特許 7356587 静電チャック

(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】

(24)【登録日】2023-09-26

(45)【発行日】2023-10-04

(54)【発明の名称】静電チャック

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20230927BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022527526

(86)(22)【出願日】2021-03-09

(86)【国際出願番号】 JP2021009255

(87)【国際公開番号】W WO2021240945

(87)【国際公開日】2021-12-02

【審査請求日】2022-09-14

(31)【優先権主張番号】P 2020090932

(32)【優先日】2020-05-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】久野 達也

【審査官】杢 哲次

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１８８１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１４１０８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－６８８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３４４６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－６８３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－７９４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５０３９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１１８８００（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面にウエハ載置面を有する円盤状のセラミックプレートと、
前記セラミックプレートに埋設された静電電極と、
前記セラミックプレートを上からみたときに複数のゾーンに分かれており、前記ゾーンごとに一対のガス給排口の一方から他方に至るように前記ウエハ載置面に独立して設けられたガス溝と、
を備え、
前記ゾーンごとに設けられた前記ガス溝にガスを供給するパターンは、前記一対のガス給排口の一方から他方にガスが流れる第１パターンと、前記一対のガス給排口の他方から一方にガスが流れる第２パターンの、いずれかのパターンを選択可能である、
静電チャック。

【請求項2】

前記複数のゾーンは、前記セラミックプレートと中心が同じである円形突起の外側に設けられ、前記セラミックプレートと中心が同じである２以上の環状ゾーンを含む、
請求項１に記載の静電チャック。

【請求項3】

前記ガス溝ごとに設けられた前記一対のガス給排口は、前記セラミックプレートの所定の半径方向に沿って並んでおり、互いに隣接するゾーンに設けられた２つのガス溝のうち一方を流れるガスの方向は時計回りに設定され、他方を流れるガスの方向は反時計回りに設定されている、
請求項２に記載の静電チャック。

【請求項4】

表面にウエハ載置面を有する円盤状のセラミックプレートと、
前記セラミックプレートに埋設された静電電極と、
前記セラミックプレートを上からみたときに複数のゾーンに分かれており、前記ゾーンごとに一対のガス給排口の一方から他方に至るように前記ウエハ載置面に独立して設けられたガス溝と、
を備え、
前記複数のゾーンは、前記セラミックプレートと中心が同じである円形突起の外側に設けられ、前記セラミックプレートと中心が同じである２以上の環状ゾーンを含み、
前記ガス溝ごとに設けられた前記一対のガス給排口は、前記セラミックプレートの所定の半径方向に沿って並んでおり、互いに隣接するゾーンに設けられた２つのガス溝のうち一方を流れるガスの方向は時計回りに設定され、他方を流れるガスの方向は反時計回りに設定されている、静電チャック。

【請求項5】

前記複数のゾーンは、前記セラミックプレートの半径によって区切られた複数の扇形ゾーンである、
請求項１に記載の静電チャック。

【請求項6】

前記複数のゾーンは、前記セラミックプレートの中心から外縁に向かって延びる曲線によって区切られた複数の湾曲ゾーンである、
請求項１に記載の静電チャック。

【請求項7】

前記ゾーンごとに設けられた前記ガス溝には、それぞれに特性の異なるガスを供給可能である、
請求項１～６のいずれか１項に記載の静電チャック。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項に記載の静電チャックであって、
前記ゾーンごとに一対の端子の一方から他方に至るように前記セラミックプレートに埋設された抵抗発熱体
を備えた静電チャック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、静電チャックに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、表面にウエハ載置面を有する円盤状のセラミックプレートと、そのセラミックプレートに埋設された静電電極と、を備えた静電チャックが知られている。この種の静電チャックとしては、例えば特許文献１，２に示すように、ウエハ載置面にガス溝を設けたものが知られている。特許文献１には、セラミックプレートの中心を厚さ方向に貫通する１つのガス導入口と、そのガス導入口から放射状に延びるようにウエハ載置面に設けられた４本のガス分配溝と、ガス分配溝のそれぞれに連通するようにセラミックプレートの外周近傍に設けられた排気口とを備えた静電チャックが開示されている。特許文献２には、セラミックプレートを上からみたときに２つの半円ゾーンに分けられ、半円ゾーンごとにガス溝が設けられた静電チャックが開示されている。具体的には、一方の半円ゾーンには、セラミックプレートの外周近傍に設けられたガス導入口から同心円状の複数の仕切り壁の切り欠き部を通過したあとセラミックプレートの中心に設けられたガス排出口にガスが流れる。また、他方の半円ゾーンには、セラミックプレートの外周近傍に設けられた別のガス導入口から同心円状の複数の仕切り壁の切り欠き部を通過したあとセラミックプレートの中心に設けられた共通のガス排出口にガスが流れる。一方の半円ゾーンを流れるガスと他方の半円ゾーンを流れるガスは、完全にはセパレートされておらず、途中で混ざり合う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１０－２７５８５４号公報

