JP7033441B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

Description

本開示の実施形態は、支持アセンブリ及び支持アセンブリの組立方法に関する。

電子デバイスの製造においては、基板の加工のためにプラズマ処理が行われる。プラズマ処理では、プラズマ処理装置が用いられる。プラズマ処理装置は、一般的に、チャンバ本体、ステージ、及び、高周波電源を備える。チャンバ本体はその内部空間をチャンバとして提供する。ステージは、チャンバ内に設けられる。ステージは、下部電極及び静電チャックを有する。静電チャックは下部電極上に設けられる。高周波電源は、チャンバ内のガスのプラズマを生成するために、高周波を下部電極に供給する。ステージ上には、静電チャック上に載置された基板のエッジを囲むようにフォーカスリングが配置される。フォーカスリングは、基板に対してイオンを垂直に入射させるために設けられる。

フォーカスリングは、プラズマ処理が実行される時間の経過に伴い、消耗する。フォーカスリングが消耗すると、フォーカスリングの厚みが減少する。フォーカスリングの厚みが減少した場合、フォーカスリング及び基板のエッジ領域の上方においてシースの形状が変化する。このようにシースの形状が変化した場合、基板のエッジ領域に入射するイオンの入射方向が鉛直方向に対して傾斜する。その結果、基板のエッジ領域に形成される開口が基板の厚み方向に対して傾斜したり、面内エッチングレートにばらつきが生じたりする。

基板のエッジ領域において基板の厚み方向に平行に延びる開口を形成したり、面内エッチングレートを均一化したりするためには、フォーカスリング及び基板のエッジ領域の上方におけるシースの形状を制御して、基板のエッジ領域へのイオンの入射方向の傾きを補正する必要がある。フォーカスリング及び基板のエッジ領域の上方におけるシースの形状を制御することができれば、フォーカスリングの消耗対策だけでなく、エッチング条件の選択肢を広げることができる。

フォーカスリング及び基板のエッジ領域の上方におけるシースの形状を制御するために、フォーカスリングに負の直流電圧を印加するように構成されたプラズマ処理装置が開発されている。このようなプラズマ処理装置は、例えば、特許文献１に記載されている。

特開２００９－２３９２２２号公報

ところで、プラズマ処理において電圧がフォーカスリングに印加された場合には、フォーカスリングと下部電極との間に異常放電が発生するおそれがある。本技術分野では、簡易な構成で、異常放電を抑制しつつ、フォーカスリングへの電圧印加を実現することが求められる。

一態様においては支持アセンブリが提供される。支持アセンブリは、静電チャックと、下部電極と、少なくとも１つの導電部材と、絶縁部材とを備える。下部電極は、静電チャックを支持するチャック支持面と、チャック支持面を囲むように形成され、フォーカスリングを支持するリング支持面とを有する。リング支持面上には、コンタクト電極が形成される。少なくとも１つの導電部材は、コンタクト電極とフォーカスリングとを電気的に接続する。絶縁部材は、少なくとも１つの導電部材を囲む状態で下部電極のリング支持面とフォーカスリングとの間に介在する。

一態様に係る支持アセンブリでは、下部電極のリング支持面とフォーカスリングとの間に、少なくとも１つの導電部材を囲む状態で絶縁部材が介在する。これにより、異常放電を抑制することができる。また、フォーカスリングは、少なくとも１つの導電部材によってコンタクト電極に接続される。このため、コンタクト電極に印加された電圧は、少なくとも１つの導電部材を介して、フォーカスリングに印加される。このように、一態様に係る支持アセンブリは、装置に大きな変更を加えることなく、異常放電を抑制しながらフォーカスリングに電圧を印加することができる。よって、支持アセンブリは、簡易な構成で、異常放電を抑制しつつ、フォーカスリングへの電圧印加を実現することができる。

一実施形態において、コンタクト電極は、リング支持面の全周にわたって形成され、前記少なくとも１つの導電部材は、リング状の絶縁部材の全周にわたって配置されてもよい。この場合、フォーカスリングの全周に電圧が印加されるため、電気的及び熱的な偏りを低減することができる。

