特許 5893516 被処理体の処理装置及び被処理体の載置台

(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】5893516

(24)【登録日】2016年3月4日

(45)【発行日】2016年3月23日

(54)【発明の名称】被処理体の処理装置及び被処理体の載置台

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20160310BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20160310BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20160310BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20160310BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/302 101G

   H01L21/302 101B

   H01L21/205

   H01L21/31 C

   H05H1/46 M

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-140550(P2012-140550)

(22)【出願日】2012年6月22日

(65)【公開番号】特開2014-7215(P2014-7215A)

(43)【公開日】2014年1月16日

【審査請求日】2015年3月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100095957

【弁理士】

【氏名又は名称】亀谷 美明

(72)【発明者】

【氏名】内田 陽平

(72)【発明者】

【氏名】松浦 淳

【審査官】 杢 哲次

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１２９２２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−０１６１２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０５Ｈ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理体の処理装置であって、
処理空間を画成する処理容器と、
前記処理空間内に配置された載置台と、を備え、
前記載置台は、被処理体を載置する静電チャックと、当該静電チャックの外周部に設けられたフォーカスリングを備え、
前記フォーカスリングを前記静電チャックに対して押圧する円環状の押圧部材と、
前記押圧部材を前記静電チャックに固定する固定部材と、を備え、
前記フォーカスリングには、外側面の全周にわたって当該フォーカスリングの中心方向に向かって凹に窪む係止部が形成され、
前記押圧部材は、複数の円弧部材を環状に組み合わせて形成され、前記フォーカスリングの係止部に係止して前記フォーカスリングを前記静電チャックに対して押圧する接触部と、当該接触部から下方に延伸し、前記固定部材により前記静電チャックに固定される設置部とを備え、
前記フォーカスリングの外周端部の上面には、平面視において前記押圧部材の接触部が視野に入らないように覆う庇部が形成されていることを特徴とする、被処理体の処理装置。

【請求項2】

前記押圧部材の設置部は、石英からなる被覆部材により覆われていることを特徴とする、請求項１に記載の被処理体の処理装置。

【請求項3】

前記被覆部材は、前記フォーカスリングの庇部の外周端部と当接して設けられ、
前記被覆部材と前記設置部との間には、平面視において前記フォーカスリングの庇部と前記被覆部材との境界から前記設置部が視野に入らないように覆う遮蔽部材が設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の被処理体の処理装置。

【請求項4】

前記静電チャックと前記フォーカスリングの間には、伝熱部材が介在していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の被処理体の処理装置。

【請求項5】

前記押圧部材は、セラミックスにより形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の被処理体の処理装置。

【請求項6】

被処理体を載置する静電チャックと、当該静電チャックの外周部に設けられたフォーカスリングを備える、プラズマ処理容器内に配置される被処理体の載置台であって、
前記フォーカスリングを前記静電チャックに対して押圧する円環状の押圧部材と、
前記押圧部材を前記静電チャックに固定する固定部材と、を備え、
前記フォーカスリングには、外側面の全周にわたって当該フォーカスリングの中心方向に向かって凹に窪む係止部が形成され、
前記押圧部材は、複数の円弧部材を環状に組み合わせて形成され、前記フォーカスリングの係止部に係止して前記フォーカスリングを前記静電チャックに対して押圧する接触部と、当該接触部から下方に延伸し、前記固定部材により前記静電チャックに固定される設置部とを備え、
前記フォーカスリングの外周端部の上面には、平面視において前記押圧部材の接触部が視野に入らないように覆う庇部が形成されていることを特徴とする、被処理体の載置台。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被処理体をプラズマ処理するための処理装置及び載置台に関するものである

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの製造においては、例えばプラズマの作用により、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という）などの被処理体上にエッチングや成膜等の微細加工を施すプラズマ処理装置が用いられている。

