特許 6976138 ＲＦ供給のためのファラデーケージを埋め込まれたセラミック製静電チャックと、操作、監視、及び制御のための関連の方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6976138

(24)【登録日】2021年11月11日

(45)【発行日】2021年12月8日

(54)【発明の名称】ＲＦ供給のためのファラデーケージを埋め込まれたセラミック製静電チャックと、操作、監視、及び制御のための関連の方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20211125BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALN20211125BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 R

   !H01L21/302 101G

【請求項の数】20

【外国語出願】

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2017-211514(P2017-211514)

(22)【出願日】2017年11月1日

(65)【公開番号】特開2018-98492(P2018-98492A)

(43)【公開日】2018年6月21日

【審査請求日】2020年10月27日

(31)【優先権主張番号】62/419,299

(32)【優先日】2016年11月8日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】15/690,203

(32)【優先日】2017年8月29日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】592010081

【氏名又は名称】ラム リサーチ コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】特許業務法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ネイル・マーティン・ポール・ベンジャミン

(72)【発明者】

【氏名】ヘンリー・ポボルニー

(72)【発明者】

【氏名】アンソニー・ジェイ．・リッチ

【審査官】 宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１１２６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５０８９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５１７１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５１８２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０７８１３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

静電チャックであって、
基板を支持するように構成された区域を含む上面を有するセラミックアセンブリと、
少なくとも１つのクランプ電極であって、前記セラミックアセンブリの、前記少なくとも１つのクランプ電極と前記セラミックアセンブリの前記上面との間の領域が他の導電性材料を実質的に含まないように、前記セラミックアセンブリ内で、前記セラミックアセンブリの前記上面に実質的に平行な向きで且つ前記セラミックアセンブリ内の上方の位置に位置決めされる少なくとも１つのクランプ電極と、
主要無線周波数（ＲＦ）電力供給電極であって、前記セラミックアセンブリの、前記主要ＲＦ電力供給電極と前記少なくとも１つのクランプ電極との間の領域が他の導電性材料を実質的に含まないように、前記セラミックアセンブリ内で、前記セラミックアセンブリの前記上面に実質的に平行な向きで且つ前記少なくとも１つのクランプ電極の垂直方向下方の位置に位置決めされ、前記セラミックアセンブリの前記上面の、前記基板を支持するように構成された前記区域の下の範囲に少なくとも及ぶために、前記セラミックアセンブリ内で水平方向に広がるように構成される主要ＲＦ電力供給電極と、
導電性材料で形成される下方支持構造であって、底面部材と、前記底面部材から上向きに伸びる環状壁部材とで形成されるボール形状を有し、前記セラミックアセンブリは、前記セラミックアセンブリの底面の外周領域が前記下方支持構造の前記環状壁部材の上面によって支持されて、前記下方支持構造の内部領域が前記セラミックアセンブリの前記底面の一部分に露出するように、前記下方支持構造に固定される、下方支持構造と、
前記セラミックアセンブリの周辺に実質的に均一に分布される複数のＲＦ電力供給接続モジュールであって、各自、それぞれの位置で前記下方支持構造から前記主要ＲＦ電力供給電極へのＲＦ電力伝送経路を形成するために、それぞれの位置で前記下方支持構造から前記主要ＲＦ電力供給電極への電気的接続を形成するように構成される複数のＲＦ電力供給接続モジュールと、
を備え、
前記下方支持構造、前記複数のＲＦ電力供給接続モジュール、及び前記主要ＲＦ電力供給電極は、全体で、前記静電チャックの内部領域の周りにＲＦ電力伝送を方向付けるためのファラデーケージを形成する、静電チャック。

【請求項2】

請求項１に記載の静電チャックであって、
前記複数のＲＦ電力供給接続モジュールは、各自、前記下方支持構造と前記セラミックアセンブリ内の露出埋め込み導電性セグメントとの間に伸びる第１の電気的接続部を含み、
前記露出埋め込み導電性セグメントは、前記セラミックアセンブリの底側に露出する露出部分を有し、
前記複数のＲＦ電力供給接続モジュールは、各自、前記露出埋め込み導電性セグメントから前記セラミックアセンブリを経て前記主要ＲＦ電力供給電極に至る第２の電気的接続部を含む、静電チャック。

【請求項3】

請求項２に記載の静電チャックであって、
前記第１の電気的接続部は、前記露出埋め込み導電性セグメントの前記露出部分に押し付けられる導電性のピンを含み、
前記導電性のピンは、前記下方支持構造から前記導電性のピンへのＲＦ信号の伝送を可能にするために、前記下方支持構造に電気的に接続される、静電チャック。

【請求項4】

請求項３に記載の静電チャックであって、
前記導電性のピンは、最大３０アンペアの電流を伝送するように構成される、静電チャック。

【請求項5】

請求項２に記載の静電チャックであって、
前記第２の電気的接続部は、前記セラミックアセンブリ内に１つ以上の内部埋め込み導電性セグメントを含み、
前記１つ以上の内部埋め込み導電性セグメントは、各自、前記主要ＲＦ電力供給電極に実質的に平行な向きにされ、
前記第２の電気的接続部は、前記１つ以上の内部埋め込み導電性セグメントを、互いに電気的に接続するように、及び前記露出埋め込み導電性セグメントに電気的に接続するように、及び前記主要ＲＦ電力供給電極に電気的に接続するように、位置決めされる１つ以上の垂直導電性構造を含む、静電チャック。

【請求項6】

請求項５に記載の静電チャックであって、
前記垂直導電性構造のうちの少なくとも１つが、前記露出埋め込み導電性セグメントと、前記内部埋め込み導電性セグメントのうちの最も下のものとの間の前記セラミックアセンブリ内を通って伸びており、
前記垂直導電性構造のうちの少なくとも１つが、前記内部埋め込み導電性セグメントのうちの最も上のものと、前記主要ＲＦ電力供給電極との間の前記セラミックアセンブリ内を通って伸びており、
前記垂直導電性構造のうちの少なくとも１つが、前記内部埋め込み導電性セグメントのうち隣り合う各２つが存在するときに、それらの間で前記セラミックアセンブリ内を通って伸びている、静電チャック。

【請求項7】

請求項５に記載の静電チャックであって、
前記垂直導電性構造のうちの少なくとも４つが、前記露出埋め込み導電性セグメントと、前記内部埋め込み導電性セグメントのうちの最も下のものとの間の前記セラミックアセンブリ内を通って伸びており、
前記垂直導電性構造のうちの少なくとも４つが、前記内部埋め込み導電性セグメントのうちの最も上のものと、前記主要ＲＦ電力供給電極との間の前記セラミックアセンブリ内を通って伸びており、
前記垂直導電性構造のうちの少なくとも４つが、前記内部埋め込み導電性セグメントのうち隣り合う各２つが存在するときに、それらの間で前記セラミックアセンブリ内を通って伸びている、静電チャック。

【請求項8】

請求項２に記載の静電チャックであって、
前記複数のＲＦ電力供給接続モジュールは、前記セラミックアセンブリの周縁の近くに位置決めされる８つのＲＦ電力供給接続モジュールを含み、
前記８つのＲＦ電力供給接続モジュールは、各自、前記セラミックアセンブリの前記上面に垂直に伸びる前記セラミックアセンブリの中心軸を中心として測定したときに、前記８つのＲＦ電力供給接続モジュールのうちの隣接する各モジュールから約４５度の角度で隔てられている、静電チャック。

【請求項9】

請求項１に記載の静電チャックであって、
前記主要ＲＦ電力供給電極は、円盤状の部材として形成される、静電チャック。

【請求項10】

請求項１に記載の静電チャックであって、
前記主要ＲＦ電力供給電極は、前記セラミックアセンブリの前記上面に垂直に伸びる前記セラミックアセンブリの中心軸を中心として放射状に対称的に区切られ、
前記主要ＲＦ電力供給電極の各区分は、隣接する前記主要ＲＦ電力供給電極の区分から隔てられ、
前記主要ＲＦ電力供給電極の各区分は、前記複数のＲＦ電力供給接続モジュールのうちのそれぞれからＲＦ電力を受け取るように接続される、静電チャック。

【請求項11】

請求項１に記載の静電チャックであって、更に、
前記セラミックアセンブリ内の、前記セラミックアセンブリ内で前記主要ＲＦ電力供給電極の下方の垂直位置に形成される周辺ＲＦ電力供給電極であって、上面と、底面と、内縁と、外縁とによって画定される環状形状を有し、
前記周辺ＲＦ電力供給電極の前記上面及び前記底面は、前記主要ＲＦ電力供給電極に実質的に平行な向きにされ、
前記周辺ＲＦ電力供給電極の前記内縁は、前記主要ＲＦ電力供給電極の外縁と比べて、前記セラミックアセンブリの中心線に対して半径方向に近くに位置決めされ、
前記セラミックアセンブリの前記中心線は、前記セラミックアセンブリの前記上面に垂直に伸び、
前記周辺ＲＦ電力供給電極の前記外縁は、前記主要ＲＦ電力供給電極の前記外縁と比べて、前記セラミックアセンブリの前記中心線から半径方向に遠くに位置決めされる、周辺ＲＦ電力供給電極を備える静電チャック。

【請求項12】

請求項１１に記載の静電チャックであって、
前記複数のＲＦ電力供給接続モジュールは、各自、前記下方支持構造と前記セラミックアセンブリ内の露出埋め込み導電性セグメントとの間に伸びる第１の電気的接続部を含み、
前記露出埋め込み導電性セグメントの一部分は、前記セラミックアセンブリの底側に露出しており、
前記複数のＲＦ電力供給接続モジュールは、各自、前記露出埋め込み導電性セグメントから前記セラミックアセンブリを経て前記主要ＲＦ電力供給電極に至る第２の電気的接続部を含み、
前記第２の電気的接続部は、前記セラミックアセンブリを通って前記露出埋め込み導電性セグメントから前記周辺ＲＦ電力供給電極に伸びる下方電気的接続部と、前記セラミックアセンブリを通って前記周辺ＲＦ電力供給電極から前記主要ＲＦ電力供給電極に伸びる上方電気的接続部と、を含む、静電チャック。

【請求項13】

請求項１２に記載の静電チャックであって、
前記セラミックアセンブリは、中央領域と、周縁領域とを含み、
前記中央領域は、前記基板を支持するように構成された区域を含み、
前記周縁領域は、前記中央領域を囲うように構成され、
前記セラミックアセンブリは、前記中央領域及び前記周縁領域の両方にわたって実質的に均一に平面状に広がる底面を有し、
前記中央領域は、前記セラミックアセンブリの前記底面に垂直に測定される第１の全厚を有し、
前記周縁領域は、前記セラミックアセンブリの前記底面に垂直に測定される第２の全厚を有し、
前記第２の全厚は、前記第１の全厚未満であり、
前記主要ＲＦ電力供給電極は、その全体が、前記中央領域内に位置決めされ、
前記周縁領域は、前記周辺ＲＦ電力供給電極の一部分を含む、静電チャック。