一実施形態において、絶縁部材は、その上面がフォーカスリングに接触し、その下面が下部電極に接触し、少なくとも１つの導電部材は、絶縁部材の厚さ方向に延在する線状部材であってもよい。この場合、少なくとも１つの導電部材が絶縁部材の内部に包含されるため、異常放電を一層抑制することができる。

他の態様においては支持アセンブリの組立方法が提供される。方法は、準備する工程と、形成する工程と、固定配置する工程とを含む。準備する工程では、静電チャックと、フォーカスリングと、静電チャックを支持するチャック支持面、及び、チャック支持面を囲むように形成され、フォーカスリングを支持するリング支持面を有する下部電極と、少なくとも１つの導電部材と、少なくとも１つの導電部材を囲む絶縁部材と、が準備される。形成する工程では、リング支持面上にコンタクト電極が形成される。固定配置する工程では、コンタクト電極、少なくとも１つの導電部材、及び、フォーカスリングが電気的に接続されるように、リング支持面上に絶縁部材を介してフォーカスリングが固定配置される。この方法によれば、上述した支持アセンブリを組み立てることができる。

以上説明したように、簡易な構成で、異常放電を抑制しつつ、フォーカスリングへの電圧印加を実現することが可能となる。

第１実施形態に係る支持アセンブリを備えるプラズマ処理装置の一例を概略的に示す図である。 図１に示される支持アセンブリの一部拡大断面図である。 図１に示される支持アセンブリの分解図である。 支持アセンブリの組立方法の一例である。 第２実施形態に係る支持アセンブリの一例である。 第３実施形態に係る支持アセンブリの一例である。 図６に示される支持アセンブリの分解図である。 フォーカスリングの発熱量を評価したグラフである。 フォーカスリングの温度分布を評価した結果である。

以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。

［第１実施形態］
［プラズマ処理装置の概要］
図１は、第１実施形態に係る支持アセンブリを備えるプラズマ処理装置の一例を概略的に示す図である。図１に示されるように、プラズマ処理装置の一例は、容量結合型のプラズマ処理装置１０である。プラズマ処理装置１０は、チャンバ本体１２を備える。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有する。チャンバ本体１２は、その内部空間をチャンバ１２ｃとして提供する。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウムから構成される。チャンバ本体１２は接地電位に接続される。チャンバ本体１２の内壁面、即ち、チャンバ１２ｃを画成する壁面には、耐プラズマ性を有する膜が形成される。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜、又は、酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。また、チャンバ本体１２の側壁には通路１２ｇが形成される。基板Ｗがチャンバ１２ｃに搬入されるとき、また、基板Ｗがチャンバ１２ｃから搬出されるときに、基板Ｗは通路１２ｇを通過する。この通路１２ｇの開閉のために、ゲートバルブ１４がチャンバ本体１２の側壁に沿って設けられる。

チャンバ１２ｃ内では、支持部１５が、チャンバ本体１２の底部から上方に延在する。支持部１５は、略円筒形状を有しており、石英といった絶縁材料から形成される。支持部１５上にはステージ１６が搭載されており、ステージ１６は支持部１５によって支持される。ステージ１６は、チャンバ１２ｃ内において基板Ｗを支持するように構成される。ステージ１６は、下部電極１８及び静電チャック２０を含む。一実施形態において、ステージ１６は、電極プレート２１を更に含む。電極プレート２１は、アルミニウムといった導電性材料から形成されており、略円盤形状を有する。下部電極１８は、電極プレート２１上に設けられる。下部電極１８は、アルミニウムといった導電性材料から形成されており、略円盤形状を有する。下部電極１８は、電極プレート２１に電気的に接続される。

