特許 6178145 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】6178145

(24)【登録日】2017年7月21日

(45)【発行日】2017年8月9日

(54)【発明の名称】プラズマ処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20170731BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20170731BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20170731BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/302 101R

   H05H1/46 A

   H01L21/68 R

【請求項の数】5

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2013-150397(P2013-150397)

(22)【出願日】2013年7月19日

(65)【公開番号】特開2015-23160(P2015-23160A)

(43)【公開日】2015年2月2日

【審査請求日】2016年4月27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】110001748

【氏名又は名称】特許業務法人まこと国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】富阪 賢一

(72)【発明者】

【氏名】竹内 史和

【審査官】 佐藤 靖史

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−２４４１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２２４５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２９３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２１８６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０３１６８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０５Ｈ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属から形成された静電チャックベース部と、
前記静電チャックベース部の上方に位置する被処理基板にＨｅガスを供給するように前記静電チャックベース部を貫通して設けられ、金属から形成された第１のガス流路と、
前記第１のガス流路の上端及び下端のうち少なくとも何れか一方に接続され、誘電体から形成された第２のガス流路と、
前記第１のガス流路及び前記第２のガス流路を覆う金属筐体と、
前記静電チャックベース部に高周波電力を印加する高周波電源と、
樹脂から形成され、前記第１のガス流路と前記第２のガス流路との境界近傍において前記第１のガス流路及び前記第２のガス流路のうち何れか一方のガス流路の外側から当該一方のガス流路の端に当接して固定され、少なくとも当該一方のガス流路の内部の一部を閉塞する閉塞部材とを備え、
前記金属筐体は、接地され、
前記閉塞部材は、前記第１のガス流路又は前記第２のガス流路の流路軸方向に垂直な前記閉塞部材の断面であって前記閉塞部材の少なくとも１つの該断面において、前記第１のガス流路又は前記第２のガス流路の流路軸を中心とする円であって、前記第１のガス流路又は前記第２のガス流路の内断面積の１０％以上の面積を有する該円の内側を閉塞することを特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項2】

前記第２のガス流路は、前記第１のガス流路の下端に接続された樹脂管を有することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項3】

前記第１のガス流路は、前記静電チャックベース部に電気的に接続した状態で設けられた金属管を有し、
前記樹脂管は、前記金属管に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。

【請求項4】

前記静電チャックベース部の上方に位置し、被処理基板が載置される誘電層を更に備え、
前記第２のガス流路は、前記誘電層に設けられた貫通孔を有し、
前記貫通孔は、前記第１のガス流路の上端に接続されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のプラズマ処理装置。

【請求項5】

被処理基板が載置される誘電層、及び該誘電層の下方に位置し金属から形成された静電チャックベース部を具備し、前記被処理基板にＨｅガスを供給するように前記誘電層及び前記静電チャックベース部を貫通する貫通孔が設けられた静電チャックと、
前記静電チャックを覆うチャンバと、
前記静電チャックベース部に高周波電力を印加する高周波電源と、
セラミックから形成され、前記貫通孔に挿通されるリフトピンとを備え、
前記チャンバは、接地され、
前記リフトピンは、前記貫通孔の孔軸方向に垂直な前記リフトピンの断面であって前記リフトピンの少なくとも１つの該断面において、前記貫通孔の孔軸を中心とする円であって、前記貫通孔の断面積の４０％以上の面積を有する該円の内側を閉塞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、プラズマ処理装置に関する。特に、本発明は、放電を効果的に抑制するプラズマ処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、高周波電源を利用して金属から形成されたチャンバ内にプラズマを発生させ、高周波バイアス電力が印加される被処理基板にエッチング処理や成膜処理等を施すプラズマ処理装置が知られている。プラズマ処理装置には、接地されたチャンバ内に静電チャックが設けられる。静電チャックは、被処理基板が載置される誘電層と、誘電層の下方に位置し金属から形成された静電チャックベース部とを具備し、載置された被処理基板を固定すると共に、被処理基板を所望の温度に維持する。具体的には、被処理基板にＨｅガスを供給するように誘電層及び静電チャックベース部を貫通する貫通孔が設けられ、被処理基板裏面にＨｅガスを供給することで被処理基板を冷却する。

【0003】

静電チャックに設けられた貫通孔には、Ｈｅガスを供給するようにガス管が接続されている。前記ガス管としては、前記貫通孔の下端に接続された誘電体である樹脂管を例示できる。また、前記ガス管としては、静電チャックベース部に電気的に接続する前記貫通孔の下端に一端が接続された金属管と、該金属管の他端に接続された樹脂管との組み合わせを例示できる。いずれの場合でも、高周波電源により印加される高周波電力から絶縁するため、前記ガス管としては、樹脂管が用いられる。よって、Ｈｅガスは、樹脂管、静電チャックベース部に設けられた貫通孔、誘電層に設けられた貫通孔を通って被処理基板に供給される場合と、樹脂管、金属管、静電チャックベース部に設けられた貫通孔、誘電層に設けられた貫通孔を通って被処理基板に供給される場合とがある。いずれにせよ、被処理基板にＨｅガスを供給するガス流路は、金属から形成された第１のガス流路（静電チャックベース部に設けられた貫通孔、金属管）と、誘電体から形成された第２のガス流路（誘電層に設けられた貫通孔、樹脂管）とから構成される。

【0004】

静電チャックに設けられた貫通孔は、チャンバに覆われている。つまり、静電チャックベース部に設けられた貫通孔と、誘電層に設けられた貫通孔とが、接地された金属筐体としてのチャンバに覆われている。
一方、ガス管は、接地された金属筐体としての金属容器に覆われている。具体的には、静電チャックに樹脂管の一端が接続されている場合には、樹脂管が接地された金属容器に覆われている。また、静電チャックに金属管の一端が接続され、金属管の他端に樹脂管が接続されている場合には、金属管と樹脂管とが接地された金属容器に覆われている。つまり、静電チャックに設けられた貫通孔と、ガス管とが、接地された金属筐体としてのチャンバ及び金属容器に覆われている。
すなわち、第１のガス流路と第２のガス流路との双方が接地された金属筐体に覆われているといえる。

【0005】

上記の構成を有する静電チャックは、被処理基板に高周波バイアス電力を印加し、チャンバ内に発生したプラズマによりエッチングを行うための下部電極としても用いられている。具体的には、静電チャックベース部に高周波電力が印加される。しかしながら、静電チャックベース部に高周波電力が印加されることで、静電チャック内のガス流路において放電が発生するおそれがある。

【0006】

一方、静電チャックには、静電チャックに載置された被処理基板を昇降させるためのリフトピンが設けられている。リフトピンは、静電チャックに設けられた貫通孔に挿通されているため、この貫通孔がＨｅガスのガス流路として併用される場合がある。
しかしながら、静電チャックベース部に高周波電源を印加することで、リフトピンが挿通される貫通孔において放電が発生するおそれがある。

