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JP7623083B2 - Substrate support and plasma processing apparatus - Google Patents
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JP7623083B2 - Substrate support and plasma processing apparatus - Google Patents

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Description

本開示は、基板支持部及びプラズマ処理装置に関する。 The present disclosure relates to a substrate support and a plasma processing apparatus.

例えば、特許文献1は、基板を載置する基板支持部に配置されたヒータ電極に供給する給電機構を提案する。基板支持部の基台内の貫通孔の内壁はスリーブによって覆われ、給電機構がスリーブの内部に設けられている。給電機構は、ヒータ電極と接続されるコンタクトと配線とを有する。配線の第2の部分は、コンタクトと第2の部分との間において配線の第1の部分が屈曲するように、第1の部分を支持する。 For example, Patent Document 1 proposes a power supply mechanism that supplies power to a heater electrode arranged on a substrate support part on which a substrate is placed. The inner wall of a through hole in the base of the substrate support part is covered by a sleeve, and a power supply mechanism is provided inside the sleeve. The power supply mechanism has a contact and wiring that are connected to the heater electrode. A second portion of the wiring supports the first portion such that the first portion of the wiring is bent between the contact and the second portion.

特開2016-27601号公報JP 2016-27601 A

給電部は、抜熱性が悪いと温度特異点となり易い。 If the power supply section does not have good heat dissipation properties, it is prone to temperature singularities.

本開示は、基板支持部の給電部における抜熱性を高めることができる技術を提供する。 This disclosure provides technology that can improve heat dissipation in the power supply section of the substrate support.

本開示の一の態様によれば、基板を載置する静電チャックと、前記静電チャックを支持する基台と、前記静電チャック内の電極と電気的に接続される第1の給電端子と、前記基台内の貫通孔の内部に前記第1の給電端子に離隔して配置される第2の給電端子と、前記第1の給電端子と前記第2の給電端子とを電気的に接続する可撓性を有する給電線と、前記第2の給電端子と前記基台との間に設けられた伝熱用部材と、を有する基板支持部が提供される。 According to one aspect of the present disclosure, a substrate support is provided that includes an electrostatic chuck for placing a substrate thereon, a base supporting the electrostatic chuck, a first power supply terminal electrically connected to an electrode in the electrostatic chuck, a second power supply terminal disposed within a through hole in the base at a distance from the first power supply terminal, a flexible power supply line electrically connecting the first power supply terminal and the second power supply terminal, and a heat transfer member provided between the second power supply terminal and the base.

一の側面によれば、基板支持部の給電部における抜熱性を高めることができる。 According to one aspect, it is possible to improve the heat dissipation in the power supply section of the substrate support part.

一実施形態に係るプラズマ処理システムの一例を示す図。FIG. 1 illustrates an example of a plasma processing system according to an embodiment. 一実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す概略断面図。1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a plasma processing apparatus according to an embodiment; 図2のプラズマ処理装置における基板支持部の要部の一例を示す概略断面図。3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a main part of a substrate support part in the plasma processing apparatus of FIG. 2 . 一実施形態に係る基板支持部の給電部付近の拡大断面図。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a power supply portion and its vicinity of the substrate support portion according to the embodiment. 一実施形態に係る基板支持部の給電部の効果を説明するための図。6A and 6B are diagrams for explaining the effect of a power supply part of a substrate support part according to an embodiment. 一実施形態に係る基板支持部の給電部の変形例を示す図。13A and 13B are diagrams illustrating modified examples of a power supply unit of a substrate support unit according to an embodiment.

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。 Below, a description will be given of a mode for carrying out the present disclosure with reference to the drawings. In each drawing, the same components are given the same reference numerals, and duplicate descriptions may be omitted.

[プラズマ処理システム]
初めに、一実施形態に係るプラズマ処理システムについて、図1を参照しながら説明する。図1は、一実施形態に係るプラズマ処理システムの一例を示す図である。一実施形態において、プラズマ処理システムは、プラズマ処理装置1及び制御部2を含む。プラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10、基板支持部11及びプラズマ生成部12を含む。プラズマ処理チャンバ10は、プラズマ処理空間を有する。また、プラズマ処理チャンバ10は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間に供給するための少なくとも1つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも1つのガス排出口とを有する。ガス供給口は、後述するガス供給部20に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム40に接続される。基板支持部11は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。
[Plasma Processing System]
First, a plasma processing system according to an embodiment will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a diagram showing an example of a plasma processing system according to an embodiment. In the embodiment, the plasma processing system includes a plasma processing apparatus 1 and a control unit 2. The plasma processing apparatus 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 a gas supply unit 20 described later, and the gas exhaust port is connected to an exhaust system 40 described later. The substrate support unit 11 is disposed in the plasma processing space, and has a substrate support surface for supporting a substrate.

プラズマ生成部12は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマを生成するように構成される。プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ(CCP;Capacitively Coupled Plasma)、誘導結合プラズマ(ICP;Inductively Coupled Plasma)、ECRプラズマ(Electron-Cyclotron-resonance plasma)、ヘリコン波励起プラズマ(HWP:Helicon Wave Plasma)、又は、表面波プラズマ(SWP:Surface Wave Plasma)等であってもよい。また、AC(Alternating Current)プラズマ生成部及びDC(Direct Current)プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。一実施形態において、ACプラズマ生成部で用いられるAC信号(AC電力)は、100kHz~10GHzの範囲内の周波数を有する。従って、AC信号は、RF(Radio Frequency)信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、RF信号は、 200kHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。 The plasma generating 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). Also, various types of plasma generating units may be used, including AC (Alternating Current) plasma generating units and DC (Direct Current) plasma generating units. In one embodiment, the AC signal (AC power) used in the AC plasma generating unit has a frequency in the range of 100 kHz to 10 GHz. Thus, AC signals include RF (Radio Frequency) signals and microwave signals. In one embodiment, the RF signal has a frequency in the range of 200 kHz to 150 MHz.

制御部2は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置1に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部2は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置1の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部2の一部又は全てがプラズマ処理装置1に含まれてもよい。制御部2は、例えばコンピュータ2aを含んでもよい。コンピュータ2aは、例えば、処理部(CPU:Central Processing Unit)2a1、記憶部2a2、及び通信インターフェース2a3を含んでもよい。処理部2a1は、記憶部2a2に格納されたプログラムに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。記憶部2a2は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース2a3は、LAN(Local Area Network)等の通信回線を介してプラズマ処理装置1との間で通信してもよい。 The control unit 2 processes computer-executable instructions that cause the plasma processing apparatus 1 to perform the 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, a part or all of the control unit 2 may be included in the plasma processing apparatus 1. The control unit 2 may include, for example, a computer 2a. The computer 2a may include, for example, a processing unit (CPU: Central Processing Unit) 2a1, a memory unit 2a2, and a communication interface 2a3. The processing unit 2a1 may be configured to perform various control operations based on a program stored in the memory unit 2a2. The memory unit 2a2 may include a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or a combination thereof. The communication interface 2a3 may communicate with the plasma processing device 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network).