【文献】特開２０１２－１２９５４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１では、４本のガス分配溝を流れるガスは、同じガス導入口に供給されたものであるため、ガス分配溝ごとにガスを個別に制御することはできなかった。特許文献２では、一方の半円ゾーンを流れるガスと他方の半円ゾーンを流れるガスは途中で混ざり合うため、ゾーンごとにガスを個別に制御することはできなかった。

【0005】

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、静電チャックのバックサイドガスをゾーンごとに個別に制御できるようにすることを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の静電チャックは、
表面にウエハ載置面を有する円盤状のセラミックプレートと、
前記セラミックプレートに埋設された静電電極と、
前記セラミックプレートを上からみたときに複数のゾーンに分かれており、前記ゾーンごとに一対のガス給排口の一方から他方に至るように前記ウエハ載置面に独立して設けられたガス溝と、
を備えたものである。

【0007】

この静電チャックでは、ガス溝は、ゾーンごとに一対のガス給排口の一方から他方に至るようにウエハ載置面に独立して設けられている。ガス溝は、ウエハ載置面に載置されるウエハのバックサイドにガス（バックサイドガス）を供給するのに用いられる。こうしたガス溝がゾーンごとに独立して設けられているため、静電チャックのバックサイドガスをゾーンごとに個別に制御できるようになる。

【0008】

本発明の静電チャックにおいて、
前記複数のゾーンは、前記セラミックプレートと中心が同じである円形突起の外側に設けられ、前記セラミックプレートと中心が同じである２以上の環状ゾーンを含んでいてもよい。こうすれば、環状のゾーンを流れるガスをそれぞれ個別に制御できるようになる。この場合、前記ガス溝ごとに設けられた前記一対のガス給排口は、前記セラミックプレートの所定の半径方向に沿って並んでおり、互いに隣接するゾーンに設けられた２つのガス溝のうち一方を流れるガスの方向は時計回りに設定され、他方を流れるガスの方向は反時計回りに設定されていてもよい。こうすれば、例えば隣接するゾーンに設けられた２つのガス溝に同じ温度のガスを供給したときにガスに起因する温度分布が発生するのを抑制することができる。

【0009】

本発明の静電チャックにおいて、前記複数のゾーンは、前記セラミックプレートの半径によって区切られた複数の扇形ゾーンであってもよい。こうすれば、複数の扇形ゾーンを流れるガスをそれぞれ個別に制御できるようになる。

【0010】

本発明の静電チャックにおいて、前記複数のゾーンは、前記セラミックプレートの中心から外縁に向かって延びる曲線によって区切られた複数の湾曲ゾーンであってもよい。こうすれば、複数の湾曲ゾーンを流れるガスをそれぞれ個別に制御できるようになる。

【0011】

本発明の静電チャックにおいて、前記ゾーンごとに設けられた前記ガス溝には、それぞれに特性の異なるガスを供給可能としてもよい。こうすれば、ゾーンごとに適した特性のガスを供給することができる。なお、「特性」としては、例えば温度、流量、圧力、ガス種などが挙げられる。

【0012】

本発明の静電チャックにおいて、前記ゾーンごとに設けられた前記ガス溝にガスを供給するパターンは、前記一対のガス給排口の一方から他方にガスが流れる第１パターンと、前記一対のガス給排口の他方から一方にガスが流れる第２パターンの、いずれかのパターンを選択可能としてもよい。こうすれば、ガス溝ごとに第１パターンでガスを流すか第２パターンでガスを流すかを決めることができる。

【0013】

本発明の静電チャックは、前記ゾーンごとに一対の端子の一方から他方に至るように前記セラミックプレートに埋設された抵抗発熱体を備えていてもよい。こうすれば、ゾーンごとにどの程度加熱するかを個別に制御できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】プラズマ処理装置１０の構成の概略を示す説明図。