【0007】

リフトピンが挿通される貫通孔を除いた静電チャック内のガス流路において放電を抑制するプラズマ処理装置については、従来より種々提案されている。例えば、特許文献１には、管径（ガス流路の内断面積）が大きくなるほど放電開始電圧は低くなる傾向にある（特許文献１の明細書の段落０００７）ことから、多数の小径の流路が形成されているガス流路を備えるプラズマ処理装置が提案されている。斯かるプラズマ処理装置によれば、ガス流路は小径である（ガス流路の内断面積が小さい）ため、放電開始電圧が高く、放電が発生し難くなる（特許文献１の明細書の段落００１３）。

【0008】

しかしながら、静電チャック内のガス流路において放電を抑制する一方で、被処理基板を所望する温度に冷却することができるように、被処理基板に供給するＨｅガスのコンダクタンスを一定以上にする必要がある。特許文献１に記載のプラズマ処理装置では、多数の小径の流路が形成されたガス流路を用いるため、被処理基板に供給するＨｅガスのコンダクタンスを一定以上にし難い。つまり、特許文献１に記載のプラズマ処理装置では、Ｈｅガスのコンダクタンスを一定以上にするために、ガス流路の内断面積を大きくせざるを得ない。このため、静電チャック内のガス流路において放電を十分に抑制できない場合があった。

【0009】

また、リフトピンが挿通される貫通孔に特許文献１に記載の技術を適用すると、貫通孔に多数の小径の流路が形成されるため、リフトピンの昇降を妨げることになる。このため、リフトピンが挿通される貫通孔に特許文献１に記載の技術を適用することはできない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開平６−２４４１１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明は、斯かる従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、放電を効果的に抑制する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】

【0012】

前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討を行い、以下の知見を得た。前述のように、被処理基板裏面にＨｅガスを供給するガス流路は、金属から形成される第１のガス流路と、誘電体から形成される第２のガス流路とから構成されるが、特に第１のガス流路と第２のガス流路との境界近傍において、放電が発生し易いということがわかった。これは、以下の理由によるものと考えられる。静電チャックベース部に高周波電力を印加すると、静電チャックベース部を貫通して設けられている第１のガス流路は金属から形成されているため、第１のガス流路は、静電チャックベース部と略同電位となる。第２のガス流路は、第１のガス流路と接続されているため、高周波電力の影響が及ぶものの、誘電体から形成されているため、静電チャックベース部よりも電位が低くなる。このように、第１のガス流路と第２のガス流路との間に電位差が生じる。また、ガス流路を流れるＨｅガスに高周波電力の影響が及ぶことにより、Ｈｅガスが励起され、Ｈｅイオン（Ｈｅ^＋）となる。このため、第１のガス流路と第２のガス流路との境界近傍において、ガス流路を流れるＨｅイオンが、第１のガス流路と第２のガス流路とを覆う接地された金属筐体に向かって加速し易い、すなわち放電し易いと考えられる。第１のガス流路と第２のガス流路との境界近傍におけるＨｅガスの放電の態様は、具体的には以下の通りである。
（１）静電チャック内では、金属から形成された静電チャックベース部を貫通して設けられた第１のガス流路と誘電層を貫通して設けられた第２のガス流路との境界近傍において、ガス流路を流れる励起されたＨｅイオンが、接地された金属筐体（チャンバ）に向かって加速する放電が発生する。
（２）静電チャック外では、金属から形成された第１のガス流路（静電チャックベース部を貫通して設けられた貫通孔又は金属管）と誘電体から形成された第２のガス流路（樹脂管）との境界近傍において、ガス流路を流れるＨｅイオンが、接地された金属筐体（チャンバ又は金属容器）に向かって加速する放電が発生する。

【0013】

本発明者らは、以上の知見に基づき、第１のガス流路と第２のガス流路との境界近傍を閉塞部材を用いて閉塞すれば、Ｈｅイオンが閉塞部材に衝突することによりＨｅイオンの加速を抑え、放電の発生を抑制可能であろうと考えた。さらに、本発明者らは、Ｈｅイオンがガス流路の中心部分において特に加速し易いであろうとの考えに基づき更に検討を行い、ガス流路において同じ内断面積を閉塞する場合であっても、特にガス流路の中心部分を閉塞することで、放電を効果的に抑制できることを見出した。具体的には、ガス流路の流路軸を中心とする円であって、ガス流路の内断面積の１０％以上の面積を有する該円の内側を閉塞すれば、Ｈｅイオンが閉塞部材に衝突することによりＨｅイオンの加速を効果的に抑え、放電を効果的に抑制できるという知見を得た。

【0014】

本発明は、上記の本発明者らの知見に基づき完成されたものである。すなわち、前記課題を解決するため、本発明は、金属から形成された静電チャックベース部と、前記静電チャックベース部の上方に位置する被処理基板にＨｅガスを供給するように前記静電チャックベース部を貫通して設けられ、金属から形成された第１のガス流路と、前記第１のガス流路の上端及び下端のうち少なくとも何れか一方に接続され、誘電体から形成された第２のガス流路と、前記第１のガス流路及び前記第２のガス流路を覆う金属筐体と、前記静電チャックベース部に高周波電力を印加する高周波電源と、樹脂から形成され、前記第１のガス流路と前記第２のガス流路との境界近傍において前記第１のガス流路及び前記第２のガス流路のうち何れか一方のガス流路の外側から当該一方のガス流路の端に当接して固定され、少なくとも当該一方のガス流路の内部の一部を閉塞する閉塞部材とを備え、前記金属筐体は、接地され、前記閉塞部材は、前記第１のガス流路又は前記第２のガス流路の流路軸方向に垂直な前記閉塞部材の断面であって前記閉塞部材の少なくとも１つの該断面において、前記第１のガス流路又は前記第２のガス流路の流路軸を中心とする円であって、前記第１のガス流路又は前記第２のガス流路の内断面積の１０％以上の面積を有する該円の内側を閉塞することを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。