【0003】

上述のプラズマ処理装置の処理容器内には、ウェハなどの被処理体を載置する載置台が設置されている。従来、この載置台は、下部電極として機能するサセプタと、サセプタの上面に設けられるウェハを載置する静電チャックと、静電チャックの外周部に設けられた、例えばシリコンよりなるフォーカスリングにより構成されている。そして、静電チャックに載置されたウェハをプラズマ処理するにあたっては、サセプタに高周波電力を印加して処理容器内にプラズマを発生させる。この際、発生したプラズマはフォーカスリングの作用によりウェハ上に収束し、ウェハに均一なプラズマ処理が施される。

【0004】

ところで、このフォーカスリングの温度は、ウェハの外周部のエッチング特性に影響を与える。そのため、通常はサセプタ内に冷媒を流通させてサセプタを冷却し、当該サセプタ上面に設けられている静電チャックからの伝熱により、フォーカスリングの冷却を行なっている。この際、フォーカスリングを均一に冷却する必要がある。

【0005】

そのため、例えば特許文献１には、例えば図５に示すように、載置台２００のフォーカスリング２０１と静電チャック２０２との間に、熱伝達媒体２０３を介在させ、さらにフォーカスリング２０１を静電チャック２０２に対して押圧して固定する押圧手段２１０を設けることが提案されている。

【0006】

押圧手段２１０は、例えばフォーカスリング２０１の外周部上面２０１ａを下方に押圧する押圧部材２１１と、押圧部材２１１を静電チャック２０２に締結するネジ部材２１２とにより構成されている。押圧部材２１１は例えばアルミナにより構成され、プラズマにより当該押圧部材２１１がスパッタされることを防止するための、例えば石英製のカバー２１３により被覆されている。これにより、押圧部材２１１へのプラズマによるダメージを防止しつつ、フォーカスリング２０１と静電チャック２０２との間の熱伝達を均一にすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００２−１６１２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、フォーカスリング２０１の上方はプラズマが発生する領域である。そのため、フォーカスリング２０１を押さえる押圧部材２１１を被覆するカバー２１３の、特にフォーカスリング２０１寄りの部分がプラズマによりスパッタされてしまう。そうすると、押圧部材２１１が露出することでインピーダンスが変化し、電極としての静電チャック２０２の見かけ上の面積が増加してしまう。その結果、処理容器内のプラズマの分布が経時的に変化してしまうという問題が生じる。その場合、被処理体を面内均一に処理することが困難である。

【0009】

このような問題を避けるためには、押圧部材２１１を極力フォーカスリング２０１の外周端部近傍に配置することで、カバー２１３をプラズマ領域から遠ざけることが考えられる。しかしながら、フォーカスリング２０１の外周端部に設けた外周部上面２０１ａに押圧する力を集中させると、フォーカスリング１０１にモーメントが掛かってしまう。その結果、フォーカスリング２０１が歪んで静電チャック２０２の中心側の部分が浮き上がり、静電チャック２０２との熱伝達が均一でなくなるため、そのような手法を用いることも困難である。

【0010】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、プラズマ分布の経時的な変化を抑制し、被処理体を面内均一に処理できる被処理体の載置台及び処理装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成するため、本発明は、被処理体の処理装置であって、処理空間を画成する処理容器と、前記処理空間内に配置された載置台と、を備え、前記載置台は、被処理体を載置する静電チャックと、当該静電チャックの外周部に設けられたフォーカスリングを備え、前記フォーカスリングを前記静電チャックに対して押圧する円環状の押圧部材と、前記押圧部材を前記静電チャックに固定する固定部材と、を備え、前記フォーカスリングには、外側面の全周にわたって当該フォーカスリングの中心方向に向かって凹に窪む係止部が形成され、前記押圧部材は、複数の円弧部材を環状に組み合わせて形成され、前記フォーカスリングの係止部に係止して前記フォーカスリングを前記静電チャックに対して押圧する接触部と、当該接触部から下方に延伸し、前記固定部材により前記静電チャックに固定される設置部とを備え、前記フォーカスリングの外周端部の上面には、平面視において前記押圧部材の接触部が視野に入らないように覆う庇部が形成されていることを特徴としている。