[プラズマ処理システム]
次に、プラズマ処理装置1の一例としての容量結合プラズマ処理装置の構成例について図2を参照しながら説明する。図2は、一実施形態に係るプラズマ処理装置1の一例を示す断面模式図である。
[Plasma Processing System]
Next, a configuration example of a capacitively coupled plasma processing apparatus as an example of the plasma processing apparatus 1 will be described with reference to Fig. 2. Fig. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the plasma processing apparatus 1 according to an embodiment.

プラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10、ガス供給部20、電源30及び排気システム40を含む。また、プラズマ処理装置1は、基板支持部11及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド13を含む。基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10内に配置される。シャワーヘッド13は、基板支持部11の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド13は、プラズマ処理チャンバ10の天部(ceiling)の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ10は、シャワーヘッド13、プラズマ処理チャンバ10の側壁10a及び基板支持部11により規定されたプラズマ処理空間10sを有する。側壁10aは接地される。シャワーヘッド13及び基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10筐体とは電気的に絶縁される。 The plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10, a gas supply 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 shower head 13. The substrate support 11 is disposed in the plasma processing chamber 10. The shower head 13 is disposed above the substrate support 11. In one embodiment, the shower head 13 constitutes at least a part of the ceiling of the plasma processing chamber 10. The plasma processing chamber 10 has a plasma processing space 10s defined by the shower head 13, a sidewall 10a of the plasma processing chamber 10, and the substrate support 11. The sidewall 10a is grounded. The shower head 13 and the substrate support 11 are electrically insulated from the plasma processing chamber 10 housing.

基板支持部11は、基台122と静電チャック111とを含む。基板支持部11は、更にリングアセンブリ112を含む。静電チャック111は、ウェハを一例とする基板Wを載置するための中央領域(基板支持面)111aと、リングアセンブリ112を載置するための環状領域(リング支持面)111bとを有する。静電チャック111の環状領域111bは、平面視で静電チャック111の中央領域111aを囲んでいる。基板Wは、静電チャック111の中央領域111a上に配置され、リングアセンブリ112は、静電チャック111の中央領域111a上の基板Wを囲むように静電チャック111の環状領域111b上に配置される。一実施形態において、基台122は、導電性部材を含む。基台122の導電性部材は下部電極として機能する。基台122は静電チャック111を支持し、静電チャック111は基台122の上に配置される。静電チャック111の上面は、基板支持面111aを有する。リングアセンブリ112は、1又は複数の環状部材を含む。1又は複数の環状部材のうち少なくとも1つはエッジリングである。また、図示は省略するが、基板支持部11は、静電チャック111、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123、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路123には、熱交換媒体が流れる。熱交換媒体は、液体又は気体である。また、基板支持部11は、基板Wの裏面と基板支持面111aとの間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。一実施形態では、基台122に流路123が形成されているが、これに限らない。 The substrate support 11 includes a base 122 and an electrostatic chuck 111. The substrate support 11 further includes a ring assembly 112. The electrostatic chuck 111 has a central region (substrate support surface) 111a for placing a substrate W, such as a wafer, and an annular region (ring support surface) 111b for placing the ring assembly 112. The annular region 111b of the electrostatic chuck 111 surrounds the central region 111a of the electrostatic chuck 111 in a planar view. The substrate W is disposed on the central region 111a of the electrostatic chuck 111, and the ring assembly 112 is disposed on the annular region 111b of the electrostatic chuck 111 so as to surround the substrate W on the central region 111a of the electrostatic chuck 111. In one embodiment, the base 122 includes a conductive member. The conductive member of the base 122 functions as a lower electrode. The base 122 supports the electrostatic chuck 111, and the electrostatic chuck 111 is disposed on the base 122. The upper surface of the electrostatic chuck 111 has a substrate support surface 111a. The ring assembly 112 includes one or more annular members. At least one of the one or more annular members is an edge ring. Although not shown, the substrate support 11 may include a temperature adjustment module configured to adjust at least one of the electrostatic chuck 111, 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 123, or a combination thereof. A heat exchange medium flows through the flow path 123. The heat exchange medium is a liquid or a gas. The substrate support 11 may also include a heat transfer gas supply unit configured to supply a heat transfer gas between the back surface of the substrate W and the substrate support surface 111a. In one embodiment, the flow path 123 is formed in the base 122, but is not limited thereto.

シャワーヘッド13は、ガス供給部20からの少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10s内に導入するように構成される。シャワーヘッド13は、少なくとも1つのガス供給口13a、少なくとも1つのガス拡散室13b、及び複数のガス導入口13cを有する。ガス供給口13aに供給された処理ガスは、ガス拡散室13bを通過して複数のガス導入口13cからプラズマ処理空間10s内に導入される。また、シャワーヘッド13は、導電性部材を含む。シャワーヘッド13の導電性部材は上部電極として機能する。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド13に加えて、側壁10aに形成された1又は複数の開口部に取り付けられる1又は複数のサイドガス注入部(SGI:Side Gas Injector)を含んでもよい。 The shower head 13 is configured to introduce at least one processing gas from the gas supply unit 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 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 shower head 13 also includes a conductive member. The conductive member of the shower head 13 functions as an upper electrode. In addition to the shower head 13, the gas introduction unit may include one or more side gas injectors (SGIs) attached to one or more openings formed in the side wall 10a.

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。 The gas supply 20 may include at least one gas source 21 and at least one flow controller 22. In one embodiment, the gas supply 20 is configured to supply at least one process gas from a respective gas source 21 through a respective flow controller 22 to the showerhead 13. Each flow controller 22 may include, for example, a mass flow controller or a pressure-controlled flow controller. Additionally, the gas supply 20 may include at least one flow modulation device that modulates or pulses the flow rate of the at least one process gas.

電源30は、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ10に結合されるRF電源31を含む。RF電源31は、ソースRF信号及びバイアスRF信号のような少なくとも1つのRF信号(RF電力)を、基板支持部11の導電性部材及び/又はシャワーヘッド13の導電性部材に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間10sに供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、RF電源31は、プラズマ生成部12の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスRF信号を基板支持部11の導電性部材に供給することにより、基板Wにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Wに引き込むことができる。 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), such as a source RF signal and a bias RF signal, to the conductive member of the substrate support 11 and/or the conductive member of the showerhead 13. This causes a plasma to be formed from at least one processing gas supplied to the plasma processing space 10s. Thus, the RF power supply 31 can function as at least a part of the plasma generating unit 12. In addition, by supplying a bias RF signal to the conductive member of the substrate support 11, a bias potential is generated on the substrate W, and ion components in the formed plasma can be attracted to the substrate W.