【0015】

本発明に係るプラズマ処理装置では、金属から形成された第１のガス流路の上端又は下端のうち少なくとも何れか一方に、誘電体から形成された第２のガス流路が接続されている。このため、静電チャックベース部を貫通して設けられた第１のガス流路と、第２のガス流路とにより、静電チャックベース部の上方に位置する被処理基板にＨｅガスを供給することができる。高周波電源が金属から形成された静電チャックベース部に高周波電力を印加するため、静電チャックベース部を貫通して設けられた第１のガス流路に高周波電力が印加される。そして、接地された金属筐体が第１のガス流路及び第２のガス流路を覆っている。その結果、前述のように、第１のガス流路と第２のガス流路との境界近傍において、Ｈｅイオンが接地された金属筐体に向かって加速することにより、放電が発生するおそれがある。
閉塞部材は、樹脂から形成されているため、Ｈｅイオンは閉塞部材の内部を通過することができない。閉塞部材は、第１のガス流路と第２のガス流路との境界近傍において第１のガス流路及び第２のガス流路のうち少なくとも何れか一方の内部の一部を閉塞する。このため、第１のガス流路又は第２のガス流路を流れるＨｅイオンが閉塞部材に衝突することによって、Ｈｅイオンの加速を抑えることができる。第１のガス流路又は第２のガス流路の流路軸方向に垂直な閉塞部材の断面であって閉塞部材の少なくとも１つの該断面において、第１のガス流路又は第２のガス流路の流路軸を中心とする円であって、第１のガス流路又は第２のガス流路の内断面積の１０％以上の面積を有する該円の内側を閉塞しない場合には、放電が発生するおそれがある。本発明によれば、閉塞部材は、閉塞部材の前記断面において、第１のガス流路又は第２のガス流路の流路軸を中心とする円であって、第１のガス流路又は第２のガス流路の内断面積の１０％以上の面積を有する該円の内側を閉塞するため、Ｈｅイオンが閉塞部材に衝突し易くなることによりＨｅイオンの加速を効果的に抑えることができる。その結果、放電の発生を効果的に抑制することができる。
前述のように、閉塞部材が第１のガス流路及び第２のガス流路のうち少なくとも何れか一方の内部の一部を閉塞する。つまり、ガス流路の内部の全体が閉塞部材により閉塞されない。具体的には、ガス流路のいずれの断面においても、その断面の全体ではなく一部しか閉塞部材により閉塞されない。このため、第１のガス流路及び第２のガス流路を介して被処理基板に供給するＨｅガスの流通が阻害されないように、ガス流路の内部を閉塞することができる。閉塞部材によって閉塞されない部分の寸法を適宜調整することにより、被処理基板に供給するＨｅガスのコンダクタンスを一定以上にすることができ、被処理基板を所望する温度に冷却することが可能である。

【0016】

ここで、第１のガス流路及び第２のガス流路は、いずれも、ガスが流れる空間と、該空間を区画する壁面とから構成される。金属から形成された第１のガス流路とは、上記の壁面が金属から形成されていることを意味する。第１のガス流路としては、金属から形成された静電チャックベース部に設けられた貫通孔、金属管、金属製の継手、又はこれらの組合せを例示できる。また、誘電体から形成された第２のガス流路とは、上記の壁面が誘電体から形成されていることを意味する。第２のガス流路としては、誘電層に設けられた貫通孔、樹脂管、又はこれらの組合せを例示できる。

【0017】

前記第２のガス流路の接続の態様としては、前記第１のガス流路の下端に接続された樹脂管を有するものを例示できる。

【0018】

前記第１のガス流路の接続の態様としては、前記静電チャックベース部に電気的に接続した状態で設けられた金属管を有し、前記樹脂管が前記金属管に接続されているものを例示できる。

【0019】

静電チャックにおいては、前記静電チャックベース部の上方に位置し、被処理基板が載置される誘電層を更に備えており、前記第２のガス流路が前記誘電層に設けられた貫通孔を有し、前記貫通孔が前記第１のガス流路の上端に接続されているものを例示できる。

【0020】

前述したものの他、前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討を行い、以下の知見を得た。リフトピンが挿通される貫通孔は、金属から形成された静電チャックベース部を貫通して設けられた貫通孔と、誘電層を貫通して設けられた貫通孔とから構成されるが、特に静電チャックベース部を貫通して設けられた貫通孔と誘電層を貫通して設けられた貫通孔との境界近傍において、放電が発生し易いということがわかった。これは、以下の理由によるものと考えられる。静電チャックベース部に高周波電力を印加すると、静電チャックベース部が誘電層の下方に位置するため、誘電層に高周波電力の影響が及ぶものの、誘電層は誘電体から形成されているため、静電チャックベース部よりも電位が低くなる。このように、静電チャックベース部と誘電層との間に電位差が生じる。また、貫通孔を流れるＨｅガスに高周波電力の影響が及ぶことにより、Ｈｅガスが励起され、Ｈｅイオンとなる。このため、静電チャックベース部を貫通して設けられた貫通孔と誘電層を貫通して設けられた貫通孔との境界近傍において、リフトピンが挿通される貫通孔を流れるＨｅイオンが、静電チャックベース部を貫通して設けられた貫通孔と誘電層を貫通して設けられた貫通孔とを覆う接地された金属筐体に向かって加速し易い、すなわち放電し易いと考えられる。

【0021】

本発明者らは、以上の知見に基づき、静電チャックベース部を貫通して設けられた貫通孔と誘電層を貫通して設けられた貫通孔との境界近傍をリフトピンを用いて閉塞すれば、Ｈｅイオンがリフトピンに衝突することによりＨｅイオンの加速を抑え、放電の発生を抑制可能であろうと考えた。さらに、本発明者らは、Ｈｅイオンが貫通孔の中心部分において特に加速し易いであろうとの考えに基づき更に検討を行い、貫通孔において同じ断面積を閉塞する場合であっても、特に貫通孔の中心部分を閉塞することで、放電を効果的に抑制できることを見出した。具体的には、貫通孔の孔軸を中心とする円であって、貫通孔の断面積の４０％以上の面積を有する該円の内側を閉塞すれば、Ｈｅイオンがリフトピンに衝突することによりＨｅイオンの加速を効果的に抑え、放電を効果的に抑制できるという知見を得た。

【0022】

本発明は、上記の本発明者らの知見に基づき完成されたものである。すなわち、被処理基板が載置される誘電層、及び該誘電層の下方に位置し金属から形成された静電チャックベース部を具備し、前記被処理基板にＨｅガスを供給するように前記誘電層及び前記静電チャックベース部を貫通する貫通孔が設けられた静電チャックと、前記静電チャックを覆うチャンバと、前記静電チャックベース部に高周波電力を印加する高周波電源と、セラミックから形成され、前記貫通孔に挿通されるリフトピンとを備え、前記チャンバは、接地され、前記リフトピンは、前記貫通孔の孔軸方向に垂直な前記リフトピンの断面であって前記リフトピンの少なくとも１つの該断面において、前記貫通孔の孔軸を中心とする円であって、前記貫通孔の断面積の４０％以上の面積を有する該円の内側を閉塞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。

【0023】

高周波電力が印加されている静電チャックベース部は誘電層の下方に位置する。そして、被処理基板にＨｅガスを供給するように誘電層及び静電チャックベース部を貫通して設けられた貫通孔が接地されたチャンバに覆われている。その結果、前述のように、誘電層を貫通して設けられた貫通孔と、静電チャックベース部を貫通して設けられた貫通孔との境界近傍において、Ｈｅイオンが接地されたチャンバに向かって加速することにより、放電が発生するおそれがある。
リフトピンはセラミックから形成されているため、Ｈｅイオンはリフトピンの内部を通過することができない。リフトピンは静電チャックに設けられた貫通孔に挿通されているため、貫通孔を流れるＨｅイオンがリフトピンに衝突することによって、Ｈｅイオンの加速を抑えることができる。貫通孔の孔軸方向に垂直なリフトピンの断面であってリフトピンの少なくとも１つの該断面において、貫通孔の孔軸を中心とする円であって、貫通孔の断面積の４０％以上の面積を有する円の内側を閉塞しない場合には、放電が発生するおそれがある。本発明によれば、リフトピンの前記断面において、貫通孔の孔軸を中心とする円であって、貫通孔の断面積の４０％以上の面積を有する円の内側を閉塞するため、Ｈｅイオンがリフトピンに衝突し易くなることによりＨｅイオンの加速を効果的に抑えることができる。その結果、放電の発生を効果的に抑制することができる。

