特許 7534049 保持部材、上部電極アセンブリ、及びプラズマ処理装置

(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】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】保持部材、上部電極アセンブリ、及びプラズマ処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20240806BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20240806BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20240806BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 C

H05H1/46 M

H01L21/302 101B

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021007414

(22)【出願日】2021-01-20

(65)【公開番号】P2022111772

(43)【公開日】2022-08-01

【審査請求日】2023-10-26

(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】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 誠人

(72)【発明者】

【氏名】氏家 智也

(72)【発明者】

【氏名】仙田 孝博

【審査官】宇多川 勉

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１１－５０１４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１３７２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２３５６５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６５４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９４２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－０２１４５１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０５－３１０２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／１４５２０７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０５Ｈ １／４６

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極プレートを保持プレートに保持させる際に用いる保持部材であって、
雌ねじ部を有する軸部と、前記軸部よりも拡大して形成される係止部と、を有する、第１部材と、
前記軸部を挿通し、一の方向に延びる長穴部を有する第２部材と、を備え、
前記第２部材に対して、前記第１部材はスライド可能に構成される、
保持部材。

【請求項2】

前記係止部及び前記第２部材は、平面視して長手方向及び短手方向を有し、
前記第１部材は、前記短手方向にスライド可能に構成される、
請求項１に記載の保持部材。

【請求項3】

前記第２部材と前記第１部材の前記係止部との係止面は、
前記長手方向を軸とする円筒面に形成される、
請求項２に記載の保持部材。

【請求項4】

前記係止部及び前記第２部材は、上面から底面に向かって細くなる、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の保持部材。

【請求項5】

前記係止部及び前記第２部材は、長円錐台形状を有する、
請求項４に記載の保持部材。

【請求項6】

貫通孔を有する電極プレートと、
収容部を有する保持プレートと、
前記電極プレートを前記保持プレートに固定する固定部材と、を備える、上部電極アセンブリであって、
前記収容部は、
前記電極プレートの表面に開口する開口部と、
前記開口部と連通し前記開口部よりも少なくとも一の方向に拡大する拡大部と、を有し、
固定部材は、
前記収容部に収容される請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の保持部材と、
前記保持部材の前記雌ねじ部と螺合して、前記電極プレートを前記保持プレートに固定するボルト部材と、を有する、上部電極アセンブリ。

【請求項7】

固定部材は、
前記保持部材の軸部と、前記開口部との間に配置される環状部材を更に有する、
請求項６に記載の上部電極アセンブリ。

【請求項8】

前記ボルト部材は、
前記保持部材の前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ部、軸部、頭部を有するボルトと、
前記軸部に配置される弾性部材と、
前記軸部に配置される球面座と、を有する、
請求項６または請求項７に記載の上部電極アセンブリ。

【請求項9】

前記拡大部の長手方向は、前記電極プレートの周方向に向いて配置される、
請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載の上部電極アセンブリ。

【請求項10】

請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載の上部電極アセンブリを備える、プラズマ処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、保持部材、上部電極アセンブリ、及びプラズマ処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

単結晶シリコンからなる電極プレート及びその他の材質からなる保持プレートを組み合わせで形成される上部電極アセンブリを用いた基板処理装置が知られている。

【0003】

特許文献１には、円板状のプラズマエッチング用電極において、単結晶シリコンからなる電極中央部と、その他の材質からなる電極外周部を有してなるプラズマエッチング用電極が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平１１－１６２９４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

外周部を固定された単結晶シリコン電極は、エッチングプロセス中に高温になり、温度の不均一に起因する変形が生じ、電極プレートを取り付けている保持プレートとの間に隙間ができる。この隙間によりさらなる温度不均一や反応複製生物の堆積などの不具合が生じる。また、プラズマ処理装置のＲＦ信号（ＲＦ電力）の高出力化や処理時間の増加によって、プラズマから上部電極アセンブリへの入熱が増大し、熱応力や熱膨張量が増大する。