【請求項14】

請求項１に記載の静電チャックであって、
前記セラミックアセンブリの、前記少なくとも１つのクランプ電極と前記セラミックアセンブリの前記上面との間の前記領域が、他の導電性材料を実質的に含まないということは、
前記セラミックアセンブリの、前記少なくとも１つのクランプ電極と前記セラミックアセンブリの前記上面との間の前記領域が、導電性材料を含まないことに、
又は前記セラミックアセンブリの、前記少なくとも１つのクランプ電極と前記セラミックアセンブリの前記上面との間の前記領域が、ＲＦ信号の伝送を妨げないまばらに分布された導電性材料を含むことに、
又は前記セラミックアセンブリの、前記少なくとも１つのクランプ電極と前記セラミックアセンブリの前記上面との間の前記領域が、周囲の他の導電性材料から電気的に絶縁された何らかの導電性材料を含むことに、
又は前記セラミックアセンブリの、前記少なくとも１つのクランプ電極と前記セラミックアセンブリの前記上面との間の前記領域が、ＲＦ信号を遮断しない十分な薄さの導電性材料を含むことに、相当し、
前記セラミックアセンブリの、前記主要ＲＦ電力供給電極と前記少なくとも１つのクランプ電極との間の前記領域が、他の導電性材料を実質的に含まないということは、
前記セラミックアセンブリの、前記主要ＲＦ電力供給電極と前記少なくとも１つのクランプ電極との間の前記領域が、導電性材料を含まないことに、
又は前記セラミックアセンブリの、前記主要ＲＦ電力供給電極と前記少なくとも１つのクランプ電極との間の前記領域が、ＲＦ信号の伝送を妨げないまばらに分布された導電性材料を含むことに、
又は前記セラミックアセンブリの、前記主要ＲＦ電力供給電極と前記少なくとも１つのクランプ電極との間の前記領域が、周囲の他の導電性材料から電気的に絶縁された何らかの導電性材料を含むことに、
又は前記セラミックアセンブリの、前記主要ＲＦ電力供給電極と前記少なくとも１つのクランプ電極との間の前記領域が、ＲＦ信号を遮断しない十分な薄さの導電性材料を含むことに、相当する、静電チャック。

【請求項15】

請求項１に記載の静電チャックであって、
前記下方支持構造は、上方フランジ構造を含み、
前記下方支持構造の前記環状壁部材の前記上面は、前記上方フランジ構造の上面と同一平面上にある、静電チャック。

【請求項16】

請求項１５に記載の静電チャックであって、
前記複数のＲＦ電力供給接続モジュールは、各自、前記下方支持構造の前記上方フランジ構造に物理的に接触するように構成される、静電チャック。

【請求項17】

プラズマ処理のためのシステムであって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内に位置決めされる静電チャックであって、
基板を支持するように構成された区域を含む上面を有するセラミックアセンブリと、
少なくとも１つのクランプ電極であって、前記セラミックアセンブリの、前記少なくとも１つのクランプ電極と前記セラミックアセンブリの前記上面との間の領域が他の導電性材料を実質的に含まないように、前記セラミックアセンブリ内で、前記セラミックアセンブリの前記上面に実質的に平行な向きで且つ前記セラミックアセンブリ内の上方の位置に位置決めされる少なくとも１つのクランプ電極と、
主要無線周波数（ＲＦ）電力供給電極であって、前記セラミックアセンブリの、前記主要ＲＦ電力供給電極と前記少なくとも１つのクランプ電極との間の領域が他の導電性材料を実質的に含まないように、前記セラミックアセンブリ内で、前記セラミックアセンブリの前記上面に実質的に平行な向きで且つ前記少なくとも１つのクランプ電極の垂直方向下方の位置に位置決めされ、前記セラミックアセンブリの前記上面の、前記基板を支持するように構成された前記区域の下の範囲に少なくとも及ぶために、前記セラミックアセンブリ内で水平方向に広がるように構成される主要ＲＦ電力供給電極と、
導電性材料で形成される下方支持構造であって、底面部材と、前記底面部材から上向きに伸びる環状壁部材とで形成されるボール形状を有し、前記セラミックアセンブリは、前記セラミックアセンブリの底面の外周領域が前記下方支持構造の前記環状壁部材の上面によって支持されて、前記下方支持構造の内部領域が前記セラミックアセンブリの前記底面の一部分に露出するように、前記下方支持構造に固定される、下方支持構造と、
前記セラミックアセンブリの周辺に実質的に均一に分布される複数のＲＦ電力供給接続モジュールであって、各自、それぞれの位置で前記下方支持構造から前記主要ＲＦ電力供給電極へのＲＦ電力伝送経路を形成するために、それぞれの位置で前記下方支持構造から前記主要ＲＦ電力供給電極への電気的接続を形成するように構成される複数のＲＦ電力供給接続モジュールと、
を含む静電チャックと、
前記静電チャックの前記下方支持構造にＲＦ電力を伝送するように接続されるＲＦ電力源と、
を備え、
前記下方支持構造、前記複数のＲＦ電力供給接続モジュール、及び前記主要ＲＦ電力供給電極は、全体で、前記静電チャックの内部領域の周りにＲＦ電力伝送を方向付けるためのファラデーケージを形成する、プラズマ処理のためのシステム。

【請求項18】

請求項１７に記載のプラズマ処理のためのシステムであって、更に、
前記主要ＲＦ電力供給電極にかかる電圧を測定するように接続される第１の電圧センサと、
前記少なくとも１つのクランプ電極にかかる電圧を測定するように接続される第２の電圧センサと、
前記主要ＲＦ電力供給電極から前記静電チャックの前記セラミックアセンブリの前記上面を経るＲＦ電流伝送の量を、前記主要ＲＦ電力供給電極にかかる前記測定された電圧、前記少なくとも１つのクランプ電極にかかる前記測定された電圧、及び前記主要ＲＦ電力供給電極と前記少なくとも１つのクランプ電極との間の電気容量とを使用して決定するように構成されるＲＦ制御モジュールと、
を備えるプラズマ処理のためのシステム。

【請求項19】

請求項１８に記載のプラズマ処理のためのシステムであって、
前記ＲＦ制御モジュールは、更に、前記静電チャックの前記セラミックアセンブリの前記上面を通じて既定の量のＲＦ電流を送るために、前記主要ＲＦ電力供給電極から前記静電チャックの前記セラミックアセンブリの前記上面を経る前記決定されたＲＦ電流伝送の量に基づいて前記ＲＦ電力源を制御するように構成される、プラズマ処理のためのシステム。

【請求項20】

静電チャックを製造するための方法であって、
基板を支持するように構成された区域を含む上面を有するセラミックアセンブリを形成し、
前記セラミックアセンブリの形成は、少なくとも１つのクランプ電極を、前記セラミックアセンブリの、前記少なくとも１つのクランプ電極とセラミックアセンブリの上面との間の領域が他の導電性材料を実質的に含まないように、前記セラミックアセンブリ内で、前記セラミックアセンブリの前記上面に実質的に平行な向きで且つ前記セラミックアセンブリ内の上方の位置に位置決めすることを含み、
前記セラミックアセンブリの形成は、主要無線周波数（ＲＦ）電力供給電極を、前記セラミックアセンブリの、前記主要ＲＦ電力供給電極と前記少なくとも１つのクランプ電極との間の領域が他の導電性材料を実質的に含まないように、前記セラミックアセンブリ内で、前記セラミックアセンブリの前記上面に実質的に平行な向きで且つ前記少なくとも１つのクランプ電極の垂直方向下方の位置に位置決めすることを含み、前記主要ＲＦ電力供給電極は、前記セラミックアセンブリの前記上面の、前記基板を支持するように構成された前記区域の下の範囲に少なくとも及ぶために、前記セラミックアセンブリ内で水平方向に広がるように構成され、
前記セラミックアセンブリの形成は、複数のＲＦ電力供給接続モジュールを、前記セラミックアセンブリの周辺に実質的に均一に分布されるように位置決めすることを含み、
前記複数のＲＦ電力供給接続モジュールは、各自、それぞれの位置で下方支持構造から前記主要ＲＦ電力供給電極へのＲＦ電力伝送経路を形成するために、それぞれの位置で前記下方支持構造から前記主要ＲＦ電力供給電極への電気的接続を形成するように構成され、
前記セラミックアセンブリを前記下方支持構造に取り付け、前記下方支持構造は、導電性材料で形成され、前記下方支持構造は、底面部材と、前記底面部材から上向きに伸びる環状壁部材とで形成されるボール形状を有し、前記セラミックアセンブリは、前記セラミックアセンブリの底面の外周領域が前記下方支持構造の前記環状壁部材の上面によって支持されて、前記下方支持構造の内部領域が前記セラミックアセンブリの前記底面の一部分に露出するように、前記下方支持構造に取り付けられる、
ことを備え、
前記下方支持構造、前記複数のＲＦ電力供給接続モジュール、及び前記主要ＲＦ電力供給電極は、全体で、前記静電チャックの内部領域の周りにＲＦ電力伝送を方向付けるためのファラデーケージを形成する、方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

本発明は、半導体デバイスの製造に関する。

【0002】

現代の半導体チップ製造プロセスの多くは、例えばウエハなどの基板が内部で静電チャックによって支持されたプラズマ処理チャンバ内で実施される。場合によっては、静電チャックの上の領域内でプラズマの生成及び／又はＲＦバイアスを提供するために、静電チャックを通じて無線周波数（ＲＦ）信号が伝送される。ＲＦ信号は、通常、静電チャックの底部に伝送され、容量結合によって静電チャックの内部構造を通り抜け、静電チャックの上の領域に到達する。静電チャックの内部構造は、静電チャック間でばらつくことがあり、これは、静電チャックを経て成されるＲＦ信号の伝送をチャック間で異ならせる。また、静電チャックの内部構造は、方位角方向にばらつくことがあり、これは、静電チャックを経て成されるＲＦ信号の伝送に方位角方向の不均一性をもたらす。本発明が想起されるのは、この状況下である。

【発明の概要】

【0003】

一実施形態例では、静電チャックが開示される。静電チャックは、基板を支持するように構成された区域を含む上面を有するセラミックアセンブリを含む。静電チャックは、また、少なくとも１つのクランプ電極を含み、該少なくとも１つのクランプ電極は、セラミックアセンブリの、少なくとも１つのクランプ電極とセラミックアセンブリの上面との間の領域が他の導電性材料を実質的に含まないように、セラミックアセンブリ内で、セラミックアセンブリの上面に実質的に平行な向きで且つセラミックアセンブリ内の上方の位置に位置決めされる。静電チャックは、また、主要無線周波数（ＲＦ）電力供給電極を含み、該主要ＲＦ電力供給電極は、セラミックアセンブリ内の、主要ＲＦ電力供給電極と少なくとも１つのクランプ電極との間の領域が他の導電性材料を実質的に含まないように、セラミックアセンブリ内で、セラミックアセンブリの上面に実質的に平行な向きで且つ少なくとも１つのクランプ電極の垂直方向下方の位置に位置決めされる。主要ＲＦ電力供給電極は、セラミックアセンブリの上面の、基板を支持するように構成された区域の下の全区域に少なくとも及ぶために、セラミックアセンブリ内で水平方向に広がるように構成される。静電チャックは、また、導電性材料で形成される下方支持構造も含む。下方支持構造は、底面部材と、該底面部材から上向きに伸びる環状壁部材とで形成されるボール形状を有する。セラミックアセンブリは、セラミックアセンブリの底面の外周領域が下方支持構造の環状壁部材の上面によって支持されて、下方支持構造の内部領域がセラミックアセンブリの底面の一部分に露出するように、下方支持構造に固定される。静電チャックは、また、セラミックアセンブリの周辺に実質的に均一に分布される複数のＲＦ電力供給接続モジュールも含む。複数のＲＦ電力供給接続モジュールは、各自、そのそれぞれの位置で下方支持構造から主要ＲＦ電力供給電極へのＲＦ電力伝送経路を形成するために、そのそれぞれの位置で下方支持構造から主要ＲＦ電力供給電極への電気的接続を形成するように構成される。下方支持構造、複数のＲＦ電力供給接続モジュール、及び主要ＲＦ電力供給電極は、全体で、静電チャックの内部領域の周りにＲＦ電力伝送を方向付けるためのファラデーケージを形成する。