【発明の効果】

【0024】

以上に説明したように本発明によると、放電を効果的に抑制するプラズマ処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】図１は、本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装置を示す概略断面図である。

【図2】図２は、閉塞部材の具体的な形状を示す説明図である。

【図3】図３は、閉塞部材が貫通孔の中心部分を閉塞する状態を示す断面図である。

【図4】図４は、本発明の第２の実施形態に係るプラズマ処理装置を示す概略断面図である。

【図5】図５は、閉塞部材が継手と樹脂管との境界近傍に設けられた状態を示す説明図である。

【図6】図６は、閉塞部材が樹脂管の中心部分を閉塞する状態を示す断面図である。

【図7】図７は、本発明の第３の実施形態に係るプラズマ処理装置を示す概略断面図である。

【図8】図８は、放電抑制の効果を評価するための確認試験の説明図である。

【図9】図９は、本発明の第４の実施形態に係るプラズマ処理装置を示す概略断面図である。

【図10】図１０は、リフトピンが貫通孔の中心部分を閉塞する状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

（第１の実施形態）
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装置について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装置１００を示す概略断面図である。なお、図１は、第１のガス流路３や第２のガス流路４が接続される状態や閉塞部材６が設けられる状態の理解を容易にするため、実際の構成要素の寸法から縮尺を適宜変更して示している。

【0027】

図１に示すように、本実施形態に係るプラズマ処理装置１００は、接地された金属筐体１と、被処理基板Ｗが載置される静電チャック２と、金属から形成された第１のガス流路３と、誘電体から形成された第２のガス流路４と、高周波電源５とを備える。静電チャック２は、接地された金属筐体１としてのチャンバ１Ａに覆われている。金属容器１Ｂは、チャンバ１Ａの下方に電気的に接続した状態で連結されている。このため、金属容器１Ｂも接地されている。

【0028】

静電チャック２は、被処理基板Ｗが載置される誘電層２１と、誘電層２１の下方に位置し、金属から形成された静電チャックベース部２２とを具備する。静電チャック２には、被処理基板ＷにＨｅガスを供給するように誘電層２１及び静電チャックベース部２２を貫通する貫通孔が設けられている。具体的には、この貫通孔は、誘電層２１を貫通して設けられた貫通孔４１と、静電チャックベース部２２を貫通して設けられた貫通孔３１とから構成されている。このため、貫通孔３１及び貫通孔４１を通って、被処理基板Ｗ裏面にＨｅガスが供給される。

【0029】

静電チャック２は、絶縁部２４と、アース部２５とを更に具備する。絶縁部２４は、静電チャックベース部２２の下方に位置する。アース部２５は、絶縁部２４の下方に位置し、接地されている。具体的には、アース部２５は、チャンバ１Ａと接している。静電チャック２は、チャンバ１Ａに覆われている。具体的には、静電チャック２は、チャンバ１Ａ内に取り付けられている。つまり、静電チャックベース部２２を貫通して設けられた貫通孔３１及び誘電層２１を貫通して設けられた貫通孔４１は、チャンバ１Ａに覆われている。

【0030】

本実施形態に係るプラズマ処理装置１００は、Ｈｅガス管７と、Ｈｅ供給手段８とを更に備える。本実施形態では、金属管３２の一端が、静電チャックベース部２２に設けられた貫通孔３１の下端に接続されている。具体的には、金属管３２が金属製の継手３３を介して貫通孔３１に接続されている。このため、金属管３２は、静電チャックベース部２２に電気的に接続されている。金属管３２は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属から構成される。そして、金属管３２に印加されている高周波電力から絶縁するため、樹脂管４２の一端が金属管３２の他端に接続されている。具体的には、樹脂管４２が金属製の継手３４を介して金属管３２に接続されている。樹脂管４２は、可撓性を有し、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）チューブ等の樹脂から構成される。樹脂管４２は、Ｈｅガス管７を介して、Ｈｅ供給手段８と連通している。このため、Ｈｅ供給手段８によって供給されたＨｅガスは、Ｈｅガス管７、樹脂管４２、金属管３２、静電チャックベース部２２を貫通して設けられた貫通孔３１、誘電層２１を貫通して設けられた貫通孔４１を通って被処理基板に供給される。Ｈｅ供給手段８は、Ｈｅガス管７に設けられるＨｅ供給バルブ（図示せず）を調整することによって、Ｈｅ供給手段８によって供給されるＨｅガスの圧力を変動させることができる。

【0031】

高周波電源５は、静電チャックベース部２２に高周波電力を印加する。静電チャックベース部２２が誘電層２１の下方に位置するため、誘電層２１に高周波電力の影響が及ぶものの、誘電層２１は誘電体から形成されているため、静電チャックベース部２２よりも電位が低くなる。つまり、静電チャックベース部２２と誘電層２１との間に電位差が生じる。また、誘電層２１を貫通して設けられた貫通孔４１及び静電チャックベース部２２を貫通して設けられた貫通孔３１を流れるＨｅガスに高周波電力の影響が及ぶことにより、Ｈｅガスが励起され、Ｈｅイオン（Ｈｅ^＋）となる。そして、静電チャック２は、接地されたチャンバ１Ａに覆われている。具体的には、誘電層２１を貫通して設けられた貫通孔４１及び静電チャックベース部２２を貫通して設けられた貫通孔３１は、接地されたチャンバ１Ａに覆われている。その結果、貫通孔４１と貫通孔３１との境界近傍において、Ｈｅイオンがチャンバ１Ａに向かって加速することにより、放電が発生するおそれがある。

【0032】

本実施形態に係るプラズマ処理装置１００は、樹脂から形成された閉塞部材６を更に備える。本実施形態では、閉塞部材６は、可撓性を有し、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂から構成されている。図１に示すように、本実施形態では、閉塞部材６は、静電チャック２内に設けられている。具体的には、閉塞部材６は、静電チャック２内の貫通孔３１と貫通孔４１との境界近傍に設けられている。まず、閉塞部材６の具体的な形状について説明する。図２は、閉塞部材６の具体的な形状を示す説明図である。図２（ａ）は閉塞部材６の全体を示す説明図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示す閉塞部材６をＡ方向から見た側面図であり、図２（ｃ）は図２（ａ）に示す閉塞部材６のＢ−Ｂ断面図である。図２（ａ）に示すように、閉塞部材６は、第１部分６１と、第２部分６２と、第３部分６３とから構成され、第１部分６１と第３部分６３との間に第２部分６２が連接される。図２（ｂ）に示すように、第１部分６１は、通気孔６１１を有する。本実施形態では、第１部分６１は、通気孔６１１を３つ有するが、本発明はこれに限られるものではなく、通気孔６１１が１つ、２つ又は４つ以上であってもよい。また、第１部分６１は、薄板状に形成され、閉塞部材６をＡ方向から見たときに、第１部分６１の外縁は円形状であるが、本発明はこれに限られるものではなく、多角形状等の種々の形状であってもよい。また、図２（ｂ）に示すように、通気孔６１１の形状は、弧状に形成されているが、本発明はこれに限られるものではない。第２部分６２は、円柱状に形成されているが、本発明はこれに限られるものではなく、三角柱状、四角柱状等の多角柱状であってもよい。第３部分６３は、図２（ｃ）に示すように、放射状に突出する４つの突出部６３１を有するが、本発明はこれに限られるものではなく、突出部６３１を１つ、２つ、３つ、又は５つ以上有していてもよく、また、突出部を有していなくてもよい。なお、本実施形態では、閉塞部材６の図２（ａ）に示すＡ方向の長さについて、第１部分６１の長さは１．３ｍｍ、第２部分６２の長さは１２ｍｍ、第３部分６３の長さは３１．７ｍｍである。また、Ａ方向から見て、第１部分６１の外縁の直径は６．３５ｍｍ、第２部分６２の外縁の直径は１．５ｍｍ、第３部分６３の外縁の外接円の直径は３．８５ｍｍである。