下部電極１８内には、流路１８ｆが設けられる。流路１８ｆは、熱交換媒体用の流路である。熱交換媒体としては、液状の冷媒、あるいは、その気化によって下部電極１８を冷却する冷媒（例えば、フロン）が用いられる。流路１８ｆには、チャンバ本体１２の外部に設けられたチラーユニットから配管２３ａを介して熱交換媒体が供給される。流路１８ｆに供給された熱交換媒体は、配管２３ｂを介してチラーユニットに戻される。このように、流路１８ｆには、当該流路１８ｆとチラーユニットとの間で循環するように、熱交換媒体が供給される。

静電チャック２０は、下部電極１８上に設けられる。静電チャック２０は、絶縁体から形成された本体と、当該本体内に設けられた膜状の電極を有する。静電チャック２０の電極には、直流電源が電気的に接続される。直流電源から静電チャック２０の電極に電圧が印加された場合、静電チャック２０上に載置された基板Ｗと静電チャック２０との間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、基板Ｗは、静電チャック２０に引き付けられ、当該静電チャック２０によって保持される。

プラズマ処理装置１０には、ガス供給ライン２５が設けられる。ガス供給ライン２５は、ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスを、静電チャック２０の上面と基板Ｗの裏面（下面）との間に供給する。

チャンバ本体１２の底部からは、筒状部２８が上方に延在する。筒状部２８は、支持部１５の外周に沿って延在する。筒状部２８は、導電性材料から形成されており、略円筒形状を有する。筒状部２８は、接地電位に接続される。筒状部２８上には、絶縁部２９が設けられる。絶縁部２９は、絶縁性を有し、例えば石英といったセラミックから形成される。絶縁部２９は、略円筒形状を有しており、電極プレート２１の外周、下部電極１８の外周、及び、静電チャック２０の外周に沿って延在する。

静電チャック２０の外周領域上には、フォーカスリングＦＲが配置される。フォーカスリングＦＲは、略環状板形状を有しており、例えばシリコンから形成される。フォーカスリングＦＲは、基板Ｗのエッジを囲むように配置される。

プラズマ処理装置１０は、上部電極３０を更に備える。上部電極３０は、ステージ１６の上方に設けられる。上部電極３０は、部材３２と共にチャンバ本体１２の上部開口を閉じる。部材３２は、絶縁性を有する。上部電極３０は、この部材３２を介してチャンバ本体１２の上部に支持される。後述するように、高周波電源６１が下部電極１８に電気的に接続されている場合には、上部電極３０は接地電位に接続される。

上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含む。天板３４の下面は、チャンバ１２ｃを画成する。天板３４には、複数のガス吐出孔３４ａが設けられる。複数のガス吐出孔３４ａの各々は、天板３４を板厚方向（鉛直方向）に貫通する。この天板３４は、例えばシリコンから形成される。あるいは、天板３４は、アルミニウム製の母材の表面に耐プラズマ性の膜を設けた構造を有し得る。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜、又は、酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。

支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持する部品である。支持体３６は、例えばアルミニウムといった導電性材料から形成され得る。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。ガス拡散室３６ａからは、複数のガス孔３６ｂが下方に延びる。複数のガス孔３６ｂは、複数のガス吐出孔３４ａにそれぞれ連通する。支持体３６には、ガス拡散室３６ａにガスを導くガス導入口３６ｃが形成されており、このガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続される。

ガス供給管３８には、バルブ群４２及び流量制御器群４４を介して、ガスソース群４０が接続される。ガスソース群４０は、複数のガスソースを含む。バルブ群４２は複数のバルブを含んでおり、流量制御器群４４は複数の流量制御器を含む。流量制御器群４４の複数の流量制御器の各々は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。ガスソース群４０の複数のガスソースはそれぞれ、バルブ群４２の対応のバルブ及び流量制御器群４４の対応の流量制御器を介して、ガス供給管３８に接続される。プラズマ処理装置１０は、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択された一以上のガスソースからのガスを、個別に調整された流量で、チャンバ１２ｃに供給することが可能である。