【0006】

一の側面では、本開示は、電極プレートを保持プレートに吊り下げて保持することを可能とする保持部材、上部電極アセンブリ、及びプラズマ処理装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、一の態様によれば、電極プレートを保持プレートに保持させる際に用いる保持部材であって、雌ねじ部を有する軸部と、前記軸部よりも拡大して形成される係止部と、を有する、第１部材と、前記軸部を挿通し、一の方向に延びる長穴部を有する第２部材と、を備え、前記第２部材に対して、前記第１部材はスライド可能に構成される、保持部材が提供される。

【発明の効果】

【0008】

一の側面によれば、電極プレートを保持プレートに吊り下げて保持することを可能とする保持部材、上部電極アセンブリ、及び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】

【0009】

【図1】一実施形態に係るプラズマ処理システムの構成例を示す図。

【図2】プラズマ処理チャンバの天部の部分拡大断面図の一例。

【図3】電極プレートの上面図の一例。

【図4】電極プレートのＡ－Ａ断面図の一例。

【図5】上部電極アセンブリにおけるＡ－Ａ断面図の一例。

【図6】ブッシュの第１部材の斜視図の一例。

【図7】ブッシュの第２部材の斜視図の一例。

【図8】固定部材を説明する図の一例。

【図9】電極プレートの凹部にブッシュ及び円環部材を取り付ける取り付け方法を説明する断面図の一例。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0011】

以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図１は、一実施形態に係るプラズマ処理システムの構成例を示す図である。

【0012】

プラズマ処理システムは、容量結合プラズマ処理装置１及び制御部２を含む。容量結合プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａ及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓに供給するための少なくとも１つのガス供給口と、プラズマ処理空間１０ｓからガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口１０ｅとを有する。側壁１０ａは接地される。シャワーヘッド１３及び基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０筐体とは電気的に絶縁される。

【0013】

基板支持部１１は、本体部１１１及びリングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、基板（ウェハ）Ｗを支持するための中央領域（基板支持面）１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域（リング支持面）１１１ｂとを有する。本体部１１１の環状領域１１１ｂは、平面視で本体部１１１の中央領域１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の中央領域１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の中央領域１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１の環状領域１１１ｂ上に配置される。一実施形態において、本体部１１１は、基台及び静電チャックを含む。基台は、導電性部材を含む。基台の導電性部材は下部電極として機能する。静電チャックは、基台の上に配置される。静電チャックの上面は、基板支持面１１１ａを有する。リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。１又は複数の環状部材のうち少なくとも１つはエッジリングである。また、図示は省略するが、基板支持部１１は、静電チャック、リングアセンブリ１１２及び基板Ｗのうち少なくとも１つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路には、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と基板支持面１１１ａとの間に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。

【0014】

シャワーヘッド１３は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。シャワーヘッド１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス拡散室１３ｂ、及び複数のガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３ｂを通過して複数のガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。また、シャワーヘッド１３は、導電性部材を含む。シャワーヘッド１３の導電性部材は上部電極として機能する。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ Ｇａｓ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。

【0015】

ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してシャワーヘッド１３に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する１又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。

【0016】

電源３０は、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のような少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を、基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ処理チャンバ１０において１又はそれ以上の処理ガスからプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を基板支持部１１の導電性部材に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。

【0017】

一実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１３ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給される。第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のバイアスＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。

【0018】

また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部３２ｂを含む。一実施形態において、第１のＤＣ生成部３２ａは、基板支持部１１の導電性部材に接続され、第１のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第１のバイアスＤＣ信号は、基板支持部１１の導電性部材に印加される。一実施形態において、第１のＤＣ信号が、静電チャック内の電極のような他の電極に印加されてもよい。一実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、シャワーヘッド１３の導電性部材に接続され、第２のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第２のＤＣ信号は、シャワーヘッド１３の導電性部材に印加される。種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。なお、第１及び第２のＤＣ生成部３２ａ，３２ｂは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第１のＤＣ生成部３２ａが第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。

【0019】

排気システム４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１０の底部に設けられたガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。

【0020】

制御部２は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置１に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部２は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置１の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部２の一部又は全てがプラズマ処理装置１に含まれてもよい。制御部２は、例えばコンピュータ２ａを含んでもよい。コンピュータ２ａは、例えば、処理部（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２ａ１、記憶部２ａ２、及び通信インターフェース２ａ３を含んでもよい。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２に格納されたプログラムに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。記憶部２ａ２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース２ａ３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介してプラズマ処理装置１との間で通信してもよい。