【0033】

前述したように、閉塞部材６は、静電チャック２内の貫通孔３１と貫通孔４１との境界近傍に設けられている。具体的には、図１に示すように、閉塞部材６は、静電チャックベース部２２を貫通して設けられた貫通孔３１の上端から挿入されている。ここで、貫通孔３１及び貫通孔４１は、貫通孔３１と貫通孔４１との境界近傍において、孔径が大きくなるように形成されている。具体的には、閉塞部材６の第２部分６２及び第３部分６３が位置する貫通孔３１の孔軸方向に垂直な方向の断面において、貫通孔３１の孔径は、第２部分６２の外縁及び第３部分６３の外縁の外接円の直径以上の大きさであり、第１部分６１の外縁の直径よりも小さい。そして、閉塞部材６の第１部分６１が位置する貫通孔３１及び貫通孔４１の孔軸方向に垂直な方向の断面において、貫通孔３１及び貫通孔４１の孔径は、第１部分６１の外縁の直径以上の大きさである。このため、閉塞部材６を貫通孔３１に挿入すれば、閉塞部材６の第１部分６１が静電チャックベース部２２に当接する。つまり、閉塞部材６は、第１部分６１が静電チャックベース部２２に当接し、固定される。このため、貫通孔３１と貫通孔４１との境界近傍において貫通孔３１の内部の一部が閉塞部材６により閉塞される。具体的には、貫通孔３１のいずれの断面においても、貫通孔３１の全体ではなく貫通孔３１の一部しか閉塞部材６により閉塞されない。より具体的には、貫通孔３１の内部の中心部分が閉塞部材６により閉塞される。このため、被処理基板Ｗに供給するＨｅガスの流通が阻害されないように、貫通孔３１の内部を閉塞することができる。閉塞部材６によって閉塞されない部分の寸法を適宜調整することにより、被処理基板Ｗに供給するＨｅガスのコンダクタンスを一定以上にすることができ、被処理基板Ｗを所望する温度に冷却することが可能である。

【0034】

図３は、閉塞部材６が貫通孔３１の中心部分を閉塞する状態を拡大して示す断面図である。図３に示す領域Ｒは、貫通孔３１の孔軸を中心とする円であって、貫通孔３１の断面積の１０％の面積を有する円を示す。図３に示すように、閉塞部材６は、貫通孔３１の孔軸方向に垂直な閉塞部材６の断面であって閉塞部材６の少なくとも１つの該断面において、貫通孔３１の孔軸を中心とする円であって、貫通孔３１の断面積の１０％以上の面積を有する該円の内側を閉塞する。つまり、貫通孔３１の孔軸方向に垂直な閉塞部材６の断面であって閉塞部材６の少なくとも１つの該断面において、領域Ｒの内側が閉塞部材６によって閉塞される。このため、Ｈｅイオンが加速し易い貫通孔３１の中心部分が閉塞部材６によって閉塞されることで、Ｈｅイオンが閉塞部材６に衝突することによりＨｅイオンの加速を効果的に抑え、放電を効果的に抑制できる。なお、放電を効果的に抑制できることを示す試験結果については後述する。

【0035】

（第２の実施形態）
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の第２の実施形態に係るプラズマ処理装置について説明する。なお、本発明の第１の実施形態と同様の部分についての説明は省略し、主として第１の実施形態と異なる部分について説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係るプラズマ処理装置１００Ａを示す概略断面図である。図４に示すように、本実施形態に係るプラズマ処理装置１００Ａでは、閉塞部材６が金属製の継手３４と樹脂管４２との境界近傍に設けられている。その他の構成については、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置１００と同様である。なお、図４は、図１と同様に、第１のガス流路３や第２のガス流路４が接続される状態や閉塞部材６が設けられる状態の理解を容易にするため、実際の構成要素の寸法から縮尺を適宜変更して示している。

【0036】

前述のように、高周波電源５は、静電チャックベース部２２に高周波電力を印加する。図４に示すように、金属管３２は、静電チャックベース部２２に電気的に接続した状態で設けられているため、継手３３を介して、金属管３２に高周波電力が印加される。また、金属管３２は、金属製の継手３４を介して、樹脂管４２に接続されているため、継手３４にも高周波電力が印加される一方、継手３４と樹脂管４２との間に電位差が生じる。また、継手３３、金属管３２、継手３４及び樹脂管４２を流れるＨｅガスに高周波電力の影響が及ぶことにより、Ｈｅガスが励起され、Ｈｅイオンとなる。そして、継手３３、金属管３２、継手３４及び樹脂管４２は、接地された金属容器１Ｂに覆われている。その結果、継手３４と樹脂管４２との境界近傍において、Ｈｅイオンが金属容器１Ｂに向かって加速することにより、放電が発生するおそれがある。

【0037】

図５は、閉塞部材６が継手３４と樹脂管４２との境界近傍に設けられた状態を示す説明図である。図５（ａ）は図１に示す領域Ｓの拡大図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示す領域Ｔの概略断面図である。なお、図５は、閉塞部材６が設けられる状態の理解を容易にするため、実際の構成要素の寸法から縮尺を適宜変更して示している。図５（ｂ）に示すように、本実施形態では、閉塞部材６は、樹脂管４２の一端に固定されている。具体的には、閉塞部材６が樹脂管４２の一端から挿入されることで、閉塞部材６の第１部分６１が樹脂管４２の一端に当接する。第１部分６１が樹脂管４２の一端に当接している状態で、樹脂管４２が継手３４の挿入孔３４１に押し込まれている。樹脂管４２が継手３４の挿入孔３４１に押し込まれている状態で、継手３４が有するフェルールと称される固定部材３４２により樹脂管４２の外縁が押さえつけられることにより、樹脂管４２は継手３４に対して固定される。その結果、閉塞部材６は、樹脂管４２の一端に固定される。ここで、樹脂管４２の管軸方向に垂直な方向の断面において、樹脂管４２の内径の直径は、第１部分６１の外縁の直径よりも小さく、第２部分６２の外縁及び第３部分の外縁の外接円の直径よりも大きい。このため、閉塞部材６を樹脂管４２に挿入すれば、前述のように、閉塞部材６の第１部分６１が樹脂管４２の一端に当接する。つまり、閉塞部材６は、第１部分６１が樹脂管４２の一端に当接し、固定される。このため、継手３４と樹脂管４２との境界近傍において樹脂管４２の内部の一部が閉塞部材６により閉塞される。具体的には、樹脂管４２の内部の中心部分が閉塞部材６により閉塞される。また、樹脂管４２の外径は、継手３４の挿入孔３４１の孔径と略同一である。このため、樹脂管４２の管軸方向に垂直な方向の断面において、第１部分６１の外縁の直径は、樹脂管４２の外径の直径以下とされている。好ましい形態として、本実施形態では、第１部分６１の外縁の直径は、樹脂管４２の外径と略同一である。