【0004】

一実施形態例では、プラズマ処理のためのシステムが開示される。システムは、処理チャンバと、静電チャックと、ＲＦ電力源とを含む。静電チャックは、処理チャンバ内に位置決めされる。静電チャックは、基板を支持するように構成された区域を含む上面を有するセラミックアセンブリを含む。静電チャックは、また、少なくとも１つのクランプ電極を含み、該少なくとも１つのクランプ電極は、セラミックアセンブリの、少なくとも１つのクランプ電極とセラミックアセンブリの上面との間の領域が他の導電性材料を実質的に含まないように、セラミックアセンブリ内で、セラミックアセンブリの上面に実質的に平行な向きで且つセラミックアセンブリ内の上方の位置に位置決めされる。静電チャックは、また、主要ＲＦ電力供給電極を含み、該主要ＲＦ電力供給電極は、セラミックアセンブリ内の、主要ＲＦ電力供給電極と少なくとも１つのクランプ電極との間の領域が他の導電性材料を実質的に含まないように、セラミックアセンブリ内で、セラミックアセンブリの上面に実質的に平行な向きで且つ少なくとも１つのクランプ電極の垂直方向下方の位置に位置決めされる。主要ＲＦ電力供給電極は、セラミックアセンブリの上面の、基板を支持するように構成された区域の下の全区域に少なくとも及ぶために、セラミックアセンブリ内で水平方向に広がるように構成される。静電チャックは、また、導電性材料で形成される下方支持構造も含む。下方支持構造は、底面部材と、該底面部材から上向きに伸びる環状壁部材とで形成されるボール形状を有する。セラミックアセンブリは、セラミックアセンブリの底面の外周領域が下方支持構造の環状壁部材の上面によって支持されて、下方支持構造の内部領域がセラミックアセンブリの底面の一部分に露出するように、下方支持構造に固定される。静電チャックは、また、セラミックアセンブリの周辺に実質的に均一に分布される複数のＲＦ電力供給接続モジュールも含む。複数のＲＦ電力供給接続モジュールは、各自、そのそれぞれの位置で下方支持構造から主要ＲＦ電力供給電極へのＲＦ電力伝送経路を形成するために、そのそれぞれの位置で下方支持構造から主要ＲＦ電力供給電極への電気的接続を形成するように構成される。ＲＦ電力源は、静電チャックの下方支持構造にＲＦ電力を伝送するように構成される。下方支持構造、複数のＲＦ電力供給接続モジュール、及び主要ＲＦ電力供給電極は、全体で、静電チャックの内部領域の周りにＲＦ電力伝送を方向付けるためのファラデーケージを形成する。

【0005】

一実施形態例では、静電チャックを製造するための方法が開示される。方法は、基板を支持するように構成された区域を含む上面を有するセラミックアセンブリを形成すること含む。セラミックアセンブリの形成は、少なくとも１つのクランプ電極を、セラミックアセンブリ内の、少なくとも１つのクランプ電極とセラミックアセンブリの上面との間の領域が他の導電性材料を実質的に含まないように、セラミックアセンブリ内で、セラミックアセンブリの上面に実質的に平行な向きで且つセラミックアセンブリ内の上方の位置に位置決めすることを含む。セラミックアセンブリの形成は、主要ＲＦ電力供給電極を、セラミックアセンブリ内の、主要ＲＦ電力供給電極と少なくとも１つのクランプ電極との間の領域が他の導電性材料を実質的に含まないように、セラミックアセンブリ内で、セラミックアセンブリの上面に実質的に平行な向きで且つ少なくとも１つのクランプ電極の垂直方向下方に位置に位置決めすることを含む。主要ＲＦ電力供給電極は、セラミックアセンブリの上面の、基板を支持するように構成された区域の下の全区域に少なくとも及ぶために、セラミックアセンブリ内で水平方向に広がるように構成される。セラミックアセンブリの形成は、また、複数のＲＦ電力供給接続モジュールを、セラミックアセンブリの周辺に実質的に均一に分布されるように位置決めすることも含む。複数のＲＦ電力供給接続モジュールは、各自、そのそれぞれの位置で下方支持構造から主要ＲＦ電力供給電極へのＲＦ電力伝送経路を形成するために、そのそれぞれの位置で下方支持構造から主要ＲＦ電力供給電極への電気的接続を形成するように構成される。方法は、また、セラミックアセンブリを下方支持構造に取り付けることも含む。下方支持構造は、導電性材料で形成される。下方支持構造は、底面部材と、該底面部材から上向きに伸びる環状壁部材とで形成されるボール形状を有する。セラミックアセンブリは、セラミックアセンブリの底面の外周領域が下方支持構造の環状壁部材の上面によって支持されて、下方支持構造の内部領域がセラミックアセンブリの底面の一部分に露出するように、下方支持構造に取り付けられる。下方支持構造、複数のＲＦ電力供給接続モジュール、及び主要ＲＦ電力供給電極は、全体で、静電チャックの内部領域の周りにＲＦ電力伝送を方向付けるためのファラデーケージを形成する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本発明の一部の実施形態にしたがった、プラズマ処理チャンバを含むプラズマ処理のためのシステムを示した図である。

【0007】

【図2A】本発明の一部の実施形態にしたがった、１つ以上の１つ又は複数のクランプ電極と、主要ＲＦ電力供給電極と、１つ以上の抵抗ヒータとを含むように構成された静電チャックのセラミック材料を示した図である。

【0008】

【図2B】本発明の一部の実施形態にしたがった、図２Ａの構成を太い実線でＲＦ信号伝送経路を記して示した図である。

【0009】

【図3A】本発明の一部の実施形態にしたがった、図２Ａで参照される視点Ａ−Ａに対応して主要ＲＦ電力供給電極と複数のＲＦ電力供給接続モジュールとの間の境界で静電チャックを切り取った断面図である。

【0010】

【図3B】本発明の一部の実施形態にしたがった、図３Ａの主要ＲＦ電力供給電極の変形版を示した図であり、ここでは、主要ＲＦ電力供給電極は、静電チャックの中心線を中心として放射状に対称的に割り込まれている。

【0011】

【図3C】本発明の一部の実施形態にしたがった、図３Ａの主要ＲＦ電力供給電極の変形版を示した図であり、ここでは、主要ＲＦ電力供給電極は、静電チャックの中心線を中心として放射状に対称的に区切られている。

【0012】

【図4】本発明の一部の実施形態にしたがった、複数のＲＦ電力供給接続モジュールのうちの１つの縦断面図である。

【0013】

【図5】本発明の一部の実施形態にしたがった、内部埋め込み導電性セグメントのうちの隣り合う２つの間に４つの垂直導電性構造を冗長方式で使用する一例を示した図である。

【0014】

【図6A】本発明の一部の実施形態にしたがった、段差構成を有するセラミック材料で形成された静電チャックを示した図である。

【0015】

【図6B】本発明の一部の実施形態にしたがった、静電チャックの上面図である。

【0016】

【図6C】本発明の一部の実施形態にしたがった、複数のＲＦ電力供給接続モジュールのうちの１つの縦断面図である。

【0017】

【図6D】本発明の一部の実施形態にしたがった、複数のＲＦ電力供給接続モジュールのうちの１つの縦断面図であり、ここでは、独立に制御されたＲＦ信号が、それぞれに複数のＲＦ電力供給接続モジュール及び下方支持構造に伝送できるように、第１の電気的接続部が、下方支持構造から電気的に絶縁されている。

【0018】

【図7】本発明の一部の実施形態にしたがった、プラズマ処理工程におけるＲＦ電流伝送を決定するための方法を示したフローチャートである。

【0019】

【図8】本発明の一部の実施形態にしたがった、静電チャックを製造するための方法を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下の説明では、提示された実施形態の完全な理解を可能にするために、数々の具体的詳細が特定されている。しかしながら、当業者にならば、本発明がこれらの具体的詳細の一部又は全部を伴わずに実施されてもよいことが明らかである。また、本発明を不必要に不明瞭にしないために、周知のプロセス工程の詳細な説明は省略される。

【0021】

図１は、本発明の一部の実施形態にしたがった、プラズマ処理チャンバを含むプラズマ処理のためのシステムを示している。プラズマ処理チャンバ１００は、１枚以上の側壁１０１Ａと、上部構造１０１Ｂと、底部構造１０１Ｃとによって画定される外部構造１０１を含む。一部の実施形態では、プラズマ処理チャンバ１００の外部構造１０１は、導電性材料で形成でき、基準大地電位への電気的接続部を有することができる。一部の実施形態では、プラズマ処理チャンバ１００は、基板１０５を通らせてプラズマ処理チャンバ１００に対して出し入れすることができる開閉式の進入路１０３を含むことができる。その他の実施形態では、処理チャンバ１００の上方部分は、基板１０５の出し入れを可能にするために、処理チャンバ１００の下方部分から離れて構成される。

【0022】

プラズマ処理チャンバは、下方支持構造１０９上に配置される静電チャック１０７を含む。静電チャック１０７は、セラミックアセンブリとして形成される。一部の実施形態では、静電チャック１０７は、セラミック材料及びその他の内部材料の層が複数枚積層状に集められて共焼成されたものを含む。下方支持構造１０９は、導電性材料で形成され、底板部材１０９Ｂと、該底板部材１０９Ｂから上向きに伸びる環状壁部材１０９Ｃとで形成されるボール形状を有する。静電チャック１０７のセラミックアセンブリは、静電チャック１０７のセラミックアセンブリの底面の外周領域が下方支持構造１０９の環状壁部材１０９Ｃの上面によって支持されて、下方支持構造１０９の内部領域が静電チャック１０７のセラミックアセンブリの底面の一部分に露出するように、下方支持構造１０９に固定される。

【0023】

一部の実施形態では、下方支持構造１０９は、静電チャック１０７の下面の外周で静電チャック１０７を支持するように構成された上方フランジ構造１０９Ａを含む。一部の実施形態では、下方支持構造１０９及びその上方フランジ構造１０９Ａは、アルミニウムで形成される。しかしながら、その他の実施形態では、下方支持構造１０９及びその上方フランジ構造１０９Ａは、静電チャック１０７の動作をサポートするのに十分な電気伝導、熱伝導、及び機械的強度を提供する限り、その他の材料又は材料の組み合わせで形成できる。静電チャック１０７の上面は、処理中に基板１０５を支持するように構成された区域を含む。一部の実施形態では、静電チャック１０７の上面は、メサ構造と呼ばれる複数の隆起構造の共平面上面によって形成される。基板１０５がメサ構造の上面で支持されることで、メサ構造の側面間の領域は、基板１０５の裏側に対してヘリウムガスなどの流体の流れを提供し、基板１０５の温度制御の向上を可能にする。

【0024】

プラズマ処理チャンバ１００は、更に、上部電極１１７を、該上部電極１１７と静電チャック１０７との間にプラズマ処理領域１１９が存在するように静電チャック１０７の上方に配置されて含む。一部の実施形態では、上部電極１１７は、基準大地電位１２５に電気的に接続される。プロセスガス源１２３からプラズマ処理領域１１９にプロセスガスを供給するために、プロセスガス供給ライン１２１が配管される。一部の実施形態では、プロセスガス供給ライン１２１は、プラズマ処理チャンバ１００内の１つ以上の位置でプロセスガスを単純に吐出するように構成される。一部の実施形態では、上部電極１１７は、複数の吐出口に通じる複数の内部流路を含むシャワーヘッド電極として画定され、プロセスガス供給ライン１２１は、プロセスガスが複数の内部流路を経て複数の吐出口に及びプラズマ処理領域１１９内に分散方式で流れるように、シャワーヘッド電極の入力に配管される。