【0012】

本発明によれば、押圧部材の接触部がフォーカスリングの係止部に係止して当該フォーカスリングを静電チャックに対して押圧し、フォーカスリングの外周端部であって係止部より上方には、平面視において接触部が視野に入らないように覆う庇部が形成されている。そのため、接触部がプラズマ領域側に露出することがない。そのため、従来のように押圧部材を覆うカバーがスパッタされて押圧部材が露出することでインピーダンスが経時的に変化するということがないので、処理容器内のプラズマの分布の経時的な変化を抑制することができる。また、フォーカスリングの係止部は当該フォーカスリングの中心方向に向かって凹に窪むように形成されているので、従来のフォーカスリングの外周端部を押さえる場合と比較して、フォーカスリングの直径方向の静電チャックの中心側を押圧することができる。そのため、フォーカスリングがモーメントにより歪み、フォーカスリングの温度分布がばらつくことを抑制することができる。

【0014】

前記押圧部材の設置部は、石英からなる被覆部材により覆われていてもよい。

【0015】

前記被覆部材は、前記フォーカスリングの庇部の外周端部と当接して設けられ、
前記被覆部材と前記設置部との間には、平面視において前記フォーカスリングの庇部と前記被覆部材との境界から前記設置部が視野に入らないように覆う遮蔽部材が設けられていてもよい。

【0016】

前記静電チャックと前記フォーカスリングの間には、伝熱部材が介在していてもよい。

【0017】

前記押圧部材は、セラミックスにより形成されていてもよい。

【0018】

別の観点による本発明は、被処理体を載置する静電チャックと、当該静電チャックの外周部に設けられたフォーカスリングを備える、プラズマ処理容器内に配置される被処理体の載置台であって、前記フォーカスリングを前記静電チャックに対して押圧する円環状の押圧部材と、前記押圧部材を前記静電チャックに固定する固定部材と、を備え、前記フォーカスリングには、外側面の全周にわたって当該フォーカスリングの中心方向に向かって凹に窪む係止部が形成され、前記押圧部材は、複数の円弧部材を環状に組み合わせて形成され、前記フォーカスリングの係止部に係止して前記フォーカスリングを前記静電チャックに対して押圧する接触部と、当該接触部から下方に延伸し、前記固定部材により前記静電チャックに固定される設置部とを備え、前記フォーカスリングの外周端部の上面には、平面視において前記押圧部材の接触部が視野に入らないように覆う庇部が形成されていることを特徴としている。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、プラズマ分布の経時的な変化を抑制し、被処理体を面内均一に処理できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本実施の形態にかかるプラズマ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。

【図2】本実施の形態にかかる載置台におけるフォーカスリング近傍の構成の概略を示す縦断面図である。

【図3】フォーカスリング、押圧部材及び支持部材を斜め下方からみた斜視図である。

【図4】他の実施の形態にかかる載置台におけるフォーカスリング近傍の構成の概略を示す縦断面図である。

【図5】従来の載置台のフォーカスリング近傍の構成の概略を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施の形態の一例について、図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る処理装置１の概略の構成を示す縦断面図である。図１に示す処理装置１は、並行平板型のプラズマ処理装置である。

【0022】

プラズマ処理装置１は、被処理体としてのシリコン基板であるウェハＷを載置する載置台２が設けられた略円筒状の処理容器１６を有している。処理容器１６は、接地線１７により電気的に接続されて接地されている。また、処理容器１６の内壁は、表面に耐プラズマ性の材料からなる溶射皮膜が形成されたライナ（図示せず）により覆われている。

【0023】

載置台２は、略円盤状の静電チャック１１と、略円環状のフォーカスリング１０と、フォーカスリング１０を静電チャックに対して押圧する押圧部材１２を備えている。静電チャック１１は、略円板状の部材であり、例えば一対のセラミックの間に静電チャック用の電極を挟みこんで形成されている。