一実施形態において、RF電源31は、第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bを含む。第1のRF生成部31aは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部11の導電性部材及び/又はシャワーヘッド13の導電性部材に結合され、プラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を生成するように構成される。一実施形態において、ソースRF信号は、13MHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第1のRF生成部31aは、異なる周波数を有する複数のソースRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のソースRF信号は、基板支持部11の導電性部材及び/又はシャワーヘッド13の導電性部材に供給される。第2のRF生成部31bは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部11の導電性部材に結合され、バイアスRF信号(バイアスRF電力)を生成するように構成される。一実施形態において、バイアスRF信号は、ソースRF信号よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスRF信号は、400kHz~13.56MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第2のRF生成部31bは、異なる周波数を有する複数のバイアスRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のバイアスRF信号は、基板支持部11の導電性部材に供給される。また、種々の実施形態において、ソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。 In one embodiment, 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 the conductive member of the substrate support 11 and/or the conductive member of the shower head 13 via at least one impedance matching circuit and is configured to generate a source RF signal (source RF power) for plasma generation. In one embodiment, the source RF signal has a frequency in the range of 13 MHz to 150 MHz. In one embodiment, 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 the conductive member of the substrate support 11 and/or the conductive member of the shower head 13. The second RF generating unit 31b is coupled to the conductive member of the substrate support 11 via at least one impedance matching circuit and is configured to generate a bias RF signal (bias RF power). In one embodiment, the bias RF signal has a lower frequency than the source RF signal. In one embodiment, the bias RF signal has a frequency in the range of 400 kHz to 13.56 MHz. In one embodiment, the second RF generator 31b may be configured to generate multiple bias RF signals having different frequencies. The generated bias RF signal or signals are provided to the conductive members of the substrate support 11. Also, in various embodiments, at least one of the source RF signal and the bias RF signal may be pulsed.

また、電源30は、プラズマ処理チャンバ10に結合されるDC電源32を含んでもよい。DC電源32は、第1のDC生成部32a及び第2のDC生成部32bを含む。一実施形態において、第1のDC生成部32aは、基板支持部11の導電性部材に接続され、第1のDC信号を生成するように構成される。生成された第1のDC信号は、基板支持部11の導電性部材に印加される。一実施形態において、第1のDC信号が、静電チャック内の電極のような他の電極に印加されてもよい。一実施形態において、第2のDC生成部32bは、シャワーヘッド13の導電性部材に接続され、第2のDC信号を生成するように構成される。生成された第2のDC信号は、シャワーヘッド13の導電性部材に印加される。種々の実施形態において、第1及び第2のDC信号がパルス化されてもよい。なお、第1及び第2のDC生成部32a,32bは、RF電源31に加えて設けられてもよく、第1のDC生成部32aが第2のRF生成部31bに代えて設けられてもよい。 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. In one embodiment, the first DC generator 32a is connected to a conductive member of the substrate support 11 and configured to generate a first DC signal. The generated first DC signal is applied to the conductive member of the substrate support 11. In one embodiment, the first DC signal may be applied to another electrode, such as an electrode in an electrostatic chuck. In one embodiment, the second DC generator 32b is connected to a conductive member of the showerhead 13 and configured to generate a second DC signal. The generated second DC signal is applied to the conductive member of the showerhead 13. In various embodiments, the first and second DC signals may be pulsed. The first and second DC generating units 32a and 32b may be provided in addition to the RF power source 31, or the first DC generating unit 32a may be provided in place of the second RF generating unit 31b.

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。 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.

[基板支持部]
次に、図3を参照して、基板支持部11の構成について説明する。図3は、図2のプラズマ処理装置1における基板支持部11の要部を示す概略断面図である。基板支持部11は、基台122、基台122上の静電チャック111、及び静電チャック111の外周のリング支持面111b上のリングアセンブリ112を有する。基台122は、略円柱状であり、例えばアルミニウム等の導電性部材により形成される。
[Substrate support part]
Next, the configuration of the substrate support part 11 will be described with reference to Fig. 3. Fig. 3 is a schematic cross-sectional view showing a main part of the substrate support part 11 in the plasma processing apparatus 1 of Fig. 2. The substrate support part 11 has a base 122, an electrostatic chuck 111 on the base 122, and a ring assembly 112 on a ring support surface 111b on the outer periphery of the electrostatic chuck 111. The base 122 is substantially cylindrical and is formed of a conductive member such as aluminum.

基台122の内部に形成された流路123は、基板W及びリングアセンブリ112の下方に位置し、図示しないチラーユニットに接続され、チラーユニットにより所望の温度に制御された熱交換媒体を循環させる。基台122は、流路123を循環する熱交換媒体により基板W及びリングアセンブリ112の熱を吸熱するように機能する。静電チャック111は、例えば略円柱状であり、セラミックス等の絶縁性部材により形成される。例えば静電チャック111は、アルミナ(Al)セラミックスの焼結体である。なお、静電チャック111は、アルミナセラミックス焼結体に限定されない。例えば、静電チャック111は、アルミナ、イットリア(Y)、炭化ケイ素(SiC)、窒化アルミニウム(AlN)、チッ化ケイ素(Si)のうち少なくとも一種の材料を含む焼結体であってもよい。 A flow path 123 formed inside the base 122 is located below the substrate W and the ring assembly 112, is connected to a chiller unit (not shown), and circulates a heat exchange medium controlled to a desired temperature by the chiller unit. The base 122 functions to absorb heat from the substrate W and the ring assembly 112 by the heat exchange medium circulating through the flow path 123. The electrostatic chuck 111 is, for example, substantially cylindrical, and is formed of an insulating member such as ceramics. For example, the electrostatic chuck 111 is a sintered body of alumina (Al 2 O 3 ) ceramics. Note that the electrostatic chuck 111 is not limited to an alumina ceramic sintered body. For example, the electrostatic chuck 111 may be a sintered body containing at least one material selected from the group consisting of alumina, yttria (Y 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), aluminum nitride (AlN), and silicon nitride (Si 3 N 4 ).

静電チャック111の基板支持面111aは、円形を呈し、基板Wの裏面と接触して円板状の基板Wを支持する。静電チャック111のリング支持面111bは、環状を呈し、リングアセンブリ112の裏面と接触して環状のリングアセンブリ112を支持する。 The substrate support surface 111a of the electrostatic chuck 111 is circular and contacts the back surface of the substrate W to support the disk-shaped substrate W. The ring support surface 111b of the electrostatic chuck 111 is annular and contacts the back surface of the ring assembly 112 to support the annular ring assembly 112.

静電チャック111は、基板支持面111aを上面とする中央部111cと、リング支持面111bを上面とする外周部111dとが一体となって形成される。静電チャック111の中央部111cの高さは、外周部111dの高さよりも高い。 The electrostatic chuck 111 is formed integrally with a central portion 111c having a substrate support surface 111a as its upper surface and a peripheral portion 111d having a ring support surface 111b as its upper surface. The height of the central portion 111c of the electrostatic chuck 111 is greater than the height of the peripheral portion 111d.

静電チャック111の中央部111cには電極230が埋設され、外周部111dには電極231が埋設されている。電極230及び電極231は、RF電源31からのRF信号(RF電力)を印加するためのRF電極でもよいし、DC電源32からのDC信号(DC電力)を印加するためのDC電極でもよい。また、電極230及び電極231は、基板W及びリングアセンブリ112を静電吸着させるための吸着電極でもよいし、基板W及びリングアセンブリ112を加熱するためのヒータ電極でもよい。 An electrode 230 is embedded in the center 111c of the electrostatic chuck 111, and an electrode 231 is embedded in the outer periphery 111d. The electrodes 230 and 231 may be RF electrodes for applying an RF signal (RF power) from the RF power source 31, or may be DC electrodes for applying a DC signal (DC power) from the DC power source 32. The electrodes 230 and 231 may be chucking electrodes for electrostatically chucking the substrate W and the ring assembly 112, or may be heater electrodes for heating the substrate W and the ring assembly 112.