【0025】

ＲＦ電力源１２９が、整合モジュール１３１を通じて接続部１２７にＲＦ信号を供給するように接続され、接続部１２７は、供給されたＲＦ信号を下方支持構造１０９に伝送するように構成される。動作時に、プロセスガスは、プラズマ処理領域１１９に流し込まれ、ＲＦ信号は、下方支持構造１０９に供給される。ＲＦ信号は、下方支持構造１０９から静電チャック１０７を経て、次いでプラズマ処理領域１１９を経て上部電極１１７に伝送される。ＲＦ信号は、プラズマ処理領域１１９内のプロセスガスをプラズマ１３３に変換し、基板１０５に照射させ、それによって、イオン及び／又はラジカルなどのプラズマ１３３の反応性成分が、基板１０５の被照射部分を改質するように作用する。一部の実施形態では、処理チャンバ１００内のガスが、プラズマ処理領域１１９から側方通気口１３５を経て排出口１３７へ流れ、該排出口１３７は、処理チャンバ１００の内部空間から流体を引き出すように構成された排出モジュール１３９に接続部１３８を通じて配管される。

【0026】

プラズマ処理チャンバ１００は、本書では、説明を容易にするために簡略化して示されていることが、理解されるべきである。実際は、プラズマ処理チャンバ１００は、本書では説明されていない多くのコンポーネントを含む。しかしながら、本議論について理解されるべきは、プラズマ処理チャンバ１００が、注意深く制御された条件下で１種類以上のプロセスガス組成の被制御流を受けるように接続されること及び基板１０５を保持するための静電チャック１０７を含むことであり、この場合、静電チャック１０７は、指定方式での基板１０５の処理を可能にするために、及び／又は静電チャック１０７の上のプラズマ処理領域１１９内のプラズマ１３３へのＲＦバイアスを可能にするために、プラズマ処理領域１１９にＲＦ信号を伝送して１種類以上のプロセスガス組成をプラズマ１３３に変換するように接続される。プラズマ処理チャンバ１００によって実施されえるプラズマ処理工程の例として、数あるなかでも特に、エッチング工程、デポジション工程、及びアッシング工程が挙げられる。

【0027】

プラズマ処理チャンバ１００は、静電チャック１０７を利用するタイプの容量結合プラズマ（ＣＣＰ）処理チャンバの一例である。しかしながら、静電チャック１０７は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）処理チャンバや、変換器結合プラズマ（ＴＣＰ）処理チャンバなど、静電チャック１０７によって保持されている基板の上方のプラズマ処理領域に静電チャック１０７からＲＦ信号が伝送されえるその他のタイプのプラズマ処理チャンバでも利用できることが、理解されるべきである。本書の開示内容は、主に、静電チャック１０７の設計及び動作における改良に関する。したがって、本書で開示される静電チャック１０７の様々な実施形態例は、原則的にあらゆるタイプのプラズマ処理チャンバに利用でき、図１のプラズマ処理チャンバ１００は、議論を目的とした１つの例を提供している。

【0028】

一実施形態例では、本書で使用される基板１０５という用語は、半導体ウエハを指している。しかしながら、その他の実施形態では、本書で使用される基板１０５という用語は、サファイヤ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、若しくはＳｉＣ、又はその他の基板材料で形成される基板を指すことができ、ガラスパネル／基板、金属箔、金属シート、ポリマ材料などを含むことができる。また、様々な実施形態において、本書で言う基板１０５は、形態、形状、及び／又は大きさが様々であってよい。例えば、一部の実施形態では、本明細書で言う基板１０５は、２００ｍｍ（ミリメートル）半導体ウエハ、３００ｍｍ半導体ウエハ、又は４５０ｍｍ半導体ウエハに相当してよい。また、一部の実施形態では、本明細書で言う基板１０５は、数あるなかでも特に、フラットパネルディスプレイのための矩形の基板などの、非円形の基板に相当してよい。

【0029】

図２Ａは、本発明の一部の実施形態にしたがった、１つ以上の（１つ又は複数の）クランプ電極２０１と、主要ＲＦ電力供給電極２０３と、１つ以上の抵抗ヒータ２０５とを含むように構成された静電チャック１０７のセラミック材料を示している。一部の実施形態では、１つ又は複数のクランプ電極２０１は、静電チャック１０７の上面で基板１０５を保持するための電場を生成するために使用される単一電極であることができる。一部の実施形態では、１つ又は複数のクランプ電極２０１は、バイポーラ動作用に構成される２つの別々のクランプ電極を含むことができ、ここでは、静電チャック１０７の上面で基板１０５を保持するための電場を生成するために、これらの２つの別々のクランプ電極間に、差動電圧が印加される。各種の実施形態において、２つの別々のクランプ電極は、バイポーラ動作を可能にするために、幾何学的に互いに噛み合わせる又は交互配置することができる。一部の実施形態では、１つ又は複数のクランプ電極２０１は、多相方式で動作するように接続された３つ以上の別々のクランプ電極を含むことができる。１つ又は複数のクランプ電極２０１の各電極は、接続部１３４を通じてＤＣ電圧供給部１３２に接続される。一部の実施形態では、ＲＦ信号のフィルタリングを提供するために、１つ以上のコンデンサ１３６が、１つ又は複数のクランプ電極２０１と下方支持構造１０９との間に電気的に接続できる。ＤＣ電圧供給部１３２は、１つ又は複数のクランプ電極２０１上に存在する電圧を制御するように構成される。１つ又は複数のクランプ電極２０１が複数の別々のクランプ電極を含む実施形態では、複数の別々のクランプ電極の各電極は、その電圧及び／又は位相がその他の１つ又は複数のクランプ電極２０１に対して独立した方式で制御されるように、ＤＣ電圧供給部１３２に（又は別々のＤＣ電圧供給部１３２に）接続される。

【0030】

一部の実施形態では、静電チャック１０７の底面と、下方支持構造１０９の上面との間に、周辺シール２０７が配置される。周辺シール２０７は、プラズマ１３３成分及び／又はプロセス副生成物材料が下方支持構造１０９内の領域内に進入するのを防ぐように構成される。

【0031】

各種の実施形態において、静電チャック１０７は、様々な冷却メカニズム、加熱メカニズム、クランプメカニズム、バイアス電極、基板リフトピン、及びセンサを含むように構成でき、この場合、センサは、数あるパラメータのなかでも特に、温度、圧力、電圧、及び／又は電流の測定を提供することができる。例えば、静電チャック１０７のセラミックは、冷却流体が流れることができる複数の冷却路２１１を含むように構成できる。また、静電チャック１０７のセラミックは、裏側ガスが中を通って基板１０５の下のメサ構造間の領域内に裏側ガスを流し込む及び吐出することができる流体流路配置を含むことができる。下方支持構造１０９は、１つ又は複数の抵抗ヒータ２０５、裏側ガス配送システム、基板リフトピン、１つ又は複数のクランプ電極２０１、冷却路２１１、センサなどの、静電チャック１０７の内部コンポーネントのための様々な回路構成、配管構成、制御コンポーネント、及び支持パーツを保持するように構成できることがわかる。

【0032】

議論を目的として、主要ＲＦ電力供給電極２０３を伴わない静電チャック１０７の一実施形態を考える。この実施形態では、例えばＲＦ周波数が約１ＭＨｚ以上であるなどの高周波数ＲＦ電力用途の場合、ＲＦ信号をプラズマ処理領域１１９に分布させるために、１つ又は複数のクランプ電極２０１が頼ることになるだろう。例えば、場合によっては、ＲＦ信号は、静電チャック１０７を通じて成される１つ又は複数のクランプ電極２０１への及び最終的にはプラズマ処理領域１１９へのＲＦ信号の容量結合に頼ることによって、下方支持構造１０９に印加されるだろう。しかしながら、この場合は、静電チャック１０７の内部を通じて成されるＲＦ信号の伝送には、関連の困難がある。例えば、静電チャック１０７の内部を経てＲＦ信号を伝送すると、静電チャック１０７の様々な内部領域内で不要な（寄生）プラズマが発生する可能性があり、これは、基板１０５の損傷及び／又はデチャックを引き起こす恐れがある。また、静電チャック１０７の内部を通じて伝送されるＲＦ信号は、１つ又は複数の抵抗ヒータ２０５の素子を通じて結合するかもしれず、これは、プラズマ処理領域１１９に到達するＲＦ電流分布の不均一性を引き起こし、ひいては、例えばエッチング均一性及び限界寸法均一性などのプロセス均一性に悪影響を及ぼす。また、静電チャック１０７の内部を通じて伝送されるＲＦ信号は、その中の様々な回路構成を損傷させる恐れがあり、そのような回路構成として、数あるなかでも特に、１つ又は複数の抵抗ヒータ２０５の駆動回路が挙げられる。また、例えばＲＦ周波数が約１ＭＨｚ未満であるなどの低周波数ＲＦ電力用途の場合、静電チャック１０７は、ＲＦ信号への高インピーダンス絶縁体のように振る舞う。したがって、低周波数ＲＦ電力用途では、外部コンデンサなどの並列結合メカニズムを含めることなしに、下方支持構造１０９から静電チャック１０７のセラミックを経てプラズマ処理領域１１９に至る低周波数ＲＦ信号の伝送に頼ることは困難である。

【0033】

静電チャック１０７内に主要ＲＦ電力供給電極２０３が存在することによって、問題がある静電チャック１０７の内部領域を通じてＲＦ信号を伝送する必要がなくなり、直接的なＲＦ電力伝送のために１つ又は複数のクランプ電極２０１を電気的に接続する必要もなくなる。主要ＲＦ電力供給電極２０３は、より低い及び高いＲＦ信号周波数を含む広い周波数範囲にわたってプラズマ処理領域１１９への安全で且つ信頼できるＲＦ信号伝送を提供する。

【0034】

図２Ａに戻り、主要ＲＦ電力供給電極２０３は、静電チャック１０７の、主要ＲＦ電力供給電極２０３と１つ又は複数のクランプ電極２０１との間の領域が他の導電性材料を実質的に含まないように、静電チャック１０７のセラミック内で、静電チャック１０７の上面に実質的に平行な向きで且つ１つ又は複数のクランプ電極２０１の垂直方向下方の位置に位置決めされる。また、主要ＲＦ電力供給電極２０３は、静電チャック１０７の上面の、基板１０５を支持するように構成された区域の下の全区域に少なくとも及ぶために、静電チャック１０７のセラミック内で水平方向に広がるように構成される。主要ＲＦ電力供給電極２０３は、反応性容量を最適にするために、静電チャック１０７の頂部の近くに置かれる。また、図２Ａの静電チャック１０７構成では、１つ又は複数のクランプ電極２０１と静電チャック１０７の上面との間の領域が他の導電性材料を実質的に含まないように、１つ又は複数のクランプ電極２０１は、静電チャック１０７のセラミック内で、静電チャック１０７の上面に実質的に平行な向きで且つ静電チャック１０７のセラミック内の上方の位置に位置決めされることも、留意されるべきである。図２Ａに示されるように、主要ＲＦ電力供給電極２０３は、１つ又は複数のクランプ電極２０１から発する電場が、主要ＲＦ電力供給電極２０３によって妨げられないように、主要ＲＦ電力供給電極２０３は、１つ又は複数のクランプ電極２０１の下方に位置決めされることが望ましい。

【0035】

一部の実施形態では、静電チャック１０７の、主要ＲＦ電力供給電極２０３と１つ又は複数のクランプ電極２０１との間の領域が、他の導電性材料を実質的に含まないということは、この領域が、導電性材料を含まないことに相当する。一部の実施形態では、静電チャック１０７の、主要ＲＦ電力供給電極２０３と１つ又は複数のクランプ電極２０１との間の領域が、他の導電性材料を実質的に含まないということは、この領域が、ＲＦ信号の伝送を妨げないまばらに分布された導電性材料を含むことに相当する。一部の実施形態では、静電チャック１０７の、主要ＲＦ電力供給電極２０３と１つ又は複数のクランプ電極２０１との間の領域が、他の導電性材料を実質的に含まないということは、この領域が、周囲の他の導電性材料から電気的に絶縁された、即ち電気的に浮遊している何らかの導電性材料を含むことに相当する。一部の実施形態では、静電チャック１０７の、主要ＲＦ電力供給電極２０３と１つ又は複数のクランプ電極２０１との間の領域が、他の導電性材料を実質的に含まないということは、この領域が、ＲＦ信号を遮断しない十分な薄さの導電性材料を含むことに相当する。