【0024】

静電チャック１１は、その下面を下部電極としてのサセプタ１３により支持されている。サセプタ１３は、例えばアルミニウム等の金属により略円盤状に形成されている。処理容器１６の底部には、絶縁板１４を介して支持台１５が設けられ、サセプタ１３はこの支持台１５の上面に支持されている。静電チャック１１の内部には電極（図示せず）が設けられており、当該電極に直流電圧を印加することにより生じる静電気力でウェハＷを吸着保持することができるように構成されている。

【0025】

プラズマ処理の均一性を向上させるためのフォーカスリング１０は、例えばシリコンからなる導電性のシリコンにより形成されており、サセプタ１３の上面であって静電チャック１１の外周部に配置されている。フォーカスリング１０を静電チャック１１へ押圧するための押圧部材１２はフォーカスリング１０の下側に設けられている。サセプタ１３及び支持台１５は、例えば石英からなる円筒部材５１によりその外側面が覆われている。これらのフォーカスリング１０近傍の詳細については後述する。

【0026】

支持台１５の内部には、冷媒が流れる冷媒流路１５ａが例えば円環状に設けられており、当該冷媒流路１５ａの供給する冷媒の温度を制御することにより、静電チャック１１で保持されるウェハＷの温度を制御することができる。また、静電チャック１１と当該静電チャック１１で保持されたウェハＷとの間に、伝熱ガスとして例えばヘリウムガスを供給する伝熱ガス管２２が、例えば処理容器１６の底部、サセプタ１３、支持台１５及び絶縁板１４を貫通して設けられている。

【0027】

サセプタ１３には、当該サセプタ１３に高周波電力を供給してプラズマを生成するための第１の高周波電源３０が、第１の整合器３１を介して電気的に接続されている。第１の高周波電源３０は、例えば２７〜１００ＭＨｚの周波数、本実施の形態では例えば１００ＭＨｚの高周波電力を出力するように構成されている。第１の整合器３１は、第１の高周波電源３０の内部インピーダンスと負荷インピーダンスをマッチングさせるものであり、処理容器１６内にプラズマが生成されているときに、第１の高周波電源３０の内部インピーダンスと負荷インピーダンとが見かけ上一致するように作用する。

【0028】

また、サセプタ１３には、当該サセプタ１３に高周波電力を供給してウェハＷにバイアスを印加することでウェハＷにイオンを引き込むための第２の高周波電源４０が、第２の整合器４１を介して電気的に接続されている。第２の高周波電源４０は、例えば４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの周波数、本実施の形態では例えば３．２ＭＨｚの高周波電力を出力するように構成されている。第２の整合器４１は、第１の整合器３１と同様に、第２の高周波電源４０の内部インピーダンスと負荷インピーダンスをマッチングさせるものである。

【0029】

これら第１の高周波電源３０、第１の整合器３１、第２の高周波電源４０、第２の整合器４１は、後述する制御部１５０に接続されており、これらの動作は制御部１５０により制御される。

【0030】

下部電極であるサセプタ１３の上方には、上部電極４２がサセプタ１３に対向して平行に設けられている。上部電極４２は、導電性の保持部材５８を介して処理容器１６の上部に支持されている。したがって上部電極４２は、処理容器１６と同様に接地電位となっている。

【0031】

上部電極４２は、静電チャック１１に保持されたウェハＷと対向面を形成する電極板５６と、当該電極板５６を上方から支持する電極支持体５７とにより構成されている。電極板５６には、処理容器１６の内部に処理ガスを供給する複数のガス供給口５３が当該電極板５６を貫通して形成されている。電極板５６には、例えばジュール熱の少ない低抵抗の導電体または半導体により構成され、本実施の形態においては例えばシリコンが用いられる。また、電極支持板５７は導電体により構成され、本実施の形態においては例えばアルミニウムが用いられる。