筒状部２８とチャンバ本体１２の側壁との間には、バッフルプレート４８が設けられる。バッフルプレート４８は、例えば、アルミニウム製の母材に酸化イットリウム等のセラミックを被覆することにより構成され得る。このバッフルプレート４８には、多数の貫通孔が形成される。バッフルプレート４８の下方においては、排気管５２がチャンバ本体１２の底部に接続される。この排気管５２には、排気装置５０が接続される。排気装置５０は、自動圧力制御弁といった圧力制御器、及び、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、チャンバ１２ｃを減圧することができる。

プラズマ処理装置１０は、高周波電源６１を更に備えている。高周波電源６１は、プラズマ生成用の高周波を発生する電源である。高周波は、２７～１００ＭＨｚの範囲内の周波数、例えば６０ＭＨｚの周波数を有する。高周波電源６１は、整合器６５及び電極プレート２１を介して、下部電極１８に接続される。整合器６５は、高周波電源６１の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）のインピーダンスを整合させる。なお、高周波電源６１は、整合器６５を介して上部電極３０に接続されていてもよい。

プラズマ処理装置１０は、可変直流電源７０を更に備える。可変直流電源７０は、フォーカスリングＦＲに印加される負極性の直流電圧を発生する電源である。可変直流電源７０は、一例として、フォーカスリング及び基板のエッジ領域の上方におけるシースの形状を制御するために、フォーカスリングＦＲに負極性の直流電圧を印加する。

プラズマ処理装置１０は、主制御部ＭＣを更に備え得る。主制御部ＭＣは、プロセッサ、記憶装置、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、プラズマ処理装置１０の各部を制御する。具体的に、主制御部ＭＣは、記憶装置に記憶されている制御プログラムを実行し、当該記憶装置に記憶されているレシピデータに基づいてプラズマ処理装置１０の各部を制御する。これにより、プラズマ処理装置１０は、レシピデータによって指定されたプロセスを実行するようになっている。

［支持アセンブリ］
図２は、図１に示される支持アセンブリの一部拡大断面図である。図３は、図１に示される支持アセンブリの分解図である。図２，３に示されるように、支持アセンブリ１は、静電チャック２０と、下部電極１８と、少なくとも１つの導電部材８２と、絶縁部材８０とを備える。

下部電極１８は、その上面に、静電チャック２０を支持するチャック支持面１８ａと、フォーカスリングを支持するリング支持面１８ｂとを有する。チャック支持面１８ａは、下部電極１８の上面における中央の円形領域であり、静電チャック２０と同一面積を有する。リング支持面１８ｂは、下部電極１８の上面におけるエッジ領域であり、チャック支持面１８ａを囲むように形成される。リング支持面１８ｂ及び下部電極１８の側面１８ｃの表面は、絶縁性を有するように表面改質処理が施される。一例として、リング支持面１８ｂ及び側面１８ｃの表面には、アルミナ溶射膜などの絶縁膜１８ｄが形成される。

絶縁膜１８ｄが形成されたリング支持面１８ｂ上には、コンタクト電極８１が形成される。コンタクト電極８１は、リング支持面１８ｂの全周にわたって形成される。コンタクト電極８１は、金属などの導電性を有する材料から形成される。一例として、コンタクト電極８１は、タングステンを溶射して形成される。なお、コンタクト電極８１は、電気的な接続端子として機能すればよい。つまり、コンタクト電極８１は、連続したリング形状に限定されず、リング支持面１８ｂの全周の一部に形成されてもよい。

コンタクト電極８１は、可変直流電源７０に接続されている。可変直流電源７０は、供給する電圧を変更可能に構成される。下部電極１８のリング支持面１８ｂには、コンタクト電極８１に対応した位置に、下部電極１８の底部まで延びる貫通孔１８ｅが形成される。貫通孔１８ｅの内部は、絶縁性を有する充填部材８３で充填され、コンタクト電極８１と可変直流電源７０とを接続する配線が収容される。なお、コンタクト電極８１は、可変直流電源７０に替えて、スイッチ回路及び直流電源に接続されていてもよい。