【0038】

図５（ｂ）に示すように、樹脂管４２の外縁が継手３４の固定部材３４２に押さえつけられることにより、固定部材３４２により押さえつけられた部分の樹脂管４２の内径が小さくなる。閉塞部材６が挿入された樹脂管４２の管軸方向に垂直な方向の断面において、閉塞部材６の第２部分６２の外縁の直径は、第１部分６１の外縁及び第３部分の外縁の外接円の直径より小さく構成されており、第２部分が固定部材３４２により押さえつけられた部分に対向するように位置する。このため、固定部材３４２により樹脂管４２の内径が小さくなったとしても、Ｈｅガスのコンダクタンスを一定以上にし易い。

【0039】

図６は、閉塞部材６が樹脂管４２の中心部分を閉塞する状態を拡大して示す断面図である。図６に示す領域Ｕは、樹脂管４２の管軸を中心とする円であって、樹脂管４２の内断面積の１０％の面積を有する円を示す。図６に示すように、閉塞部材６は、樹脂管４２の管軸方向に垂直な閉塞部材６の断面であって閉塞部材６の少なくとも１つの該断面において、樹脂管４２の管軸を中心とする円であって、樹脂管４２の内断面積の１０％以上の面積を有する該円の内側を閉塞する。つまり、樹脂管４２の管軸方向に垂直な閉塞部材６の断面であって閉塞部材６の少なくとも１つの該断面において、領域Ｕの内側が閉塞部材６によって閉塞される。このため、Ｈｅイオンが加速し易い樹脂管４２の中心部分が閉塞部材６によって閉塞されることで、Ｈｅイオンが閉塞部材６に衝突することによりＨｅイオンの加速を効果的に抑え、放電を効果的に抑制できる。なお、放電を効果的に抑制できることを示す試験結果については後述する。

【0040】

前述したように、閉塞部材６は可撓性を有し、第３部分６３は放射状に突出する突出部６３１を有する。また、図６に示すように、本実施形態では、樹脂管４２の管軸方向に垂直な方向の断面において、第３部分６３の外縁の外接円の直径は、樹脂管４２の内径の直径と略同一である。具体的には、第３部分６３の外縁の外接円の直径は、樹脂管４２の内径の直径よりもわずかに小さい。これらによって、樹脂管４２が曲げられていたとしても、樹脂管４２の内面が突出部６３１に当接することで、樹脂管４２の曲げに応じて閉塞部材６も曲がる。このため、閉塞部材６が樹脂管４２の中心部分を容易に閉塞することができる。
また、一般的な継手により樹脂管を接続する場合であっても、第１部分６１が薄板状に形成されているため、樹脂管に閉塞部材６を適用させることができる。また、既に継手に接続されている樹脂管に、必要に応じて、閉塞部材６を適用させることができる。

【0041】

本実施形態では、図５に示すように、閉塞部材６は、樹脂管４２の一端に固定されているが、本発明はこれに限られるものではなく、閉塞部材６は、継手３４に取り付けられる金属管３２の一端に固定されていてもよい。

【0042】

（第３の実施形態）
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の第３の実施形態に係るプラズマ処理装置について説明する。なお、これまでに述べた第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の部分についての説明は省略し、主として異なる部分について説明する。図７は、本発明の第３の実施形態に係るプラズマ処理装置１００Ｂを示す概略断面図である。なお、図７は、第１のガス流路３や第２のガス流路４が接続される状態や閉塞部材６が設けられる状態の理解を容易にするため、実際の構成要素の寸法から縮尺を適宜変更して示している。

【0043】

図７に示すように、本実施形態に係るプラズマ処理装置１００Ｂでは、樹脂管４２の一端が静電チャックベース部２２を貫通して設けられた貫通孔３１の下端に接続されている。具体的には、樹脂管４２が金属製の継手３３を介して貫通孔３１に接続されている。

【0044】

前述のように、高周波電源５は、静電チャックベース部２２に高周波電力を印加する。図７に示すように、樹脂管４２は、金属製の継手３３を介して、静電チャックベース部２２に設けられた貫通孔３１に接続されているため、継手３３にも高周波電力が印加される一方、継手３３と樹脂管４２との間に電位差が生じる。また、継手３３及び樹脂管４２を流れるＨｅガスに高周波電力の影響が及ぶことにより、Ｈｅガスが励起され、Ｈｅイオンとなる。そして、継手３３及び樹脂管４２は、接地されたチャンバ１Ａ及び金属容器１Ｂに覆われている。その結果、継手３４と樹脂管４２との境界近傍において、Ｈｅイオンがチャンバ１Ａ又は金属容器１Ｂに向かって加速することにより、放電が発生するおそれがある。

【0045】

図７に示すように、本実施形態に係るブラズマ処理装置１００Ｂでは、閉塞部材６が金属製の継手３３と樹脂管４２との境界近傍に設けられている。具体的には、前述した第２の実施形態と同様に、閉塞部材６が樹脂管４２の一端から挿入され、継手３３と樹脂管４２との境界近傍において樹脂管４２の内部の一部が閉塞部材６により閉塞される。より具体的には、閉塞部材６は、樹脂管４２の管軸方向に垂直な閉塞部材６の断面であって閉塞部材６の少なくとも１つの該断面において、樹脂管４２の管軸を中心とする円であって、樹脂管４２の内断面積の１０％以上の面積を有する該円の内側を閉塞する。このため、Ｈｅイオンが加速し易い樹脂管４２の中心部分が閉塞部材６によって閉塞されることで、Ｈｅイオンが閉塞部材６に衝突することによりＨｅイオンの加速を効果的に抑え、放電を効果的に抑制できる。

【0046】

本実施形態では、閉塞部材６は、樹脂管４２の一端に固定されているが、本発明はこれに限られるものではなく、閉塞部材６は、貫通孔３１の下端に固定されていてもよい。また、閉塞部材６は、前述した第１の実施形態と同様に、静電チャック２内の貫通孔３１と貫通孔４１との境界近傍に設けられていてもよい。