【0032】

電極支持体５７内部の中央部には、略円盤状に形成されたガス拡散室５４が設けられている。また、電極支持体５７の下部には、ガス拡散室５４から下方に伸びるガス孔５５が複数形成され、ガス供給口５３は当該ガス孔５５を介してガス拡散室５４に接続されている。

【0033】

ガス拡散室５４には、ガス供給管７２が接続されている。ガス供給管７２には、図１に示すように処理ガス供給源７３が接続されており、処理ガス供給源７３から供給された処理ガスは、ガス供給管７２を介してガス拡散室５４に供給される。ガス拡散室５４に供給された処理ガスは、ガス孔５５とガス供給口５３を通じて処理容器１６内に導入される。すなわち、上部電極４２は、処理容器１６内に処理ガスを供給するシャワーヘッドとして機能する。

【0034】

本実施の形態におけるガス供給源７３は、エッチング処理用の処理ガスを供給するエッチングガス供給部７３ａを備えている。また、ガス供給源７３は、ガス供給部３２ａとガス拡散室５４との間に設けられたバルブ７４と、流量調整機構７５を備えている。ガス拡散室５４に供給されるガスの流量は、流量調整機構７５によって制御される。

【0035】

エッチング処理用のエッチングガスとしては、例えばＣＦ４ガスや酸素ガスなどが使用される。

【0036】

処理容器１６の底部には、処理容器１６の内壁と円筒部材５１の外側面とによって、処理容器１６内の雰囲気を当該処理容器１６の外部へ排出するための流路として機能する排気流路８５が形成されている。処理容器１６の底面には排気口９０が設けられている。排気口９０の下方には、排気室９１が形成されており、当該排気室９１には排気管９２を介して排気装置９３が接続されている。したがって、排気装置９３を駆動することにより、排気流路８５及び排気口９０を介して処理容器１６内の雰囲気を排気し、処理容器内を所定の真空度まで減圧することができる。

【0037】

また、処理容器１６の周囲には、当該処理容器１６と同心円状にリング磁石１００が配置されている。リング磁石１００により、静電チャック１１と上部電極４２との間の空間に磁場を印加することができる。このリング磁石１００は、図示しない回転機構により回転自在に構成されている。

【0038】

以上のプラズマ処理装置１には、既述のように制御部１５０が設けられている。制御部１５０は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、各電源３０、４０や各整合器３１、４１及び各流量調整機構７４ａを制御して、プラズマ処理装置１２０を動作させるためのプログラムも格納されている。

【0039】

なお、上記のプログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部１５０にインストールされたものであってもよい。

【0040】

次に、載置台１におけるフォーカスリング１０近傍の構成について詳述する。図２に示すように、静電チャック１１上面の外周縁部１１ａは、静電チャック１１のウェハＷを載置する面よりも階段状に一段低く形成されている。この階段状の外周縁部１１ａの上面には円環状の伝熱部材８０が配置されており、フォーカスリング１０はこの伝熱部材８０の上面に配置されている。伝熱部材８０は例えばシリコンゴム等の可撓性のある耐熱部材により形成されている。

【0041】

フォーカスリング１０の外側面には、フォーカスリング１０の中心方向に向かって凹に窪んだ係止部１０ａが、当該フォーカスリング１０の厚み方向の中心近傍の領域の全周にわたって形成されている。また、係止部１０ａは、概ねフォーカスリング１０の幅方向の中心近傍に位置している。フォーカスリング１０の静電チャック１１側の端部は、静電チャック１１の上面よりわずかに低くなっている。静電チャック１１上のウェハWの外周縁部は、この低くなっている部分に張り出している。また、フォーカスリング１０の上面は静電チャック１１の外周側に向かって徐々に高くなっている。静電チャック１１の上面より高くなっている部分はフォーカスリング１０の直径方向の外方に向かって延伸し、平面視において静電チャック１１の外周端部より外側に張り出す庇部１０ｂとして形成されている。フォーカスリング１０の下面側は、庇部１０ｂよりもフォーカスリング１０の中心側より、即ち庇部１０ｂよりも短く形成されている。