絶縁部材８０は、下部電極１８のリング支持面１８ｂとフォーカスリングＦＲとの間に介在する。絶縁部材８０は、リング状のシート部材であり、その上面８０ａがフォーカスリングＦＲに接触し、その下面８０ｂが下部電極１８に接触する。絶縁部材８０は、弾性及び接着性を有してもよい。絶縁部材８０は、例えばシリコーン（Silicone）などを主成分とする合成樹脂から形成される。

絶縁部材８０は、少なくとも１つの導電部材８２を囲む状態で配置される。より具体的な一例として、絶縁部材８０は、少なくとも１つの導電部材８２の側方を囲んでいる。導電部材８２は、絶縁部材８０の厚さ方向に延在する線状部材である。導電部材８２は、絶縁部材８０の内部に埋め込まれる。導電部材８２は、絶縁部材８０の面内方向の中央に埋め込まれてもよい。導電部材８２は、その両端が絶縁部材８０の上面８０ａと下面８０ｂとから突出した状態であってもよいし、リング支持面１８ｂとフォーカスリングＦＲとの間に介在したときに、その両端が絶縁部材８０の上面８０ａと下面８０ｂとから突出するように絶縁部材８０に埋め込まれていてもよい。導電部材８２は、直線形状であってもよいし、湾曲していてもよい。導電部材８２は、コンタクト電極８１と鉛直方向からみて重なる位置に配置される。図中では、複数の導電部材８２が、リング状の絶縁部材８０の全周にわたって配置される。導電部材８２の上端がフォーカスリングＦＲの下面と接触し、導電部材８２の下端がコンタクト電極８１と接触する。これにより、導電部材８２は、コンタクト電極８１とフォーカスリングＦＲとを電気的に接続する。

フォーカスリングＦＲは、下部電極１８と絶縁されるとともに、導電部材８２及びコンタクト電極８１を介して、可変直流電源７０から電圧が供給される。

［支持アセンブリの組立方法］
図４は、支持アセンブリの組立方法の一例である。図４に示されるように、最初に、準備工程（ステップＳ１０）として、静電チャック２０と、フォーカスリングＦＲと、チャック支持面１８ａ及びリング支持面１８ｂを有する下部電極１８と、導電部材８２を囲む絶縁部材８０と、が準備される。

続いて、電極形成工程（ステップＳ１２）として、下部電極１８にコンタクト電極８１が溶射される。

続いて、装着工程（ステップＳ１４）として、静電チャック２０がチャック支持面１８ａに接着剤で固定されるとともに、リング支持面１８ｂ上に絶縁部材８０がコンタクト電極８１と導電部材８２とが対向するように配置され、絶縁部材８０上にフォーカスリングＦＲが配置され、コンタクト電極８１、導電部材８２、及び、フォーカスリングＦＲが電気的に接続された状態で固定される。絶縁部材８０が粘着性を有する場合、下部電極１８、絶縁部材８０及びフォーカスリングＦＲの順に積層し、厚さ方向に押圧することで、固定配置される。

［第１実施形態のまとめ］
支持アセンブリ１では、下部電極１８のリング支持面１８ｂとフォーカスリングＦＲとの間に、少なくとも１つの導電部材８２を囲む状態で絶縁部材８０が介在する。これにより、異常放電を抑制することができる。また、フォーカスリングＦＲは、導電部材８２によってコンタクト電極８１に接続される。このため、コンタクト電極８１に印加された直流電圧は、導電部材８２を介してフォーカスリングＦＲに印加される。このように、支持アセンブリ１は、装置に大きな変更を加えることなく、異常放電を抑制しながらフォーカスリングＦＲに直流電圧を印加することができる。よって、支持アセンブリ１は、簡易な構成で、異常放電を抑制しつつ、フォーカスリングＦＲへの直流電圧印加を実現することができる。

支持アセンブリ１では、フォーカスリングＦＲの全周に直流電圧が印加されるので、電気的及び熱的な偏りを低減することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態に係る支持アセンブリ１Ａは、支持アセンブリ１と比較して、コンタクト電極８１に接続される電源が相違し、その他は同一である。第２実施形態では、第１実施形態と重複する説明は繰り返さない。