【0021】

次に、プラズマ処理チャンバ１０の天部の構成について、図２を用いて更に説明する。図２は、プラズマ処理チャンバ１０の天部の部分拡大断面図の一例である。

【0022】

プラズマ処理チャンバ１０の天部は、上部電極アセンブリ２００と、円環部材２５０，２６０，２７０，２８０と、を有する。

【0023】

上部電極アセンブリ２００は、電極プレート２１０と、保持プレート２２０が積層されて構成される。電極プレート２１０は、例えばシリコン等で形成される。保持プレート２２０は、例えばアルミニウム等の導電性部材で形成される。このように、電極プレート２１０と保持プレート２２０とは、材質が異なっている。

【0024】

また、電極プレート２１０の上面には、凹部（収容部）２１１が形成されている。保持プレート２２０には、電極プレート２１０の凹部２１１と対応する位置に座ぐり穴２２１が形成されている。また、電極プレート２１０と保持プレート２２０とは、凹部２１１及び座ぐり穴２２１に配置される固定部材３００によって固定される。

【0025】

上部電極アセンブリ２００とプラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａとの間には、円環部材２５０，２６０，２７０，２８０が配置されている。円環部材２５０は、上部電極アセンブリ２００を支持する。円環部材２５０は、例えばアルミナ等の非導電性部材で形成される。円環部材２６０は、上部電極アセンブリ２００の外周部を覆う。円環部材２６０は、例えば石英等で形成される。円環部材２７０は、円環部材２５０，２６０を支持する。円環部材２７０は、例えばアルミニウム等で形成される。円環部材２８０は、円環部材２７０、円環部材２６０及び上部電極アセンブリ２００の外周部を覆う。円環部材２８０は、例えばシリコン等で形成される。

【0026】

電極プレート２１０の凹部２１１について、図３及び図４を用いて更に説明する。図３は、電極プレート２１０の上面図の一例である。図４は、電極プレート２１０のＡ－Ａ断面図の一例である。なお、電極プレート２１０には板厚方向に貫通するガス導入口１３ｃ（図１参照）が形成されているが、図３においては図示を省略している。

【0027】

凹部２１１は、開口部２１２と、拡大部２１３とを有する。開口部２１２は、電極プレート２１０の上面に開口して形成される。開口部２１２は、例えば平面視して円形に形成される。拡大部２１３は、開口部２１２の下に開口部２１２と連通して形成される。拡大部２１３は、平面視して少なくとも一の方向（長手方向）に開口部２１２よりも拡大して形成される。開口部２１２は、例えば平面視して長円形（トラック形状）に形成される。開口部２１２の内周面と拡大部２１３の内周面との間には、拡大部２１３の天面（係止面）２１４（図４参照）を有する。

【0028】

図３に示すように、凹部２１１は、電極プレート２１０の径方向及び周方向に複数配置されている。図３に示す例において、例えば、一点鎖線で示す外周側の円に沿って８つの凹部２１１が形成され、一点鎖線で示す内周側の円に沿って８つの凹部２１１が形成され、電極プレート２１０の中心に凹部２１１が形成される。

【0029】

凹部２１１は、拡大部２１３の長手方向が電極プレート２１０の周方向を向くように配置される。これにより、凹部２１１を電極プレート２１０の外周側に近づけて配置することができる。なお、拡大部２１３の長手方向は、電極プレート２１０の周方向を向く場合に限られるものではなく、電極プレート２１０の径方向を向いてもよく、その他の方向を向いてもよい。

【0030】

次に、固定部材３００による電極プレート２１０と保持プレート２２０との固定構造について、図５を用いて説明する。図５は、上部電極アセンブリ２００におけるＡ－Ａ断面図の一例である。なお、前述した図２はブッシュ３１０の短手方向の断面図（上部電極アセンブリ２００の径方向の断面図）を示し、図５はブッシュ３１０の長手方向の断面図を示す。

