特許 6069654 被処理基板のプラズマ処理用載置台及びこれを用いたプラズマ処理装置

(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】6069654

(24)【登録日】2017年1月13日

(45)【発行日】2017年2月1日

(54)【発明の名称】被処理基板のプラズマ処理用載置台及びこれを用いたプラズマ処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20170123BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20170123BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20170123BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20170123BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/302 101G

   H05H1/46 A

   H01L21/68 R

   C23C16/44 B

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-72576(P2013-72576)

(22)【出願日】2013年3月29日

(65)【公開番号】特開2014-197612(P2014-197612A)

(43)【公開日】2014年10月16日

【審査請求日】2016年1月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】511265154

【氏名又は名称】ＳＰＰテクノロジーズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114410

【弁理士】

【氏名又は名称】大中 実

(74)【代理人】

【識別番号】100108992

【弁理士】

【氏名又は名称】大内 信雄

(72)【発明者】

【氏名】富阪 賢一

【審査官】 長谷川 直也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２４４２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１９６３０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４４０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−００８０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０６７３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００１−５２７２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２５８５００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０３３０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２３８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０６０４８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／００００４５９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５、２１／３０２、２１／３０６５−２１／３１、

２１／３６５、２１／４６１、２１／４６９、

２１／６７−２１／６８３、２１／８６、

Ｈ０５Ｈ １／００− １／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマ処理が施される被処理基板が載置される静電チャックと、
前記静電チャックの被処理基板が載置される部位を囲むように前記静電チャック上に取り付けられたフォーカスリングとを備え、
前記静電チャックは、金属製の静電チャック本体と、該静電チャック本体の被処理基板が載置される部位の上面に形成された誘電層とを具備し、
前記フォーカスリングの下面と該下面に対向する前記静電チャック本体の上面との間に空隙が設けられ、
前記フォーカスリングの静電容量と前記空隙の静電容量との合成静電容量は、前記被処理基板の静電容量と前記誘電層の静電容量との合成静電容量以下であることを特徴とする被処理基板のプラズマ処理用載置台。

【請求項2】

前記フォーカスリングの前記静電チャック本体と対向する下面に座繰り部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の被処理基板のプラズマ処理用載置台。

【請求項3】

前記空隙は、前記静電チャック本体に設けられた冷却水路の上方に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の被処理基板のプラズマ処理用載置台。

【請求項4】

前記フォーカスリングは、前記静電チャックの径方向外側に配置された環状の絶縁部材によって支持されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の被処理基板のプラズマ処理用載置台。

【請求項5】

プラズマ処理が施される被処理基板が載置される静電チャックと、
前記静電チャックの被処理基板が載置される部位を囲むように前記静電チャック上に取り付けられたフォーカスリングとを備え、
前記静電チャックは、金属製の静電チャック本体と、該静電チャック本体の被処理基板が載置される部位の上面に形成された誘電層とを具備し、
前記フォーカスリングの静電容量は、前記被処理基板の静電容量と前記誘電層の静電容量との合成静電容量以下であり、
前記フォーカスリングの下面と該下面に対向する前記静電チャック本体の上面との間に空隙が設けられ、
前記被処理基板がＳｉＯ_２ウェハである場合、前記フォーカスリングの材質はＳｉＯ_２であり、
前記被処理基板がＳｉＣウェハである場合、前記フォーカスリングの材質はＳｉＣであることを特徴とする被処理基板のプラズマ処理用載置台。

【請求項6】

請求項１から５の何れかに記載の被処理基板のプラズマ処理用載置台を具備することを特徴とするプラズマ処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被処理基板のプラズマ処理用載置台及びこれを用いたプラズマ処理装置に関する。特に、本発明は、熱応力による割れが生じ難いフォーカスリングを備えた被処理基板のプラズマ処理用載置台及びこれを用いたプラズマ処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、チャンバ内に所定の処理ガスを供給してプラズマ化させ、プラズマ化した処理ガスによって、チャンバ内の静電チャック上に載置された被処理基板にエッチング処理等を施すプラズマ処理装置が知られている。静電チャックは、金属製の静電チャック本体と、静電チャック本体の被処理基板が載置される部位の上面に形成された誘電層とを具備し、静電チャック本体に高周波電力が印加されることで、静電チャックとプラズマとの間に電位差が生じる。この電位差により、プラズマ中のイオンが静電チャックに向けて移動し、被処理基板と衝突することで、被処理基板にエッチング処理等が施される。
ここで、チャンバ内のプラズマを被処理基板に集束させて、効率よくエッチング処理等を施すために、静電チャック上には、被処理基板を囲むようにフォーカスリングが取り付けられる場合がある（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