リングアセンブリ112は、基板Wの周囲に配置されている。リングアセンブリ112は、略円環状であり、例えばSi(シリコン)、SiCから形成される。リングアセンブリ112の内側面には、径方向内側へ突出した凸部が形成されている。すなわち、リングアセンブリ112は、内側面の下側の内径が上側の内径より小さい。 The ring assembly 112 is disposed around the substrate W. The ring assembly 112 is substantially annular and is made of, for example, Si (silicon) or SiC. A convex portion that protrudes radially inward is formed on the inner surface of the ring assembly 112. In other words, the inner diameter of the lower side of the inner surface of the ring assembly 112 is smaller than the inner diameter of the upper side.

基板Wの下方の静電チャック111内の電極230及びリングアセンブリ112の下方の静電チャック111内の電極231には、給電部200a、200b、200cが電気的に接続されている。以下では、電極230、231の一例としてヒータ電極を挙げて説明する。電極230、231は、溶射法により形成された溶射ヒータ電極である。電極230、231は、基板W及びリングアセンブリ112を加熱するための加熱素子として機能する。電極230、231は、例えば金属膜である。 Power supply units 200a, 200b, and 200c are electrically connected to an electrode 230 in the electrostatic chuck 111 below the substrate W and an electrode 231 in the electrostatic chuck 111 below the ring assembly 112. In the following, heater electrodes will be described as an example of the electrodes 230 and 231. The electrodes 230 and 231 are sprayed heater electrodes formed by a thermal spraying method. The electrodes 230 and 231 function as heating elements for heating the substrate W and the ring assembly 112. The electrodes 230 and 231 are, for example, metal films.

電極230に図1に示すヒータ電源14から電力が供給される際、電極230の下部に配置された給電部200bを介して電極230に電力が供給される。 When power is supplied to the electrode 230 from the heater power supply 14 shown in FIG. 1, the power is supplied to the electrode 230 via the power supply unit 200b arranged below the electrode 230.

同様に電極231にヒータ電源14から電力が供給される際、電極231の下部に点在して配置された給電部200a、200cを介して電極231に電力が供給される。給電部200a、200b、200cの構成は同一である。以下、給電部200a、200b、200cを総称して給電部200ともいう。 Similarly, when power is supplied to the electrode 231 from the heater power supply 14, power is supplied to the electrode 231 via the power supply units 200a and 200c that are arranged at intervals on the lower part of the electrode 231. The configurations of the power supply units 200a, 200b, and 200c are the same. Hereinafter, the power supply units 200a, 200b, and 200c are collectively referred to as the power supply unit 200.

電極230の下部に設けられる給電部200は、図3では給電部200bを図示するが、その個数は少なくとも1つであればよい。同様に電極231の下部に設けられる給電部200は、図3では給電部200a、200cを図示するが、その個数は少なくとも1つであればよい。 The power supply unit 200 provided below the electrode 230 is shown as power supply unit 200b in FIG. 3, but the number of power supply units 200 may be at least one. Similarly, the power supply unit 200 provided below the electrode 231 is shown as power supply units 200a and 200c in FIG. 3, but the number of power supply units 200 may be at least one.

図4を参照して、給電部200について説明する。図4は、給電部200の一例として、一実施形態に係る基板支持部11の給電部200a付近の拡大断面図である。図4に示すように、静電チャック111の外周部111dの電極231の下方に位置する基台122には、基台122の裏面122aから上面122bまで貫く貫通孔HLが形成されている。貫通孔HLの内壁は、円筒状のスリーブ204によって覆われている。スリーブ204は、例えばアルミナ等の絶縁性部材から形成される。スリーブ204は、上部において外周に突出する段差部204bを有する。 The power supply unit 200 will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the power supply unit 200a of the substrate support unit 11 according to one embodiment, as an example of the power supply unit 200. As shown in FIG. 4, a through hole HL is formed in the base 122 located below the electrode 231 of the outer periphery 111d of the electrostatic chuck 111, penetrating from the back surface 122a to the upper surface 122b of the base 122. The inner wall of the through hole HL is covered by a cylindrical sleeve 204. The sleeve 204 is formed of an insulating material such as alumina. The sleeve 204 has a step portion 204b that protrudes to the outer periphery at the upper part.

貫通孔HL内には、電極231に電気的に接続される給電部200aが設けられている。給電部200aは、第1の給電端子201、第2の給電端子202、給電線203及び接着剤205を有する。なお、接着剤205は、第2の給電端子202と基台122との間に設けられた伝熱用部材の一例である。 A power supply unit 200a electrically connected to the electrode 231 is provided in the through hole HL. The power supply unit 200a has a first power supply terminal 201, a second power supply terminal 202, a power supply line 203, and an adhesive 205. The adhesive 205 is an example of a heat transfer member provided between the second power supply terminal 202 and the base 122.

第1の給電端子201は、電極231と電気的に接続される。第1の給電端子201は、第1の部分端子201aと第2の部分端子201bとを有する。第1の部分端子201aは、静電チャック111に埋め込まれ、その上面が電極231と接触し、その下面が静電チャック111の下面111eに面し、第2の部分端子201bとロウ付けにより接合されている。 The first power supply terminal 201 is electrically connected to the electrode 231. The first power supply terminal 201 has a first partial terminal 201a and a second partial terminal 201b. The first partial terminal 201a is embedded in the electrostatic chuck 111, its upper surface is in contact with the electrode 231, its lower surface faces the lower surface 111e of the electrostatic chuck 111, and is joined to the second partial terminal 201b by brazing.

第2の部分端子201bは、静電チャック111の下面111eよりも貫通孔HL内に突出している。第2の部分端子201bは、貫通孔HL内にて給電線203を介して第2の給電端子202に電気的に接続される。第2の給電端子202は、内部に凹部202aを有する円筒状である。 The second partial terminal 201b protrudes into the through hole HL beyond the lower surface 111e of the electrostatic chuck 111. The second partial terminal 201b is electrically connected to the second power supply terminal 202 via a power supply line 203 in the through hole HL. The second power supply terminal 202 is cylindrical and has a recess 202a inside.

第1の部分端子201a及び第2の部分端子201bは、導電性材料から構成されている。導電性材料の一例としては、例えば導電性のセラミックスや銅が挙げられ、導電性のセラミックスの一例としては、例えば窒化アルミニウムが挙げられる。 The first partial terminal 201a and the second partial terminal 201b are made of a conductive material. Examples of conductive materials include conductive ceramics and copper, and examples of conductive ceramics include aluminum nitride.