【0031】

固定部材３００は、ブッシュ（保持部材）３１０と、円環部材（環状部材）３２０と、ボルトアセンブリ（ボルト部材）３３０と、を有する。

【0032】

ブッシュ３１０は、電極プレート２１０の凹部２１１（開口部２１２、拡大部２１３）に収容され、天面（係止面）２１４と係止する部材である。ブッシュ３１０は、例えばアルミニウム、ステンレス等の金属、ポリイミド等の樹脂で形成される。また、ブッシュ３１０は、第１部材４１０と、第２部材４２０と、を有する。なお、ブッシュ３１０（第１部材４１０と、第２部材４２０）の形状については、図６から図８を用いて後述する。

【0033】

円環部材３２０は、電極プレート２１０の凹部２１１（開口部２１２）収容され、ブッシュ３１０（後述する軸部４１１の外周面）と開口部２１２の内周面との間に配置される部材である。円環部材３２０は、例えばポリイミド等の樹脂で形成される。

【0034】

ボルトアセンブリ３３０は、ボルト３３１と、弾性部材３３２と、球面座３３３と、を有する。ボルト３３１、弾性部材３３２及び球面座３３３は、例えばアルミニウム、ステンレス等の金属で形成される。

【0035】

ボルト３３１は、雄ねじ部３３１ａと、軸部３３１ｂと、頭部３３１ｃと、を有する。雄ねじ部３３１ａは、ブッシュ３１０（後述する軸部４１１の雌ねじ部４１１ａ）と螺合する。

【0036】

弾性部材３３２は、例えば、皿バネ座金（スプリングワッシャ）であって、ボルト３３１の頭部３３１ｃと球面座３３３との間で圧縮されるように配置される。なお、弾性部材３３２の構成はこれに限られるものではなく、皿バネ座金とワッシャとをボルト３３１の軸方向に複数重ねて構成されていてもよい。

【0037】

球面座３３３は、ワッシャ３３４と、ワッシャ３３５と、を備える。ワッシャ３３４は、ボルト３３１の軸部３３１ｂが挿通される。ワッシャ３３４の上面は、弾性部材３３２と当接する。ワッシャ３３５は、ボルト３３１の軸部３３１ｂが挿通される。ワッシャ３３５の下面は、座ぐり穴２２１の座面２２２と当接する。また、ワッシャ３３４の下面には凸球面が形成され、ワッシャ３３５の上面には凹球面が形成される（図２及び図５の二点鎖線参照）。ワッシャ３３４の凸球面とワッシャ３３５の凹球面とは、摺動面となる。

【0038】

このような構成により、ボルト３３１は、ボルト３３１の軸方向の向きを球面座３３３の球面（図２及び図５の二点鎖線参照）に沿って、傾けることができるように、支持されている。即ち、ボルト３３１は、図２に示すように、上部電極アセンブリ２００の径方向に揺動することができる。また、ボルト３３１は、図５に示すように、上部電極アセンブリ２００の周方向に揺動することができる。また、ボルト３３１は、弾性部材３３２によって、ボルト３３１の軸方向に移動可能なように支持されている。

【0039】

なお、ボルト３３１の軸部３３１ｂには、ボルトアセンブリ３３０をブッシュ３１０から取り外した際、ボルト３３１の軸部３３１ｂから弾性部材３３２及び球面座３３３が脱落することを防止するためのゴムリング（図示せず）等の保持部材が設けられていてもよい。例えば、保持部材の内径は雄ねじ部３３１ａよりも小さく、保持部材の外径はワッシャ３３５の穴径よりも大きくなっている。これにより、ボルトアセンブリ３３０を座ぐり穴２２１に挿入する際や抜去する際の作業性を向上させることができる。

【0040】

次に、ブッシュ３１０について、図６から図８を用いて更に説明する。図６は、ブッシュ３１０の第１部材４１０の斜視図の一例である。（ａ）は上方から見た斜視図であり、（ｂ）は下方から見た斜視図である。

