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WO2025263340A1 - 基板支持器及び基板処理装置 - Google Patents

基板支持器及び基板処理装置

Info

Publication number
WO2025263340A1
WO2025263340A1 PCT/JP2025/020415 JP2025020415W WO2025263340A1 WO 2025263340 A1 WO2025263340 A1 WO 2025263340A1 JP 2025020415 W JP2025020415 W JP 2025020415W WO 2025263340 A1 WO2025263340 A1 WO 2025263340A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
body portion
base
substrate support
electrostatic chuck
main body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2025/020415
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
真悟 小岩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of WO2025263340A1 publication Critical patent/WO2025263340A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Definitions

  • An exemplary embodiment of the present disclosure relates to a substrate support and a substrate processing apparatus.
  • a plasma processing apparatus is used for plasma processing of substrates.
  • the plasma processing apparatus includes a chamber and a substrate support.
  • the substrate support is disposed within the chamber.
  • Patent Document 1 listed below discloses a substrate support that includes a base, an electrostatic chuck, and an adhesive. The adhesive is positioned between the base and the electrostatic chuck, and adheres the electrostatic chuck to the top of the base.
  • This disclosure provides a technique for reducing the temperature difference between the base and the electrostatic chuck.
  • a substrate support in one exemplary embodiment, includes a base, an electrostatic chuck, at least one protrusion, and an adhesive.
  • the base includes a first body portion.
  • the first body portion has an upper surface.
  • the electrostatic chuck includes a second body portion.
  • the second body portion has a lower surface and has a thickness of 0.5 mm or more and 1.0 mm or less.
  • the second body portion is configured to hold a substrate disposed thereon.
  • the electrostatic chuck is disposed on the base.
  • the at least one protrusion protrudes from one of the upper surface of the first body portion and the lower surface of the second body portion toward the other of the upper surface of the first body portion and the lower surface of the second body portion.
  • the at least one protrusion defines a gap between the upper surface of the first body portion and the lower surface of the second body portion.
  • the adhesive bonds the electrostatic chuck to the base.
  • the adhesive is disposed within the gap.
  • the temperature difference between the base and the electrostatic chuck is reduced.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a plasma processing system.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the configuration of a capacitively coupled plasma processing apparatus.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a substrate support according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a partial enlarged vertical projection view of a base according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a substrate support according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a substrate support according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example configuration of a plasma processing system.
  • the plasma processing system includes a plasma processing device 1 and a control unit 2.
  • the plasma processing system is an example of a substrate processing system
  • the plasma processing device 1 is an example of a substrate processing device.
  • the plasma processing device 1 includes a plasma processing chamber 10, a substrate support unit 11, and a plasma generation unit 12.
  • the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space.
  • the plasma processing chamber 10 also has 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 exhausting gas from the plasma processing space.
  • the gas supply port is connected to the gas supply unit 20, which will be described later, and the gas exhaust port is connected to an exhaust system 40, which will be described later.
  • the substrate support unit 11 is disposed in 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 plasma formed in the plasma processing space may be capacitively coupled plasma (CCP), inductively coupled plasma (ICP), electron-cyclotron-resonance plasma (ECR plasma), helicon wave plasma (HWP), or surface wave plasma (SWP), etc.
  • various types of plasma generating units may be used, including AC (Alternating Current) plasma generating units and DC (Direct Current) plasma generating units.
  • the AC signal (AC power) used in the AC plasma generating unit has a frequency in the range of 100 kHz to 10 GHz.
  • AC signals include RF (Radio Frequency) signals and microwave signals.
  • the RF signal has a frequency in the range of 100 kHz to 150 MHz.
  • the control unit 2 processes computer-executable instructions that cause the plasma processing apparatus 1 to perform the various processes 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 processes 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 memory unit 2a2, and a communication interface 2a3.
  • the control unit 2 is realized, for example, by a computer 2a.
  • the processing unit 2a1 may be configured to perform various control operations by reading a program from the memory unit 2a2 and executing the read program. This program may be stored in the memory unit 2a2 in advance, or may be acquired via a medium when needed.
  • the acquired program is stored in the memory unit 2a2 and read from the memory unit 2a2 by the processing unit 2a1 for execution.
  • 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 memory unit 2a2 may include RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), or a combination thereof.
  • the communication interface 2a3 may communicate with the plasma processing apparatus 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network).
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a capacitively coupled plasma processing apparatus.
  • the capacitively coupled plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10, a gas supply unit 20, a power supply 30, and an exhaust system 40.
  • the plasma processing apparatus 1 also includes a substrate support 11 and a gas inlet.
  • the gas inlet is configured to introduce at least one processing gas into the plasma processing chamber 10.
  • the gas inlet includes a showerhead 13.
  • the substrate support 11 is disposed within the plasma processing chamber 10.
  • the showerhead 13 is disposed above the substrate support 11. In one embodiment, the showerhead 13 forms at least a portion of the ceiling of the plasma processing chamber 10.
  • the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space 10s defined by the showerhead 13, a sidewall 10a of the plasma processing chamber 10, and the substrate support 11.
  • the plasma processing chamber 10 is grounded.
  • the showerhead 13 and the substrate support 11 are electrically insulated from the housing of the plasma processing chamber 10.
  • the substrate support 11 includes a main body 5 and a ring assembly 112.
  • the main body 5 has a central region 5a for supporting a substrate W and an annular region 5b for supporting the ring assembly 112.
  • a wafer is an example of a substrate W.
  • the annular region 5b of the main body 5 surrounds the central region 5a of the main body 5 in a planar view.
  • the substrate W is disposed on the central region 5a of the main body 5, and the ring assembly 112 is disposed on the annular region 5b of the main body 5 so as to surround the substrate W on the central region 5a of the main body 5. Therefore, the central region 5a is also called a substrate support surface for supporting the substrate W, and the annular region 5b is also called a ring support surface for supporting the ring assembly 112.
  • the main body 5 includes a base 50 and an electrostatic chuck 51.
  • the base 50 includes a conductive member.
  • the conductive member of the base 50 may function as a lower electrode.
  • the electrostatic chuck 51 is disposed on the base 50.
  • the electrostatic chuck 51 includes a ceramic member 51a and an electrostatic electrode 51b disposed within the ceramic member 51a.
  • the ceramic member 51a has a central region 5a.
  • the ceramic member 51a also has an annular region 5b. Note that another member surrounding the electrostatic chuck 51, such as the annular electrostatic chuck or an annular insulating member, may also have the annular region 5b.
  • the ring assembly 112 may be disposed on the annular electrostatic chuck or the annular insulating member, or may be disposed on both the electrostatic chuck 51 and the annular insulating member.
  • at least one RF/DC electrode coupled to an RF power source 31 and/or a DC power source 32, described below, may be disposed within the ceramic member 51a.
