JP2012221979A

JP2012221979A - プラズマ処理装置

Info

Publication number: JP2012221979A
Application number: JP2011082666A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Hashiguchi; 久志橋口; Hideo Eto; 英雄江藤; Makoto Saito; 誠齋藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2012-11-12
Also published as: US20120247667A1

Abstract

【課題】プラズマ処理中に生じる石英系のダストの発生を従来に比して抑制することができるプラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、プラズマ処理装置１０は、チャンバ１１内に処理対象保持手段とプラズマ生成手段とを備える。処理対象保持手段は、ウェハ１００が載置される支持テーブル２１と、支持テーブル２１の外周に設けられるリング状のインシュレータリング２２と、インシュレータリング２２の側面部２２４および上面部２２３を覆うイットリアを含有する保護膜５０と、を備える。保護膜５０は、インシュレータリング２２の側面部２２４上に比して上面部２２３上の方が厚く形成される。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、プラズマ処理装置に関する。

プラズマ処理装置は、下部電極として機能し、ウェハを保持する基板保持部と、上部電極として機能し、ガスをシャワー状に供給するシャワーヘッドと、がチャンバ内に対向して配置された構造を有する。このプラズマ処理装置では、シャワーヘッドからチャンバ内にガスを供給し、基板保持部に高周波電力を供給してプラズマを生成させ、基板保持部で保持されたウェハ上のたとえば酸化膜を除去する。

一般的に基板保持部は、ウェハが載置される領域に設けられ、静電チャック機構でウェハを保持する静電チャック部と、静電チャック部に載置されたウェハの外周を囲うように配置される環状のフォーカスリングと、フォーカスリングの外周を囲うように配置され、装置本体と下部電極およびフォーカスリングを絶縁する環状のインシュレータリングと、を備えている。フォーカスリングは、シリコン（Ｓｉ）などの導電性材料から構成され、インシュレータリングは加工が容易で絶縁性のある石英で構成されるのが一般的であった。

特開２００９−２２４３８５号公報

しかしながら、従来技術では、プラズマはフォーカスリングよりも広い領域に生成されるため、ウェハのエッチング時にインシュレータリングなどの基板保持部の構成部材がエッチングされてしまう。特に、上記のような構成のプラズマ処理装置で処理対象とするものはウェハ上に形成されたシリコン酸化膜などの酸化膜であり、これらの酸化膜のエッチング時に、石英で構成されるインシュレータリングなどもエッチングされてしまい、交換頻度が高くなっているという問題点もあった。

本発明の一つの実施形態は、インシュレータリングの交換頻度を従来に比して抑えることができるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。

本発明の一つの実施形態によれば、チャンバ内に処理対象を保持する処理対象保持手段と、前記チャンバ内に導入されるガスをプラズマ化するプラズマ生成手段と、を備え、生成されたプラズマを用いて前記処理対象を処理するプラズマ処理装置が提供される。前記処理対象保持手段は、前記処理対象が載置される処理対象支持部材と、前記処理対象支持部材の外周に設けられるリング状のインシュレータリングと、前記インシュレータリングの側面および前記側面を除いた前記プラズマに曝される面（以下、プラズマ暴露面という）を覆うイットリアを含有する保護膜と、を備える。また、前記保護膜は、前記インシュレータリングの前記側面上に比して前記プラズマ暴露面上の方が厚く形成される。

図１は、プラズマ処理装置の構成の一例を模式的に示す断面図である。図２は、第１の実施形態による保護膜でコーティングされたインシュレータリングの構成の一例を示す図である。図３は、一般的なインシュレータリングの経時変化を模式的に示す図である。図４は、インシュレータリング付近の構造の一部拡大断面図である。図５は、第２の実施形態によるインシュレータリング付近の構造の一部拡大断面図である。図６は、第３の実施形態によるインシュレータリング付近の構造の一部拡大断面図である。

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるプラズマ処理装置を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、プラズマ処理装置の構成の一例を模式的に示す断面図であり、図２は、第１の実施形態による保護膜でコーティングされたインシュレータリングの構成の一例を示す図であり、図２（ａ）は斜視図であり、図２（ｂ）は断面図である。また、図３は、一般的なインシュレータリングの経時変化を模式的に示す図であり、図４は、インシュレータリング付近の構造の一部拡大断面図である。ここでは、プラズマ処理装置１０として、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置を例示している。