【0036】

一部の実施形態では、静電チャック１０７の、１つ又は複数のクランプ電極２０１と静電チャック１０７の上面との間の領域が、他の導電性材料を実質的に含まないということは、この領域が、導電性材料を含まないことに相当する。一部の実施形態では、静電チャック１０７の、１つ又は複数のクランプ電極２０１と静電チャック１０７の上面との間の領域が、他の導電性材料を実質的に含まないということは、この領域が、ＲＦ信号の伝送を妨げないまばらに分布された導電性材料を含むことに相当する。一部の実施形態では、静電チャック１０７の、１つ又は複数のクランプ電極２０１と静電チャック１０７の上面との間の領域が、他の導電性材料を実質的に含まないということは、この領域が、周囲の他の導電性材料から電気的に絶縁された、即ち電気的に浮遊している何らかの導電性材料を含むことに相当する。一部の実施形態では、静電チャック１０７の、１つ又は複数のクランプ電極２０１と静電チャック１０７の上面との間の領域が、他の導電性材料を実質的に含まないということは、この領域が、ＲＦ信号を遮断しない十分な薄さの導電性材料を含むことに相当する。

【0037】

一部の実施形態では、主要ＲＦ電力供給電極２０３は、基板リフトピン、１つ又は複数のクランプ電極２０１のための電気的接続部、ガス流路などの貫通構造を受け入れるための各種の通し穴を除いて、導電性材料で形成された原則的に固体の円盤状部材として構成される。また、一部の実施形態では、主要ＲＦ電力供給電極２０３は、導電性材料で形成された方眼紙として構成される。各種の実施形態において、主要ＲＦ電力供給電極２０３は、数あるなかでも特に、モリブデン、タンタル、タングステン、パラジウム、ルテニウム、プラチナで形成される。しかしながら、主要ＲＦ電力供給電極２０３は、所要の周波数のＲＦ信号の導体として機能することができ且つ製造及び工程に関係付けられた機械的及び熱的要件を満たす限り、原則的にあらゆる導電性材料で形成できることが理解されるべきである。一部の実施形態では、主要ＲＦ電力供給電極２０３の厚さは、印加ＲＦ信号周波数におけるＲＦ信号伝送の浸入厚さの約２〜３倍である。一例として、印加ＲＦ周波数１３．５６ＭＨｚにおけるＲＦ信号伝送の浸入厚さは、約０．００１７７８センチである。別の一例として、印加ＲＦ周波数４００ｋＨにおけるＲＦ信号伝送の浸入厚さは、約０．０１０１６センチである。一部の実施形態では、主要ＲＦ電力供給電極２０３の厚さは、約０．０１２７センチから約０．０３８１センチにわたる範囲内である。しかしながら、その他の実施形態では、主要ＲＦ電力供給電極２０３の厚さは、約０．０１２７センチ未満又は約０．０３８１センチを超えることも可能であることが理解されるべきである。また、一部の実施形態では、主要ＲＦ電力供給電極２０３は、静電チャック１０７の製作時に金属箔を例えば積層させる、共焼成するなどして施すことによって形成される。また、一部の実施形態では、静電チャック１０７製作時に、主要ＲＦ電力供給電極２０３は、スクリーン印刷プロセスを使用して形成され、このプロセスでは、インクが、主要ＲＦ電力供給電極２０３を形成する金属材料を含有するように処方される。しかしながら、その他の実施形態では、主要ＲＦ電力供給電極２０３を形成するために、異なる方法及び技術が使用できることが理解されるべきである。

【0038】

下方支持構造１０９への主要ＲＦ電力供給電極２０３の電気的接続を提供するために、複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９が、静電チャック１０７の周辺に実質的に均一に分布され、これらの複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９は、各自、下方支持構造１０９と主要ＲＦ電力供給電極２０３との間にＲＦ信号のための低インピーダンス伝送経路を提供する。複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９は、各自、そのそれぞれの位置で下方支持構造１０９から主要ＲＦ電力供給電極２０３へのＲＦ電力伝送経路を形成するために、そのそれぞれの位置で下方支持構造１０９から（より具体的には、下方支持構造１０９の上方フランジ１０９Ａから）主要ＲＦ電力供給電極２０３への電気的接続を形成するように構成される。

【0039】

図３Ａは、本発明の一部の実施形態にしたがった、図２Ａで参照される視点Ａ−Ａに対応して主要ＲＦ電力供給電極２０３と複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９との間の境界で静電チャック１０７を切り取った断面図である。図３Ａの例では、周部２２１に沿って静電チャック１０７の外周に実質的に均等に、８つのＲＦ電力供給接続モジュール２０９が分布されており、これらの８つのＲＦ電力供給接続モジュール２０９は、各自、静電チャック１０７の上面に垂直に伸びる静電チャック１０７の中心軸２０２を中心として測定したときに、上記８つのＲＦ電力供給接続モジュール２０９のうちの隣接する各モジュールから約４５度の角度で隔てられている。その他の実施形態では、７つ以下の又は９つを超えるＲＦ電力供給接続モジュール２０９が使用できる。例えば、別の例の実施形態は、最多で１０００のＲＦ電力供給接続モジュール２０９を含むことができる。

【0040】

また、例えば６０ＭＨｚ以上の高周波数用途では、場合によっては、均一性を理由として主要ＲＦ電力供給電極２０３が花弁状などの断面形状を有することが望ましいだろう。図３Ｂは、本発明の一部の実施形態にしたがった、図３Ａの主要ＲＦ電力供給電極２０３の変形版を示した図であり、主要ＲＦ電力供給電極２０３は、静電チャック１０７の中心線２０２を中心として放射状に対称的に割り込まれている。図３Ｂの実施形態例では、ギャップ３０９が、主要ＲＦ電力供給電極２０３の各領域３０１〜３０８をそれに隣接する主要ＲＦ電力供給電極２０３の区域から分離しており、主要ＲＦ電力供給電極２０３の各領域３０１〜３０８は、静電チャック１０７の中心軸２０２の近くで繋ぎ合わされている。また、主要ＲＦ電力供給電極２０３の各領域３０１〜３０８は、複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９Ａ〜２０９Ｈのそれぞれを通じて下方支持構造１０９からＲＦ電力を受け取るように接続されている。

【0041】

図３Ｃは、本発明の一部の実施形態にしたがった、図３Ａの主要ＲＦ電力供給電極２０３の変形版を示した図であり、主要ＲＦ電力供給電極２０３は、静電チャック１０７の中心線２０２を中心として放射状に対称的に区切られている。図３Ｃの実施形態例では、主要ＲＦ電力供給電極２０３の各区分３１１〜３１８が、それに隣接する主要ＲＦ電力供給電極２０３の区分３１１〜３１８から分離されている。また、主要ＲＦ電力供給電極２０３の各区分３１１〜３１８は、複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９Ａ〜２０９Ｈのそれぞれを通じて下方支持構造１０９からＲＦ電力を受け取るように接続されている。一部の実施形態では、複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９Ａ〜２０９Ｈは、各自、主要ＲＦ電力供給電極２０３の各区分３１１〜３１８を通じたＲＦ信号伝送が独立に制御できるように、別個に制御されるＲＦ信号を受け取るように接続できる。

【0042】

下方支持構造１０９から主要ＲＦ電力供給電極２０３へのＲＦ信号の均一な伝送を提供するために、複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９は、静電チャック１０７の中心線２０２を中心として実質的に均一に分布できる。しかしながら、複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９の位置は、それらの、静電チャック１０７内におけるその他の構造及び／又は通路に対する配置に適合させるために、何らかの調整が可能である。一部の実施形態では、複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９は、下方支持構造１０９と主要ＲＦ電力供給電極２０３との間に直接的な電気的接続を提供する受動接続部として定めることができる。しかしながら、その他の実施形態では、複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９の一部又は全部が、下方支持構造１０９から主要ＲＦ電力供給電極２０３に伝送されるＲＦ信号の振幅及び／又は周波数を制御するように定めることができる。また、一部の実施形態では、複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９の個々のモジュールが、それを通じてリアルタイムで伝送されるＲＦ信号の振幅及び／又は周波数を制御するように構成できる。

【0043】

なお、下方支持構造１０９、複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９、及び主要ＲＦ電力供給電極２０３は、全体で、主要ＲＦ電力供給電極２０３の下方で且つ複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９が沿って配置される周部２２１内に存在する静電チャック１０７の内部空間の周りにＲＦ電力伝送を方向付けるためのファラデーケージを形成することが、理解されるべきである。図２Ｂは、本発明の一部の実施形態にしたがった、図２Ａの構成を太い実線２５０でＲＦ信号伝送経路を記して示した図である。ＲＦ信号は、ＲＦ電力源１２９から整合モジュール１３１を経て接続部１２７を通じて下方支持構造１０９に伝送される。ＲＦ信号は、次いで、下方支持構造１０９の表面付近で移動して、下方支持構造１０９の上方フランジ１０９Ａに至る。ＲＦ信号は、次いで、上方フランジ１０９Ａの表面に沿って移動して複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９のそれぞれに及び次いで主要ＲＦ電力供給電極２０３に至る。

【0044】

下方支持構造１０９から複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９を通じて主要ＲＦ電力供給電極２０３にＲＦ信号を伝送することによって、静電チャック１０７の内部空間は、原則的に、ＲＦ信号誘起電場による影響を受けない。また、静電チャック１０７内で、ＲＦ信号を伝達しないことが望ましい他の導電性コンポーネントを複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９及びその他の意図的なＲＦ導体が貫通するところである様々な位置に、ＲＦ信号フィルタリング機器が実装できる。このように、下方支持構造１０９と、複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９と、主要ＲＦ電力供給電極２０３とによって形成されるファラデーケージは、各種のＲＦフィルタリング機器と相まって、静電チャック１０７の内部の回路構成及び接続層をＲＦ場から保護及び遮断する働きをする。また、ＲＦ信号誘起電圧を、静電チャック１０７内で上方の主要ＲＦ電力供給電極２０３のところで高くすることによって、静電チャック１０７の内部でプラズマを不注意で発生させる可能性が低くなる。したがって、静電チャック１０７の内部空間内の例えばヒータ回路構成、センサ回路構成などの電子コンポーネントを、静電チャック２０７構造全体を流れるＲＦ電流によって引き起こされる悪影響に曝さなくすることが可能である。

【0045】

また、下方支持構造１０９と、複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９と、主要ＲＦ電力供給電極２０３とによって形成されるファラデーケージは、広いＲＦ信号周波数範囲にわたって基板１０５へのＲＦ信号伝送の一貫性の向上を提供するとともに、静電チャック１０７内のその他の内部回路構成及び関連の変動とは関係ない基板１０５へのＲＦ信号伝送の一貫性の向上を提供し、そうすることによって、異なる静電チャック１０７間における基板１０５へのＲＦ信号伝送の一貫性の向上を提供する。したがって、下方支持構造１０９と、複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９と、主要ＲＦ電力供給電極２０３とによって形成されるファラデーケージは、ＲＦ信号周波数及び高調波が様々に異なる様々な静電チャック１０７の動作を更に均一で且つ一貫したものにする。