第2の給電端子202は、貫通孔HL内に第1の給電端子201に離隔して配置される。接着剤205は、第2の給電端子202と基台122との間に設けられる。本実施形態では、基台122内のスリーブ204と第2の給電端子202とは接着剤205を介して接触する。つまり、接着剤205を貫通孔HLの全体に充填させず、貫通孔HLの下部に設けられた第2の部分端子201bの外周であって基台122(スリーブ204)との間に塗布する。貫通孔HLの上部の給電線203が配置された空間Uに接着剤は充填されない。これにより、給電部200aを抜熱するために、接着剤205を介した第2の給電端子202と基台122との接触面積を維持することができ、第2の給電端子202から基台122側に熱を逃がし、抜熱性を高めることができる。 The second power supply terminal 202 is disposed in the through hole HL at a distance from the first power supply terminal 201. The adhesive 205 is provided between the second power supply terminal 202 and the base 122. In this embodiment, the sleeve 204 in the base 122 and the second power supply terminal 202 are in contact with each other via the adhesive 205. In other words, the adhesive 205 is not filled in the entire through hole HL, but is applied to the outer periphery of the second partial terminal 201b provided at the bottom of the through hole HL and between the base 122 (sleeve 204). The adhesive is not filled in the space U in which the power supply line 203 is disposed above the through hole HL. As a result, in order to dissipate heat from the power supply unit 200a, the contact area between the second power supply terminal 202 and the base 122 via the adhesive 205 can be maintained, and heat can be released from the second power supply terminal 202 to the base 122 side, thereby improving heat dissipation.

また、給電線203は、第1の給電端子201と第2の給電端子202とを電気的に接続し、可撓性を有する。これにより、第1の給電端子201と第2の給電端子202とに発生する応力を緩和することができる。 The power supply line 203 electrically connects the first power supply terminal 201 and the second power supply terminal 202 and has flexibility. This makes it possible to reduce stress generated in the first power supply terminal 201 and the second power supply terminal 202.

[効果]
以上の効果について、図5を参照しながら説明する。図5は、一実施形態に係る基板支持部11の給電部200の効果を説明するための図である。図5(a)は、基板Wの下方に配置された電極230に電気的に接続する給電部200bの入熱時の様子を示す。図5(b)は、給電部200bの加熱時の様子を示す。図5(c)は、給電部200bの冷却時の様子を示す。給電部200bは給電部200の一例であり、同一構成を有する給電部200a及び給電部200cについても同じ効果が得られる。
[effect]
The above effects will be described with reference to Fig. 5. Fig. 5 is a diagram for explaining the effects of power supply unit 200 of substrate support unit 11 according to one embodiment. Fig. 5(a) shows the state of power supply unit 200b electrically connected to electrode 230 arranged below substrate W when heat is input. Fig. 5(b) shows the state of power supply unit 200b when heated. Fig. 5(c) shows the state of power supply unit 200b when cooled. Power supply unit 200b is an example of power supply unit 200, and the same effects can be obtained for power supply unit 200a and power supply unit 200c having the same configuration.

まず、図5(a)を参照して給電部200の抜熱性効果について説明し、その後、図5(b)及び(c)を参照して熱応力による給電部200へのストレス抑制効果について説明する。 First, the heat dissipation effect of the power supply unit 200 will be described with reference to FIG. 5(a), and then the stress suppression effect on the power supply unit 200 due to thermal stress will be described with reference to FIGS. 5(b) and (c).

図5(a)に示すように、電極230からの発熱及びプラズマからの入熱は、基板W及び静電チャック111を通り、給電部200bの第1の給電端子201が受ける。第1の給電端子201が受けた熱は、給電線203及び第2の給電端子202を介して、第2の給電端子202の外周の接着剤205から基台122に逃がすことができる。 As shown in FIG. 5(a), the heat generated by the electrode 230 and the heat input from the plasma pass through the substrate W and the electrostatic chuck 111 and are received by the first power supply terminal 201 of the power supply unit 200b. The heat received by the first power supply terminal 201 can be dissipated to the base 122 from the adhesive 205 on the outer periphery of the second power supply terminal 202 via the power supply line 203 and the second power supply terminal 202.

接着剤205は、例えばシリコーン系、エポキシ系、又はアクリル系の接着剤が用いられる。接着剤205は、例えば14K/W~50K/Wの熱抵抗率を有する。図4に示すように、接着剤205の内径φ1、すなわち、第2の給電端子202の外径は6mmであり、接着剤205の外径φ2、すなわち、スリーブ204の内径は9mmである。 The adhesive 205 may be, for example, a silicone-based, epoxy-based, or acrylic-based adhesive. The adhesive 205 has a thermal resistivity of, for example, 14 K/W to 50 K/W. As shown in FIG. 4, the inner diameter φ1 of the adhesive 205, i.e., the outer diameter of the second power supply terminal 202, is 6 mm, and the outer diameter φ2 of the adhesive 205, i.e., the inner diameter of the sleeve 204, is 9 mm.

このように本実施形態では、接着剤205を第2の給電端子202の外周全域において基台122との間に充填して第2の給電端子202と基台122との接触面積を確保し、かつ接着剤205に熱抵抗の低い材料を用いることで、抜熱性を高めることができる。かかる給電部200の抜熱性の向上により、給電部200aが基板Wの温度特異点となることを回避できる。これにより、基板Wの温度均一性の低下を防止できる。 In this manner, in this embodiment, the adhesive 205 is filled between the second power supply terminal 202 and the base 122 over the entire outer periphery to ensure a sufficient contact area between the second power supply terminal 202 and the base 122, and a material with low thermal resistance is used for the adhesive 205, thereby improving heat dissipation. This improvement in the heat dissipation of the power supply unit 200 makes it possible to prevent the power supply unit 200a from becoming a temperature singularity of the substrate W. This makes it possible to prevent a decrease in the temperature uniformity of the substrate W.

接着剤205の熱抵抗率は低いほど第2の給電端子202から基台122への熱伝導が良くなるため好ましい。そこで、第2の給電端子202と基台122との間の熱抵抗を低下させるためには、接着剤205を薄くするか、又は接着剤205を塗布する長さを長くする。これにより、熱抵抗を低下させることができる。例えば、第2の給電端子202の円筒状の長さを長くし、表面積を大きくすることで接着剤205を塗布する長さを長くすることができ、熱抵抗を下げることができる。 The lower the thermal resistivity of the adhesive 205, the better the thermal conduction from the second power supply terminal 202 to the base 122, which is preferable. Therefore, in order to reduce the thermal resistance between the second power supply terminal 202 and the base 122, the adhesive 205 is made thinner or the length over which the adhesive 205 is applied is increased. This can reduce the thermal resistance. For example, by increasing the cylindrical length of the second power supply terminal 202 and increasing the surface area, the length over which the adhesive 205 is applied can be increased, and the thermal resistance can be reduced.

本実施形態に係る給電部200では、以上に説明した抜熱性の効果に加えて、図5(b)及び(c)に示す給電線203の可撓性によるせん断、圧縮、引張の発生の抑制の効果を得ることができる。次にこの効果について説明する。 In the power supply unit 200 according to this embodiment, in addition to the heat dissipation effect described above, the flexibility of the power supply line 203 shown in Figs. 5(b) and (c) can be used to suppress the occurrence of shear, compression, and tension. This effect will be described next.