図１は、従来のフォーカスリングがブラズマ処理装置の静電チャック上に取り付けられた状態の一例を概略的に示す図である。図１（ａ）は平面図を、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図を示す。
図１に示すように、フォーカスリング１’は、プラズマ処理が施される被処理基板Ｓが載置される静電チャック２上に取り付けられる。具体的には、静電チャック本体２１の被処理基板Ｓが載置される部位（上方に突出した部位）２１１を囲むように、静電チャック２上に取り付けられる（載置される）。従来は、フォーカスリング１’の下面のうち、静電チャック２と対向する下面１Ａ’全体が、静電チャック２と接触している。

【0004】

静電チャック２には、被処理基板Ｓの下面を冷却するために、冷却水路２３が設けられている。冷却水路２３の入口２３１から出口２３２に向けて冷却水を流通させることで、静電チャック２、ひいてはこれに載置された被処理基板Ｓの下面が冷却される。この際、静電チャック２に接触しているフォーカスリング１’の下面１Ａ’も冷却されることになる。
一方、フォーカスリング１’の上面は、被処理基板Ｓに集束されなかったプラズマ中のイオンが衝突することによって昇温する。従って、フォーカスリング１’の上下面には温度差が生じ、この温度差が顕著になると、熱応力によってフォーカスリング１’に割れが生じるという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−１５９９３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、斯かる従来技術の問題点を解決するべくなされたものであり、熱応力による割れが生じ難いフォーカスリングを備えた被処理基板のプラズマ処理用載置台及びこれを用いたプラズマ処理装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題を解決するため、本発明は、プラズマ処理が施される被処理基板が載置される静電チャックと、前記静電チャックの被処理基板が載置される部位を囲むように前記静電チャック上に取り付けられたフォーカスリングとを備え、前記静電チャックは、金属製の静電チャック本体と、該静電チャック本体の被処理基板が載置される部位の上面に形成された誘電層とを具備し、前記フォーカスリングの下面と該下面に対向する前記静電チャック本体の上面との間に空隙が設けられ、前記フォーカスリングの静電容量と前記空隙の静電容量との合成静電容量は、前記被処理基板の静電容量と前記誘電層の静電容量との合成静電容量以下であることを特徴とする被処理基板のプラズマ処理用載置台を提供する。

【0008】

本発明に係る被処理基板のプラズマ処理用載置台が備えるフォーカスリングの静電容量と空隙の静電容量との合成静電容量は、被処理基板の静電容量と誘電層（静電チャック本体の上面に形成された誘電層）の静電容量との合成静電容量以下である。プラズマ中のイオンは、静電容量の高い金属製（例えばアルミニウム製）の静電チャック本体に向けて移動するが、静電チャック本体より手前に存在するフォーカスリングの静電容量と空隙の静電容量との合成静電容量は、同じく静電チャック本体より手前に存在する誘電層の静電容量と被処理基板の静電容量との合成静電容量以下である。このため、プラズマ中のイオンは、被処理基板に向けて集束し易くなる。
本発明に係る被処理基板のプラズマ処理用載置台は、フォーカスリングの下面と該下面に対向する静電チャック本体の上面との間に上記空隙が設けられている。空隙中の空気又は真空の比誘電率は、フォーカスリングの比誘電率よりも小さいため、フォーカスリングの静電容量と空隙の静電容量との合成静電容量は、従来のように空隙が無い、すなわちフォーカスリングの下面と該下面に対向する静電チャック本体の上面とが接触している場合の静電容量（フォーカスリング単体の静電容量）よりも小さくなる。従い、従来に比べて、フォーカスリング（空隙を含む）のリアクタンスが大きくなり、電流が流れにくくなるために、プラズマ中のイオンが被処理基板に向けて集束し易くなる。この結果、エッチングレートの向上等を図ることが可能である。