【0046】

また、静電チャック１０７の頂部の近くで且つ１つ又は複数のクランプ電極２０１のすぐ下方である主要ＲＦ電力供給電極２０３の位置は、数あるなかでも特に、４００ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、５５ｋＨｚなどの低ＲＦ信号周波数の伝送を提供する。また、複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９による、下方支持構造１０９への主要ＲＦ電力供給電極２０３の直接的な接続は、低ＲＦ周波数信号のパルス発振を可能にし、これは、特定のプラズマ処理工程にとって有用だろう。また、高ＲＦ電流を伝達するように構成された複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９によって、主要ＲＦ電力供給電極２０３を通じて高いＲＦ電流を低いＲＦ信号周波数でプラズマ処理領域１１９に伝送することが可能である。

【0047】

図４は、本発明の一部の実施形態にしたがった、複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９のうちの１つの縦断面図である。ＲＦ電力供給接続モジュール２０９は、下方支持構造１０９の上方フランジ１０９Ａと静電チャック１０７内の露出埋め込み導電性セグメント４０３との間に伸びる第１の電気的接続部４０１を含む。また、ＲＦ電力供給接続モジュール２０９は、露出埋め込み導電性セグメント４０３と主要ＲＦ電力供給電極２０３との間で電気的接続を行うために露出埋め込み導電性セグメント４０３から静電チャック１０７を経て主要ＲＦ電力供給電極２０３に至る第２の電気的接続部４０５も含む。一部の実施形態では、露出埋め込み導電性セグメント４０３は、平面状である。その他の実施形態では、露出した埋め込み導電性セグメント４０３は、数あるなかでも特に、凸状、凹状、円筒状などのように、非平面状である。露出埋め込み導電性セグメント４０３の一部分４０３Ａは、静電チャック１０７の底側に露出しており、第１の電気的接続部４０１の部材に物理的に接触している。一部の実施形態では、露出埋め込み導電性セグメント４０３は、第１の電気的接続部４０１との電気的接続を可能にするためにめっきできる。

【0048】

第１の電気的接続部４０１及び第２の電気的接続部４０５は、静電チャック１０７の支持／周囲／界接構造の、熱によって誘発される膨張及び収縮に適合するように構成される。一部の実施形態では、第１の電気的接続部４０１は、露出埋め込み導電性セグメント４０３の露出部分４０３Ａに押し付けられる導電性のピン４０７を含む。一部の実施形態では、第１の電気的接続部４０１は、下方支持構造１０９に対して電気的に短絡している。その他の実施形態では、第１の電気的接続部４０１は、下方支持構造１０９から電気的に絶縁され、ただし、下方支持構造１０９から第１の電気的接続部４０１を通じてＲＦ信号が優先的に伝送されるように配置される。図４に示されるような一部の実施形態では、導電性のピン４０７は、下方支持構造１０９から導電性のピン４０７へのＲＦ信号の伝送を可能にするために、下方支持構造１０９に電気的に接続される。具体的には、導電性のピン４０７は、その基部構造４０９に電気的に接続するように配置され、基部構造４０９は、更に、下方支持構造１０９に電気的に接続するように配置される。この構成では、ＲＦ信号は、下方支持構造１０９の外側表面に沿って進み、下方支持構造１０９の上方フランジ１０９Ａを横断し、基部構造４０９に至り、ピン４０７に至り、露出埋め込み導電性セグメント４０３に上り、第２の電気的接続部４０５を経て、主要ＲＦ電力供給電極２０３に至る。一部の実施形態では、導電性のピン４０７は、導電性のピン４０７を露出埋め込み導電性セグメント４０３の露出部分４０３Ａに押し付けるように構成されたバネを含む。また、一部の実施形態では、導電性のピン４０７は、最大３０アンペアのＲＦ電流を伝送するように構成される。しかしながら、その他の実施形態では、導電性のピン４０７は、静電チャック１０７によって実施されるプロセスに応じて更に多量又は少量のＲＦ電流を伝送するように構成できることが、理解されるべきである。

【0049】

また、一部の実施形態では、導電性のピン４０７を使用する代わりに、下方支持構造１０９と露出埋め込み導電性セグメント４０３との間の接続は、ろう付けされた接続部又ははんだ付けされた接続部を使用して成される。一部の実施形態では、第１の電気的接続部４０１が導電性のピン４０７、又はろう付けされた接続部、又ははんだ付けされた接続部、又はその他の何らかのタイプの接続部をＲＦ導体として使用するかどうかに関わらず、第１の電気的接続部４０１は、露出埋め込み導電性セグメント４０３と下方支持構造１０９との間をＲＦ導体が突っ切る距離が可能な限り短くて、第１の電気的接続部４０１の電気インピーダンスを最小にできるように構成される。

【0050】

一部の実施形態では、第２の電気的接続部４０５は、静電チャック１０７のセラミック内に、１つ以上の内部埋め込み導電性セグメント４１１を含む。一部の実施形態では、内部埋め込み導電性セグメント４１１は、各自、主要ＲＦ電力供給電極２０３に実質的に平行な向きにされる。また、第２の電気的接続部４０５は、内部埋め込み導電性セグメント４１１を（内部埋め込み導電性セグメント４１１が複数ある場合は）互いに、及び露出埋め込み導電性セグメント４０３に、及び主要ＲＦ電力供給電極２０３に電気的に接続するように位置決めされた１つ以上の垂直導電性構造４１３を含むことができる。一部の実施形態では、垂直導電性構造４１３のうちの少なくとも１つが、露出埋め込み導電性セグメント４０３と、内部埋め込み導電性セグメント４１１のうちの最も下のものとの間で静電チャック１０７のセラミック内を通って伸びており、垂直導電性構造４１３のうちの少なくとも１つが、内部埋め込み導電性セグメント４１１のうちの最も上のものと、主要ＲＦ電力供給電極２０３との間で静電チャック１０７のセラミック内を通って伸びており、垂直導電性構造４１３のうちの少なくとも１つが、内部埋め込み導電性セグメントのうち隣り合う各２つが存在するときに、それらの間で静電チャック１０７のセラミック内を通って伸びている。

【0051】

内部埋め込み導電性セグメント４１１の使用は、内部埋め込み導電性セグメント４１１を接続するために垂直導電性構造４１３を使用することで、静電チャック１０７を積層状に製作することに適していることがわかる。また、垂直導電性構造４１３は、所定の内部埋め込み導電性セグメント４１１の両側の様々な位置に配置できることも、理解されるべきである。このように、ＲＦ電力供給接続モジュール２０９の第２の電気的接続部４０５内の電気的接続は、様々な垂直位置及び様々な水平位置で成すことができる。また、垂直導電性構造４１３は、所定のＲＦ電力供給接続モジュール２０９内に、冗長方式で配置することもできる。例えば、一部の実施形態では、所定の１つのＲＦ電力供給接続モジュール２０９において、少なくとも４つの垂直導電性構造４１３が、露出埋め込み導電性セグメント４０３と、内部埋め込み導電性セグメント４１１のうちの最も下のものとの間で静電チャック１０７のセラミック内を通って伸びており、少なくとも４つの垂直導電性構造４１３が、内部埋め込み導電性セグメント４１１のうちの最も上のものと、主要ＲＦ電力供給電極２０３との間で静電チャック１０７のセラミック内を通って伸びており、少なくとも４つの垂直導電性構造４１３が、内部埋め込み導電性セグメント４１１のうち隣り合う各２つが存在するときに、それらの間で静電チャック１０７のセラミック内を通って伸びている。

【0052】

図５は、本発明の一部の実施形態にしたがった、内部埋め込み導電性セグメント４１１のうちの隣り合う２つの間に４つの垂直導電性構造４１３を冗長方式で使用する一例を示した図である。なお、図５の例における４つの垂直導電性構造４１３の描写は、例として提供されているに過ぎないことが、理解されるべきである。その他の実施形態では、埋め込み導電性セグメント４１１のうちの隣り合う２つの間に、５つ以上の又は３つ未満の垂直導電性構造４１３が配置できる。例えば、図５は、更なる垂直導電性構造４１３Ａを有する選択肢を示している。各種の実施形態において、所定のＲＦ電力供給接続モジュール２０９において内部埋め込み導電性セグメント４１１のうちの隣り合う２つの間に配置される垂直導電性構造４１３の数は、垂直導電性構造４１３及び／又は内部埋め込み導電性セグメント４１１を製作するために使用される１つ又は複数の材料の選択と、選択されたそれらの１つ又は複数の材料の電気容量とによって決定できる。

【0053】

図６Ａは、本発明の一部の実施形態にしたがった、段差構成を有するセラミック材料で形成される静電チャック１０７Ａを示した図である。図６Ｂは、本発明の一部の実施形態にしたがった、静電チャック１０７Ａの上面図を示している。静電チャック１０７Ａは、中央領域６０１と、周縁領域６０３とを含む。中央領域６０１は、基板１０５を支持するように構成された区域を含む。周縁領域６０３は、中央領域６０１を囲うように構成される。静電チャック１０７Ａは、中央領域６０１及び周縁領域６０３の両方にわたって実質的に均一に平面状に広がる底面を有する。中央領域６０１は、静電チャック１０７Ａの底面に垂直に測定される第１の全厚６０５を有する。周縁領域６０３は、静電チャック１０７Ａの底面に垂直に測定される第２の全厚６０７を有する。第２の全厚６０７は、第１の全厚６０５未満であり、それが、静電チャック１０７Ａのその半径方向外周部に段差構成を与えている。また、主要ＲＦ電力供給電極２０３は、その全体が、静電チャック１０７Ａの中央領域６０１内で１つ又は複数のクランプ電極２０１のすぐ下の位置に位置決めされる。そして、静電チャック１０７Ａの周縁領域６０３は、周辺ＲＦ電力供給電極６０９の一部分を含む。周辺ＲＦ電力供給電極６０９は、主要ＲＦ電力供給電極２０３の外側部分の下で、静電チャック１０７Ａの中央領域６０１内へ広がってもいる。

【0054】

周辺ＲＦ電力供給電極６０９は、静電チャック１０７Ａ内で、主要ＲＦ電力供給電極２０３の下方の垂直位置に形成される。周辺ＲＦ電力供給電極６０９は、上面と、底面と、内縁６０９Ａと、外縁６０９Ｂとによって画定される環状形状を有する。一部の実施形態では、周辺ＲＦ電力供給電極６０９の上面及び底面は、主要ＲＦ電力供給電極２０３に実質的に平行な向きにされる。主要ＲＦ電力供給電極２０３と周辺ＲＦ電力供給電極６０９との間に重なり６１３が存在するように、周辺ＲＦ電力供給電極６０９の内縁６０９Ａは、主要ＲＦ電力供給電極２０３の外縁２０３Ａと比べて、静電チャック１０７Ａの中心線２０２に対して半径方向に近くに位置決めされる。繰り返しになるが、静電チャック１０７Ａの中心線２０２は、静電チャック１０７Ａの上面の中心点において静電チャック１０７Ａの上面に垂直に伸びると見なされる。周辺ＲＦ電力供給電極６０９の外縁６０９Ｂは、主要ＲＦ電力供給電極６０１の外縁２０３Ａと比べて、静電チャック１０７Ａの中心線２０２から半径方向に遠くに位置決めされる。周辺ＲＦ電力供給電極６０９の、主要ＲＦ電力供給電極６０１の外への半径方向の広がりは、基板１０５の半径方向の周部の随所におけるＲＦ信号の伝送を可能にし、これは、一部の処理用途では、基板１０５の半径方向縁部における処理パフォーマンスを向上させるために使用できる。周辺ＲＦ電力供給電極２０９は、基板１０５の最外領域及び縁部における処理パフォーマンスを向上させられるように、プラズマへのＲＦ結合を基板１０５の半径方向の外周部の外へ拡張させる。