給電線203は、第1の給電端子201と第2の給電端子202とを電気的に接続し、可撓性を有する。給電線203は、複数の導線をより合わせて構成されるより線であり、屈曲可能な柔軟な導電性材料から構成され、変形可能である。第1の給電端子201は、電極231と接続される面と反対面にて給電線203の一端と接続される。第2の給電端子202は、上面にて給電線203の他端と接続される。 The power supply line 203 electrically connects the first power supply terminal 201 and the second power supply terminal 202, and is flexible. The power supply line 203 is a twisted wire made by twisting together multiple conductors, and is made of a flexible conductive material that can be bent, making it deformable. The first power supply terminal 201 is connected to one end of the power supply line 203 on the surface opposite to the surface connected to the electrode 231. The second power supply terminal 202 is connected to the other end of the power supply line 203 on the top surface.

給電線203が存在する空間Uは、大気空間である。つまり、第1の給電端子201と第2の給電端子202との間の給電線203が存在する貫通孔HL内の空間Uは、接着剤で満たされていない。 The space U in which the power supply line 203 exists is an atmospheric space. In other words, the space U in the through hole HL in which the power supply line 203 exists between the first power supply terminal 201 and the second power supply terminal 202 is not filled with adhesive.

よって、給電線203は、第1の給電端子201と第2の給電端子202との間の空間Uにおいて温度変化に伴い変形することが可能となる。ヒータ電源14から供給された電力は、給電ライン、第2の給電端子202、給電線203、第1の給電端子201を介して電極230に供給される。電極230は供給電力により発熱し、給電部200b及びその周辺が加熱される。 The power supply line 203 can therefore deform in response to temperature changes in the space U between the first power supply terminal 201 and the second power supply terminal 202. Power supplied from the heater power supply 14 is supplied to the electrode 230 via the power supply line, the second power supply terminal 202, the power supply line 203, and the first power supply terminal 201. The electrode 230 generates heat due to the supplied power, and the power supply section 200b and its surroundings are heated.

また、プラズマからの入熱により給電部200b及びその周辺が加熱される。給電部200bが配置される周辺は、静電チャック111がセラミックスであり、基台122がアルミニウムであり、線膨張係数の異なる材料から構成される。 The power supply unit 200b and its surroundings are heated by heat input from the plasma. The surroundings around the power supply unit 200b are made of materials with different linear expansion coefficients: the electrostatic chuck 111 is made of ceramics, and the base 122 is made of aluminum.

このため、図5(b)に示す加熱時には、静電チャック111は基台122よりも相対的に熱膨張が小さいために、第1の給電端子201の第1の部分端子201aには内側に向かう矢印に示すせん断方向の力がかかる。一方、基台122は静電チャック111よりも相対的に熱膨張が大きいために、第1の給電端子201の第2の部分端子201bには逆向きの外側に向かう矢印に示すせん断方向の力がかかる。 For this reason, during heating as shown in FIG. 5(b), since the electrostatic chuck 111 has a relatively smaller thermal expansion than the base 122, a shear force is applied to the first partial terminal 201a of the first power supply terminal 201 in the direction indicated by the inward arrow. On the other hand, since the base 122 has a relatively larger thermal expansion than the electrostatic chuck 111, a shear force is applied to the second partial terminal 201b of the first power supply terminal 201 in the direction indicated by the opposite outward arrow.

このため、第1の部分端子201aと第2の部分端子201bとの界面Aにてせん断方向に力が働き、ストレスが発生する。このようにせん断方向に力が働くと、第1の部分端子201aと第2の部分端子201bとをロウ付けした界面Aにて剥がれが生じ、第1の給電端子201と電極231との電気的な接続が切断される。 As a result, a force acts in the shear direction at the interface A between the first partial terminal 201a and the second partial terminal 201b, generating stress. When a force acts in the shear direction in this manner, peeling occurs at the interface A where the first partial terminal 201a and the second partial terminal 201b are brazed, and the electrical connection between the first power supply terminal 201 and the electrode 231 is severed.

図5(c)に示す冷却時には、静電チャック111と基台122との線膨張係数の違いにより、第1の部分端子201aには外側に向かう矢印に示すせん断方向の力がかかり、第2の部分端子201bには逆向きの内側に向かう矢印に示すせん断方向の力がかかる。 During cooling as shown in FIG. 5(c), due to the difference in the linear expansion coefficient between the electrostatic chuck 111 and the base 122, the first partial terminal 201a is subjected to a shearing force in the direction indicated by the outward arrow, and the second partial terminal 201b is subjected to a shearing force in the opposite direction indicated by the inward arrow.

これに対して、本実施形態に係る給電部200の構成によれば、給電線203の可撓性によって熱膨張による静電チャック111及び基台122の変位の違いを吸収できる。つまり、可撓性のある給電線203には上記せん断方向の力は加わらない。 In contrast, the configuration of the power supply unit 200 according to this embodiment allows the flexibility of the power supply line 203 to absorb the difference in displacement of the electrostatic chuck 111 and the base 122 due to thermal expansion. In other words, the flexible power supply line 203 is not subjected to the shear force.

給電線203が存在する空間Uが接着剤で充填されている場合、プラズマからの入熱等により給電線203に対して過大な熱応力が発生し、第1の給電端子201に加わる熱応力を吸収できず、給電部200の接合不良や破損が発生することがある。しかしながら、本実施形態では、給電線203は可撓性を有し、かつ空間Uが接着剤で充填されていない。このため、給電線203が熱応力に応じて自在に変形することで熱応力を吸収する。これにより、給電部200の電気的な接続不良や損傷を回避できる。 If the space U in which the power supply line 203 exists is filled with adhesive, excessive thermal stress will be generated in the power supply line 203 due to heat input from the plasma, etc., and the thermal stress applied to the first power supply terminal 201 cannot be absorbed, which may result in poor connection or damage to the power supply unit 200. However, in this embodiment, the power supply line 203 is flexible, and the space U is not filled with adhesive. Therefore, the power supply line 203 can freely deform in response to the thermal stress, thereby absorbing the thermal stress. This makes it possible to avoid poor electrical connection or damage to the power supply unit 200.

[変形例]
一実施形態に係る基板支持部の給電部200の変形例について、給電部200aを一例として図6を参照しながら説明する。図6は、一実施形態に係る基板支持部の給電部200aの変形例1~3を示す図である。図6(a)は給電部200aの変形例1を示し、図6(b)は給電部200aの変形例2を示し、図6(c)は給電部200aの変形例3を示す。
[Modification]
Modifications of the power supply unit 200 of the substrate support unit according to an embodiment will be described with reference to Fig. 6, taking power supply unit 200a as an example. Fig. 6 is a diagram showing modifications 1 to 3 of the power supply unit 200a of the substrate support unit according to an embodiment. Fig. 6(a) shows modification 1 of the power supply unit 200a, Fig. 6(b) shows modification 2 of the power supply unit 200a, and Fig. 6(c) shows modification 3 of the power supply unit 200a.

図6(a)に示す給電部200aの変形例1では、接着剤205と給電線203が設けられた領域(空間U)との間を仕切るリング状の仕切部206を有する。接着剤205及び仕切部206は、第2の給電端子202と基台122との間に設けられた伝熱用部材の一例である。 The power supply unit 200a in modified example 1 shown in FIG. 6(a) has a ring-shaped partition 206 that separates the adhesive 205 from the area (space U) in which the power supply line 203 is provided. The adhesive 205 and the partition 206 are an example of a heat transfer member provided between the second power supply terminal 202 and the base 122.