【0042】

押圧部材１２は、図２に示すように、フォーカスリング１０の係止部１０ａに係止する接触部１２ａと、接触部１２ａから下方に延伸する設置部１２ｂを備えている。押圧部材１２は例えばセラミックスにより形成されている。設置部１２ｂの下面には、例えばセラミックスにより形成された環状の支持部材５０が配置されている。支持部材５０の下方であって静電チャック１１及びサセプタ１３の外側面には、例えば石英からなる円筒部材５１が設けられている。押圧部材１２や支持部材５０としては、例えばアルミナなどを用いることができる。

【0043】

接触部１２ａの上端部は、静電チャック１１の中心方向に向かって水平に延伸している。そして、この接触部１２ａのフォーカスリング１０側の先端部が、フォーカスリング１０の係止部１０ａに嵌ることで、接触部１２ａがフォーカスリング１０の係止部１０ａに係止される。また、接触部１２ａの上面は、フォーカスリング１０の庇部１０ｂにより覆われており、フォーカスリング１０上方からの平面視において、当該接触部１２ａが視野にはいらないようになっている。

【0044】

設置部１２ｂの上面は、例えばフォーカスリング１０の係止部１０ａよりも低くなっている。この設置部１２ｂには貫通孔が形成されており、この貫通孔を貫通して設けられた固定部材としての例えばネジ５２により、押圧部材１２が支持部材５０に固定されている。そして、このネジ５２により押圧部材１２を円筒部材５１側に押し込むことで、接触部１２ａと係止するフォーカスリング１０が静電チャック１１側に押し込まれる。また、フォーカスリング１０が静電チャック１１側に押し込まれることで、フォーカスリング１０が外周縁部１１ａの上面に設けられた伝熱部材８０と密着し、フォーカスリング１０と静電チャック１１との熱伝達性が向上する。

【0045】

押圧部材１２は、例えば図３に示すように、円弧状の２つの円弧部材６０を環状に組み合わせて形成されている。そして、接触部１２ａとフォーカスリング１０の係止部１０ａを係止させる際には、分割された押圧部材１２、即ち円弧部材６０の接触部１２ａを係止部１０ａの外側から係止部１０ａに嵌め合せる。フォーカスリング１０に嵌め合わせた押圧部材１２の設置部１２ｂは、既述のとおりネジ５２により支持部材５０に固定される。なお、図３では、押圧部材１２を２つの円弧部材６０から構成した場合を描図しているが、押圧部材１２を何分割するかについては本実施の形態に限定されるものではなく、任意に設定が可能である。また、図３では支持部材５０は一体の環状に形成されている状態を描図しているが、支持部材５０は例えば２つ以上に分割されていてもよい。

【0046】

設置部１２ａ及びネジ５２の上面には、例えば石英からなる遮蔽部材６１が設けられている。この遮蔽部材６１も、複数に分割された部材を円環状に組み合わされて形成されている。設置部１２ａ及びネジ５２は、遮蔽部材６１により覆われることで、平面視において遮蔽部材６１の上方から視認できないようになっている。また、遮蔽部材６１の内周面、換言すれば静電チャック１１側の端部は、フォーカスリング１０の庇部１０ｂの下方に位置している。

【0047】

遮蔽部材６１の上面にはさらに、例えば石英からなる円環状の被覆部材７０が設けられている。被覆部材７０は、その内周面が図２に示すようにフォーカスリング１０の庇部１０ｂの外周端部と当接して設けられている。これにより、被覆部材７０と庇部１０ｂとの境界からは、平面視において遮蔽部材６１が視野に入るのみであり、押圧部材１２やネジ５２は視野に入らないようになっている。これにより、被覆部材７０と庇部１０ｂとの境界から侵入したプラズマによりネジ５２や押圧部材１２がダメージを受けることを防止できる。