【0041】

第１部材４１０は、軸部４１１と、係止部４１２と、を有する。

【0042】

軸部４１１は、円柱形状の部材である。軸部４１１の中央には、ボルト３３１の雄ねじ部３３１ａと螺合する雌ねじ部４１１ａが形成されている。また、軸部４１１の外周面には、係止部４１２の長手方向と垂直な平面部４１１ｂが二面（併せて図８（ｃ）参照）形成されている。また、軸部４１１の直径よりも平面部４１１ｂの二面幅は、短く形成されている。

【0043】

係止部４１２は、略長円錐台を上下反転した形状を有している。即ち、係止部４１２は、平面視して、軸部４１１よりも少なくとも一の方向に拡大して形成され、長手方向及び短手方向を有する長円形状を有している。また、係止部４１２は、側面視して、上辺が底辺よりも長い略台形形状(図２，５参照）を有している。係止部４１２の上面は、第２部材４２０の底面４２０ｃと係止する係止面４１２ａとなる。また、係止面４１２ａは、係止部４１２の長手方向を軸とする凸の円柱面（後述する図８（ｂ）の二点鎖線参照）に形成されている。

【0044】

また、係止部４１２は、テーパ面４１２ｂ及び底面４１２ｃが形成されている。テーパ面４１２ｂは、係止部４１２の上面（係止面４１２ａ）から係止部４１２の底面４１２ｃに向かって窄まるように形成される。底面４１２ｃは、係止部４１２の上面（係止面４１２ａ）よりも小さな長円形状に形成される。

【0045】

図７は、ブッシュ３１０の第２部材４２０の斜視図の一例である。（ａ）は上方から見た斜視図であり、（ｂ）は下方から見た斜視図である。

【0046】

第２部材４２０は、略長円錐台を上下反転した形状を有している。即ち、第２部材４２０は、平面視して、少なくとも一の方向に拡大して形成され、長手方向及び短手方向を有する長円形状を有している。また、第２部材４２０は、側面視して、上辺が底辺よりも長い略台形形状(図２，５参照）を有している。第２部材４２０の上面は、天面２１４（図４，５参照）と係止する係止面４２０ａとなる。

【0047】

また、第２部材４２０は、テーパ面４２０ｂ及び底面４２０ｃが形成されている。テーパ面４２０ｂは、第２部材４２０の上面（係止面４２０ａ）から第２部材４２０の底面４２０ｃに向かって窄まるように形成される。底面４２０ｃは、第２部材４２０の上面（係止面４２０ａ）よりも小さな長円形状に形成される。また、底面４２０ｃの短手方向中央は、第２部材４２０の長手方向を軸とする凹の円柱面（後述する図８（ｂ）の二点鎖線参照）に形成されている。また、底面４２０ｃの短手方向両側は、平面となっていてもよい。

【0048】

また、第２部材４２０の中央には、上面（係止面４２０ａ）から底面４２０ｃに向かって貫通し、一の方向（第２部材４２０の短手方向）に延びる略矩形の長穴部４２１が形成されている。長穴部４２１には、第１部材４１０の軸部４１１が挿通され、係止部４１２が第２部材４２０の底面４２０ｃと当接する。長穴部４２１は、一対の平面部４２１ａと、一対の平面部４２１ｂと、を有する。一対の平面部４２１ａは、第２部材４２０の短手方向と垂直な面である。一対の平面部４２１ｂは、第２部材４２０の長手方向と垂直な面である。なお、平面部４２１ａと平面部４２１ｂとの角部は、角丸め（フィレット）されていてもよい。

【0049】

一対の平面部４２１ａの幅は、第１部材４１０の軸部４１１の直径よりも長く形成されている。一対の平面部４２１ｂの幅は、第１部材４１０の軸部４１１の直径よりも短く形成され、また、平面部４１１ｂの二面幅よりも僅かに長く形成されている。

【0050】

図８は、固定部材３００を説明する図の一例である。図８（ａ）は、固定部材３００（ブッシュ３１０，ボルトアセンブリ３３０）の斜視図の一例である。図８（ｂ）は、ブッシュ３１０のＢ－Ｂ断面図の一例である。図８（ｃ）は、ブッシュ３１０のＣ－Ｃ断面図の一例である。