【0009】

また、通常、被処理基板の下面を冷却するために静電チャックには冷却水路が設けられ、冷却水路に冷却水を流通させることで、静電チャック、ひいてはこれに載置された被処理基板の下面が冷却される。この際、本発明に係る被処理基板のプラズマ処理用載置台は、フォーカスリングの下面と該下面に対向する静電チャック本体の上面との間に空隙が設けられているため、真空断熱により、静電チャックによってフォーカスリングの下面が過度に冷却されることがない。このため、本発明のフォーカスリングの上下面には過度に温度差が生じることなく、熱応力による割れの発生が抑制可能である。

【0010】

好ましくは、前記フォーカスリングの前記静電チャック本体と対向する下面に座繰り部が設けられる。

【0011】

斯かる好ましい形態によれば、比較的容易にフォーカスリングの下面と該下面に対向する静電チャック本体の上面との間に空隙が設けられる。

【0012】

好ましくは、前記空隙は、前記静電チャック本体に設けられた冷却水路の上方に位置するように設けられる。

【0013】

本発明に係る被処理基板のプラズマ処理用載置台の構成上、フォーカスリングの下方に位置する静電チャック本体の部位に冷却水路を設けなければならない場合がある。この場合、フォーカスリングは最も冷却され易い位置に設けられることになる。
上記の好ましい構成によれば、空隙が静電チャック本体に設けられた冷却水路の上方に位置するように設けられるので、フォーカスリングの割れの発生を抑制可能である。

【0014】

好ましくは、前記フォーカスリングは、前記静電チャックの径方向外側に配置された環状の絶縁部材によって支持される。
また、前記課題を解決するため、本発明は、プラズマ処理が施される被処理基板が載置される静電チャックと、前記静電チャックの被処理基板が載置される部位を囲むように前記静電チャック上に取り付けられたフォーカスリングとを備え、前記静電チャックは、金属製の静電チャック本体と、該静電チャック本体の被処理基板が載置される部位の上面に形成された誘電層とを具備し、前記フォーカスリングの静電容量は、前記被処理基板の静電容量と前記誘電層の静電容量との合成静電容量以下であり、前記フォーカスリングの下面と該下面に対向する前記静電チャック本体の上面との間に空隙が設けられ、前記被処理基板がＳｉＯ_２ウェハである場合、前記フォーカスリングの材質はＳｉＯ_２であり、前記被処理基板がＳｉＣウェハである場合、前記フォーカスリングの材質はＳｉＣであることを特徴とする被処理基板のプラズマ処理用載置台としても提供される。
さらに、前記課題を解決するため、本発明は、前記被処理基板のプラズマ処理用載置台をを具備することを特徴とするプラズマ処理装置としても提供される。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、熱応力による割れが生じ難いフォーカスリングを備えた被処理基板のプラズマ処理用載置台及びこれを用いたプラズマ処理装置を提供可能である。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、従来のフォーカスリングがプラズマ処理装置の静電チャック上に取り付けられた状態の一例を概略的に示す図である。

【図2】図２は、本発明の一実施形態に係る被処理基板のプラズマ処理用載置台を概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係る被処理基板のプラズマ処理用載置台を概略的に示す図である。図２（ａ）は平面図を、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図を、図２（ｃ）は図２（ｂ）の破線で囲った領域Ｂの拡大図を示す。
図２に示すように、本実施形態に係る被処理基板のプラズマ処理用載置台（以下、適宜、載置台と略称する）１００は、プラズマ処理が施される被処理基板Ｓが載置される平面視円形の静電チャック２と、静電チャック２上に取り付けられたフォーカスリング１とを備えている。

【0018】

静電チャック２は、金属（例えば、アルミニウム）製の静電チャック本体２１と、静電チャック本体２１の被処理基板Ｓが載置される部位（上方に突出した部位）２１１の上面に形成された誘電層２２とを具備している。誘電層２２は、上側に配置されたセラミック層（例えば、アルミナセラミック層。図示せず）と、該セラミック層を静電チャック本体２１の部位２１１の上面に接着するための接着層（図示せず）とを具備する。前記セラミック層には、被処理基板Ｓを静電力で吸着するための電極（図示せず）が埋設されている。なお、前記セラミック層は、拡散接合によって静電チャック本体２１の部位２１１の上面に接合される形態であってもよい。

【0019】

フォーカスリング１は、静電チャック本体２１の被処理基板Ｓが載置される部位２１１を囲むように、すなわち、フォーカスリング１の中央の孔部に静電チャック本体２１の部位２１１が嵌め込まれるように、フォーカスリング１は静電チャック２上に取り付けられる（載置される）。