図５は、第２実施形態に係る支持アセンブリの一例である。図５に示されるように、支持アセンブリ１Ａのコンタクト電極８１は、整合器９５を介して交流電源９０に接続される。その他の構成は、第１実施形態と同一である。

［第２実施形態のまとめ］
支持アセンブリ１Ａでは、下部電極１８のリング支持面１８ｂとフォーカスリングＦＲとの間に、少なくとも１つの導電部材８２を囲む状態で絶縁部材８０が介在する。これにより、異常放電を抑制することができる。また、フォーカスリングＦＲは、導電部材８２によってコンタクト電極８１に接続される。このため、コンタクト電極８１に印加された交流電圧は、導電部材８２を介してフォーカスリングＦＲに印加される。このように、支持アセンブリ１Ａは、装置に大きな変更を加えることなく、異常放電を抑制しながらフォーカスリングＦＲに交流電圧を直接印加することができる。よって、支持アセンブリ１Ａは、簡易な構成で、異常放電を抑制しつつ、フォーカスリングＦＲへの交流電圧印加を実現することができる。

支持アセンブリ１Ａでは、フォーカスリングＦＲの全周に交流電圧が印加されるので、電気的及び熱的な偏りを低減することができる。

［第３実施形態］
第３実施形態に係る支持アセンブリ１Ｂは、支持アセンブリ１と比較して、下部電極１８に貫通孔１８ｅが形成されておらず、下部電極１８に可変直流電源７０が直接接続される点が相違し、その他は同一である。第３実施形態では、第１実施形態と重複する説明は繰り返さない。

図６は、第３実施形態に係る支持アセンブリの一例である。図７は、図６に示される支持アセンブリの分解図である。図６及び図７に示されるように、支持アセンブリ１Ｂに電圧を供給する可変直流電源７０は、下部電極１８に接続される。下部電極１８に印加された直流電圧は、下部電極１８に印加された高周波と重畳し、フォーカスリングＦＲに供給される。その他の構成は、第１実施形態と同一である。

［第３実施形態のまとめ］
支持アセンブリ１Ｂでは、下部電極１８のリング支持面１８ｂとフォーカスリングＦＲとの間に、少なくとも１つの導電部材８２を囲む状態で絶縁部材８０が介在する。これにより、異常放電を抑制することができる。また、フォーカスリングＦＲは、導電部材８２によってコンタクト電極８１に接続される。このため、コンタクト電極８１に印加された直流電圧は、導電部材８２を介してフォーカスリングＦＲに印加される。このように、支持アセンブリ１Ｂは、装置に大きな変更を加えることなく、異常放電を抑制しながらフォーカスリングＦＲに直流電圧を印加することができる。よって、支持アセンブリ１Ｂは、簡易な構成で、異常放電を抑制しつつ、フォーカスリングＦＲへの直流電圧印加を実現することができる。

支持アセンブリ１Ｂでは、フォーカスリングＦＲの全周に直流電圧が印加されるので、電気的及び熱的な偏りを低減することができる。

［変形例］
以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、上述した種々の実施形態に係るプラズマ処理装置は容量結合型のプラズマ処理装置である。変形態様におけるプラズマ処理装置は、誘導結合型のプラズマ処理装置であってもよい。また、フォーカスリングＦＲは、分割されていてもよい。この場合、分割されたフォーカスリングＦＲごとに電圧を印加することができる。

以下、発明者が確認した実施形態の効果について説明する。
（フォーカスリングの全周に電圧印加した場合の効果確認）
フォーカスリングの全周に電圧印加可能な実施例１と、フォーカスリングの一部に電圧印加可能な実施例２とを用意した。
（実施例１）
第１実施形態の支持アセンブリ１を作成した。下部電極１８のリング支持面１８ｂにコンタクト電極８１をリング支持面１８ｂの全周にわたって形成した。その後、全周に導電部材８２が埋め込まれた絶縁部材８０を用いて、リング支持面１８ｂにフォーカスリングＦＲを固定配置した。
（実施例２）
実施例２は、実施例１と比較すると、下部電極１８のリング支持面１８ｂにコンタクト電極８１をリング支持面１８ｂの一部分に形成した点、コンタクト電極８１に対応する位置に絶縁部材８０を配置した点を除き、同一である。周方向に間隔を空けて四カ所にコンタクト電極８１及び絶縁部材８０を配置した。