【0051】

第１部材４１０の係止部４１２の長手方向と第２部材４２０の長手方向とが平行となるようにして、第２部材４２０の長穴部４２１に第１部材４１０の軸部４１１が挿入され、ブッシュ３１０を形成する。以下、第１部材４１０の係止部４１２の長手方向及び第２部材４２０の長手方向をブッシュ３１０の長手方向ともいう。また、第１部材４１０の係止部４１２の短手方向及び第２部材４２０の短手方向をブッシュ３１０の短手方向ともいう。

【0052】

図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、第１部材４１０の中心と第２部材４２０の中心とを合わせた際、第１部材４１０の係止部４１２と第２部材４２０とで、上下反転した略長円錐台形状を形成する。

【0053】

また、図８（ｃ）に示すように、長穴部４２１の一対の平面部４２１ｂの幅は、平面部４１１ｂの二面幅よりも僅かに長く形成されている。これにより、第１部材４１０は、第２部材４２０に対して、軸部４１１の中心軸を回転軸とする回転が規制される。これにより、ボルト３３１を回転させる際、第１部材４１０が共回りすることを係止する。

【0054】

また、図８（ｂ）に示すように、長穴部４２１の一対の平面部４２１ａの幅は、軸部４１１の直径よりも長く形成されている。これにより、第１部材４１０は、第２部材４２０に対して、ブッシュ３１０の短手方向（上部電極アセンブリ２００の径方向）にスライド可能に構成されている。

【0055】

また、図８（ｂ）に示すように、第１部材４１０の上面（係止面４１２ａ）は、ブッシュ３１０の長手方向を軸とする凸の円柱面（二点鎖線参照）に形成されている。また、第２部材４２０の底面４２０ｃは、ブッシュ３１０の長手方向を軸とする凹の円柱面（二点鎖線参照）に形成されている。このような構成により、ブッシュ３１０は、軸部４１１の軸方向の向きを円柱面（二点鎖線参照）に沿って、傾けることができる。即ち、軸部４１１は、上部電極アセンブリ２００の径方向に揺動することができる。

【0056】

ここで、プラズマ処理装置１において、基板Ｗに処理を施す際、プラズマの熱が上部電極アセンブリ２００（電極プレート２１０、保持プレート２２０）に入熱する。電極プレート２１０と保持プレート２２０との材質が異なることにより、電極プレート２１０と保持プレート２２０との熱膨張差によって、電極プレート２１０の凹部（収容部）２１１の中心と保持プレート２２０の座ぐり穴２２１の中心との位置関係がズレるおそれがある。

【0057】

図８（ｄ）に示すように、固定部材３００は、ボルトアセンブリ３３０の球面座３３３及び第１部材４１０の係止面４１２ａと第２部材４２０の底面４２０ｃとの円筒面形状によって、ボルト３３１を傾けて上部電極アセンブリ２００を支持することができる。また、固定部材３００は、ボルトアセンブリ３３０の弾性部材３３２によって、熱膨張量を吸収することができる。また、固定部材３００は、第２部材４２０の長穴部４２１内で第１部材４１０の軸部４１１がブッシュ３１０の短手方向（上部電極アセンブリ２００の径方向）に摺動することで、熱膨張量を吸収することができる。

【0058】

次に、固定部材３００を用いて、電極プレート２１０を保持プレート２２０に固定する固定方法について、図９及び図５を用いて説明する。図９は、電極プレート２１０の凹部２１１にブッシュ３１０及び円環部材３２０を取り付ける取り付け方法を説明する断面図の一例である。

【0059】

ここで、電極プレート２１０の開口部２１２の直径は、第２部材４２０（係止面４２０ａ）の短手方向長さよりも大きく、第２部材４２０（係止面４２０ａ）の長手方向長さよりも小さくなっている。また、拡大部２１３の短手方向長さは第２部材４２０（係止面４２０ａ）の短手方向長さよりも大きく、拡大部２１３の長手方向長さは第２部材４２０（係止面４２０ａ）の長手方向長さよりも大きく、凹部２１１の拡大部２１３にブッシュ３１０の第２部材４２０及び第１部材４１０の係止部４１２が収容可能に形成されている。