  • the at least one RF/DC electrode functions as a lower electrode.
  • the RF/DC electrode is also called a bias electrode.
  • the conductive member of the base 50 and at least one RF/DC electrode may function as multiple lower electrodes.
  • the electrostatic electrode 51b may function as a lower electrode. Therefore, the substrate support 11 includes at least one lower electrode.
  • the 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 rings are formed of a conductive or insulating material, and the cover rings are formed of an insulating material.
  • the substrate support 11 may also include a temperature adjustment module configured to adjust at least one of the electrostatic chuck 51, the ring assembly 112, and the substrate to a target temperature.
  • the temperature adjustment module may include a heater, a heat transfer medium, a flow path 50a, or a combination thereof.
  • a heat transfer fluid such as brine or gas flows through the flow path 50a.
  • the flow path 50a is formed in the base 50, and one or more heaters are disposed in the ceramic member 51a of the electrostatic chuck 51.
  • the substrate support 11 may also include a heat transfer gas supply unit configured to supply a heat transfer gas to the gap between the back surface of the substrate W and the central region 5a.
  • the showerhead 13 is configured to introduce at least one processing gas from the gas supply unit 20 into the plasma processing space 10s.
  • the showerhead 13 has at least one gas supply port 13a, at least one gas diffusion chamber 13b, and multiple gas inlets 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 multiple gas inlets 13c.
  • the showerhead 13 also includes at least one upper electrode.
  • the gas inlet may also include one or more side gas injectors (SGIs) attached to one or more openings formed in the sidewall 10a.
  • SGIs side gas injectors
  • the gas supply unit 20 may include at least one gas source 21 and at least one flow controller 22.
  • the gas supply unit 20 is configured to supply at least one process gas from a corresponding gas source 21 to the showerhead 13 via a corresponding flow controller 22.
  • Each flow controller 22 may include, for example, a mass flow controller or a pressure-controlled flow controller.
  • the gas supply unit 20 may include at least one flow modulation device that modulates or pulses the flow rate of the 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. Therefore, the RF power supply 31 can function as at least a part of the plasma generation unit 12. Furthermore, by supplying a bias RF signal to 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 generating unit 31a and a second RF generating unit 31b.
  • the first RF generating unit 31a is coupled to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode via at least one impedance matching circuit and is configured to generate a source RF signal (source RF power) for plasma generation.
  • the source RF signal has a frequency in the range of 10 MHz to 150 MHz.
  • the first RF generating unit 31a may be configured to generate multiple source RF signals having different frequencies. The generated one or more source RF signals are supplied to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode.
  • the second RF generating unit 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 as or different from the frequency of the source RF signal.
  • the bias RF signal has a frequency lower than the frequency of the source RF signal.
  • the bias RF signal has a frequency in the range of 100 kHz to 60 MHz.
  • the second RF generating unit 31b may be configured to generate multiple bias RF signals having different frequencies.
  • the generated one or more bias RF signals are supplied to at least one lower electrode.
  • at least one of the source RF signal and the bias RF signal may be pulsed.
  • the power supply 30 may also include a DC power supply 32 coupled to the plasma processing chamber 10.
  • the DC power supply 32 includes a first DC generator 32a and a second DC generator 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 DC signal is applied to the at least one lower electrode.
  • the second DC generator 32b is connected to 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 upper electrode.
  • 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 pulses may have a rectangular, trapezoidal, triangular, or combination thereof pulse waveform.
  • a waveform generator for generating a sequence of voltage pulses from the DC signal is connected between the first DC generator 32a and at least one lower electrode.
  • the first DC generator 32a and the waveform generator constitute a voltage pulse generator.
  • the second DC generator 32b and the waveform generator constitute a voltage pulse generator
  • the voltage pulse generator is connected to at least one upper electrode.
  • the voltage pulses may have positive 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 generators 32a and 32b may be provided in addition to the RF power supply 31, or the first DC generator 32a may be provided instead of the second RF generator 31b.
  • the exhaust system 40 may be connected to, for example, a gas exhaust port 10e provided at the bottom of the plasma processing chamber 10.
  • the exhaust system 40 may include a pressure regulating valve and a vacuum pump. The pressure in 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.
  • Figure 3 is an enlarged cross-sectional view of a substrate support according to one exemplary embodiment.
  • the main body 5 is an example of a substrate support.
  • the main body 5 includes a base 50, an electrostatic chuck 51, at least one protrusion, and an adhesive 52.
  • the base 50 includes a first main body portion 500.
  • the first main body portion 500 has a generally cylindrical shape.
  • the first main body portion 500 has an upper surface 501 and side surfaces.
  • the upper surface 501 of the first main body portion 500 forms part of the upper surface of the base 50.
  • the side surfaces of the first main body portion 500 form the side surfaces of the base 50.
  • the first main body portion 500 provides a flow path 50a therein.
  • the base 50 is formed from a metal including aluminum.
  • the thermal conductivity of the base 50 may be 200 W/m ⁇ K or more.
  • the first main body portion 500 is electrically conductive.
  • the first main body 500 may be electrically connected to the plasma generating unit 12 to function as a lower electrode.
  • the plasma generating unit 12 may be configured to supply source high-frequency power to the base 50 to generate plasma in the chamber 10.
  • the above-mentioned source RF signal is an example of source high-frequency power.
  • the plasma processing apparatus 1 may further include a bias power supply.
  • the above-mentioned second RF generating unit 31b is an example of a bias power supply.
  • the second RF generating unit 31b is electrically connected to the base 50 and configured to supply an electrical bias to the base 50 to attract ions from the plasma in the chamber 10.
  • the electrostatic chuck 51 is disposed on the base 50.
  • the electrostatic chuck 51 includes a second body portion 510.
  • the second body portion 510 has a generally circular plate shape.
  • the second body portion 510 has an upper surface and a lower surface 511.
  • the upper surface of the second body portion 510 constitutes the upper surface of the electrostatic chuck 51.
  • the second body portion 510 is configured to hold a substrate W disposed thereon.
  • the upper surface of the second body portion 510 may include a central region 5a and an annular region 5b.
  • the lower surface 511 of the second body portion 510 constitutes the lower surface of the electrostatic chuck 51.
  • the thermal conductivity of the second body portion 510 is 64 W/m ⁇ K or less, or 32 W/m ⁇ K or less.
  • the electrostatic chuck 51 may include an electrostatic electrode 51b. The electrostatic electrode 51b is disposed within the second body portion 510.
  • the second body portion 510 may have a thickness of 0.5 mm or more and 1.0 mm or less.
  • the minimum thickness between the upper surface (central region 5a) of the second body portion 510 and the lower surface 511 of the second body portion 510 is 0.5 mm or more and 1.0 mm or less.