【0020】

静電チャック本体２１には、被処理基板Ｓの下面を冷却するために、環状の冷却水路２３が設けられている。冷却水路２３の入口２３１から出口２３２に向けて冷却水を流通させることで、静電チャック２、ひいてはこれに載置された被処理基板Ｓの下面が冷却される。

【0021】

なお、本実施形態に係る載置台１００は、静電チャック２の径方向外側に配置され、例えばアルミナセラミックから形成された環状の絶縁部材３と、更にその径方向外側に配置され、接地されたアース部材４とを備えている。また、本実施形態に係る載置台１００は、上下に昇降可能な昇降手段６と、昇降手段６に取り付けられたリフトピン７とを備える。昇降手段６が上昇することによりリフトピン７も上昇し、被処理基板Ｓの下面を押すことで、被処理基板Ｓを静電チャック２から取り外すことが可能である。被処理基板Ｓを静電チャック２に載置する際には、昇降手段６が降下することによりリフトピン７も降下し、その上端が誘電層２２の上面より下方に位置する。
以上のように、本実施形態に係る載置台１００は、被処理基板Ｓの下方において昇降するリフトピン７や昇降手段６を備えるため、被処理基板Ｓの下方に位置する静電チャック本体２１の部位２１１に冷却水路２３を設け難い。このため、被処理基板Ｓの下方ではなく、フォーカスリング１の下方に位置する静電チャック本体２１の部位に冷却水路２３が設けられている。

【0022】

静電チャック本体２１には高周波電源５から高周波電力が印加される。静電チャック本体２１に高周波電力が印加されることで、静電チャック２とプラズマ処理装置のチャンバ（図示せず）内に発生したプラズマとの間に電位差が生じる。この電位差により、プラズマ中のイオンが静電チャック２に向けて移動し、被処理基板Ｓと衝突することで、被処理基板Ｓにエッチング処理等が施される。

【0023】

フォーカスリング１の静電容量と後述する空隙の静電容量との合成静電容量は、被処理基板Ｓの静電容量と誘電層２２の静電容量との合成静電容量以下であることを一つの特徴としている。
例えば、被処理基板ＳがＳｉウェハ（比誘電率：１１．８）である場合、フォーカスリング１は、Ａｌ_２Ｏ_３（比誘電率：９．７）やＹ_２Ｏ_３（比誘電率：１１．０）から形成されることが好ましい。
以下の条件Ａ−１で被処理基板Ｓの静電容量と誘電層２２の静電容量との合成静電容量（より具体的には、被処理版Ｓの静電容量と、誘電層２２のセラミック層の静電容量と、誘電層２２の接着層の静電容量との合成静電容量）を計算すると、約４．２×１０^−１０Ｆとなる。
なお、静電容量は、各要素（被処理基板Ｓ等）の面積×比誘電率×真空の誘電率／厚み（深さ）によって計算した。また、静電容量がＣ１、Ｃ２である２つの要素の合成静電容量Ｃは、１／Ｃ＝１／Ｃ１＋１／Ｃ２によって計算した。さらに、静電容量がＣ１、Ｃ２、Ｃ３である３つの要素の合成静電容量Ｃは、１／Ｃ＝１／Ｃ１＋１／Ｃ２＋１/Ｃ３によって計算した。以下に示す全ての計算結果について同様である。
＜条件Ａ−１＞
（１）被処理基板Ｓ：Ｓｉウェハ（比誘電率１１．８）、直径１５０ｍｍ、厚み０．６３ｍｍ
（２）誘電層２２のセラミック層：アルミナセラミック層（比誘電率９．０）、直径１５０ｍｍ、厚み２．５６ｍｍ
（３）誘電層２２の接着層：比誘電率３．１、直径１５０ｍｍ、厚み０．１２ｍｍ
一方、以下の条件Ａ−２でフォーカスリング（ここでは、後述する座繰り部１１が設けられていないフォーカスリング１’を仮定する）の静電容量を計算すると、約５．２×１０^−１０Ｆとなり、以下の条件Ａ−３でフォーカスリングの静電容量を計算すると、約５．８×１０^−１０Ｆとなり、どちらの条件であっても上記条件Ａ−１で計算した合成静電容量以上となる。しかしながら、後述する座繰り部１１を設けると、上記条件Ａ−１で計算した合成静電容量以下にすることが可能である。
＜条件Ａ−２＞
フォーカスリング：Ａｌ_２Ｏ_３（比誘電率：９．７）、外径２６０ｍｍ、内径１５０ｍｍ、厚み５．９ｍｍ
＜条件Ａ−３＞
フォーカスリング：Ｙ_２Ｏ_３（比誘電率：１１．０）、外径２６０ｍｍ、内径１５０ｍｍ、厚み５．９ｍｍ