【0060】

作業者は、図９（ａ）に示すように、ブッシュ３１０の長手方向を傾けた状態で凹部２１１に挿入し、長手方向の一方の係止面４２０ａが天面２１４の下に配置するように移動させる。そして、作業者は、ブッシュ３１０を凹部２１１内で回転（図９（ａ）において時計回り）させる。これにより、図９（ｂ）に示すように、凹部２１１内にブッシュ３１０を配置する。この状態において、ブッシュ３１０を上方に引き上げた場合、ブッシュ３１０の係止面４２０ａが天面２１４と当接することで、電極プレート２１０を吊り上げることができる。

【0061】

次に、作業者は、軸部４１１の外周面と開口部２１２の内周面との間に円環部材３２０を挿入する。図９（ｃ）は、円環部材３２０を挿入した後の図である。これにより、ブッシュ３１０は、水平方向の移動及び水平方向を回転軸とする回転が規制される。これにより、ブッシュ３１０が凹部２１１から抜けることを防止する。

【0062】

次に、作業者は、電極プレート２１０と保持プレート２２０とを重ね合わせ、ボルトアセンブリ３３０を座ぐり穴２２１に挿入し、雄ねじ部３３１ａと雌ねじ部４１１ａとを螺合させる。これにより、図５に示すように、電極プレート２１０が保持プレート２２０に固定される。なお、凹部２１１内に配置されたブッシュ３１０は、長円形状の凹部２１１の拡大部２１３の内周面に長円形状のブッシュ３１０の第２部材４２０が当接することで、垂直方向を回転軸とする回転が規制される。また、第２部材４２０の長穴部４２１の平面部４２１ｂに第１部材４１０の軸部４１１平面部４１１ｂが当接することで、垂直方向を回転軸とする回転が規制される。

【0063】

以上、本実施形態に係る固定部材３００を用いた電極プレート２１０と保持プレート２２０との固定方法によれば、図３に示すように、電極プレート２１０の径方向及び周方向の複数個所で固定することができるので、電極プレート２１０と保持プレート２２０との間に隙間が生じて抜熱性能が低下することを防止することができる。これにより、プラズマ処理空間１０ｓ内のプラズマからの入熱が電極プレート２１０の中心に集中することで、熱応力により電極プレート２１０が破損することを防止することができる。

【0064】

また、吊り下げ構造とすることにより、電極プレート２１０と保持プレート２２０との熱膨張差を吸収することができる。ここで、ボルト３３１の頭部３３１ｃは、弾性部材３３２及び球面座３３３を介して、座ぐり穴２２１の座面２２２に支持されている。弾性部材３３２の弾性力及び球面座３３３によって、ボルト３３１の傾きが許容される。また、ボルト３３１の雄ねじ部３３１ａはブッシュ３１０の雌ねじ部４１１ａと螺合している。第１部材４１０及び第２部材４２０によって、ボルト３３１の傾きが許容される。電極プレート２１０と保持プレート２２０との熱膨張差によって、凹部２１１の中心位置と座ぐり穴２２１の中心位置とが位置ずれをした場合、ボルト３３１が傾くことで熱膨張差（位置ずれ）を吸収することができる。

【0065】

以上、プラズマ処理システムの実施形態等について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

【符号の説明】

【0066】

１ プラズマ処理装置
２００ 上部電極アセンブリ
２１０ 電極プレート
２１１ 凹部（収容部）
２１２ 開口部
２１３ 拡大部
２１４ 天面（係止面）
２２０ 保持プレート
２２１ 座ぐり穴
２２２ 座面
３００ 固定部材
３１０ ブッシュ（保持部材）
３２０ 円環部材（環状部材）
３３２ 弾性部材
３３０ ボルトアセンブリ（ボルト部材）
３３１ ボルト
３３２ 弾性部材
３３３ 球面座
４１０ 第１部材
４１１ 軸部
４１１ａ 雌ねじ部
４１１ｂ 平面部
４１２ 係止部
４１２ａ 係止面
４１２ｂ テーパ面
４１２ｃ 底面
４２０ 第２部材
４２０ａ 係止面
４２０ｂ テーパ面
４２０ｃ 底面
４２１ 長穴部
４２１ａ 平面部
４２１ｂ 平面部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】