【0047】

以上に説明したように、第１の実施形態、第２の実施形態及び第３の実施形態においては、閉塞部材６が、第１のガス流路３又は第２のガス流路４の流路軸方向に垂直な閉塞部材６の断面であって閉塞部材６の少なくとも１つの該断面において、第１のガス流路３又は第２のガス流路４の流路軸を中心とする円であって、第１のガス流路３又は第２のガス流路４の内断面積の１０％以上の面積を有する該円の内側を閉塞することを特徴としている。そこで、この特徴を有することにより放電を効果的に抑制できることについて確認する試験を行った。具体的には、図４に示すプラズマ処理装置１００としての誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）処理装置を用いて、閉塞部材６が継手３４と樹脂管４２との境界近傍において樹脂管４２の内部の一部を閉塞する状態を変化させたときに放電を抑制できるか否かについて確認する試験を行った。なお、高周波電源５が静電チャックベース部２２に印加する高周波電力は４５００Ｗであり、高周波電源５が静電チャックベース部２２に印加する高周波電力の周波数は２ＭＨｚであり、インナーコイル（図示せず）に印加される電力は０．７ｋＷであり、アウターコイル（図示せず）に印加される電力は２．５ｋＷであり、Ｈｅガス供給手段８のＨｅガスの供給圧力は２６６６Ｐａであり、エッチングガスとして、Ｃ_４Ｆ_８ガスの供給流量は６０ｓｃｃｍであり、Ｃ_４Ｆ_８ガスの排気流量は６０ｓｃｃｍであり、Ｏ_２ガスの供給流量は５０ｓｃｃｍであり、Ｏ_２ガスの排気流量は５０ｓｃｃｍであり、Ａｒガスの供給流量は２００ｓｃｃｍであり、これらのエッチングガスの混合ガスによるチャンバ内の圧力は３Ｐａであるとして、試験を行った。

【0048】

まず、継手３４と樹脂管４２との境界近傍において樹脂管４２の中心部分が閉塞されることで、放電を効果的に抑制できることについて確認する試験を行った。具体的には、図８（ａ）に示すように本実施形態の閉塞部材６を樹脂管４２に挿入した場合と、図８（ｂ）に示すように閉塞部材６と同じ材質である樹脂製で直径２ｍｍの円柱状の閉塞部材Ｚを樹脂管４２に挿入した場合とで、放電を抑制できるか否かについて確認する試験を行った。なお、樹脂管４２の内断面積は１２．３ｍｍ^２であり、閉塞部材６が樹脂管４２を閉塞している面積は２．６ｍｍ^２であり、円柱状の閉塞部材Ｚが樹脂管４２を閉塞している面積は３．１ｍｍ^２であるとして試験を行った。

【0049】

一般に、ガス流路の内断面積が大きくなるほど放電開始電圧は低くなる傾向にある。このため、閉塞部材が樹脂管４２を閉塞する面積を小さくすると、放電が発生し易くなると思われる。しかしながら、この試験を行った結果、本実施形態の閉塞部材６を樹脂管４２に挿入した場合には放電が発生しなかったのに対して、円柱状の閉塞部材Ｚを樹脂管４２に挿入した場合には放電が発生した。つまり、本実施形態の閉塞部材６は、円柱状の閉塞部材Ｚよりも樹脂管４２を閉塞する面積が小さいにもかかわらず、放電を抑制できることが確認できた。よって、継手３４と樹脂管４２との境界近傍において樹脂管４２の中心部分が閉塞されることで、放電を効果的に抑制できることがわかった。閉塞部材６によりＨｅイオンの加速を抑える効果は、適用箇所を変えても同様である。このため、閉塞部材６が静電チャック２を貫通して設けられた貫通孔３１と貫通孔４１との境界近傍において貫通孔の中心部分を閉塞することにより、放電を効果的に抑制できることが期待できる。

【0050】

次に、閉塞部材が樹脂管４２を閉塞する中心部分の閉塞率を変化させたときに、放電を抑制できるか否かについて確認する試験を行った。具体的には、閉塞部材が樹脂管４２の管軸を中心とする円の内側を閉塞する面積（図８（ａ）に示す直径Ｘの円の面積）を変化させた。より具体的には、図８（ａ）に示すＸの値を変化させた。また、閉塞部材が樹脂管４２を閉塞する閉塞面積を変化させたときに、Ｈｅガスの供給及び排気が十分にできているか、すなわち、被処理基板Ｗを所望する温度に冷却することができるかについて確認する試験を行った。ここで、継手３４と樹脂管４２との境界近傍に圧力計を設置し、所定の圧力以上の圧力が検出された場合に、Ｈｅガスの供給及び排気が十分にできていることとした。なお、樹脂管４２の内断面積は１２．３ｍｍ^２である。中心部分の閉塞率とは、樹脂管４２の管軸方向に垂直な閉塞部材の断面であって閉塞部材の少なくとも１つの該断面において、樹脂管４２の内断面積に対して、閉塞部材が樹脂管４２の管軸を中心とする円の内側を閉塞する面積が占める比率を意味する。また、コンダクタンスＣは、ガス流路の開口面積と同じ面積を有する円の半径をｄとし、ガス流路の平均圧力をＰとし、Ｈｅガスの粘度をηとし、ガス流路の長さをＬとして、下記式（１）のように表現される。なお、ガス流路の開口面積とは、ガス流路の内断面積と閉塞部材が閉塞する断面積との差を意味する。ガス流路の平均圧力は、Ｈｅ供給手段の供給圧力が２６６６Ｐａであり、チャンバ内が真空状態であることから、１３３３Ｐａとしている。Ｈｅガスの粘度ηは、０．００００１９６Ｐａ・ｓである。
Ｃ＝πｄ^４Ｐ／８ηＬ ・・・（１）

【0051】

この試験結果を表１に示す。なお、「円柱状の閉塞部材（２φ）」とは樹脂管４２の全長に亘って直径２ｍｍの円柱状の閉塞部材を図８（ｂ）に示すように挿入したことを、「円柱状の閉塞部材（３φ）」とは樹脂管４２の全長に亘って直径３ｍｍの円柱状の閉塞部材を図８（ｂ）に示すように挿入したことを意味する。また、供給排気の評価として、「○」は被処理基板へ供給するＨｅガスの供給及び排気が十分に行われていたことを、「×」は被処理基板へ供給するＨｅガスの供給及び排気が十分に行われていなかったことを意味する。また、放電の評価として、「○」は放電が発生しなかったことを、「×」は放電が発生したことを、「−」はＨｅガスの供給・排気が十分でなかったためＨｅガスに起因する放電について評価できなかったことを意味する。

【表1】

【0052】

表１に示すように、閉塞部材が樹脂管４２を閉塞する中心部分の閉塞率が１０％以上であれば放電を抑制できることがわかった。また、コンダクタンスＣが２２４０８７以上であればＨｅガスの供給及び排気が十分にできる、すなわち、被処理基板Ｗを所望の温度に冷却できることがわかった。前述のように、閉塞部材６は、被処理基板Ｗに供給するＨｅガスのコンダクタンスが一定以上となるように樹脂管４２を閉塞する。具体的には、被処理基板Ｗを所望する温度に冷却することができる程度のコンダクタンスを有するように樹脂管４２を閉塞するが、上記の試験結果から、好ましい形態として、閉塞部材６は、被処理基板Ｗに供給するＨｅガスのコンダクタンスＣが２２４０８７以上になるように、樹脂管４２を閉塞する。なお、被処理基板Ｗを所望する温度に冷却することができる効果は、閉塞部材６の適用箇所を変えても同様である。このため、第１の実施形態、第２の実施形態のように、閉塞部材６は、被処理基板Ｗに供給するＨｅガスのコンダクタンスＣが２２４０８７以上になるように、貫通孔３１、金属管３２を閉塞してもよい。

