極１１１１ｂに吸着電圧とは逆向きの電圧（例えば、－５００Ｖ）を印加することにより、残留吸着力を低減する処理が行われる。図６に示す静電チャック１１１１においては、面積の小さい溝部１２４，１２５の底面に電荷２００が蓄積しており電荷密度が高くなっている。また、溝部１２４，１２５は、静電電極１１１１ｂの直上に設けられている。このため、残留吸着力を低減する処理を行った際の電荷２００の除去の効率を向上させることができる。
　また、溝部１２５の幅は、溝部１２４の幅よりも広いことが好ましい。これにより、基板Ｗとの接触面積の大きいシールバンド１２３からリークした電荷を溝部１２５に蓄積することができる。
　なお、静電チャック１１１１において、溝部１２４，１２５が設けられるものとして説明したが、これに限られるものではない。
　シールバンド１２３の内周側を囲む溝部１２５のみを形成し、ドット１２２を囲む溝部１２４を省略してもよい。例えば、ドット１２２の数が少ない場合、換言すれば、基板Ｗと接触する複数のドット１２２の上面の面積の和が基板Ｗと接触するシールバンド１２３の上面の面積と比較して十分に小さい場合、シールバンド１２３の上面からリークする電荷と比較してドット１２２の上面からリークする電荷は少ない。このような構成においては、シールバンド１２３の内周側を囲む溝部１２５のみを形成する構成であってもよい。
　また、基板Ｗが載置される接触面（ドット１２２の上面、シールバンド１２３の上面）から溝部１２４，１２５の底面へと向かう間に平行面を有していてもよい。この平行面は、掘込面１２１と同じ高さに形成されていてもよい。この平行面の面積は、掘込面１２１の面積と比較して小さく形成される。このような構成においても、基板Ｗが載置された接触面（ドット１２２の上面、シールバンド１２３の上面）からリークした電荷２００は、静電電極１１１１ｂに印加された吸着電圧等によって平行面へ移動し、更に溝部１２４，１２５の底面へ移動して、溝部１２４，１２５の底面に電荷２００が蓄積する。
　また、シールバンド１２３の内周側を囲むように溝部１２５を形成するものとして説明したが、これに限られるものではない。図８は、一実施形態に係る静電チャック１１１１における基板保持状態を示す部分拡大断面図の他の一例である。図８に示すように、シールバンド１２３の外周側を囲むように溝部１２６を形成してもよい。
　また、静電チャック１１１１は、クーロン力によって基板Ｗを吸着する構成を例に説明したが、これに限られるものではなく、ジョンソン・ラーベック効果によって基板Ｗを吸着する構成にも適用することができる。また、静電チャック１１１１の静電電極１１１１ｂは、単極である構成を例に説明したが、これに限られるものではなく、多極の構成であってもよく、また、単極性の構成でも双極性の構成であってもよい。
　以上に開示された実施形態は、例えば、以下の態様を含む。
（付記１）
　誘電体と、
　前記誘電体の内部に設けられた電極と、を備え、
　前記誘電体は、
　第１主面と、
　前記第１主面よりも突出し、基板裏面に接触して前記基板を支持する接触支持部と、
　前記第１主面と前記接触支持部との間で前記接触支持部を囲むように設けられた溝部と、を有する、静電チャック。
（付記２）
　前記接触支持部は、前記第１主面の周縁部に沿って円環状に形成されたシールバンドである、
付記１に記載の静電チャック。
（付記３）
　前記溝部は、前記シールバンドの内周側に設けられる、
付記２に記載の静電チャック。
（付記４）
　前記溝部は、前記シールバンドの外周側に設けられる、
付記２または付記３に記載の静電チャック。
（付記５）
　前記接触支持部は、柱状に形成されたドットである、
付記１乃至付記４のいずれか１項に記載の静電チャック。
（付記６）
　前記溝部の幅は、５μｍ以上１５０μｍ以下である、
付記１乃至付記５のいずれか１項に記載の静電チャック。
（付記７）
　前記溝部の深さは、１０μｍ以上１００μｍ以下である、
付記１乃至付記５のいずれか１項に記載の静電チャック。
（付記８）
　前記静電チャックは、複数の前記接触支持部を有し、
　前記溝部は、複数の前記接触支持部ごとに設けられている、
付記１乃至付記７のいずれか１項に記載の静電チャック。
（付記９）
　前記溝部は、前記接触支持部を囲むように連続的に設けられている、
付記１乃至付記８のいずれか１項に記載の静電チャック。
（付記１０）
　前記溝部は、前記接触支持部を囲むように離散的に設けられている、
付記１乃至付記８のいずれか１項に記載の静電チャック。
（付記１１）
　前記静電チャックは、流路を有し、
　前記流路の開口部は、前記第１主面に形成される、
付記１乃至付記１０のいずれか１項に記載の静電チャック。
（付記１２）
　前記接触支持部は、前記第１主面の周縁部に沿って円環状に形成された第１の接触支持部と、前記第１の接触支持部の内側領域に柱状に形成された複数の第２の接触支持部と、を含み、
　前記溝部は、前記第１の接触支持部を囲む第１の溝と、複数の前記第２の接触支持部ごとに設けられた複数の第２の溝と、を含む、