  • the smaller the thickness of the second body portion 510 the closer the distance between the base 50 and the substrate W placed on the electrostatic chuck 51. As a result, the efficiency of the source radio frequency power and electrical bias applied to the substrate W using the base 50 as the lower electrode is improved.
  • the electrostatic chuck 51 does not need to include a lower electrode.
  • the electrostatic chuck 51 does not need to include a heater.
  • the main body 5 includes at least one convex portion protruding from the upper surface 501 of the first main body 500 toward the lower surface 511 of the second main body 510.
  • the at least one convex portion includes multiple convex portions 53.
  • the surfaces of the multiple convex portions 53 form part of the upper surface of the base 50.
  • the upper surface of the base 50 is formed by the upper surface 501 of the first main body 500 and the surfaces of the multiple convex portions 53.
  • FIG. 4 is a partially enlarged vertical projection of a base according to one exemplary embodiment.
  • each of the multiple protrusions 53 has a circular shape in the vertical direction.
  • Each of the multiple protrusions 53 may have a cylindrical shape including a side surface and a circular upper surface.
  • the multiple protrusions 53 may be formed integrally with the base 50.
  • the electrical distance between the base 50 and the substrate W placed on the electrostatic chuck 51 is reduced. As a result, the efficiency of the source high-frequency power and electrical bias applied to the substrate W using the base 50 as a lower electrode is improved.
  • the distance from the upper surface 501 of the first body portion 500 to the tip of at least one of the protrusions may be 0.1 mm or more and 1.5 mm or less.
  • the maximum distance from the upper surface 501 of the first body portion 500 to the tip of one of the multiple protrusions 53 is 0.1 mm or more and 1.5 mm or less.
  • the distance from the upper surface 501 of the first body portion 500 to the tip of each of the multiple protrusions 53 may be within a range of 0.1 mm or more and 1.5 mm or less.
  • each of the multiple protrusions 53 may have a shortest distance d between its side surface and the side surface of the other protrusion that is closest to it among the multiple protrusions 53, which is 1.0 mm or more and 5.0 mm or less.
  • each of the multiple protrusions 53 is cylindrical with a circular upper surface having a diameter of 1.0 mm or less, and the center-to-center distance between the cylindrical shapes of the multiple protrusions 53 is 5.0 mm or more.
  • the shortest distance d between the side surfaces of the multiple protrusions 53 is 4.0 mm or more.
  • the ratio of the projected area of the multiple protrusions 53 in the vertical direction to the projected area of the base 50 in the vertical direction is 10% or less.
  • each of the multiple protrusions 53 has a cylindrical shape including a circular upper surface with a diameter of 1.0 mm or less.
  • the center-to-center distance of each of the cylindrical shapes of the multiple protrusions 53 is 5.0 mm or more.
  • the shortest distance d between each side of the multiple protrusions 53 is 4.0 mm or more, and the ratio of the projected area of the multiple protrusions 53 in the vertical direction to the projected area of the base 50 in the vertical direction is 9.1% or less.
  • the multiple protrusions 53 define a gap between the upper surface 501 of the first body portion 500 and the lower surface 511 of the second body portion 510.
  • the adhesive 52 is disposed in the gap between the upper surface 501 and the lower surface 511.
  • the adhesive 52 adheres the electrostatic chuck 51 to the base 50.
  • the adhesive 52 secures the upper surface 501 of the first body portion 500 and the lower surface 511 of the second body portion 510 to each other.
  • the electrostatic chuck 51 is secured to the base 50 by the adhesive 52.
  • the thermal conductivity of the adhesive 52 is 2.8 W/m ⁇ K or less, or 1.4 W/m ⁇ K or less.
  • the thermal conductivity of the adhesive 52 may be 1/100 or less of the thermal conductivity of the base 50.
  • the main body 5 (substrate support) has a plurality of protrusions 53 protruding from the upper surface 501 of the first main body 500 toward the lower surface 511 of the second main body 510.
  • the tip of each of the plurality of protrusions 53 is closer to the lower surface 511 of the second main body 510 than the upper surface 501 of the first main body 500 and the lower surface 511 of the second main body 510.
  • the distance between the tip of each of the plurality of protrusions 53 and the lower surface 511 of the second main body 510 is smaller than the distance between the upper surface 501 of the first main body 500 and the lower surface 511 of the second main body 510.
  • the thermal resistance between the tip of each of the plurality of protrusions 53 and the lower surface 511 of the second main body 510 is smaller than the thermal resistance between the upper surface 501 of the first main body 500 and the lower surface 511 of the second main body 510.
  • the substrate support (main body 5) reduces the temperature difference between the base 50 and the electrostatic chuck 51.
  • the temperature difference between the top surface of the base and the top surface of the electrostatic chuck was 21.6°C for a comparative substrate support that did not have at least one protrusion and had a second main body portion with a thickness of 4.6 mm.
  • the temperature difference between the top surface of the base and the top surface of the electrostatic chuck was 11.0°C for a comparative substrate support that did not have multiple protrusions 53 and had a second main body portion with a thickness of 1.2 mm.
  • the temperature difference between the upper surface 501 of the first main body portion 500 of the base 50 and the upper surface of the electrostatic chuck 51 was 5.7°C.
  • each of the multiple protrusions 53 has a shortest distance d between its side surface and the side surface of the nearest other protrusion among the multiple protrusions 53, which is 1.0 mm or more and 5.0 mm or less.
  • the pitch between the multiple protrusions is 5.0 mm or less, thereby suppressing temperature variations on the electrostatic chuck 51.
  • the temperature variation on the electrostatic chuck 51 was 13°C or more.
  • a substrate support according to another exemplary embodiment will be described.
  • a substrate support according to another exemplary embodiment (main body portion 5A) will be described from the perspective of differences from the substrate support (main body portion 5) shown in FIG. 3, and duplicated explanations will be omitted as appropriate.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a substrate support according to another exemplary embodiment.
  • the upper surface 501 of the first body portion 500 forms the upper surface of the base 50.
  • the lower surface 511 of the second body portion 510 forms part of the lower surface of the electrostatic chuck 51.
  • the body portion 5A includes at least one protrusion that protrudes from the lower surface 511 of the second body portion 510 toward the upper surface 501 of the first body portion 500.
  • the at least one protrusion includes multiple protrusions 53 adjacent to each other.
  • the distance from the lower surface 511 of the second main body portion 510 to the tip of at least one protrusion may be 0.1 mm or more and 1.5 mm or less.
  • the maximum distance from the lower surface 511 of the second main body portion 510 to the tip of one of the multiple protrusions 53 is 0.1 mm or more and 1.5 mm or less.
  • the distance from the lower surface 511 of the second main body portion 510 to the tip of each of the multiple protrusions 53 may be within a range of 0.1 mm or more and 1.5 mm or less.