図１に示されるように、プラズマ処理装置１０は、気密に構成されたたとえばアルミニウム製のチャンバ１１を有している。チャンバ１１内には、処理対象としてのウェハ１００を水平に支持するとともに、下部電極として機能する支持テーブル２１が設けられている。支持テーブル２１の表面上には、図示しないがウェハ１００を静電吸着する静電チャック機構などの保持機構が設けられている。支持テーブル２１の側面および底面の周縁部を覆うようにインシュレータリング２２が配置され、インシュレータリング２２で覆われた支持テーブル２１の上方の外周には、フォーカスリング２３が設けられている。このフォーカスリング２３は、ウェハ１００のエッチング時に、電界がウェハ１００の周縁部で鉛直方向（ウェハ面に垂直な方向）に対して偏向しないように電界を調整するために設けられる部材である。

また、支持テーブル２１は、チャンバ１１内の中央付近に位置するように、チャンバ１１の中央付近の底壁から鉛直上方に筒状に突出する支持部１２上に、インシュレータリング２２を介して支持されている。インシュレータリング２２とチャンバ１１の側壁との間には、バッフルプレート２４が設けられている。バッフルプレート２４は、板の厚さ方向を貫通する複数のガス排出孔２５を有する。また、支持テーブル２１には、高周波電力を供給する給電線３１が接続されており、この給電線３１にブロッキングコンデンサ３２、整合器３３および高周波電源３４が接続されている。プラズマ処理時に高周波電源３４からは所定の周波数の高周波電力が支持テーブル２１に供給される。

下部電極として機能する支持テーブル２１に対向するように、支持テーブル２１の上部に上部電極として機能するシャワーヘッド４１が設けられている。シャワーヘッド４１は支持テーブル２１と平行に対向するように、支持テーブル２１から所定の距離を隔てたチャンバ１１の上部付近の側壁に固定される。このような構造によって、シャワーヘッド４１と支持テーブル２１とは、一対の平行平板電極を構成している。また、シャワーヘッド４１には、板の厚さ方向を貫通する複数のガス吐出口４２が設けられている。

チャンバ１１の上部付近には、プラズマ処理時に使用される処理ガスが供給されるガス供給口１３が設けられており、ガス供給口１３には配管を通じて図示しないガス供給装置が接続されている。

支持テーブル２１とバッフルプレート２４よりも下部のチャンバ１１にはガス排気口１４が設けられており、ガス排気口１４には配管を通じて図示しない排気手段である真空ポンプが接続されている。

また、バッフルプレート２４とシャワーヘッド４１との間で区切られる領域のチャンバ１１の側壁には、プラズマ処理時に発生する堆積物のチャンバ１１の側壁への付着を防止するデポシールド４５が設けられている。さらに、チャンバ１１の所定の位置の側壁部には、ウェハ１００を出し入れする開口部１５が形成され、この開口部１５に対応するデポシールド４５の部分には、シャッタ４６が設けられている。シャッタ４６は、チャンバ１１の外部と内部との間を仕切る役割を有し、ウェハ１００を出し入れする際に、開口部１５とチャンバ１１内とを接続するように開閉される。

チャンバ１１内の支持テーブル２１およびバッフルプレート２４と、シャワーヘッド４１とで仕切られた領域は、プラズマ処理室６１となり、シャワーヘッド４１で仕切られたチャンバ１１内の上部の領域は、ガス供給室６２となり、支持テーブル２１およびバッフルプレート２４で仕切られたチャンバ１１内の下部の領域はガス排気室６３となる。

このように構成されたプラズマ処理装置１０での処理の概要について説明する。まず、支持テーブル２１上に処理対象であるウェハ１００が載置され、たとえば静電チャック機構によって固定される。ついで、ガス排気口１４に接続される図示しない真空ポンプでチャンバ１１内が真空引きされる。このとき、ガス排気室６３とプラズマ処理室６１との間は、バッフルプレート２４に設けられたガス排出孔２５によって接続されているので、ガス排気口１４に繋がる真空ポンプによってチャンバ１１内全体が真空引きされる。

その後、チャンバ１１内が所定の圧力に達すると、プラズマ処理室６１とガス供給室６２との間はシャワーヘッド４１のガス吐出口４２によって接続されているので、図示しないガス供給装置からガス供給室６２に処理ガスが供給され、シャワーヘッド４１のガス吐出口４２を介してプラズマ処理室６１に供給される。プラズマ処理室６１内の圧力が所定の圧力に達すると、シャワーヘッド４１（上部電極）を接地した状態で、支持テーブル２１（下部電極）に高周波電圧を印加して、プラズマ処理室６１内にプラズマを生成させる。ここで、下部電極側には高周波電圧による自己バイアスにより、プラズマとウェハ１００との間に電位勾配が生じ、プラズマガス中のイオンが支持テーブル２１へと加速されることになり、異方性エッチング処理が行われる。