【0053】

（第４の実施形態）
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の第４の実施形態に係るプラズマ処理装置について説明する。なお、これまでに述べた第１の実施形態から第３の実施形態と同様の部分についての説明は省略し、主として異なる部分について説明する。図９は、本発明の第４の実施形態に係るプラズマ処理装置１００Ｃを示す概略断面図である。なお、図９は、貫通孔２３やリフトピン６’が設けられる状態の理解を容易にするため、実際の構成要素の寸法から縮尺を適宜変更して示している。

【0054】

図９に示すように、本実施形態に係るプラズマ処理装置１００Ｃは、静電チャック２に載置された被処理基板Ｗを昇降させるためのセラミックから形成されたリフトピン６’と、リフトピン６’が挿通される貫通孔２３とを更に備える。リフトピン６’は、被処理基板Ｗを昇降させるための強度や耐プラズマ性を有する材料から構成されることが好ましく、例えば、サファイア等のセラミックから構成される。貫通孔２３は、誘電層２１及び静電チャックベース部２２を貫通している。つまり、貫通孔２３は、誘電層２１を貫通して設けられた貫通孔２３１と、静電チャックベース部２２を貫通して設けられた貫通孔２３２とから構成される。図９に示すように、貫通孔２３は、Ｈｅガスのガス流路として併用されている。なお、本実施形態と同様に、第１の実施形態、第２の実施形態及び第３の実施形態に係るプラズマ処理装置１００、１００Ａ及び１００Ｂも、リフトピン６’を備えているが、リフトピン６’についての説明は省略している。

【0055】

前述のように、高周波電源５が静電チャックベース部２２に高周波電力を印加するため、貫通孔２３１と貫通孔２３２との境界近傍において、Ｈｅイオンがチャンバ１Ａに向かって加速することにより、放電が発生するおそれがある。

【0056】

図９に示すように、本実施形態では、リフトピン６’は、貫通孔２３の下端から貫通孔２３１と貫通孔２３２との境界近傍まで延びている。このため、貫通孔２３１と貫通孔２３２との境界近傍において貫通孔２３の内部がリフトピン６’により閉塞されている。具体的には、貫通孔２３の内部の中心部分がリフトピン６’により閉塞されている。

【0057】

図１０は、リフトピン６’が貫通孔２３の中心部分を閉塞する状態を拡大して示す断面図である。本実施形態では、リフトピン６’は、貫通孔２３の孔軸方向に垂直なリフトピン６’の断面であってリフトピン６’の少なくとも１つの該断面において、貫通孔２３の孔軸を中心とする円であって、貫通孔２３の断面積の４０％以上の面積を有する該円の内側を閉塞する。このため、Ｈｅイオンが加速し易い貫通孔２３の中心部分がリフトピン６’によって閉塞されることで、Ｈｅイオンがリフトピン６’に衝突することによりＨｅイオンの加速を効果的に抑え、放電を効果的に抑制できる。

【0058】

本実施形態では、リフトピン６’が貫通孔２３の孔軸方向に垂直なリフトピン６’の断面であってリフトピン６’の少なくとも１つの該断面において、貫通孔２３の孔軸を中心とする円であって、貫通孔２３の断面積の４０％以上の面積を有する該円の内側を閉塞することを特徴としている。そこで、この特徴を有することにより放電を効果的に抑制できることについて確認する試験を行った。具体的には、図９に示すプラズマ処理装置１００Ｃを用いて、リフトピン６’が貫通孔２３１と貫通孔２３２との境界近傍において貫通孔２３の内部を閉塞する中心部分の閉塞率を変化させたときに放電を抑制できるか否かについて確認する試験を行った。具体的には、図１０（ｂ）に示すように、貫通孔２３の孔軸の位置と、貫通孔２３に挿通されるリフトピン６’の軸の位置との間の距離ｄを変化させたときに、放電を抑制できるか否かについて確認する試験を行った。なお、中心部分の閉塞率とは、図１０（ｂ）に示すように、貫通孔２３の孔軸方向に垂直なリフトピン６’の断面であってリフトピン６’の少なくとも１つの該断面において、貫通孔２３の断面積に対して、リフトピン６’が貫通孔２３の孔軸を中心とする円の内側を閉塞する領域Ｙの面積が占める比率を意味する。また、貫通孔２３の直径は２ｍｍであり、リフトピン６’の外縁の直径は１．２５ｍｍである。なお、高周波電源５が静電チャックベース部２２に印加する高周波電力は１３００Ｗであり、高周波電源５が静電チャックベース部２２に印加する高周波電力の周波数は２ＭＨｚであり、コイル（図示せず）に印加される電力は１０００Ｗであり、Ｈｅガス供給手段８のＨｅガスの供給圧力は２６６６Ｐａであり、エッチングガスとしてのＡｒガスの供給流量は１００ｓｃｃｍであり、エッチングガスによるチャンバ内の圧力は１Ｐａであるとして、試験を行った。

【0059】

この試験結果を表２に示す。なお、放電の評価として、「○」は放電が発生しなかったことを、「×」は放電が発生したことを意味する。

【表2】

【0060】

表２に示すように、リフトピン６’が貫通孔２３を閉塞する面積が同じであっても、リフトピン６’が貫通孔２３を閉塞する中心部分の閉塞率が小さくなれば放電が発生することがわかった。具体的には、リフトピン６’が貫通孔２３を閉塞する中心部分の閉塞率が４０％以上であれば放電を抑制できることがわかった。

【0061】

本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、閉塞部材６の形状は図２に示されているが、本発明はこれに限られるものではなく、閉塞部材６が第１のガス流路３又は第２のガス流路４の流路軸方向に垂直な閉塞部材６の断面であって閉塞部材６の少なくとも１つの該断面において、第１のガス流路３又は第２のガス流路４の流路軸を中心とする円であって、第１のガス流路３又は第２のガス流路４の内断面積の１０％以上の面積を有する該円の内側を閉塞し、かつ、被処理基板Ｗに供給するＨｅガスのコンダクタンスが一定以上となる限りにおいて特に限定されない。また、上記実施形態で述べたプラズマ処理装置として、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）処理装置を例示して説明を行ったが、本発明はこれに限られるものではなく、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマ処理装置、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）処理装置等を例示できる。

【符号の説明】

【0062】

１・・・金属筐体
２・・・静電チャック
３・・・第１のガス流路
４・・・第２のガス流路
５・・・高周波電源
６・・・閉塞部材
６’・・・リフトピン
７・・・Ｈｅガス管
８・・・Ｈｅ供給手段
２１・・・誘電層
２２・・・静電チャックベース部
３１・・・貫通孔
３２・・・金属管
４１・・・貫通孔
４２・・・樹脂管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】