  • each of the multiple protrusions 53 may have a shortest distance d between its side surface and the side surface of the other protrusion that is closest to it among the multiple protrusions 53, which may be 1.0 mm or more and 5.0 mm or less.
  • the substrate support (main body portion 5A) includes a plurality of protrusions 53 protruding from the lower surface 511 of the second main body portion 510 toward the upper surface 501 of the first main body portion 500.
  • the tip of each of the plurality of protrusions 53 is closer to the upper surface 501 of the first main body portion 500 than the lower surface 511 of the second main body portion 510 and the upper surface 501 of the first main body portion 500.
  • the distance between the tip of each of the plurality of protrusions 53 and the upper surface 501 of the first main body portion 500 is smaller than the distance between the lower surface 511 of the second main body portion 510 and the upper surface 501 of the first main body portion 500.
  • the thermal resistance between the tip of each of the plurality of protrusions 53 and the upper surface 501 of the first main body portion 500 is smaller than the thermal resistance between the lower surface 511 of the second main body portion 510 and the upper surface 501 of the first main body portion 500.
  • the substrate support (main body 5A) reduces the temperature difference between the base 50 and the electrostatic chuck 51.
  • a substrate support according to yet another exemplary embodiment will be described.
  • a substrate support according to yet another exemplary embodiment (main body portion 5B) will be described from the perspective of differences from the substrate support (main body portion 5) shown in FIG. 3, and duplicated explanations will be omitted as appropriate.
  • the main body portion 5B includes a heat transfer layer 54.
  • the heat transfer layer 54 is disposed between the lower surface 511 of the second main body portion 510 and the plurality of protrusions 53.
  • the heat transfer layer 54 is formed of metal.
  • the heat transfer layer 54 is a metal film formed on the surface of a dielectric member.
  • the heat transfer layer 54 may be formed by sputtering, vapor deposition, or cold spraying.
  • the thermal conductivity of the heat transfer layer 54 is higher than that of the dielectric member. In one example, the thermal conductivity of the heat transfer layer 54 is 100 W/m ⁇ K or greater.
  • the adhesive 52 bonds the electrostatic chuck 51 to the base 50 via the heat transfer layer 54.
  • the adhesive 52 secures the upper surface 501 of the first main body portion 500 and the heat transfer layer 54 to each other.
  • a heat transfer layer 54 is disposed between the underside 511 of the second main body portion 510 and the multiple protrusions 53.
  • the thermal conductivity of the heat transfer layer 54 is higher than that of the second main body portion 510. Therefore, the thermal resistance between the tip of each of the multiple protrusions 53 and the heat transfer layer 54 is even smaller. As a result, the substrate support (main body portion 5B) further reduces the temperature difference between the base 50 and the electrostatic chuck 51.
  • the substrate support may include at least one convex portion protruding from one of the upper surface 501 of the first main body portion 500 and the lower surface 511 of the second main body portion 510 toward the other of the upper surface 501 of the first main body portion 500 and the lower surface 511 of the second main body portion 510.
  • the substrate support may include both at least one convex portion protruding from the upper surface 501 of the first main body portion 500 toward the lower surface 511 of the second main body portion 510, and at least one convex portion protruding from the lower surface 511 of the second main body portion 510 toward the upper surface 501 of the first main body portion 500.
  • Each of the multiple protrusions 53 may have a truncated cone shape that includes a side surface and a circular upper surface. In this case, the efficiency of heat exchange on the upper surface of each of the multiple protrusions 53 can be improved and a gap in which the adhesive 52 can be placed can be secured.
  • the at least one protrusion may be a single protrusion.
  • the single protrusion may define a groove as a gap between the upper surface 501 of the first body portion 500 and the lower surface 511 of the second body portion 510. In the vertical direction, the groove may have a spiral shape or a radial shape.
  • the heat transfer layer 54 may be disposed between at least one protrusion protruding from the upper surface 501 of the first main body portion 500 toward the lower surface 511 of the second main body portion 510 and the lower surface 511 of the second main body portion 510. In this case, the heat transfer layer 54 may cover the lower surface 511 of the second main body portion 510. The heat transfer layer 54 may be disposed between at least one protrusion protruding from the lower surface 511 of the second main body portion 510 toward the upper surface 501 of the first main body portion 500 and the upper surface 501 of the first main body portion 500. In this case, the heat transfer layer 54 may cover only the tip of the at least one protrusion. The heat transfer layer 54 may cover the surface of the at least one protrusion and the lower surface 511 of the second main body portion 510. The heat transfer layer 54 may be disposed so as to follow the lower surface of the electrostatic chuck 51.
  • a base including a first body portion having an upper surface; an electrostatic chuck disposed on the base, the electrostatic chuck including a second body portion having a lower surface and a thickness of 0.5 mm or more and 1.0 mm or less, the second body portion being configured to hold a substrate disposed thereon; at least one protrusion protruding from one of the upper surface of the first body portion and the lower surface of the second body portion toward the other of the upper surface of the first body portion and the lower surface of the second body portion, the at least one protrusion defining a gap between the upper surface of the first body portion and the lower surface of the second body portion; an adhesive disposed within the gap and adhering the electrostatic chuck to the base;
  • a substrate support comprising: [E2] a base including a first body portion having an upper surface; an electrostatic chuck disposed on the base, the electrostatic chuck including a second body portion having a lower surface and configured to hold a substrate disposed thereon; at least one protrusion protrud
  • the at least one protrusion protrudes from the lower surface of the second body portion toward the upper surface of the first body portion;
  • a distance from one of the upper surface of the first body portion and the lower surface of the second body portion to a tip of the at least one protrusion is 0.1 mm or more and 1.5 mm or less;
  • the at least one protrusion includes a plurality of protrusions, Each of the plurality of protrusions has a shortest distance between its side surface and a side surface of another protrusion among the plurality of protrusions that is located nearest thereto, the shortest distance being 1.0 mm or more and 5.0 mm or less.
  • a ratio of a projected area of the at least one convex portion in the vertical direction to a projected area of the base in the vertical direction is 10% or less; The substrate support according to any one of E1 to E6.
  • the electrostatic chuck has an electrostatic electrode; the electrostatic electrode is disposed within the second body portion; The substrate support according to any one of E1 to E7.
  • a chamber a substrate support according to any one of E1 to E8, disposed within the chamber; a plasma generating unit configured to generate plasma within the chamber; Equipped with Substrate processing equipment.
  • the plasma generating unit is configured to supply source radio frequency power to the base to generate the plasma in the chamber.
  • the substrate processing apparatus according to E9.
  • 1...plasma processing apparatus 12...plasma generation unit, 10...chamber, 50...base, 500...first main body, 501...upper surface, 51...electrostatic chuck, 510...second main body, 511...lower surface, 51b...electrostatic electrode, 52...adhesive, 53...multiple convex portions, 54...heat transfer layer, d...shortest distance, W...substrate.