【0048】

被覆部材７０の下面であって押圧部材１２の外周には、その上面が外周部に向かって階段状に下がる段状部材７１が配置されている。被覆部材７０の下面は、この段状部材７１の上面に沿って外周方向に向かって下がる階段状に形成されている。段状部材７１は、円筒部材５１の上面に支持されている。これにより、被覆部材７０と段状部材７１との間には所定の隙間が階段状に形成され、この隙間がラビリンスシールとして機能する。したがって、この隙間にプラズマが侵入しにくくなり、遮蔽部材６１や押圧部材１２の境界面がプラズマから受けるダメージが抑制される。

【0049】

本実施の形態にかかるプラズマ処理装置１及び載置台２は以上のように構成されており、次に例えばプラズマエッチング処理におけるこの処理装置１及び載置台２の作用について説明する。

【0050】

プラズマエッチング処理にあたっては、先ず静電チャック１１にウェハＷが載置されて保持される。次いで、ガス供給源７２から処理容器１６内にエッチング処理用の処理ガスが供給される。その後、第１の高周波電源３０と第２の高周波電源４０により、下部電極であるサセプタ１３に高周波電力が連続的に印加され、上部電極４２と静電チャック１１との間において、高周波電界が形成される。これにより、処理容器内１６にプラズマが発生し、処理ガスに含まれる元素のラジカル（例えば、酸素ラジカルやフッ素ラジカル）により、被処理体のエッチングが行われる。

【0051】

処理容器１内のプラズマは、静電チャック１１上のフォーカスリング１０によりウェハＷの上方に収束し、ウェハＷの表面に所定の処理が施される。この際、ウェハＷとフォーカスリング１０はプラズマの影響により温度が上昇するものの、支持台１５の冷媒流路１５ａを流れる冷媒により冷却される。また、フォーカスリング１０は押圧部材１２により押圧され、静電チャック１１の外周縁部１１ａに配置された伝熱部材８０と密着しているので、効率よく冷却されると共に温度むら無く均一に冷却される。

【0052】

また、フォーカスリング１０は係止部１０ａに係止した押圧部材１２の接触部１２ａによって押圧されているので、例えばフォーカスリング１０の幅方向の中心近傍の位置にこの押圧する力が作用する。その場合、図５に示す従来のフォーカスリング１０１のように外周端部を押圧する場合と比較して、フォーカスリング１０にかかるモーメントが極めて小さくなる。そのため、フォーカスリング１０の歪みが抑制され、静電チャック１１との間の熱伝達がより均一となる。その結果、フォーカスリング１０の温度がより均一となり、安定したプラズマ処理が行われる。

【0053】

そして、このプラズマ処理を連続して繰り返すと、被覆部材７０がプラズマによりスパッタされてダメージを受ける。しかしながら、押圧部材１２の接触部１２ａはフォーカスリング１０の庇部１０ｂにより覆われているので、被覆部材７０がダメージを受けた場合でも、接触部１２ａがプラズマ領域に露出することがない。また、押圧部材１２の設置部１２ｂも遮蔽部材６１により覆われているため、設置部１２ｂのプラズマ領域への露出も防ぐことができる。その結果、被覆部材７０がダメージを受けてもインピーダンスが変化することがないので、経時的にプラズマの分布が変動することなく、安定してプラズマ処理を行うことができる。

【0054】

以上の実施の形態によれば、押圧部材１２の接触部１２ａがフォーカスリング１０の係止部１０ａに係止し、さらに接触部１２ａは係止部１０ａより上方に形成された庇部１０ｂにより覆われているので、被覆部材７０がプラズマによりダメージを受けた場合であっても、接触部１２ａがプラズマ領域に露出することがない。また、押圧部材１２の設置部１２ｂも遮蔽部材６１により覆われているため、設置部１２ｂがプラズマ領域への露出することを防ぐことができる。そのため、被覆部材７０がダメージを受けた際のインピーダンスの変化を抑制することができ、経時的なプラズマの分布の変動を最小限とすることができる。その結果、プラズマ分布の経過時的な変化を抑制し、被処理体を面内均一に処理できる。さらには、押圧部材１２のプラズマ領域への露出を防ぐことにより、押圧部材１２の寿命が延長される。なお、設置部１２ｂは接触部１２ａより下方に位置するため、設置部１２ｂが万が一プラズマ領域へ露出した場合であっても、インピーダンスの変化に与える影響を小さなものとすることができる。