【図2】静電チャック２０の斜視図。

【図3】静電チャック２０の平面図。

【図4】図３のＡ－Ａ断面図。

【図5】静電チャック２０の電気的接続を示す説明図。

【図6】ガス溝２５ａに接続されたガス経路７８ａの説明図。

【図7】ガス溝２５ａに接続されたガス経路７８ａの説明図。

【図8】ガス溝２５ａに接続されたガス経路７８ａの説明図。

【図9】静電チャック１２０の平面図。

【図10】図９の部分拡大図。

【図11】図９のＢ－Ｂの断面図。

【図12】静電チャック２２０の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。図１はプラズマ処理装置１０の構成の概略を示す説明図であり、図２は静電チャック２０の斜視図であり、図３は静電チャック２０の平面図であり、図４は図３のＡ－Ａ断面図であり、図５は静電チャックの電気的接続を示す説明図である。なお、図３では、便宜上、抵抗発熱体３１～３７を網掛けで示した。なお、以下の説明において、上下、左右、前後は、相対的な位置関係に過ぎない。

【0016】

プラズマ処理装置１０は、図１に示すように、内圧を調整可能な金属製（例えばアルミニウム合金製）の真空チャンバ１２の内部に、静電チャック２０とプラズマを発生させるときに用いる上部電極６０とが設置されている。静電チャック２０は、真空チャンバ１２の内部に設置されている。上部電極６０のうち静電チャック２０と対向する面には、反応ガスをウエハ面に供給するための多数の小穴が開いている。真空チャンバ１２は、反応ガス導入路１４から反応ガスを上部電極６０に導入可能であると共に、排気通路１６に接続された真空ポンプによって真空チャンバ１２の内圧を所定の真空度まで減圧可能である。

【0017】

静電チャック２０は、ウエハＷを吸着保持可能なウエハ載置面２２ａが上面に設けられたセラミックプレート２２と、セラミックプレート２２に埋設された静電電極３０（図４参照）と、セラミックプレート２２に埋設された抵抗発熱体３１～３７（図３及び図４参照）とを備えている。セラミックプレート２２は、外径がウエハＷの外径よりも小さいセラミック製（例えばアルミナ製とか窒化アルミ製）の円盤状プレートである。

【0018】

ウエハ載置面２２ａは、図２～４に示すようにセラミックプレート２２と中心が同じである円形突起２９と、円形突起２９を取り囲むようにセラミックプレート２２と同心円状に設けられた環状突起２３ａ～２３ｇとを備えている。また、ウエハ載置面２２ａは、仕切り壁２８を備えている。仕切り壁２８は、セラミックプレート２２の中心側から半径方向に直線的に延び、円形突起２９と環状突起２３ａとを繋ぎ、環状突起２３ａ～２３ｇのうち隣あうもの同士を繋ぐ。ウエハ載置面２２ａに載置されたウエハＷは、円形突起２９、環状突起２３ａ～２３ｇ及び仕切り壁２８の上面に支持される。

【0019】

セラミックプレート２２のウエハ載置面２２ａは、上からみたときにゾーンＺ１～Ｚ７に分かれている（図３及び図４参照）。ゾーンＺ１は、環状突起２３ａの内側の領域である。つまり、ゾーンＺ１は、セラミックプレート２２と中心が同じである円形のゾーンである。ゾーンＺ１は、円形突起２９の外側の領域にＣ字状のガス溝２５ａを備えている。ガス溝２５ａには、ガスをゾーンＺ１に供給し又は排出する一対の給排口２６ａ，２７ａが設けられている。一方の給排口２６ａはＣ字状のガス溝２５ａの一端（仕切り壁２８の近傍）に設けられ、他方の給排口２７ａはＣ字状のガス溝２５ａの他端（仕切り壁２８の近傍）に設けられている。ゾーンＺ２は、環状突起２３ａと環状突起２３ｂとの間の領域であり、ゾーンＺ３は、環状突起２３ｂと環状突起２３ｃとの間の領域であり、ゾーンＺ４は、環状突起２３ｃと環状突起２３ｄとの間の領域であり、ゾーンＺ５は、環状突起２３ｄと環状突起２３ｅとの間の領域であり、ゾーンＺ６は、環状突起２３ｅと環状突起２３ｆとの間の領域であり、ゾーンＺ７は、環状突起２３ｆと環状突起２３ｇとの間の領域である。つまり、ゾーンＺ２～Ｚ７は、ゾーンＺ１の外側にセラミックプレート２２と同心円状に設けられた環状のゾーンである。ゾーンＺ２～Ｚ７は、それぞれに対応するＣ字状のガス溝２５ｂ～２５ｇを有する。ガス溝２５ｂ～２５ｇは、それぞれに対応するゾーンＺ２～Ｚ７の略全領域に設けられている。Ｃ字状のガス溝２５ｂ～２５ｇには、それぞれ一端に給排口２６ｂ～２６ｇが設けられ、他端に給排口２７ａ～２７ｇが設けられている。給排口２６ａ～２６ｇと給排口２７ａ～２７ｇとの間には、仕切り壁２８が位置している。一方の給排口２６ａ～２６ｇも他方の給排口２７ａ～２７ｇも仕切り壁２８に沿って設けられている。そのため、一対の給排口２６ａ～２６ｇ，２７ａ～２７ｇは、セラミックプレート２２の所定の半径方向に沿って並んでいる。