【0024】

また、被処理基板ＳがＳｉＯ_２ウェハ（比誘電率：３．８）である場合、フォーカスリング１は、ＳｉＯ_２（比誘電率：３．８）から形成されることが好ましい。
以下の条件Ｂ−１で被処理基板Ｓの静電容量と誘電層２２の静電容量との合成静電容量を計算すると、約３．２×１０^−１０Ｆとなる。
＜条件Ｂ−１＞
（１）被処理基板Ｓ：ＳｉＯ_２ウェハ（比誘電率３．８）、直径１５０ｍｍ、厚み０．６３ｍｍ
（２）誘電層２２のセラミック層：アルミナセラミック層（比誘電率９．０）、直径１５０ｍｍ、厚み２．５６ｍｍ
（３）誘電層２２の接着層：比誘電率３．１、直径１５０ｍｍ、厚み０．１２ｍｍ
一方、以下の条件Ｂ−２でフォーカスリング（ここでは、後述する座繰り部１１が設けられていないフォーカスリング１’を仮定する）の静電容量を計算すると、約２．０×１０^−１０Ｆとなり、上記条件Ｂ−１で計算した合成静電容量以下となる。後述する座繰り部１１を設けても、上記条件Ｂ−１で計算した合成静電容量以下となる。
＜条件Ｂ−２＞
フォーカスリング：ＳｉＯ_２（比誘電率：３．８）、外径２６０ｍｍ、内径１５０ｍｍ、厚み５．９ｍｍ

【0025】

さらに、被処理基板ＳがＳｉＣウェハ（比誘電率：６．７）である場合、フォーカスリング１は、ＳｉＣ（比誘電率：６．７）から形成されることが好ましい。
以下の条件Ｃ−１で被処理基板Ｓの静電容量と誘電層２２の静電容量との合成静電容量を計算すると、約３．８×１０^−１０Ｆとなる。
＜条件Ｃ−１＞
（１）被処理基板Ｓ：ＳｉＣウェハ（比誘電率６．７）、直径１５０ｍｍ、厚み０．６３ｍｍ
（２）誘電層２２のセラミック層：アルミナセラミック層（比誘電率９．０）、直径１５０ｍｍ、厚み２．５６ｍｍ
（３）誘電層２２の接着層：比誘電率３．１、直径１５０ｍｍ、厚み０．１２ｍｍ
一方、以下の条件Ｃ−２でフォーカスリング（ここでは、後述する座繰り部１１が設けられていないフォーカスリング１’を仮定する）の静電容量を計算すると、約３．６×１０^−１０Ｆとなり、上記条件Ｃ−１で計算した合成静電容量以下となる。後述する座繰り部１１を設けても、上記条件Ｃ−１で計算した合成静電容量以下となる。
＜条件Ｃ−２＞
フォーカスリング：ＳｉＣ（比誘電率：６．７）、外径２６０ｍｍ、内径１５０ｍｍ、厚み５．９ｍｍ

【0026】

以上の計算結果からわかるように、被処理基板Ｓに応じて適切な材質のフォーカスリングを選択することにより、座繰り部１１が設けられていないフォーカスリングであっても、その静電容量は、被処理基板Ｓの静電容量と誘電層２２の静電容量との合成静電容量以下とすることができる場合のあることがわかった。しかしながら、後述のように、本実施形態に係るフォーカスリング１には座繰り部１１が設けられているため、さらにその静電容量を小さくすることが可能である。
プラズマ中のイオンは、静電容量の高い金属製の静電チャック本体２１に向けて移動するが、静電チャック本体２１より手前（図２の上方）に存在するフォーカスリング１の静電容量が、同じく静電チャック本体２１より手前に存在する誘電層２２の静電容量と被処理基板Ｓの静電容量との合成静電容量以下である場合には、プラズマ中のイオンは、被処理基板Ｓに向けて集束し易くなる。