【0055】

また、フォーカスリング１０は凹に窪んだ係止部１０ａを押圧部材１２によって静電チャック１１方向に押圧されているので、従来のようにフォーカスリング１０１の外周端部を押圧する場合と比較して、フォーカスリング１０にかかるモーメントが極めて小さくなる。そのため、フォーカスリング１０の歪みが抑制され、静電チャック１１との熱伝達がより均一となる。その結果、フォーカスリング１０の温度がより均一となり、安定したプラズマ処理を行うことができる。なお、押圧部材１２でフォーカスリング１０を静電チャック１１方向に押圧する際に当該フォーカスリング１０にかかるモーメントを小さくするには、係止部１０ａをフォーカスリング１０の幅方向の中心近傍、またはそれよりも静電チャック１１の中心側の位置に形成することが好ましい。

【0056】

また、以上の実施の形態によれば、被覆部材７０の内周面がフォーカスリング１０の庇部１０ｂの外周端部と当接して設けられ、被覆部材７０と庇部１０ｂとの境界の下方に遮蔽部材６１が設けられると共に、被覆部材７０の下面に段状部材７１が配置されているので、被覆部材７０と遮蔽部材６１や段状部材７１との間にラビリンスシールが形成される。したがって、このラビリンスシールにより各部材の隙間にプラズマが侵入しにくくなり、遮蔽部材６１や押圧部材１２の境界面がプラズマから受けるダメージを抑制することができる。

【0057】

以上の実施の形態では、押圧部材１２を複数の円弧部材６０により構成しているため、押圧部材１２の交換を容易に行なうことができる。

【0058】

なお、以上の実施の形態では、庇部１０ｂの先端は静電チャック１１の外周端部より外側に張り出したものとしていたが、庇部１０ｂの形状は本実施の形態に限定されない。庇部１０ｂの形状は、押圧部材１２の接触部１２ａとの関係において、接触部１２ａが平面視において庇部１０ｂにより覆われるようになっていればよく、静電チャック１１の外周縁部１１ａの形状や接触部１２ａの形状によっては、庇部１０ｂの先端は外周縁部１１ａの上方に位置するようになっていてもよい。

【0059】

また、以上の実施の形態では、係止部１０ａは静電チャック１１の中心方向に向かって凹に窪んだ形状としていたが、係止部１０ａの形状は、接触部１２ａが係止部１０ａと係止した状態で平面視において庇部１０ｂにより覆われるようになっていればよく、本実施の形状に限定されるものではない。他の係止部１０ａの一例としては、例えば図４に示すように、フォーカスリング１０の下面に、上方に凹に窪ませ、さらにこの窪みをフォーカスリング１０の外側方向に向けて延伸させると共に、押圧部材１２の接触部１２ａの先端部をフォーカスリング１０の外側方向に折り返して略Ｕ字上に形成することで、この折り返し部分を利用して、接触部１２ａと係止部１０ａを係止させるようにしてもよい。

【0060】

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0061】

１ プラズマ処理装置
２ 載置台
１０ フォーカスリング
１１ 静電チャック
１２ 押圧部材
１３ サセプタ
１５ａ 冷媒流路
３０ 第１の高周波電源
４０ 第２の高周波電源
５０ 支持部材
５１ 円筒部材
６０ 円弧部材
６１ 遮蔽部材
７０ 被覆部材
８０ 伝熱部材
Ｗ ウェハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】