【0020】

静電電極３０は、図５に示すＥＳＣ電源７１により直流電圧を印加可能な平面状の電極であり、ウエハ載置面２２ａと平行に設けられている。この静電電極３０に電圧が印加されるとウエハＷはクーロン力又はジョンソン・ラーベック力によりウエハ載置面２２ａに吸着保持され、直流電圧の印加を解除するとウエハＷのウエハ載置面２２ａへの吸着保持が解除される。

【0021】

抵抗発熱体３１～３７は、ウエハ載置面２２ａと平行な同一平面に、ゾーンＺ１～Ｚ７のそれぞれに対応して一筆書きの要領で形成された抵抗発熱体である。抵抗発熱体３１の両端に設けられた端子は、図５に示すヒータ電源８１に、セラミックプレート２２の裏面から差し込まれた図示しない給電部材を介して接続されている。抵抗発熱体３１にヒータ電源８１の電圧が印加されると抵抗発熱体３１は発熱してゾーンＺ１を加熱する。他の抵抗発熱体３２～３７も、それぞれ個別にヒータ電源８２～８７に接続されており、電圧が印加されるとゾーンＺ２～Ｚ７を個別に加熱する。抵抗発熱体３１～３７は、例えばＷ、ＷＣ、Ｍｏなどを含む導電性材料によって形成されている。抵抗発熱体３１～３７の形状は、特に限定されるものではなく、例えばコイル状であってもよいし、リボン状であってもよい。また、導電性材料のペーストを印刷したものであってもよい。

【0022】

制御装置７０は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えた周知のマイクロコンピュータを内蔵している。制御装置７０には、図５に示すように、測温センサ６２ａ～６２ｇから出力された信号や入力装置８０（キーボードやマウスなど）からオペレータが入力した指令を入力する。測温センサ６２ａ～６２ｇは、ガス溝２５ａ～２５ｇのそれぞれに対応する位置の温度を測定するように設けられている。また、制御装置７０は、静電電極３０にＥＳＣ電源７１を介して電力を出力したり、抵抗発熱体３１～３７にヒータ電源８１～８７を介して電力を出力したりする。更に、制御装置７０は、ガス供給源７４ａ～７４ｇを制御して、ガス溝２５ａ～２５ｇに供給するガスの種類や温度や圧力や流量を変更したり、三方弁７６ａ～７６ｇ、７７ａ～７７ｇを制御して、ガス溝２５ａ～２５ｇを流れるガスの方向を制御したりする。なお、静電電極３０には交流の電力も供給可能であり、プラズマを発生させる際には高周波電源７２を介して静電電極３０に高周波電圧を印加可能である。