【0027】

本実施形態に係るフォーカスリング１は、静電チャック本体２１と対向する下面１Ａに所定の深さＤの環状の座繰り部１１が設けられている。これにより、フォーカスリング１の下面は、静電チャック２とは接触せず、絶縁部材３と接触している。換言すれば、フォーカスリング１は絶縁部材３によって支持されている。なお、本実施形態では、フォーカスリング１の内側面も静電チャック２と接触していない。
フォーカスリング１に座繰り部１１が設けられることにより、フォーカスリング１の下面１Ａと下面１Ａに対向する静電チャック本体２１の上面との間に空隙が設けられる。空隙中の空気又は真空の比誘電率は、フォーカスリング１の比誘電率よりも小さいため、フォーカスリング１の静電容量と空隙の静電容量との合成静電容量は、従来のように空隙が無い、すなわち図１に示すようにフォーカスリング１’の下面と該下面に対向する静電チャック本体２１の上面とが接触している場合の静電容量（フォーカスリング１’単体の静電容量）よりも小さくなる。従い、従来のフォーカスリング１’に比べて、フォーカスリング１（空隙を含む）のリアクタンスが大きくなり、電流が流れにくくなるために、プラズマ中のイオンが被処理基板Ｓに向けて集束し易くなる。この結果、エッチングレートの向上等を図ることが可能である。
なお、座繰り部１１の深さＤは、特に限定されるものではないが、例えば０．５ｍｍ程度とされる。

【0028】

前述した条件Ａ−２のフォーカスリングの厚みを５．４ｍｍとし、座繰り部１１の外径２６０ｍｍ、内径１５０ｍｍ、深さ０．５ｍｍとする条件で、本実施形態に係るフォーカスリング１の静電容量と空隙の静電容量との合成静電容量を計算すると、約３．０×１０^−１０Ｆとなり、座繰り部１１が設けられていない場合のフォーカスリング１’の静電容量（約５．２×１０^−１０Ｆ）よりも小さくなる。この条件Ａ−２のフォーカスリングに座繰り部１１を設けた本実施形態に係るフォーカスリング１の静電容量と空隙の静電容量との合成静電容量（約３．０×１０^−１０Ｆ）は、条件Ａ−１の被処理基板Ｓの静電容量と誘電層２２の静電容量との合成静電容量（約４．２×１０^−１０Ｆ）以下となる。
前述した条件Ａ−３のフォーカスリングの厚みを５．４ｍｍとし、座繰り部１１の外径２６０ｍｍ、内径１５０ｍｍ、深さ０．５ｍｍとする条件で、本実施形態に係るフォーカスリング１の静電容量と空隙の静電容量との合成静電容量を計算すると、約３．２×１０^−１０Ｆとなり、座繰り部１１が設けられていない場合のフォーカスリング１’の静電容量（約５．８×１０^−１０Ｆ）よりも小さくなる。この条件Ａ−３のフォーカスリングに座繰り部１１を設けた本実施形態に係るフォーカスリング１の静電容量と空隙の静電容量との合成静電容量（約３．２×１０^−１０Ｆ）は、条件Ａ−１の被処理基板Ｓの静電容量と誘電層２２の静電容量との合成静電容量（約４．２×１０^−１０Ｆ）以下となる。
前述した条件Ｂ−２のフォーカスリングの厚みを５．４ｍｍとし、座繰り部１１の外径２６０ｍｍ、内径１５０ｍｍ、深さ０．５ｍｍとする条件で、本実施形態に係るフォーカスリング１の静電容量と空隙の静電容量との合成静電容量を計算すると、約１．６×１０^−１０Ｆとなり、座繰り部１１が設けられていない場合のフォーカスリング１’の静電容量（約２．０×１０^−１０Ｆ）よりも小さくなる。この条件Ｂ−２のフォーカスリングに座繰り部１１を設けた本実施形態に係るフォーカスリング１の静電容量と空隙の静電容量との合成静電容量（約１．６×１０^−１０Ｆ）は、条件Ｂ−１の被処理基板Ｓの静電容量と誘電層２２の静電容量との合成静電容量（約３．２×１０^−１０Ｆ）以下となる。
前述した条件Ｃ−２のフォーカスリングの厚みを５．４ｍｍとし、座繰り部１１の外径２６０ｍｍ、内径１５０ｍｍ、深さ０．５ｍｍとする条件で、本実施形態に係るフォーカスリング１の静電容量と空隙の静電容量との合成静電容量を計算すると、約２．４×１０^−１０Ｆとなり、座繰り部１１が設けられていない場合のフォーカスリング１’の静電容量（約３．６×１０^−１０Ｆ）よりも小さくなる。この条件Ｃ−２のフォーカスリングに座繰り部１１を設けた本実施形態に係るフォーカスリング１の静電容量と空隙の静電容量との合成静電容量（約２．４×１０^−１０Ｆ）は、条件Ｃ−１の被処理基板Ｓの静電容量と誘電層２２の静電容量との合成静電容量（約３．８×１０^−１０Ｆ）以下となる。