【0055】

周辺ＲＦ電力供給電極６０９及び主要ＲＦ電力供給電極２０３の、下方支持構造１０９への電気的接続を提供するために、複数のＲＦ電力供給接続モジュール６２９が、静電チャック１０７Ａの周辺に実質的に均一に分布され、これらの複数のＲＦ電力供給接続モジュール６２９は、各自、下方支持構造１０９と周辺ＲＦ電力供給電極６０９及び主要ＲＦ電力供給電極２０３との間に、ＲＦ信号のための低インピーダンス伝送経路を提供する。複数のＲＦ電力供給接続モジュール６２９は、静電チャック１０７の周縁における複数のＲＦ電力供給接続モジュールの分布に関して本書で論じられたのと同様に、静電チャック１０７Ａの周縁に分布させることができる。

【0056】

図６Ｃは、本発明の一部の実施形態にしたがった、複数のＲＦ電力供給接続モジュール６２９のうちの１つの縦断面図である。一部の実施形態では、ＲＦ電力供給接続モジュール６２９は、各自、下方支持構造１０９と静電チャック１０７Ａ内の露出埋め込み導電性セグメント４０３との間に伸びる第１の電気的接続部４０１を含み、露出埋め込み導電性セグメント４０３の一部分４０３Ａは、静電チャック１０７Ａの底側に露出している。図４に関して前述されたように、第１の電気的接続部４０１は、一部の実施形態では、導電性のピン４０７によって形成できる。或いは、その他の実施形態では、第１の電気的接続部４０１は、下方支持構造１０９と露出埋め込み導電性セグメント４０３との間に伸びるろう付けされた又ははんだ付けされた接続部によって形成できる。

【0057】

ＲＦ電力供給接続モジュール６２９は、各自、露出埋め込み導電性セグメント４０３から静電チャック１０７Ａを経て主要ＲＦ電力供給電極２０３に至る第２の電気的接続部６２１も含む。第２の電気的接続部６２１は、静電チャック１０７Ａを通って露出埋め込み導電性セグメント４０３から周辺ＲＦ電力供給電極６０９に伸びる下方電気的接続部６２３を含む。第２の電気的接続部６２１は、また、静電チャック１０７Ａを通って周辺ＲＦ電力供給電極６０９から主要ＲＦ電力供給電極２０３に伸びる上方電気的接続部６２５も含む。下方電気的接続部６２３は、図４の第２の電気的接続部４０５に関して論じられたのと同様に、幾つかの内部埋め込み導電性セグメント４１１と垂直導電性構造４１３とを使用して形成できる。図６Ｃの例では、内部埋め込み導電性セグメント４１１のうちの１つと、２つの垂直導電性構造４１３とが、露出埋め込み導電性セグメント４０３から周辺ＲＦ電力供給電極６０９に伸びる下方電気的接続部６２３を形成するために使用される。同様に、上方電気的接続部６２５も、図４の第２の電気的接続部４０５に関して論じられたのと同様に、幾つかの内部埋め込み導電性セグメント４１１と垂直導電性構造４１３とを使用して形成できる。図６Ｃの例では、３つの内部埋め込み導電性セグメント４１１と、４つの垂直導電性構造４１３とが、周辺ＲＦ電力供給電極６０９から主要ＲＦ電力供給電極２０３に伸びる上方電気的接続部６２５を形成するために使用される。

【0058】

図６Ｃに示されるような一部の実施形態では、ＲＦ信号は、周辺ＲＦ電力供給電極６０９を通じて主要ＲＦ電力供給電極２０３に伝送される。しかしながら、その他の実施形態では、ＲＦ信号は、初めに主要ＲＦ電力供給電極２０３に、次いで主要ＲＦ電力供給電極２０３を経て周辺ＲＦ電力供給電極６０９に伝送できる。また、一部の実施形態では、ＲＦ信号は、初めに主要ＲＦ電力供給電極２０３を経ることなく下方支持構造１０９から周辺ＲＦ電力供給電極６０９に伝送でき、また、ＲＦ信号は、初めに周辺ＲＦ電力供給電極６０９を経ることなく下方支持構造１０９から主要ＲＦ電力供給電極２０３に伝送できる。

【0059】

また、一部の実施形態では、周辺ＲＦ電力供給電極６０９は、主要ＲＦ電力供給電極２０３から、静電チャック１０７Ａセラミックの一部分が両者の間の絶縁体として機能することによって電気的に絶縁できる。これらの実施形態では、周辺ＲＦ電力供給電極６０９及び主要ＲＦ電力供給電極２０３は、下方支持構造１０９から直接的にＲＦ信号を受信するために、それぞれ独立に接続できる。また、この構成では、一部の実施形態では、静電チャック１０７Ａの基板１０５支持中央領域６０１に送られるＲＦ電流に対して静電チャック１０７Ａの周縁に送られるＲＦ電流を独立に制御可能にするために、周辺ＲＦ電力供給電極６０９及び主要ＲＦ電力供給電極２０３の各自へのＲＦ信号伝送経路が、それぞれ独立に制御できる。したがって、各種の実施形態では、周辺ＲＦ電力供給電極６０９及び主要ＲＦ電力供給電極２０３の両方を有することで、周辺ＲＦ電力供給電極６０９では更なるＲＦ信号周波数の適用が可能であるのに対して主要ＲＦ電力供給電極２０３ではそうでないように、及び主要ＲＦ電力供給電極２０３では更なるＲＦ信号周波数の適用が可能であるのに対して周辺ＲＦ電力供給電極６０９ではそうではないようにし、そうして、基板１０５の縁の処理における操作上の柔軟性を高めることができる。

【0060】

図６Ｄは、本発明の一部の実施形態にしたがった、複数のＲＦ電力供給接続モジュール６２９のうちの１つの縦断面図であり、ここでは、独立に制御されたＲＦ信号が、それぞれに複数のＲＦ電力供給接続モジュール６２９及び下方支持構造１０９に伝送できるように、第１の電気的接続部４０１が、下方支持構造１０９から電気的に絶縁されている。図６Ｄの例では、導電性のピン４０７の基部構造４０９は、それが下方支持構造１０９から電気的に絶縁されるように、誘電体スリーブなどとしての電気絶縁部材４１０内に配置される。導電性のピン４０７の基部構造４０９は、適切なインピーダンス整合回路構成によって、ＲＦ電力源４１２に接続される。この構成では、ＲＦ電力源４１２によって生成されるＲＦ信号が、下方支持構造１０９を経て伝わるのではなく、基部構造４０９に、そして基部構造４０９から導電性のピン４０７に、そして導電性のピン４０７から露出埋め込み導電性セグメント４０３に伝わる。一部の実施形態では、ＲＦ電力源４１２は、ＲＦ電力源４１２から導電性のピン４０７の基部構造４０９に伝送されるＲＦ信号がＲＦ制御モジュール１６５によって制御されるように、ＲＦ制御モジュール１６５に接続される。

【0061】

図１に戻り、システムは、また、主要ＲＦ電力供給電極２０３にかかる電圧（Ｖ１）を測定するように接続された第１の電圧センサ１６１と、１つ又は複数のクランプ電極２０１にかかる電圧（Ｖ２）を測定するように接続された第２の電圧センサ１６３とを含むことができる。第１の電圧センサ１６１及び第２の電圧センサ１６３は、下方支持構造１０９から主要ＲＦ電力供給電極２０３にＲＦ信号を送るために使用される接続部とは別個に画定及び配置される。第１の電圧センサ１６１及び第２の電圧センサ１６３は、各自、そのそれぞれの測定された電圧Ｖ１及びＶ２を示す信号をＲＦ制御モジュール１６５に伝送するように接続される。ＲＦ制御モジュール１６５は、主要ＲＦ電力供給電極２０３から静電チャック１０７の上面を経るＲＦ電流伝送の量を、主要ＲＦ電力供給電極２０３にかかる測定された電圧Ｖ１、１つ又は複数のクランプ電極２０１にかかる測定された電圧Ｖ２、及び主要ＲＦ電力供給電極２０３と１つ又は複数のクランプ電極２０１との間の電気容量Ｃを使用して決定するように構成される。また、一部の実施形態では、ＲＦ制御モジュール１６５は、更に、主要ＲＦ電力供給電極２０３から静電チャック１０７の上面を経るものとして決定されたＲＦ電流伝送の量に基づいてＲＦ電力源１２９を閉ループフィードバック方式で制御して、静電チャック１０７の上面を通じて既定の量のＲＦ電流を送るために、接続部１６６を通じてＲＦ電力源１２９に制御信号を伝送するように構成される。また、一部の実施形態では、ＲＦ制御モジュール１６５は、更に、ＲＦ電力源１２９を閉ループフィードバック方式で制御して、基板１０５上に存在する電圧を制御するために、接続部１６６を通じてＲＦ電力源１２９に制御信号を伝送するように構成される。また、一部の実施形態では、ＲＦ制御モジュール１６５は、更に、ＲＦ電力源１２９を閉ループフィードバック方式で制御して、静電チャック１０７の上面を通じて伝送されるＲＦ電力の量を位相を考慮して制御するために、接続部１６６を通じてＲＦ電力源１２９に制御信号を伝送するように構成される。

【0062】

主要ＲＦ電力供給電極２０３と１つ又は複数のクランプ電極２０１との間の容量（Ｃ）は、静電チャック１０７のセラミック材料の誘電率と、主要ＲＦ電力供給電極２０３及び１つ又は複数のクランプ電極２０１の幾何学形状とに基づいて測定又は計算できる。主要ＲＦ電力供給電極２０３と１つ又は複数のクランプ電極２０１との間の容量（Ｃ）が決定されると、次いで、その量（２×π×ｆ×Ｃ）の逆数、即ちＸ_C＝１／（２πｆＣ）として、主要ＲＦ電力供給電極２０３と１つ又は複数のクランプ電極２０１との間の静電チャック１０７のセラミック材料のリアクタンス（Ｘ_C）が決定できる。ここで、周波数ｆは、Ｈｚを単位とし、容量Ｃは、ファラッドを単位とする。次いで、主要ＲＦ電力供給電極２０３と１つ又は複数のクランプ電極２０１との間の、測定された電圧差（｜Ｖ１−Ｖ２｜を、静電チャック１０７のセラミック材料の、決定されたリアクタンス（Ｘ_C）で割ることによって、主要ＲＦ電力供給電極２０３から１つ又は複数のクランプ電極２０１に伝送されているリアルタイムＲＦ電流（Ｉ）が決定できる。リアルタイムＲＦ電流（Ｉ）は、基板１０５を経てプラズマ処理領域１１９内に流れ出すＲＦ電流を表している。また、リアルタイムＲＦ電流（Ｉ）は、主要ＲＦ電力供給電極２０３及び１つ又は複数のクランプ電極２０１にかかる測定された電圧に基づくので、プラズマ処理チャンバ１０１内で静電チャック１０７に対して周縁の構造に沿って流れる寄生ＲＦ電流によって歪められないことがわかる。また、いかなる少量の残留寄生電流損失も、較正及び補償によって打ち消せる。

【0063】

反対に、基準接地電位１２５近くの下流で測定されるＲＦ電流は、プラズマ処理領域１１９を通って流れるＲＦ電流と、チャンバ１０１内で周縁構造に沿って流れる寄生ＲＦ電流とを含む。また、低密度プラズマ１３３の場合は、寄生ＲＦ電流が、基準接地電位１２５近くの下流で測定されるＲＦ電流を占有している。したがって、基準接地電位１２５近くの下流でＲＦ電流を測定すると、低密度プラズマ１３３工程の場合は特に、プラズマ処理領域１１９を通って流れるＲＦ電流のみを高い信頼度で測定することができないだろう。しかしながら、主要ＲＦ電力供給電極２０３にかかる測定された電圧Ｖ１、１つ又は複数のクランプ電極２０１にかかる測定された電圧Ｖ２、及び主要ＲＦ電力供給電極２０３と１つ又は複数のクランプ電極２０１との間の電気容量Ｃを使用して、主要ＲＦ電力供給電極２０３から静電チャック１０７の上面を経てプラズマ処理領域１１９内に至るＲＦ電流伝送の量を決定するための、上述された方法は、基準接地電位１２５近くの下流でＲＦ電流を測定する代わりに使用できる。