異方性エッチング処理時には、ウェハ１００だけでなくフォーカスリング２３やインシュレータリング２２もイオンやラジカルによってエッチングされる。このように、プラズマ生成領域に接する側の構成部材の面、すなわちプラズマ処理室６１の構成部材の表面は、プラズマに曝されて劣化しやすいのでプラズマ処理時にエッチング耐性を有する保護膜５０が設けられる。

つぎに、本実施形態による保護膜５０を形成したインシュレータリング２２について説明する。図２に示されるように、インシュレータリング２２は、円形のリング形状を有し、絶縁性の材料、たとえば石英（ＳｉＯ₂）で構成される。インシュレータリング２２は、高周波を印加する下部電極およびフォーカスリングが装置本体と絶縁されるように、支持テーブル２１の外周を覆うとともに、支持テーブル２１の外周に設けられた段差部で固定されるように下面側に設けられる下部切り欠き部２２１と、フォーカスリング２３を固定するように上面側に設けられる上部切り欠き部２２２と、を有する。保護膜５０は、このインシュレータリング２２でプラズマ処理時にエッチングされる領域に形成されるものであり、この例では上部切り欠き部２２２を除く上面部２２３から側面部２２４にわたって形成される。なお、プラズマは、シャワーヘッド４１（上部電極）と支持テーブル２１（下部電極）との間に生成されるので、上面部２２３はプラズマ暴露面となる。

保護膜５０として、たとえば酸化イットリウム粒子を含有する被膜（以下、イットリア膜という）を用いることができる。イットリア膜であれば、どのような膜であってもよいが、特に、少なくとも粒子の表面が溶融状態で隣接する粒子同士が結合し、固化した酸化イットリウム粒子を含み、一部の粒界が見えなくなったイットリア膜（以下、半溶融状態のイットリア膜という）であることが望ましい。この半溶融状態のイットリア膜は、酸化イットリウム粒子を有し、膜厚１０μｍ以上、膜密度９０％以上であり、単位面積２０μｍ×２０μｍ中に存在する粒界が確認できる酸化イットリウム粒子を面積率で０〜８０％含み、粒界が確認できない酸化イットリウム粒子を面積率で２０〜１００％含むものである。

イットリア膜の膜厚は１０μｍ以上であることが好ましい。１０μｍ未満ではイットリア膜を設ける効果が十分得られず、却って膜はがれの原因となる虞がある。イットリア膜の厚さの上限は特に限定されるものではないが、あまり厚いとそれ以上の効果が得られず、また内部応力の蓄積によりクラックが発生し易くなりコストアップの要因ともなる。そのため、イットリア膜の厚さは１０〜２００μｍ、より好ましくは５０〜１５０μｍである。

また、膜密度は９０％以上、より好ましくは９５％以上、さらには９９％以上１００％以下であることが好ましい。イットリア膜中に気孔（ボイド）多く存在すると、その気孔からプラズマアタックなどの浸食が進行して酸化物被膜の寿命を低下させる。特にイットリア膜表面に気孔が少ないことが望ましい。

なお、膜密度とは気孔率の反対の用語であり、膜密度９０％以上とは、気孔率１０％以下と同じ意味である。膜密度の測定方法は、酸化物被膜を膜厚方向に切断し、その断面組織の光学顕微鏡による５００倍の拡大写真を撮り、そこに写る気孔の面積率を算出する。そして、「膜密度（％）＝１００−気孔の面積率」により膜密度を算出する。膜密度の算出には、単位面積２００μｍ×２００μｍの面積を分析するものとする。なお、膜厚が薄いときは、合計の単位面積が２００μｍ×２００μｍとなるまで複数個所測定するものとする。

さらに、「粒界が確認できる酸化イットリウム粒子」が面積率で８０％を超えると、衝撃による破壊熱が不十分であるため、堆積において急激な冷却状態となり膜の低密度化や結合力が低下し、場合によってはクラックが発生するので、「粒界が確認できる酸化イットリウム粒子」が面積率で０〜８０％であることが望ましい。