【0023】

ここで、ガス溝２５ａ～２５ｇを流れるガスの方向を制御する場合について説明する。以下には、ガス溝２５ａを例に挙げて説明する。図６～図８は、ガス溝２５ａに接続されたガス経路７８ａの説明図である。セラミックプレート２２には、セラミックプレート２２を厚さ方向に貫通する貫通穴４６ａ，４７ａが設けられている。貫通穴４６ａ、４７ａは、それぞれ、ガス溝２５ａに設けられた給排口２６ａ，２７ａに連通している。貫通穴４６ａは、第１三方弁７６ａに接続されている。貫通穴４７ａは、第２三方弁７７ａに接続されている。第１三方弁７６ａの３つのポートのうち１番目のポートは貫通穴４６ａに連結され、２番目のポートはガス供給口に連結され、３番目のポートはガス排出口と第２三方弁７７ａとを接続するガス管の途中に連結されている。第２三方弁７７ａの３つのポートのうちの１番目のポートは貫通穴４７ａに連結され、２番目のポートはガス排出口に連結され、３番目のポートはガス供給口と第１三方弁７６ａとを接続するガス管の途中に連結されている。なお、図６～図８の○で囲んだ数字１～３は、三方弁の１～３番目めのポートを示す。

【0024】

ガス溝２５ａにガスを供給するパターンは、第１及び第２三方弁７６ａ，７７ａの位置を制御装置７０によって調節することにより、給排口２６ａから給排口２７ａにガスを流す第１パターンと、給排口２７ａから給排口２６ａにガスを流す第２パターンとを切替え可能となっている。

【0025】

具体的には、ガスを給排口２６ａから供給しガス溝２５ａを図３で反時計回りに流して給排口２７ａから排出されるようにするには、第１及び第２三方弁７６ａ，７７ａを次のように調節する。すなわち、図６に示すように、第１三方弁７６ａの１番目のポートと２番目のポートとが連通され、３番目のポートが遮断されるように第１三方弁７６ａを調節すると共に、第２三方弁７７ａの１番目のポートと２番目のポートとが連通され、３番目のポートが遮断されるように第２三方弁７７ａを調節する。

【0026】

ガスを給排口２７ａから供給しガス溝２５ａを図３で時計回りに流して給排口２６ａから排出されるようにするには、第１及び第２三方弁７６ａ，７７ａを次のように調節する。すなわち、図７に示すように、第１三方弁７６ａの１番目のポートと３番目のポートとが連通され、２番目のポートが遮断されるように第１三方弁７６ａを調節すると共に、第２三方弁７７ａの１番目のポートと３番目のポートとが連通され、２番目のポートが遮断されるように第２三方弁７７ａを調節する。

【0027】

ガスをガス溝２５ａ内に充填する（閉じ込める）には、第１及び第２三方弁７６ａ，７７ａを次のように調節する。すなわち、図８に示すように、第１三方弁７６ａの１番目のポートが遮断され、２番目のポートと３番目のポートとが連通されるように第１三方弁７６ａを調節すると共に、第２三方弁７７ａの１番目のポートが遮断され、２番目のポートと３番目のポートとが連通されるように第２三方弁７７ａを調節する。この場合、ガス供給源７４ａを停止させてもよい。

【0028】

ガス溝２５ｂ～２５ｇを流れるガスの方向を制御する場合も、ガス溝２５ａと同様にして第１三方弁７６ｂ～７６ｇ及び第２三方弁７７ｂ～７７ｇを調節すればよい。

【0029】

次に、こうして構成されたプラズマ処理装置１０の使用例について説明する。まず、真空チャンバ１２内に静電チャック２０を設置した状態で、ウエハＷをセラミックプレート２２のウエハ載置面２２ａに載置する。そして、真空チャンバ１２内を真空ポンプにより減圧して所定の真空度になるように調整し、セラミックプレート２２の静電電極３０に直流電圧をかけてクーロン力又はジョンソン・ラーベック力を発生させ、ウエハＷをセラミックプレート２２のウエハ載置面２２ａに吸着保持する。これにより、ガス溝２５ａ～２５ｇはウエハＷと共にガス空間を形成する。次に、真空チャンバ１２内を所定圧力（例えば数１０～数１００Ｐａ）の反応ガス雰囲気とし、この状態で、真空チャンバ１２内の上部電極６０とセラミックプレート２２の静電電極３０との間に高周波電圧を印加し、プラズマを発生させる。そして、発生したプラズマによってウエハＷの表面がエッチングされる。エッチングを行うにあたって、予めウエハＷの目標温度Ｔが設定されている。制御装置７０は、測温センサ６２ａ～６２ｇの出力値が目標温度Ｔと一致するように、各ゾーンＺ１～Ｚ７の抵抗発熱体３１～３７に印加する電圧を調節したり、各ゾーンＺ１～Ｚ７のガス溝２５ａ～２５ｇを流れるガスの向きやガスの特性（温度、流量、圧力、ガス種など）を調節したりする。ガス溝２５ａ～２５ｇを流れるガスの向きを変更するには、上述したように第１及び第２三方弁７６ａ～７６ｇ，７７ａ～７７ｇを調節すればよい。ガスの温度や流量、圧力、ガス種を変更するには、ガス供給源７４ａ～７４ｇを制御すればよい。