仕切部206は、図6(a)の紙面上の天地を逆転させて接着剤205を第2の給電端子202とスリーブ204との間に充填させるときに、接着剤205が空間Uに充填されることを回避するためのストッパーとして機能する。同時に仕切部206は、第2の給電端子202の位置を所望の位置に固定する目的も兼ねている。つまり、初めに仕切部206をスリーブ204の段差部204cに当接し、仕切部206を接着剤で固定する。次に、第2の給電端子202をリング状の仕切部206に嵌め込み、第2の給電端子202の位置を固定する。この後、接着剤205を第2の給電端子202とスリーブ204との間に流し込む。 The partition 206 functions as a stopper to prevent the adhesive 205 from filling the space U when the adhesive 205 is filled between the second power supply terminal 202 and the sleeve 204 by turning the paper of FIG. 6(a) upside down. At the same time, the partition 206 also serves the purpose of fixing the position of the second power supply terminal 202 at a desired position. That is, first, the partition 206 is abutted against the step portion 204c of the sleeve 204, and the partition 206 is fixed with adhesive. Next, the second power supply terminal 202 is fitted into the ring-shaped partition 206, and the position of the second power supply terminal 202 is fixed. After this, the adhesive 205 is poured between the second power supply terminal 202 and the sleeve 204.

仕切部206は、Poly Ether Ether Ketone(PEEK)等、150℃~200℃程度の熱処理に耐える絶縁性部材により形成されることが好ましい。仕切部206は、絶縁性を有するセラミックスでもよいし、樹脂でもよい。 The partition 206 is preferably made of an insulating material that can withstand heat treatment at approximately 150°C to 200°C, such as Poly Ether Ether Ketone (PEEK). The partition 206 may be made of insulating ceramics or resin.

図6(b)に示す給電部200aの変形例2では、第2の給電端子202と基台122との間に金属又は高伝熱性絶縁部材の円筒体207を挿入する。円筒体207は、第2の給電端子202と基台122との間に設けられた伝熱用部材の一例である。円筒体207が金属である場合、銅、アルミニウム等の熱伝導性の高い金属であることが好ましい。円筒体207が高伝熱性絶縁部材である場合、窒化アルミニウム等の熱伝導性の高い絶縁体であることが好ましい。 In the second modification of the power supply unit 200a shown in FIG. 6(b), a cylinder 207 made of a metal or a highly heat-conductive insulating material is inserted between the second power supply terminal 202 and the base 122. The cylinder 207 is an example of a heat transfer member provided between the second power supply terminal 202 and the base 122. When the cylinder 207 is made of a metal, it is preferably a metal with high thermal conductivity such as copper or aluminum. When the cylinder 207 is made of a highly heat-conductive insulating material, it is preferably an insulator with high thermal conductivity such as aluminum nitride.

円筒体207と第2の給電端子202との間、及び円筒体207とスリーブ204との間には、それぞれ接着剤205a、205bが設けられる。変形例2では、接着剤205a、205bを薄くすることができる。これにより、接着剤による熱抵抗をより低下できる。また、円筒体207を金属又は高伝熱性絶縁部材で構成することで熱伝導性を高めることができる。これにより、第2の給電端子202から基台122への抜熱性を高めることができる。なお、変形例2に係る給電部200では、円筒体207の上部の空間Uとの間に変形例1の仕切部206を設けてもよいし、仕切り部206はなくてもよい。 Adhesives 205a and 205b are provided between the cylinder 207 and the second power supply terminal 202, and between the cylinder 207 and the sleeve 204, respectively. In the second modification, the adhesives 205a and 205b can be made thinner. This can further reduce the thermal resistance caused by the adhesive. In addition, the thermal conductivity can be increased by forming the cylinder 207 from a metal or a highly heat-conductive insulating material. This can improve the heat dissipation from the second power supply terminal 202 to the base 122. Note that in the power supply unit 200 according to the second modification, the partition 206 of the first modification may be provided between the cylinder 207 and the space U above it, or the partition 206 may be omitted.

図6(c)に示す給電部200aの変形例3では、第2の給電端子202と基台122との間に、貫通孔HLの内部を冷却する冷媒流路208aを有する円筒体208を設ける。円筒体208は、第2の給電端子202と基台122との間に設けられ、基台内の貫通孔の内部を冷却する冷却機構を有する伝熱用部材の一例である。 In the third modification of the power supply unit 200a shown in FIG. 6(c), a cylinder 208 having a refrigerant flow path 208a for cooling the inside of the through hole HL is provided between the second power supply terminal 202 and the base 122. The cylinder 208 is provided between the second power supply terminal 202 and the base 122, and is an example of a heat transfer member having a cooling mechanism for cooling the inside of the through hole in the base.

円筒体208は、変形例2の円筒体207の内部に空間を設けた構成であり、アルミニウム等の金属、又は窒化アルミニウム等の高伝熱性絶縁部材で形成されてもよい。 Cylinder 208 has a configuration in which a space is provided inside cylinder 207 of variant 2, and may be formed from a metal such as aluminum, or a highly heat-conductive insulating material such as aluminum nitride.

冷媒流路208aにはチラーユニット209から供給される所望の温度の冷媒を循環可能な供給ラインが接続されている。これにより、円筒体208の冷媒流路208aに循環する冷媒によって給電部200の抜熱性を更に高めることができる。 A supply line capable of circulating a refrigerant at a desired temperature supplied from a chiller unit 209 is connected to the refrigerant flow path 208a. This allows the heat extraction performance of the power supply unit 200 to be further improved by the refrigerant circulating through the refrigerant flow path 208a of the cylinder 208.

冷媒流路208aは、基台122内の貫通孔HLの内部を冷却する冷却機構の一例である。なお、冷媒は、気体であってもよいし、液体であってもよい。冷媒流路208aから空間Uの内部に冷媒を循環させてもよい。また、空間Uを大気の替わりに液体で満たすようにしてもよい。接着剤205の内部を空間にして、その空間を冷媒流路208aとして使用してもよい。リング状の仕切部206の下の接着剤205の替わりに仕切部206の下の空間を冷媒流路208aとして使用してもよい。 The refrigerant flow path 208a is an example of a cooling mechanism that cools the inside of the through hole HL in the base 122. The refrigerant may be a gas or a liquid. The refrigerant may be circulated from the refrigerant flow path 208a to the inside of the space U. The space U may also be filled with liquid instead of air. The inside of the adhesive 205 may be left as a space, and this space may be used as the refrigerant flow path 208a. Instead of the adhesive 205 below the ring-shaped partition 206, the space below the partition 206 may be used as the refrigerant flow path 208a.

以上に説明したように、本実施形態の給電部200及びプラズマ処理装置1によれば、給電部200における抜熱性を高めることができる。また、静電チャック111及び基台122の線膨張係数の違いによって熱応力が発生した場合に、給電線203の可撓性により各部材のずれを吸収する。このため、第1の給電端子201に加わる熱応力を吸収し、これにより、給電部200の接合不良や破損を防止できる。 As described above, the power supply unit 200 and plasma processing apparatus 1 of this embodiment can improve the heat dissipation performance of the power supply unit 200. In addition, when thermal stress occurs due to the difference in the linear expansion coefficient between the electrostatic chuck 111 and the base 122, the flexibility of the power supply line 203 absorbs the misalignment of each component. This absorbs the thermal stress applied to the first power supply terminal 201, thereby preventing poor connection or damage to the power supply unit 200.