（発熱評価）
実施例１及び実施例２のそれぞれのフォーカスリングＦＲに直流電圧を印加しつつ、下部電極１８に高周波を印加し、フォーカスリングＦＲの温度経過を計測した。高周波は、３．２ＭＨｚ／１ｋＷとした。結果を図８に示す。図８は、フォーカスリングの発熱量を評価したグラフである。横軸は、高周波印加後の経過時間であり、縦軸は、フォーカスリングＦＲの温度である。フォーカスリングＦＲの温度は、計測箇所の最高温度をプロットしている。実施例１は実線の波形であり、実施例２は破線の波形である。

図８に示されるように、破線のグラフで示される実施例２は、高周波印加後にフォーカスリングＦＲの温度が急激に上昇し、開始から約１００秒程度でΔＴ１（約３６．９℃）まで上昇した。なお、フォーカスリングＦＲの破損を考慮して、ΔＴ１上昇した時点で計測を終了した。一方、実線のグラフで示される実施例１は、フォーカスリングＦＲの温度は時間経過とともに緩やかに上昇し、開始から約２５０秒経過してもΔＴ２（約５．４℃）しか上昇しなかった。このように、フォーカスリングＦＲの全周に電圧印加した場合、フォーカスリングＦＲの一部に電圧印加した場合と比べて、発熱量が抑えられることが確認された。

実施例１及び実施例２のそれぞれのフォーカスリングＦＲに直流電圧を印加しつつ、下部電極１８に高周波を印加し、フォーカスリングＦＲの温度分布を計測した。図９は、フォーカスリングの温度分布を評価した結果である。図９の（Ａ）は、実施例１の温度分布であり、図９の（Ｂ）は、実施例２の温度分布である。図９に示されるように、実施例１の温度分布の方が、実施例２の温度分布よりも、温度勾配が少ないことが確認された。このため、フォーカスリングの全周に電圧が印加されることで、熱的な偏りを低減することができることが確認された。

１０…プラズマ処理装置、１６…ステージ、１８…下部電極、１８ａ…チャック支持面、１８ｂ…リング支持面、２０…静電チャック、６１…高周波電源、７０…可変直流電源、８０…絶縁部材、８１…コンタクト電極、８２…導電部材、ＦＲ…フォーカスリング。

Claims (4)

1. 静電チャックと、
   前記静電チャックを支持するチャック支持面と、前記チャック支持面を囲むように形成され、フォーカスリングを支持するリング支持面とを有し、前記リング支持面上にコンタクト電極が形成された、下部電極と、
   前記コンタクト電極と前記フォーカスリングとを電気的に接続する少なくとも１つの導電部材と、
   前記少なくとも１つの導電部材を囲む状態で前記下部電極のリング支持面と前記フォーカスリングとの間に介在する絶縁部材と、
   を有する支持アセンブリと、
   前記支持アセンブリを収容するチャンバと、
   前記下部電極に電圧を印加する第１電源と、
   前記コンタクト電極に電圧を印加する第２電源と、
   を備える、プラズマ処理装置。
2. 前記コンタクト電極は、前記リング支持面の全周にわたって形成され、
   前記少なくとも１つの導電部材は、リング状の前記絶縁部材の全周にわたって配置される、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記絶縁部材は、その上面が前記フォーカスリングに接触し、その下面が前記下部電極に接触し、
   前記少なくとも１つの導電部材は、前記絶縁部材の厚さ方向に延在する線状部材である、請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記リング支持面における前記コンタクト電極に対応した位置に、前記下部電極の底部まで延びる貫通孔が形成され、
   前記貫通孔の内部には、前記コンタクト電極と電源とを接続する配線が収容される、請求項１～３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。

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