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Abstract

開示される基板支持器は、基台、静電チャック、少なくとも一つの凸部、及び接着剤を備える。基台は、第１の本体部を含む。第１の本体部は上面を有する。静電チャックは、第２の本体部を含む。第２の本体部は、下面を有し、且つ、０．５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の厚さを有する。静電チャックは、基台上に配置される。少なくとも一つの凸部は、第１の本体部の上面及び第２の本体部の下面のうち一方から第１の本体部の上面及び第２の本体部の下面のうち他方に向けて突き出している。少なくとも一つの凸部は、第１の本体部の上面と第２の本体部の下面との間に空隙を画成する。接着剤は、静電チャックを基台に接着する。接着剤は、空隙内に配置される。

Description

基板支持器及び基板処理装置
　本開示の例示的実施形態は、基板支持器及び基板処理装置に関するものである。
　プラズマ処理装置が基板に対するプラズマ処理において用いられている。プラズマ処理装置は、チャンバ及び基板支持器を備える。基板支持器は、チャンバ内に配置されている。下記の特許文献１は、基台、静電チャック、及び接着剤を備える基板支持器を開示する。接着剤は、基台と静電チャックとの間に位置し、基台の上に静電チャックを接着している。
特開２００８－２５１８５４号公報
　本開示は、基台と静電チャックとの間の温度差を低減する技術を提供する。
　一つの例示的実施形態において、基板支持器が提供される。基板支持器は、基台、静電チャック、少なくとも一つの凸部、及び接着剤を備える。基台は、第１の本体部を含む。第１の本体部は上面を有する。静電チャックは、第２の本体部を含む。第２の本体部は、下面を有し、且つ、０．５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の厚さを有する。第２の本体部は、その上に配置される基板を保持するように構成される。静電チャックは、基台上に配置される。少なくとも一つの凸部は、第１の本体部の上面及び第２の本体部の下面のうち一方から第１の本体部の上面及び第２の本体部の下面のうち他方に向けて突き出している。少なくとも一つの凸部は、第１の本体部の上面と第２の本体部の下面との間に空隙を画成する。接着剤は、静電チャックを基台に接着する。接着剤は、空隙内に配置される。
　一つの例示的実施形態によれば、基台と静電チャックとの間の温度差が低減される。
図１は、プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。 図２は、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である。 図３は、一つの例示的実施形態に係る基板支持器の拡大断面図である。 図４は、一つの例示的実施形態に係る基台の鉛直方向における部分拡大投影図である。 図５は、別の例示的実施形態に係る基板支持器の拡大断面図である。 図６は、更に別の例示的実施形態に係る基板支持器の拡大断面図である。
　以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
　図１は、プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。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。プラズマ処理システムは、基板処理システムの一例であり、プラズマ処理装置１は、基板処理装置の一例である。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、１００ｋＨｚ～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、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。
　以下に、プラズマ処理装置１の一例としての容量結合型のプラズマ処理装置の構成例について説明する。図２は、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である。
　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５及びリングアセンブリ１１２を含む。本体部５は、基板Ｗを支持するための中央領域５ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域５ｂとを有する。ウェハは基板Ｗの一例である。本体部５の環状領域５ｂは、平面視で本体部５の中央領域５ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部５の中央領域５ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部５の中央領域５ａ上の基板Ｗを囲むように本体部５の環状領域５ｂ上に配置される。従って、中央領域５ａ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５ｂ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５は、基台５０及び静電チャック５１を含む。基台５０は、導電性部材を含む。基台５０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５１は、基台５０の上に配置される。静電チャック５１は、セラミック部材５１ａとセラミック部材５１ａ内に配置される静電電極５１ｂとを含む。セラミック部材５１ａは、中央領域５ａを有する。一実施形態において、セラミック部材５１ａは、環状領域５ｂ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５１を囲む他の部材が環状領域５ｂ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５１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電源３１及び／又はＤＣ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５１ａ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５０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５１ｂ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５１、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５０ａ、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路５０ａ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５０ａが基台５０内に形成され、１又は複数のヒータが静電チャック５１のセラミック部材５１ａ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５ａ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を含んでもよい。
　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、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。
　図３は、一つの例示的実施形態に係る基板支持器の拡大断面図である。上述のように、本体部５は、基板支持器の一例である。本体部５は、基台５０、静電チャック５１、少なくとも一つの凸部、及び接着剤５２を備える。