【0030】

ウエハＷにホットスポットが発生した場合には、そのホットスポットに対応するゾーンのガス溝に温度の低いガスを導入したり、熱伝導率の高いガス（例えばＨｅガス）を供給したりしてセラミックプレート２２へ効率よくホットスポットの熱を逃がすようにする。あるいは、ガス溝に供給するガスの封入圧力を高くしてもよい。あるいは、そのホットスポットに対応するゾーンの抵抗発熱体に供給する電力を低くして発熱量を抑える。

【0031】

一方、ウエハＷにクールスポットが発生した場合、そのクールスポットに対応するガス溝に温度の高いガスを導入したり、ガスの流速を早くしたり、熱伝導率の低いガス（例えばＡｒガス）を供給したりしてクールスポットの熱がセラミックプレート２２へ逃げにくくする。あるいは、ガス溝に供給するガスの封入圧力を低くしてもよい。あるいは、そのクールスポットに対応するゾーンの抵抗発熱体に供給する電力を高くして発熱量を上げる。

【0032】

ガスに起因する温度分布の発生を抑制したい場合、ガス溝２５ａ，２５ｃ，２５ｅ，２５ｇでガスが流れる方向が第１パターンとなるように、三方弁７６ａ，７７ａ，７６ｃ，７７ｃ，７６ｅ，７７ｅ，７６ｇ，７７ｇでガスの流路を切替える。それと共に、ガス溝２５ｂ，２５ｄ，２５ｆでガスが流れる方向が第２パターンとなるように、三方弁７６ａ，７７ａ，７６ｃ，７７ｃ，７６ｅ，７７ｅ，７６ｇ，７７ｇでガスの流路を切替える。こうすることで、隣あうゾーンを流れるガス同士の間で熱交換が行われ、温度の均一なガスがガス溝２５ａ～２５ｇを流れるようにする。

【0033】

以上詳述した静電チャック２０では、ガス溝２５ａ～２５ｇは、ゾーンごとに一対の給排口の一方から他方に至るようにウエハ載置面２２ａに独立して設けられている。ガス溝２５ａ～２５ｇは、ウエハ載置面２２ａに載置されるウエハＷのバックサイドにガス（バックサイドガス）を供給するのに用いられる。こうしたガス溝２５ａ～２５ｇがゾーンＺ１～Ｚ７ごとに独立して設けられているため、静電チャック２０のバックサイドガスをゾーンＺ１～Ｚ７ごとに個別に制御できるようになる。

【0034】

また、静電チャック２０では、セラミックプレート２２と中心が同じである円形のゾーンＺ１と、ゾーンＺ１の外側に設けられた環状のゾーンＺ２～Ｚ７とを含んでいる。そのため、円形のゾーンＺ１又は環状のゾーンＺ２～Ｚ７を流れるガスをそれぞれ個別に制御できるようになる。更に、隣接するゾーンに設けられた２つのガス溝のうち一方を流れるガスの方向は時計回りに設定し、他方を流れるガスの方向は反時計回りに設定しうる。そのため、例えば隣接するゾーンに設けられた２つのガス溝に同じ温度のガスを供給したときにガスに起因する温度分布が発生するのを抑制することができる。

【0035】

更に、静電チャック２０ではゾーンＺ１～Ｚ７に対応して設けられたガス溝２５ａ～２５ｆには、それぞれに、温度や流量や圧力やガス種類の異なるガスを供給可能である。そのため、ゾーンごとに適した特性のガスを供給することができる。

【0036】

そして、静電チャック２０では、ガス溝２５ａ～２５ｇごとにガスを供給するパターンは、給排口２６から給排口２７にガスが流れる第１パターンと、給排口２７から給排口２６にガスが流れる第２パターンの、いずれかのパターンを選択可である。そのため、ガス溝ごとに第１パターンでガスを流すか第２パターンでガスを流すかを決めることができる。