今回開示された実施形態に係る基板支持部及びプラズマ処理装置は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。 The substrate support and plasma processing apparatus according to the disclosed embodiments should be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The embodiments may be modified and improved in various ways without departing from the spirit and scope of the appended claims. The matters described in the above embodiments may be configured in other ways without any inconsistency, and may be combined without any inconsistency.

本開示のプラズマ処理装置は1Atomic Layer Deposition(ALD)装置、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna(RLSA)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のいずれのタイプの装置でも適用可能である。 The plasma processing apparatus disclosed herein can be applied to any type of apparatus, including Atomic Layer Deposition (ALD) apparatus, Capacitively Coupled Plasma (CCP), Inductively Coupled Plasma (ICP), Radial Line Slot Antenna (RLSA), Electron Cyclotron Resonance Plasma (ECR), and Helicon Wave Plasma (HWP).

1 プラズマ処理装置
2 制御部
10 プラズマ処理チャンバ
11 基板支持部
13 シャワーヘッド
21 ガスソース
20 ガス供給部
30 電源
31 RF電源
31a 第1のRF生成部
31b 第2のRF生成部
32a 第1のDC生成部
32b 第2のDC生成部
40 排気システム
111 静電チャック
112 リングアセンブリ
122 基台
200 給電部
201 第1の給電端子
202 第2の給電端子
203 給電線
205 接着剤
206 仕切部
207 円筒体
REFERENCE SIGNS LIST 1 Plasma processing apparatus 2 Control unit 10 Plasma processing chamber 11 Substrate support unit 13 Shower head 21 Gas source 20 Gas supply unit 30 Power supply 31 RF power supply 31a First RF generator 31b Second RF generator 32a First DC generator 32b Second DC generator 40 Exhaust system 111 Electrostatic chuck 112 Ring assembly 122 Base 200 Power supply unit 201 First power supply terminal 202 Second power supply terminal 203 Power supply line 205 Adhesive 206 Partition unit 207 Cylinder

Claims (12)

基板を載置する静電チャックと、
前記静電チャックを支持する基台と、
前記静電チャック内の電極と電気的に接続される第1の給電端子と、
前記基台内の貫通孔の内部に前記第1の給電端子に離隔して配置され、その上面を底とする下向きの凹部が形成された円筒状の第2の給電端子と、
前記第1の給電端子の下面と前記第2の給電端子の前記上面とを電気的に接続する可撓性を有する給電線と、
前記貫通孔の内壁のみに配置され、前記第2の給電端子を内包する円筒状の絶縁性のスリーブと、
前記第2の給電端子の外周部と前記スリーブの内周部との間に設けられた伝熱用部材と、
を有する基板支持部。
an electrostatic chuck on which the substrate is placed;
A base supporting the electrostatic chuck;
a first power supply terminal electrically connected to an electrode in the electrostatic chuck;
a cylindrical second power supply terminal disposed in the through hole of the base and spaced apart from the first power supply terminal , the second power supply terminal having a downward recess with its upper surface as a bottom ;
a flexible power supply line electrically connecting a lower surface of the first power supply terminal and the upper surface of the second power supply terminal;
a cylindrical insulating sleeve disposed only on an inner wall of the through hole and containing the second power supply terminal;
a heat transfer member provided between an outer periphery of the second power supply terminal and an inner periphery of the sleeve ;
A substrate support having a
前記伝熱用部材は、接着剤である、
請求項1に記載の基板支持部。
The heat transfer member is an adhesive.
The substrate support of claim 1 .
前記伝熱用部材は、前記接着剤と前記給電線が設けられた領域との間を仕切る仕切部を有する、
請求項2に記載の基板支持部。
The heat transfer member has a partition portion that separates the adhesive from a region in which the power supply line is provided.
The substrate support of claim 2 .
前記伝熱用部材は、金属または高伝熱性絶縁部材である、
請求項1に記載の基板支持部。
The heat transfer member is a metal or a highly heat conductive insulating member.
The substrate support of claim 1 .
前記第1の給電端子と前記第2の給電端子との間の前記基台内の前記貫通孔は、接着剤で満たされていない、
請求項1~のいずれか一項に記載の基板支持部。
the through hole in the base between the first power supply terminal and the second power supply terminal is not filled with adhesive;
A substrate support according to any one of claims 1 to 4 .
前記伝熱用部材は、前記基台内の前記貫通孔の内部を冷却する冷却機構を有する、
請求項1~のいずれか一項に記載の基板支持部。
The heat transfer member has a cooling mechanism that cools the inside of the through hole in the base.
A substrate support according to any one of claims 1 to 5 .
基板を載置する静電チャックと、
前記静電チャックを支持する基台と、
前記静電チャック内の電極と電気的に接続される第1の給電端子と、
前記基台内の貫通孔の内部に前記第1の給電端子に離隔して配置され、その上面を底とする下向きの凹部が形成された円筒状の第2の給電端子と、
前記第1の給電端子の下面と前記第2の給電端子の前記上面とを電気的に接続する可撓性を有する給電線と、
前記貫通孔の内壁のみに配置され、前記第2の給電端子を内包する円筒状の絶縁性のスリーブと、
前記第2の給電端子の外周部と前記スリーブの内周部との間に設けられた伝熱用部材と、を有する、
基板支持部を備えるプラズマ処理装置。
an electrostatic chuck on which the substrate is placed;
A base supporting the electrostatic chuck;
a first power supply terminal electrically connected to an electrode in the electrostatic chuck;
a cylindrical second power supply terminal disposed in the through hole of the base and spaced apart from the first power supply terminal , the second power supply terminal having a downward recess with its upper surface as a bottom ;
a flexible power supply line electrically connecting a lower surface of the first power supply terminal and the upper surface of the second power supply terminal;
a cylindrical insulating sleeve disposed only on an inner wall of the through hole and containing the second power supply terminal;
a heat transfer member provided between an outer periphery of the second power supply terminal and an inner periphery of the sleeve ,
A plasma processing apparatus comprising a substrate support.
前記伝熱用部材は、接着剤である、The heat transfer member is an adhesive.
請求項7に記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 7 .
前記伝熱用部材は、前記接着剤と前記給電線が設けられた領域との間を仕切る仕切部を有する、The heat transfer member has a partition portion that separates the adhesive from a region in which the power supply line is provided.
請求項8に記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 8 .
前記伝熱用部材は、金属または高伝熱性絶縁部材である、The heat transfer member is a metal or a highly heat conductive insulating member.
請求項7に記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 7 .
前記第1の給電端子と前記第2の給電端子との間の前記基台内の前記貫通孔は、接着剤で満たされていない、the through hole in the base between the first power supply terminal and the second power supply terminal is not filled with adhesive;
請求項7~10のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to any one of claims 7 to 10.
前記伝熱用部材は、前記基台内の前記貫通孔の内部を冷却する冷却機構を有する、The heat transfer member has a cooling mechanism that cools the inside of the through hole in the base.
請求項7~11のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to any one of claims 7 to 11.
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