　基台５０は、第１の本体部５００を含む。第１の本体部５００は、略円柱形状を有する。第１の本体部５００は、上面５０１及び側面を有する。図３に示す例では、第１の本体部５００の上面５０１は、基台５０の上面の一部を構成する。第１の本体部５００の側面は、基台５０の側面を構成する。第１の本体部５００は、その内部に流路５０ａを提供する。一例において、基台５０は、アルミニウムを含む金属から形成される。基台５０の熱伝導率は、２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であってもよい。第１の本体部５００は、導電性を有する。
　第１の本体部５００は、下部電極として機能するようにプラズマ生成部１２に電気的に接続されてもよい。プラズマ生成部１２は、チャンバ１０内にプラズマを生成するためにソース高周波電力を基台５０に供給するように構成されてもよい。上述のソースＲＦ信号は、ソース高周波電力の一例である。プラズマ処理装置１は、バイアス電源を更に備えてもよい。上述の第２のＲＦ生成部３１ｂは、バイアス電源の一例である。第２のＲＦ生成部３１ｂは、基台５０に電気的に接続されており、チャンバ１０内のプラズマからイオンを引き込むために電気バイアスを基台５０に供給するように構成されている。
　静電チャック５１は、基台５０上に配置される。静電チャック５１は、第２の本体部５１０を含む。第２の本体部５１０は、略円板形状を有する。第２の本体部５１０は、上面及び下面５１１を有する。第２の本体部５１０の上面は、静電チャック５１の上面を構成する。第２の本体部５１０は、その上に配置される基板Ｗを保持するように構成される。第２の本体部５１０の上面は、中央領域５ａ及び環状領域５ｂを含み得る。図３に示す例では、第２の本体部５１０の下面５１１は、静電チャック５１の下面を構成する。一例において、第２の本体部５１０の熱伝導率は、６４Ｗ／ｍ・Ｋ以下、又は３２Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。一実施形態において、静電チャック５１は、静電電極５１ｂを有してもよい。静電電極５１ｂは、第２の本体部５１０内に配置される。
　一実施形態において、第２の本体部５１０は、０．５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の厚さを有してもよい。一例において、第２の本体部５１０の上面（中央領域５ａ）と、第２の本体部５１０の下面５１１との間の最小厚さは、０．５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下である。第２の本体部５１０の厚さが小さいほど、基台５０と静電チャック５１上に載置される基板Ｗとの間の距離が近接する。結果として、基台５０を下部電極として基板Ｗに印加されるソース高周波電力及び電気バイアスの効率が向上する。なお、静電チャック５１は、下部電極を含まなくてもよい。静電チャック５１は、ヒータを含まなくてもよい。
　図３に示すように、一実施形態において、本体部５は、第１の本体部５００の上面５０１から第２の本体部５１０の下面５１１に向けて突き出した少なくとも一つの凸部を含む。図３に示す例では、少なくとも一つの凸部は、複数の凸部５３を含む。以下では、少なくとも一つの凸部が複数の凸部５３を含む一例について説明する。複数の凸部５３の表面は、基台５０の上面の一部を構成する。本体部５では、基台５０の上面は、第１の本体部５００の上面５０１及び複数の凸部５３の表面により構成されている。
　図４は、一つの例示的実施形態に係る基台の鉛直方向における部分拡大投影図である。図４に示すように、鉛直方向において複数の凸部５３の各々は、円形状を有している。複数の凸部５３の各々は、側面と円形状の上面とを含む円柱形状を有していてもよい。複数の凸部５３は、基台５０と一体に形成されていてもよい。複数の凸部５３が基台５０と一体に形成される場合には、基台５０と静電チャック５１上に載置される基板Ｗとの間の電気的な距離が近くなる。結果として、基台５０を下部電極として基板Ｗに印加されるソース高周波電力及び電気バイアスの効率が向上する。
　一実施形態において、第１の本体部５００の上面５０１から少なくとも一つの凸部の先端までの距離は、０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であってもよい。図３に示す例では、第１の本体部５００の上面５０１から複数の凸部５３のうち一つの凸部の先端までの最大距離は、０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下である。第１の本体部５００の上面５０１から複数の凸部５３の各々の先端までの距離は、０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下の範囲内であってもよい。第１の本体部５００の上面５０１から複数の凸部５３の各々の先端までの距離が小さいほど、複数の凸部５３によって画成される空隙に配置される接着剤が薄くなる。結果として、基台５０と静電チャック５１との間の温度差が低減される。
　一実施形態において、複数の凸部５３の各々は、その側面と複数の凸部５３のうち最近傍に位置する他の凸部の側面との間の最短距離ｄとして、１．０ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下の距離を有してもよい。一例において、複数の凸部５３の各々は、直径１．０ｍｍ以下の円形状の上面を含む円柱形状であり、複数の凸部５３のそれぞれの円柱形状の中心間距離は、５．０ｍｍ以上である。この場合、複数の凸部５３のそれぞれの側面の間の最短距離ｄは、４．０ｍｍ以上である。
　一実施形態において、鉛直方向における基台５０の投影面積に対する、鉛直方向における複数の凸部５３の投影面積の割合は、１０％以下である。図４に示す例では、上述の複数の凸部５３の各々は、直径１．０ｍｍ以下の円形状の上面を含む円柱形状を有する。複数の凸部５３のそれぞれの円柱形状の中心間距離は、５．０ｍｍ以上である。この場合には、複数の凸部５３のそれぞれの側面の間の最短距離ｄは、４．０ｍｍ以上であり、鉛直方向における基台５０の投影面積に対する、鉛直方向における複数の凸部５３の投影面積の割合は、９．１％以下である。
　複数の凸部５３は、第１の本体部５００の上面５０１と第２の本体部５１０の下面５１１との間に間隙を画成する。接着剤５２は、上面５０１と下面５１１との間の空隙に配置される。接着剤５２は、静電チャック５１を基台５０に接着する。接着剤５２は、第１の本体部５００の上面５０１と第２の本体部５１０の下面５１１とを互いに固定している。静電チャック５１は、接着剤５２によって基台５０上に固定されている。一例において、接着剤５２の熱伝導率は、２．８Ｗ／ｍ・Ｋ以下、又は１．４Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。接着剤５２の熱伝導率は、基台５０の熱伝導率の１／１００以下であってもよい。
　本体部５（基板支持器）は、第１の本体部５００の上面５０１から第２の本体部５１０の下面５１１に向けて突き出した複数の凸部５３を備えている。複数の凸部５３の各々の先端と第２の本体部５１０の下面５１１とは、第１の本体部５００の上面５０１と第２の本体部５１０の下面５１１とよりも近接している。複数の凸部５３の各々の先端と第２の本体部５１０の下面５１１との間の距離は、第１の本体部５００の上面５０１と第２の本体部５１０の下面５１１との間の距離よりも小さい。したがって、複数の凸部５３の各々の先端と第２の本体部５１０の下面５１１との間の熱抵抗は、第１の本体部５００の上面５０１と第２の本体部５１０の下面５１１との熱抵抗よりも小さい。結果として、基板支持器（本体部５）は、基台５０と静電チャック５１との間の温度差を低減する。