【0064】

図７は、本発明の一部の実施形態にしたがった、プラズマ処理工程におけるＲＦ電流伝送を決定するための方法を示したフローチャートである。方法は、静電チャック（１０７／１０７Ａ）内で主要ＲＦ電力供給電極（２０３）にＲＦ電力を伝送するための動作７０１を含む。主要ＲＦ電力供給電極（２０３）は、静電チャック（１０７／１０７Ａ）のセラミック内で、静電チャック（１０７／１０７Ａ）の上面に実質的に平行な向きで位置決めされる。静電チャック（１０７／１０７Ａ）の上面は、基板（１０５）を支持するように構成された区域を含む。主要ＲＦ電力供給電極（２０３）は、静電チャック（１０７／１０７Ａ）の、主要ＲＦ電力供給電極（２０３）と１つ又は複数のクランプ電極（２０１）との間の領域が他の導電性材料を実質的に含まないように、静電チャック（１０７／１０７Ａ）内で、１つ又は複数のクランプ電極（２０１）の垂直方向下方の位置に位置決めされる。主要ＲＦ電力供給電極（２０３）及び１つ又は複数のクランプ電極（２０１）は、各自、静電チャック（１０７／１０７Ａ）の上面の、基板（１０５）を支持するように構成された区域の下の全区域に少なくとも及ぶために、それぞれ静電チャック（１０７／１０７Ａ）内で水平方向に広がるように構成される。静電チャック（１０７／１０７Ａ）内で主要ＲＦ電力供給電極（２０３）にＲＦ電力を伝送するための動作７０１は、ＲＦ信号が、下方支持構造（１０９）から、静電チャック（１０７／１０７Ａ）の周辺に実質的に均一に分布された複数のＲＦ電力供給接続モジュール（２０９／６２９）に進むように、及びＲＦ信号が、複数のＲＦ電力供給接続モジュール（２０９／６２９）のそれぞれの位置で、複数のＲＦ電力供給接続モジュール（２０９／６２９）のそれぞれを通じて主要ＲＦ電力供給電極（２０３）に進むように、静電チャック（１０７／１０７Ａ）の下方支持構造（１０９）にＲＦ信号を伝送することを含むことができる。

【0065】

方法は、また、主要ＲＦ電力供給電極（２０３）と１つ又は複数のクランプ電極（２０１）との間の電気容量（Ｃ）を決定するための動作７０３も含む。方法は、また、主要ＲＦ電力供給電極（２０３）にかかる電圧（Ｖ１）を測定するための動作７０５も含む。方法は、また、１つ又は複数のクランプ電極（２０１）にかかる電圧（Ｖ２）を測定するための動作７０７も含む。方法は、また、主要ＲＦ電力供給電極（２０３）から静電チャック（１０７／１０７Ａ）の上面を経るＲＦ電流（Ｉ）伝送の量を、主要ＲＦ電力供給電極（２０３）と１つ又は複数のクランプ電極（２０１）との間の決定された電気容量（Ｃ）、主要ＲＦ電力供給電極（２０３）にかかる測定された電圧（Ｖ１）、及び１つ又は複数のクランプ電極（２０１）にかかる測定された電圧（Ｖ２）を使用して決定するための動作７０９も含む。主要ＲＦ電力供給電極（２０３）から静電チャック（１０７／１０７Ａ）の上面を経るＲＦ電流（Ｉ）伝送の量を決定するための動作７０９は、主要ＲＦ電力供給電極（２０３）にかかる測定された電圧（Ｖ１）と、１つ又は複数のクランプ電極（２０１）にかかる測定された電圧（Ｖ２）との間の差に、主要ＲＦ電力供給電極（２０３）と１つ又は複数のクランプ電極（２０１）との間の決定された電気容量（Ｃ）を乗じることを含む。

【0066】

静電チャック１０７／１０７Ａ内で基板１０５の近くに、主要ＲＦ電力供給電極２０３にかかる電圧（Ｖ１）を測定するように接続された第１の電圧センサ１６１及び１つ又は複数のクランプ電極２０１にかかる電圧（Ｖ２）を測定するように接続された第２の電圧センサ１６３に関係付けられたものなどの電圧監視回路構成を組み入れることによって、又はその目的のための少なくともピックアップ電極及び接続部を、静電チャック１０７／１０７Ａ構造の内部に組み入れることによって、静電チャック１０７／１０７Ａからプラズマ処理領域１１９に伝送されるＲＦ電流の、より正確なユースポイントブロードバンド測定を得ることが可能である。プラズマ処理領域１１９に流れ込むＲＦ電流のユースポイントブロードバンド測定は、診断、監視、及び／又は制御の目的に使用できる。例えば、プラズマ処理領域１１９に流れ込むＲＦ電流のユースポイントブロードバンド測定は、プラズマ処理領域１１９内に伝送されるＲＦ電流のリアルタイム閉ループフィードバック制御などの制御戦略を実現するために、ＲＦ制御モジュール１６５内などの外部回路構成を通じて処理できる。また、ユースポイントにおける、即ち基板１０５支持区域の近くにおける、ＲＦ電圧及びＲＦ電流の位相の十分に正確な解明によって、制御の目的で、ユースポイントにおける供給ブロードバンドＲＦ電力が決定及び随意に使用できる。

【0067】

静電チャック１０７／１０７Ａ内の、少なくとも２つの位置（基板１０５支持場所の近くの、主要ＲＦ電力供給電極２０３上の位置、及び１つ又は複数のクランプ電極２０１上の位置など）の間の電圧差を測定することによって、並びにこれらの少なくとも２つの位置の間のインピーダンス（リアクタンス）を知ることによって、特殊な電流測定ハードウェアを実装することなしに、これらの少なくとも２つの位置の間を流れるＲＦ電流を決定することが可能である。そして、電圧測定は、静電チャック１０７／１０７Ａ内の、基板１０５支持場所の近くの高い場所で成されるので、数あるなかでも特に周囲セラミック絶縁リングによって提示される並列浮遊容量などの、周囲支持構造によって提示される並列浮遊容量内を流れる寄生ＲＦ電流に対して相対的に耐性がある。電圧測定の、これらの寄生ＲＦ電流対する相対的耐性は、静電チャック１０７／１０７Ａからプラズマ処理領域１１９に伝送されるＲＦ電流のユースポイントブロードバンド測定が実質的に、基板１０５に流れる及び基板１０５を通って流れるＲＦ電流のみを表すという、大きな利点を提供する。次いで、基板１０５を通じて静電チャック１０７／１０７Ａからプラズマ処理領域１１９に流れるＲＦ電流を知ることによって、及び基板１０５の容量を知ることによって、基板１０５にかかる電圧を決定することが可能である。そして、前述のように、ＲＦ制御モジュール１６５は、ＲＦ電力源１２９を閉ループフィードバック方式で制御して、基板１０５にかかる電圧、基板１０５を通じて伝送されるＲＦ電流、及び基板１０５を通じて伝送されるＲＦ電力のうちの１つ以上を制御するために、接続部１６６を通じてＲＦ電力源１２９に制御信号を伝送するように動作させることができる。

【0068】

図８は、本発明の一部の実施形態にしたがった、静電チャック（１０７／１０７Ａ）を製造するための方法を示したフローチャートである。方法は、基板（１０５）を支持するように構成された区域を含む上面を有する静電チャック（１０７／１０７Ａ）のセラミックアセンブリを形成するための動作８０１を含む。動作８０１は、１つ以上の１つ又は複数のクランプ電極（２０１）を、セラミックアセンブリの、１つ又は複数のクランプ電極（２０１）とセラミックアセンブリの上面との間の領域が他の導電性材料を実質的に含まないように、セラミックアセンブリ内で、セラミックアセンブリの上面に実質的に平行な向きで且つセラミックアセンブリ内の上方の位置に位置決めすることを含む。動作８０１は、主要ＲＦ電力供給電極（２０３）を、セラミックアセンブリの、主要ＲＦ電力供給電極（２０３）と１つ又は複数のクランプ電極（２０１）との間の領域が他の導電性材料を実質的に含まないように、セラミックアセンブリ内で、セラミックアセンブリの上面に実質的に平行な向きで且つ１つ又は複数のクランプ電極（２０１）の垂直方向下方の位置に位置決めすることを含む。主要ＲＦ電力供給電極（２０３）は、セラミックアセンブリの上面の、基板（１０５）を支持するように構成された区域の下の全区域に少なくとも及ぶために、セラミックアセンブリ内で水平方向に広がるように構成される。動作８０１は、複数のＲＦ電力供給接続モジュール（２０９／６２９）を、セラミックアセンブリの周辺に実質的に均一に分布されるように位置決めすることを含む。複数のＲＦ電力供給接続モジュール（２０９／６２９）は、各自、そのそれぞれの位置で下方支持構造（１０９）から主要ＲＦ電力供給電極（２０３）へのＲＦ電力伝送経路を形成するために、そのそれぞれの位置で下方支持構造（１０９）から主要ＲＦ電力供給電極（２０３）への電気的接続を形成するように構成される。

【0069】

方法は、また、セラミックアセンブリを下方支持構造（１０９）に取り付けるための動作８０３を含む。下方支持構造（１０９）は、導電性材料で形成される。下方支持構造（１０９）は、底面部材（１０９Ｂ）と、該底面部材（１０９Ｂ）から上向きに伸びる環状壁部材（１０９Ｃ）とで形成されるボール形状を有する。セラミックアセンブリは、セラミックアセンブリの底面の外周領域が下方支持構造（１０９）の環状壁部材（１０９Ｃ）の上面によって支持されて、下方支持構造（１０９）の内部領域がセラミックアセンブリの底面の一部分に露出するように、下方支持構造（１０９）に取り付けられる。

【0070】

本書で論じられるように、下方支持構造１０９、複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９／６２９、及び主要ＲＦ電力供給電極２０３は、全体で、静電チャック１０７／１０７Ａの底面と主要ＲＦ電力供給電極２０３との間に存在する静電チャック１０７の内部空間の周りに、及び複数のＲＦ電力供給接続モジュール２０９／６２９が沿って配置される静電チャック１０７／１０７Ａの周部内にＲＦ電力伝送を方向付けるための、ファラデーケージを形成する。このファラデーケージが、静電チャック１０７／１０７Ａの内部領域の周りにＲＦ電流を伝える働きをすることによって、静電チャック１０７／１０７Ａの内部領域内の内部コンポーネント及び回路構成が、ＲＦ誘起損傷から保護される。また、ファラデーケージ構成は、静電チャック１０７／１０７Ａの上方領域に均一にＲＦ信号を送る働きをし、これは、基板１０５の全域にわたってプラズマ密度をより均一にする。また、ファラデーケージ構成では、主要ＲＦ電力供給電極２０３は、静電チャック１０７／１０７Ａの上面の近くに位置するので、例えば２ＭＨｚから小さくは４００ｋＨｚ又はそれ未満などの低周波数ＲＦ信号を、高い信頼度でプラズマ処理領域１１９に送ることが可能である。また、低周波数ＲＦ信号は、静電チャック１０７／１０７Ａの内部領域の周りに伝送されるので、静電チャック１０７／１０７Ａの内部領域内における寄生放電の可能性が、大幅に低減される。

【0071】

以上の実施形態は、理解を明確にする目的で幾分詳細に説明されてきたが、添付の特許請求の範囲内で、或る種の変更及び修正がなされえることが明らかである。したがって、これらの実施形態は、例示的であって限定的ではないと見なされ、本発明は、本明細書で与えられた詳細に限定されず、説明された実施形態の範囲内及び均等物の範囲内で変更されてよい。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7】

【図8】