また、イットリア膜の表面粗さＲａは３μｍ以下が好ましい。イットリア膜の表面凹凸が大きいとプラズマアタックなどが集中し易く膜の寿命を低下させる虞がある。表面粗さＲａの測定はＪＩＳ−Ｂ−０６０１−１９９４に準ずるものとする。好ましくは表面粗さＲａ２μｍ以下である。

さらに、粒界を確認できる酸化イットリウム粒子の平均粒径は２μｍ以下、粒界が確認できない酸化イットリウム粒子を含めた全体の酸化イットリウム粒子の平均粒径は５μｍ以下であることが好ましい。

このような保護膜５０は、たとえば、溶射法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、エアロゾルデポジション（Aerosol Deposition）法、コールドスプレー法、ガスデポジション法、静電微粒子衝撃コーティング法、衝撃焼結法などを用いて、インシュレータリング２２の上面部２２３と側面部２２４とに形成することができる。

特に、上記半溶融状態のイットリア膜は、イットリア粒子を含むスラリーを燃焼フレーム炎に供給して噴射ノズルから粒子を噴射し、粒子が高速度（たとえば音速以上）で基材に衝突し、その衝突による粒子の破砕熱で焼結結合して被膜を形成する衝撃焼結法において、酸化イットリウム粒子を溶融させないあるいは表層だけ溶融した状態で酸化イットリウム粒子の噴射速度を加速し、粒子が堆積し始める臨界速度以上の高速で制御して成膜することによって形成することができる。これによって、イットリア膜中の酸化イットリウム粒子は原料粉末の粒形状より破砕形状となった被膜が形成し易くなる傾向がある。また、表層が溶融した酸化イットリウム粒子は、基材に衝突する際の破砕熱で隣接する酸化イットリウム粒子と結合することで、粒界が確認できない酸化イットリウム粒子を含むイットリア膜を形成する。このとき、酸化イットリウム粒子の基材への衝突時の破砕熱で、酸化イットリウム粒子が表層だけでなくさらに粒子全体が溶融されてもよく、この場合にも同様のイットリア膜が形成される。また、表層を溶融させない酸化イットリウム粒子は、基材に衝突する際の破砕熱で少なくとも表層が溶融する場合もあり、これによっても隣接する酸化イットリウム粒子間の粒界が確認できない酸化イットリウム粒子を含むイットリア膜が形成される。このように高速噴射を使うことによって、溶射のように原料粉末を溶かして噴射しないため、原料粉末としての酸化イットリウム粒子の粉末形状をほぼ維持した状態で堆積できる。その結果、膜内部の応力が発生せず、緻密（膜密度の高い）で結合力の強いイットリア膜を形成することができる。

燃焼フレーム炎にスラリーを供給する際のスラリー供給位置や粒子を噴射する際の噴射ノズルと基材との距離を調整することにより、基材に形成されるイットリア膜中の粒界が確認できる粒子と粒界が確認できない粒子との面積率を調整することができる。

ところで、保護膜５０を形成しないインシュレータリング２２を用いてたとえばＲＩＥ装置で酸化膜をエッチングする場合には、ウェハ１００上に形成された酸化膜のエッチングとともに、インシュレータリング２２も同時にエッチングされてしまう。特に、半導体装置の製造においては、酸化膜としてシリコン酸化膜が多く用いられ、シリコン酸化膜をエッチングする際には、同じ組成のインシュレータリング２２も同様にエッチングされてしまうことになる。図３に示されるように、新品のインシュレータリング２２では、上面部２２３は輪郭２２３ａに示されるように、インシュレータリング２２の半径方向で上面部２２３の高さはどこも同じであるが、使用とともに上部切り欠き部２２２側ほどエッチングされていき、輪郭２２３ｂのようになってしまう。また、側面部２２４に比してプラズマに曝される（プラズマにより近い）上面部２２３の方がエッチングされやすい。

そこで、第１の実施形態では、図４に示されるように、プラズマ処理中にエッチングされ難い（プラズマからより離れた）側面部２２４に比してエッチングされ易い（プラズマにより近い）上面部２２３に形成される保護膜５０の厚さを、厚くするようにしている。たとえば、上面部２２３の保護膜５０の厚さを１００μｍとし、側面部２２４の保護膜５０の厚さを５０μｍとすることができる。このように保護膜５０を形成したインシュレータリング２２とすることで、エッチング耐性が向上し、また、保護対象であるインシュレータリング２２が図３に示されるようにエッチングされることがないので、インシュレータリング２２の寿命を石英のみで構成される場合に比して延ばすことが可能となる。