　第２の本体部５１０の厚さが小さいほど、基台５０と静電チャック５１との間の温度差は、低減される。第２の本体部５１０は、０．５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の厚さを有しているので、従来の基板支持器よりも基台５０と静電チャック５１との間の温度差を低減しやすい。第１の比較実験において、少なくとも一つの凸部を備えず、且つ、第２の本体部が４．６ｍｍの厚さを有している比較対象の基板支持器では、基台の上面と静電チャックの上面との間の温度差は、２１．６℃であった。第２の比較実験において、複数の凸部５３を備えず、且つ、第２の本体部が１．２ｍｍの厚さを有している比較対象の基板支持器では、基台の上面と静電チャックの上面との間の温度差は、１１．０℃であった。本開示に係る実験において、複数の凸部５３を備え、且つ、第２の本体部５１０が１．０ｍｍの厚さを有している基板支持器では、基台５０の第１の本体部５００の上面５０１と静電チャック５１の上面との間の温度差は、５．７℃であった。
　本体部５では、複数の凸部５３の各々は、その側面と複数の凸部５３のうち最近傍に位置する他の凸部の側面との間の最短距離ｄとして、１．０ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下の距離を有している。この場合、複数の凸部間のピッチが５．０ｍｍ以下になるので、静電チャック５１上の温度のバラつきが抑制される。第３の比較実験において、複数の凸部５３の各々が最短距離ｄとして１５ｍｍの距離を有し、複数の凸部間のピッチが１５ｍｍの場合には、静電チャック５１上の温度のバラつきは、１３℃以上であった。第４の比較実験において、複数の凸部５３の各々が最短距離ｄとして１０ｍｍの距離を有し、複数の凸部間のピッチが１０ｍｍの場合には、静電チャック５１上の温度のバラつきは、１１℃以上であった。本開示に係る実験において、複数の凸部５３の各々が最短距離ｄとして４ｍｍの距離を有し、複数の凸部間のピッチが４ｍｍの場合には、静電チャック５１上の温度のバラつきは、８℃以下であった。
　以下、別の例示的実施形態に係る基板支持器について説明する。以下では、図３に示す基板支持器（本体部５）からの相違点の観点から別の例示的実施形態に係る基板支持器（本体部５Ａ）について説明し、重複する説明については適宜省略する。
　図５は、別の例示的実施形態に係る基板支持器の拡大断面図である。図５に示す例では、第１の本体部５００の上面５０１は、基台５０の上面を構成する。第２の本体部５１０の下面５１１は、静電チャック５１の下面の一部を構成する。本体部５Ａは、第２の本体部５１０の下面５１１から第１の本体部５００の上面５０１に向けて突き出した少なくとも一つの凸部を含む。図５に示す例では、少なくとも一つの凸部は、互いに隣り合う複数の凸部５３を含む。
　一実施形態において、第２の本体部５１０の下面５１１から少なくとも一つの凸部の先端までの距離は、０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であってもよい。図５に示す例では、第２の本体部５１０の下面５１１から複数の凸部５３のうち一つの凸部の先端までの最大距離は、０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下である。第２の本体部５１０の下面５１１から複数の凸部５３の各々の先端までの距離は、０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下の範囲内であってもよい。なお、本体部５Ａが備える複数の凸部５３においても、複数の凸部５３の各々は、その側面と複数の凸部５３のうち最近傍に位置する他の凸部の側面との間の最短距離ｄとして、１．０ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下の距離を有し得る。
　基板支持器（本体部５Ａ）は、第２の本体部５１０の下面５１１から第１の本体部５００の上面５０１に向けて突き出した複数の凸部５３を含んでいる。複数の凸部５３の各々の先端と第１の本体部５００の上面５０１とは、第２の本体部５１０の下面５１１と第１の本体部５００の上面５０１とよりも近接している。複数の凸部５３の各々の先端と第１の本体部５００の上面５０１との間の距離は、第２の本体部５１０の下面５１１と第１の本体部５００の上面５０１との間の距離よりも小さい。したがって、複数の凸部５３の各々の先端と第１の本体部５００の上面５０１との間の熱抵抗は、第２の本体部５１０の下面５１１と第１の本体部５００の上面５０１との熱抵抗よりも小さい。結果として、基板支持器（本体部５Ａ）は、基台５０と静電チャック５１との間の温度差を低減する。
　以下、更に別の例示的実施形態に係る基板支持器について説明する。以下では、図３に示す基板支持器（本体部５）からの相違点の観点から更に別の例示的実施形態に係る基板支持器（本体部５Ｂ）について説明し、重複する説明については適宜省略する。
　図６は、別の例示的実施形態に係る基板支持器の拡大断面図である。図６に示すように、一実施形態において、本体部５Ｂは、伝熱層５４を含む。伝熱層５４は、第２の本体部５１０の下面５１１と複数の凸部５３との間に配置される。伝熱層５４は、金属から形成される。一例において、伝熱層５４は、誘電部材の表面に形成された金属膜である。伝熱層５４は、スパッタ、蒸着、又はコールドスプレー法により形成されてもよい。伝熱層５４の熱伝導率は、誘電部材の熱伝導率よりも高い。一例において、伝熱層５４の熱伝導率は、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。本体部５Ｂでは、接着剤５２は、伝熱層５４を介して静電チャック５１を基台５０に接着する。接着剤５２は、第１の本体部５００の上面５０１と伝熱層５４とを互いに固定している。
　基板支持器（本体部５Ｂ）では、第２の本体部５１０の下面５１１と複数の凸部５３との間に伝熱層５４が配置される。伝熱層５４の熱伝導率は、第２の本体部５１０の熱伝導率よりも高い。したがって、複数の凸部５３の各々の先端と伝熱層５４との間の熱抵抗は、より一層小さい。結果として、基板支持器（本体部５Ｂ）は、基台５０と静電チャック５１との間の温度差をより一層低減する。
　以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。
　基板支持器は、第１の本体部５００の上面５０１及び第２の本体部５１０の下面５１１のうち一方から第１の本体部５００の上面５０１及び第２の本体部５１０の下面５１１の他方に向けて突き出した少なくとも一つの凸部を含めばよい。基板支持器は、第１の本体部５００の上面５０１から第２の本体部５１０の下面５１１に向けて突き出した少なくとも一つの凸部と、第２の本体部５１０の下面５１１から第１の本体部５００の上面５０１に向けて突き出した少なくとも一つの凸部との双方を含んでもよい。
　複数の凸部５３の各々は、側面と円形状の上面とを含む円錐台形状を有してもよい。この場合、複数の凸部５３の各々の上面における熱交換の効率を向上し、且つ、接着剤５２が配置される空隙を確保できる。
　少なくとも一つの凸部は、単一の凸部であってもよい。一例において、単一の凸部は、第１の本体部５００の上面５０１と第２の本体部５１０の下面５１１との間の空隙として溝を画成してもよい。鉛直方向において、該溝は、らせん形状を有してもよく、放射形状を有してもよい。
　上述のように伝熱層５４は、第１の本体部５００の上面５０１から第２の本体部５１０の下面５１１に向けて突き出した少なくとも一つの凸部と第２の本体部５１０の下面５１１との間に配置されてもよい。この場合、伝熱層５４は、第２の本体部５１０の下面５１１を覆っていてもよい。伝熱層５４は、第２の本体部５１０の下面５１１から第１の本体部５００の上面５０１に向けて突き出した少なくとも一つの凸部と第１の本体部５００の上面５０１との間に配置されてもよい。この場合、伝熱層５４は、少なくとも一つの凸部の先端のみを覆っていてもよい。伝熱層５４は、少なくとも一つの凸部の表面と第２の本体部５１０の下面５１１とを覆っていてもよい。伝熱層５４は、静電チャック５１の下面に沿うように配置されてもよい。
　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］～［Ｅ１１］に記載する。
［Ｅ１］
　上面を有する第１の本体部を含む基台と、
　下面を有し、且つ０．５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の厚さを有する第２の本体部であって、その上に配置される基板を保持するように構成される該第２の本体部を含み、前記基台上に配置される静電チャックと、