【0037】

そしてまた、静電チャック２０では、ゾーンＺ１～Ｚ７に対応した抵抗発熱体３１～３７がセラミックプレート２２に埋設されている。そのため、ゾーンＺ１～Ｚ７ごとにどの程度加熱するかを個別に制御できる。

【0038】

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

【0039】

例えば、上述した実施形態では、ウエハ載置面２２ａは、上からみたときに円形のゾーンＺ１と環状のゾーンＺ２～Ｚ７とに分かれていたが、これに限られない。例えば、各ゾーンは図９～１１に示す静電チャック１２０のように、セラミックプレート１２２のウエハ載置面１２２ａは、上からみたときにセラミックプレート１２２の半径によって区切られた複数の扇形のゾーンＺ１２に分かれていてもよい。各ゾーンＺ１２は、略全領域に扇形のガス溝１２５を備えている。各ガス溝１２５の中心側には給排口１２６が設けられ、外周側には給排口１２７が設けられている。各ゾーンＺ１２のうち隣あうもの同士の間には、ウエハ載置面１２２ａの中心側から外周側に向かって延びる仕切り壁１２８が設けられている。各ガス溝１２５には、それぞれ独立して、ガス供給可能になっている。こうすれば、複数のゾーンＺ１２を流れるガスをそれぞれ個別に制御できるようになる。

【0040】

あるいは、図１２に示す静電チャック２２０のように、セラミックプレート２２２のウエハ載置面２２２ａは、上からみたときにセラミックプレート２２２の中心から外縁に向かって延びる曲線によって区切られた複数の湾曲したゾーンＺ２２に分かれていてもよい。各ゾーンＺ２２は、略全領域に湾曲したガス溝２２５を備えている。各ガス溝２２５の中心側には給排口２２６が設けられ、外周側には給排口２２７が設けられている。各ゾーンＺ２２のうち隣あうもの同士の間には、ウエハ載置面２２２ａの中心側から外周側に向かって延び、中心側から外周側に進むにつれて湾曲する仕切り壁２２８が設けられている。各ガス溝２２５には、それぞれ独立して、ガス供給可能になっている。こうすれば、複数のゾーンＺ２２を流れるガスをそれぞれ個別に制御できるようになる。

【0041】

上述した実施形態では、セラミックプレート２２に抵抗発熱体３１～３７を埋設したが、抵抗発熱体３１～３７を埋設しなくてもよい。この場合、主にガス溝２５ａ～２５ｇに流すガスによってウエハＷの温度を制御することになる。

【0042】

上述した実施形態において、静電チャック２０の裏面に金属製（例えばアルミニウム製とかアルミニウム合金製）の冷却プレートを接着又は接合してもよい。冷却プレートの内部には、冷媒（例えば冷却水）が循環する冷媒流路を設けてもよい。冷媒によってもウエハＷの温度を制御することが可能になる。

【0043】

本出願は、２０２０年５月２５日に出願された日本国特許出願第２０２０－０９０９３２号を優先権主張の基礎としており、引用によりその内容の全てが本明細書に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0044】

本発明は、半導体製造装置に利用可能である。

【符号の説明】

【0045】

１０ プラズマ処理装置、１２ 真空チャンバ、１４ 反応ガス導入路、１６ 排気通路、２０，１２０，２２０ 静電チャック、２２，１２２，２２２ セラミックプレート、２２ａ，１２２ａ，２２２ａウエハ載置面、２３ａ～２３ｇ 環状突起、２５ａ～２５ｇ，１２５，２２５ ガス溝、２６ａ～２６ｇ，２７ａ～２７ｇ，１２６，１２７，２２６，２２７ 給排口、２８，１２８ 仕切り壁、２９ 円形突起、３０ 静電電極、３１～３７ 抵抗発熱体、４６ａ，４７ａ 貫通穴、６０ 上部電極、６２ａ～６２ｇ 測温センサ、７０ 制御装置、７１ ＥＳＣ電源、７２ 高周波電源、７４ａ～７４ｇ ガス供給源、７６ａ～７６ｇ 第１三方弁、７７ａ～７７ｇ 第２三方弁、７８ａ ガス経路、８０ 入力装置、８１～８７ ヒータ電源、Ｗ ウエハ、Ｚ１～Ｚ７，Ｚ１２，Ｚ２２ ゾーン。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】