【0029】

以上の計算結果からも、本実施形態に係るフォーカスリング１（空隙を含む）の静電容量が従来のフォーカスリング１’に比べて小さくなり、より一層、プラズマ中のイオンが被処理基板Ｓに向けて集束し易くなることがわかる。

【0030】

本実施形態に係るフォーカスリング１（ＳｉＯ_２製）を静電チャック２に取り付けたプラズマ処理装置と、従来のフォーカスリング１’（ＳｉＯ_２製）を静電チャック２に取り付けたプラズマ処理装置とをそれぞれ用い、フォーカスリング以外の条件は同一にして、被処理基板Ｓ（ＳｉＯ_２ウェハ）にエッチング処理を施す試験を行った。エッチングガスとしては、Ｈｅ（５０ｓｃｃｍ）を添加したＣ_２Ｆ_６（１００ｓｃｃｍ）を用いた。
エッチング処理後の被処理基板Ｓの表面を顕微鏡で観察したところ、従来のフォーカスリング１’を取り付けたプラズマ処理装置の場合には、被処理基板Ｓの表面に約２０個／ｃｍ^２のパーティクルが付着していた。これは、プラズマ中のイオンがフォーカスリング１’にも衝突することで、フォーカスリング１’から飛来したパーティクルが被処理基板Ｓの表面に付着したものと考えられる。
一方、本実施形態に係るフォーカスリング１を取り付けた場合には、被処理基板Ｓの表面にはパーティクルが付着していなかった。この試験結果からも、本実施形態に係るフォーカスリング１によれば、従来のフォーカスリング１’に比べて、プラズマ中のイオンが被処理基板Ｓに向けてより一層集束し易くなることがわかる。

【0031】

前述のように、被処理基板Ｓの下面を冷却するために、静電チャック本体２１には冷却水路２３が設けられ、冷却水路２３に冷却水を流通させることで、静電チャック２、ひいてはこれに載置された被処理基板Ｓの下面が冷却される。
前述のように、本実施形態に係るフォーカスリング１は、静電チャック本体２１と対向する下面１Ａに座繰り部１１が設けられているため、真空断熱により、静電チャック２によってフォーカスリング１の下面１Ａが過度に冷却されることがない。また、フォーカスリング１の内側面も静電チャック２に接触していないため、フォーカスリング１の内側面が過度に冷却されることもない。このため、本実施形態のフォーカスリング１の上下面には過度に温度差が生じることなく、また、内側面と外側面とで過度に温度差が生じることもなく、熱応力による割れの発生が抑制可能である。

【0032】

前述のように、本実施形態では、フォーカスリング１の下方に位置する静電チャック本体２１の部位に冷却水路２３が設けられている。この場合、フォーカスリング１は最も冷却され易い位置に設けられていることになる。しかしながら、冷却水路２３の上方に座繰り部１１が設けられているため、フォーカスリング１の割れの発生を抑制可能である。

【0033】

なお、本実施形態では、フォーカスリング１の静電チャック本体２１と対向する下面１Ａに座繰り部１１が設けられているが、本発明はこれに限るものではなく、フォーカスリング１の下面１Ａと下面１Ａに対向する静電チャック本体２１の上面との間に空隙が設けられていればよい。例えば、フォーカスリング１の下面１Ａには座繰り部１１を設けることなく、絶縁部材３の上面を静電チャック本体２１の上面（フォーカスリング１の下面１Ａに対向する上面）よりも上方に突出させる構成を採用することも可能である。

【符号の説明】

【0034】

１・・・フォーカスリング
１Ａ・・・フォーカスリングの静電チャック本体と対向する下面
２・・・静電チャック
１１・・・座繰り部
２１・・・静電チャック本体
２２・・・誘電層
２３・・・冷却水路
１００・・・被処理基板のプラズマ処理用載置台
２１１・・・静電チャック本体の被処理基板が載置される部位
Ｓ・・・被処理基板

【図1】

【図2】