　前記第１の本体部の前記上面及び前記第２の本体部の前記下面のうち一方から前記第１の本体部の前記上面及び前記第２の本体部の前記下面のうち他方に向けて突き出した少なくとも一つの凸部であり、前記第１の本体部の前記上面と前記第２の本体部の前記下面との間に空隙を画成する、該少なくとも一つの凸部と、
　前記空隙内に配置され、前記静電チャックを前記基台に接着する接着剤と、
を備える基板支持器。
［Ｅ２］
　上面を有する第１の本体部を含む基台と、
　下面を有し、その上に配置される基板を保持する第２の本体部を含み、前記基台上に配置される静電チャックと、
　前記第１の本体部の前記上面及び前記第２の本体部の前記下面のうち一方から前記第１の本体部の前記上面及び前記第２の本体部の前記下面のうち他方に向けて突き出した少なくとも一つの凸部であり、前記第１の本体部の前記上面と前記第２の本体部の前記下面との間に空隙を画成する、該少なくとも一つの凸部と、
　前記第２の本体部の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、前記第１の本体部の前記上面及び前記第２の本体部の前記下面のうち前記他方と前記少なくとも一つの凸部との間に配置された伝熱層と、
　前記空隙内に配置され、前記静電チャックを前記基台に接着する接着剤と、
を備える基板支持器。
［Ｅ３］
　前記少なくとも一つの凸部は、前記第１の本体部の前記上面から前記第２の本体部の前記下面に向けて突き出している、
Ｅ１又は２に記載の基板支持器。
［Ｅ４］
　前記少なくとも一つの凸部は、前記第２の本体部の前記下面から前記第１の本体部の前記上面に向けて突き出している、
Ｅ１又は２に記載の基板支持器。
［Ｅ５］
　前記第１の本体部の前記上面又は前記第２の本体部の前記下面の一方から前記少なくとも一つの凸部の先端までの距離は、０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下である、
Ｅ１～Ｅ４の何れか一項に記載の基板支持器。
［Ｅ６］
　前記少なくとも一つの凸部は、複数の凸部を含み、
　前記複数の凸部の各々は、その側面と前記複数の凸部のうち最近傍に位置する他の凸部の側面との間の最短距離として、１．０ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下の距離を有する、
Ｅ１～Ｅ５の何れか一項に記載の基板支持器。
［Ｅ７］
　鉛直方向における前記基台の投影面積に対する、該鉛直方向における前記少なくとも一つの凸部の投影面積の割合は、１０％以下である、
Ｅ１～Ｅ６の何れか一項に記載の基板支持器。
［Ｅ８］
　前記静電チャックは、静電電極を有し、
　前記静電電極は、前記第２の本体部内に配置されている、
Ｅ１～Ｅ７の何れか一項に記載の基板支持器。
［Ｅ９］
　チャンバと、
　前記チャンバ内に配置されたＥ１～Ｅ８の何れか一項に記載の基板支持器と、
　前記チャンバ内でプラズマを生成するように構成されたプラズマ生成部と、
を備える、
基板処理装置。
［Ｅ１０］
　前記プラズマ生成部は、前記チャンバ内に前記プラズマを生成するためにソース高周波電力を前記基台に供給するように構成されている、
Ｅ９に記載の基板処理装置。
［Ｅ１１］
　前記基台に電気的に接続されており、前記チャンバ内の前記プラズマからイオンを引き込むために電気バイアスを前記基台に供給するように構成されたバイアス電源を更に備える、Ｅ９又はＥ１０に記載の基板処理装置。
　以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
　１…プラズマ処理装置、１２…プラズマ生成部、１０…チャンバ、５０…基台、５００…第１の本体部、５０１…上面、５１…静電チャック、５１０…第２の本体部、５１１…下面、５１ｂ…静電電極、５２…接着剤、５３…複数の凸部、５４…伝熱層、ｄ…最短距離、Ｗ…基板。

Claims (11)

  1. 　上面を有する第１の本体部を含む基台と、
    　下面を有し、且つ０．５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の厚さを有する第２の本体部であって、その上に配置される基板を保持するように構成される該第２の本体部を含み、前記基台上に配置される静電チャックと、
    　前記第１の本体部の前記上面及び前記第２の本体部の前記下面のうち一方から前記第１の本体部の前記上面及び前記第２の本体部の前記下面のうち他方に向けて突き出した少なくとも一つの凸部であり、前記第１の本体部の前記上面と前記第２の本体部の前記下面との間に空隙を画成する、該少なくとも一つの凸部と、
    　前記空隙内に配置され、前記静電チャックを前記基台に接着する接着剤と、
    を備える基板支持器。
  2. 　上面を有する第１の本体部を含む基台と、
    　下面を有し、その上に配置される基板を保持する第２の本体部を含み、前記基台上に配置される静電チャックと、
    　前記第１の本体部の前記上面及び前記第２の本体部の前記下面のうち一方から前記第１の本体部の前記上面及び前記第２の本体部の前記下面のうち他方に向けて突き出した少なくとも一つの凸部であり、前記第１の本体部の前記上面と前記第２の本体部の前記下面との間に空隙を画成する、該少なくとも一つの凸部と、
    　前記第２の本体部の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、前記第１の本体部の前記上面及び前記第２の本体部の前記下面のうち前記他方と前記少なくとも一つの凸部との間に配置された伝熱層と、
    　前記空隙内に配置され、前記静電チャックを前記基台に接着する接着剤と、
    を備える基板支持器。
  3. 　前記少なくとも一つの凸部は、前記第１の本体部の前記上面から前記第２の本体部の前記下面に向けて突き出している、
    請求項１又は２に記載の基板支持器。
  4. 　前記少なくとも一つの凸部は、前記第２の本体部の前記下面から前記第１の本体部の前記上面に向けて突き出している、
    請求項１又は２に記載の基板支持器。
  5. 　前記第１の本体部の前記上面又は前記第２の本体部の前記下面の一方から前記少なくとも一つの凸部の先端までの距離は、０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下である、
    請求項１又は２に記載の基板支持器。
  6. 　前記少なくとも一つの凸部は、複数の凸部を含み、
    　前記複数の凸部の各々は、その側面と前記複数の凸部のうち最近傍に位置する他の凸部の側面との間の最短距離として、１．０ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下の距離を有する、
    請求項１又は２に記載の基板支持器。
  7. 　鉛直方向における前記基台の投影面積に対する、該鉛直方向における前記少なくとも一つの凸部の投影面積の割合は、１０％以下である、
    請求項１又は２に記載の基板支持器。
  8. 　前記静電チャックは、静電電極を有し、
    　前記静電電極は、前記第２の本体部内に配置されている、
    請求項１又は２に記載の基板支持器。
  9. 　チャンバと、
    　前記チャンバ内に配置された請求項１又は２に記載の基板支持器と、
    　前記チャンバ内でプラズマを生成するように構成されたプラズマ生成部と、
    を備える、
    基板処理装置。
  10. 　前記プラズマ生成部は、前記チャンバ内に前記プラズマを生成するためにソース高周波電力を前記基台に供給するように構成されている、
    請求項９に記載の基板処理装置。
  11. 　前記基台に電気的に接続されており、前記チャンバ内の前記プラズマからイオンを引き込むために電気バイアスを前記基台に供給するように構成されたバイアス電源を更に備える、請求項９に記載の基板処理装置。
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