付記１に記載の静電チャック。
（付記１３）
　前記溝部は、前記電極の直上に形成される、
付記１乃至付記１２のいずれか１項に記載の静電チャック。
（付記１４）
　前記溝部の底面は、前記第１主面よりも前記電極に近い位置に形成される、
付記１３に記載の静電チャック。
（付記１５）
付記１乃至付記１４のいずれか１項に記載の静電チャックを備える、
基板処理装置。
　以上、プラズマ処理装置１について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
　尚、本願は、２０２２年９月１２日に出願した日本国特許出願２０２２－１４４８８６号に基づく優先権を主張するものであり、これらの日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
１　　　　　プラズマ処理装置（基板処理装置）
１１　　　　基板支持部
１４　　　　流路
１５　　　　伝熱ガス供給部
１１１　　　本体部
１１１ａ　　中央領域
１１１ｂ　　環状領域
１１１０　　基台
１１１１，１１１１Ｃ　静電チャック
１１１１ａ　セラミック部材（誘電体）
１１１１ｂ　静電電極（電極）
１１２　　　リングアセンブリ
１２１　　　掘込面（第１主面）
１２２　　　ドット（接触支持部）
１２３　　　シールバンド（接触支持部）
１２４，１２５，１２６　溝部
１４１　　　流路
１４２　　　開口部
２００　　　電荷

Claims (15)

  1. 　誘電体と、
    　前記誘電体の内部に設けられた電極と、を備え、
    　前記誘電体は、
    　第１主面と、
    　前記第１主面よりも突出し、基板裏面に接触して前記基板を支持する接触支持部と、
    　前記第１主面と前記接触支持部との間で前記接触支持部を囲むように設けられた溝部と、を有する、静電チャック。
  2. 　前記接触支持部は、前記第１主面の周縁部に沿って円環状に形成されたシールバンドである、
    請求項１に記載の静電チャック。
  3. 　前記溝部は、前記シールバンドの内周側に設けられる、
    請求項２に記載の静電チャック。
  4. 　前記溝部は、前記シールバンドの外周側に設けられる、
    請求項３に記載の静電チャック。
  5. 　前記接触支持部は、柱状に形成されたドットである、
    請求項１に記載の静電チャック。
  6. 　前記溝部の幅は、５μｍ以上１５０μｍ以下である、
    請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の静電チャック。
  7. 　前記溝部の深さは、１０μｍ以上１００μｍ以下である、
    請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の静電チャック。
  8. 　前記静電チャックは、複数の前記接触支持部を有し、
    　前記溝部は、複数の前記接触支持部ごとに設けられている、
    請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の静電チャック。
  9. 　前記溝部は、前記接触支持部を囲むように連続的に設けられている、
    請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の静電チャック。
  10. 　前記溝部は、前記接触支持部を囲むように離散的に設けられている、
    請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の静電チャック。
  11. 　前記静電チャックは、流路を有し、
    　前記流路の開口部は、前記第１主面に形成される、
    請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の静電チャック。
  12. 　前記接触支持部は、前記第１主面の周縁部に沿って円環状に形成された第１の接触支持部と、前記第１の接触支持部の内側領域に柱状に形成された複数の第２の接触支持部と、を含み、
    　前記溝部は、前記第１の接触支持部を囲む第１の溝と、複数の前記第２の接触支持部ごとに設けられた複数の第２の溝と、を含む、
    請求項１に記載の静電チャック。
  13. 　前記溝部は、前記電極の直上に形成される、
    請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の静電チャック。
  14. 　前記溝部の底面は、前記第１主面よりも前記電極に近い位置に形成される、
    請求項１３に記載の静電チャック。
  15. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の静電チャックを備える、
    基板処理装置。
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