以上のように、第１の実施形態によれば、インシュレータリング２２の側面部２２４に比して上面部２２３の方が厚くなるようにプラズマ耐性の高い材料であるイットリア膜からなる保護膜５０を形成したので、プラズマ処理時にエッチングされ難く、インシュレータリング２２の寿命を石英製のインシュレータリング２２に比して延ばすことができるという効果を有する。一般的なプラズマ処理装置のようにインシュレータリング２２が石英で構成される場合には、ウェハ１００に形成された酸化膜のエッチングとともにインシュレータリング２２も略同じ割合でエッチングされてしまう。これに対して、第１の実施形態による保護膜５０を有する構造のインシュレータリング２２では、石英製のインシュレータリング２２を使用した場合の数十分の一程度のエッチング量とすることができる。そのため、石英製のインシュレータリング２２を使用する場合には、インシュレータリング２２の交換を頻繁に行わなければならないが、第１の実施形態による保護膜５０を有するインシュレータリング２２では、従来に比して寿命を延ばすことができ、交換頻度を少なくすることが可能となる。さらに、プラズマに近い上面部２２３での保護膜５０の厚さを、プラズマに遠い側面部２２４での保護膜５０の厚さよりも厚くすることで、保護膜５０の形成時の原料の使用量を、すべて同じ膜厚としたときに比して抑えることができるという効果も有する。

また、インシュレータリング２２の上面部２２３と側面部２２４にイットリア膜からなる保護膜５０を形成したので、プラズマ処理（エッチング処理）時に、石英製のインシュレータリング２２に比してダストの発生を抑制することができるという効果も有する。

具体的には、酸化物のエッチングには一般的にＦ系ガスが用いられるが、たとえば一般的なプラズマ処理装置のようにインシュレータリング２２が石英で構成されている場合には、インシュレータリング２２のエッチングによってＳｉＦ₄などの反応生成物が発生する。これらはダストとして処理対象に付着してしまう虞がある。しかし、第１の実施形態のイットリア膜からなる保護膜５０を有するインシュレータリング２２では、エッチングによってＹＦ₃などの反応生成物が発生するが、ＹＦ₃は蒸発し難いので、再蒸発せずにインシュレータリング２２を覆うようになり、エッチングされ難くなる。その結果、反応生成物がダストとしてたとえば処理対象に付着してしまうことを抑制することができる。

さらに、石英の場合、Ｆ系ガスでエッチングされる際にＳｉＦ₄などの反応生成物と共に酸素が発生するが、イットリア膜からなる保護膜５０はエッチング耐性が高く石英の場合に比して酸素の発生が少なくなるので、エッチング条件が安定し経時変化が抑えられるという効果も有する。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、インシュレータリングの上面部に設けられる保護膜の厚さを側面部に設けられるものよりも厚くするようにしたが、第２の実施形態では、インシュレータリングの上面部内での保護膜の厚さを変化させる場合を例に挙げる。

図３に示されるように、石英製のインシュレータリング２２の上面部２２３のエッチングによる経時変化は、内側（フォーカスリング側またはウェハ載置側）ほどエッチングされ易い。そのため、インシュレータリング２２の上面部２２３に設けられる保護膜５０の厚さも場所によって変えることができる。

図５は、第２の実施形態によるインシュレータリング付近の構造の一部拡大断面図である。図５に示されるように、保護膜５０の厚さを内側に近い側ほど厚くし、外側ほど薄くしている。このときのインシュレータリング２２の上部切り欠き部２２２以外の上面部２２３は、インシュレータリング２２の半径方向で同じ高さに設定されているので、保護膜５０の上面の高さは、インシュレータリング２２の外側から内側に向けて高くなる構成となっている。なお、保護膜５０は、第１の実施形態と同様にイットリア膜を含有する膜によって形成することができる。

第２の実施形態では、インシュレータリング２２の上面部２２３に形成する保護膜５０の厚さを場所によって変えるようにしたので、エッチングされ易い箇所では保護膜５０の厚さを厚くし、エッチングされ難い箇所では保護膜５０の厚さを薄くした。これによって、エッチングされ難い箇所での保護膜５０の厚さを第１の実施形態に比較して薄くすることができるので、保護膜５０の形成に要する時間を短縮することができるととともに、保護膜５０に用いる原料の使用量をさらに抑えることができるという効果を有する。

（第３の実施形態）
第３の実施形態でも第２の実施形態同様にインシュレータリングの上面部内での保護膜の厚さを変化させる場合について説明する。

図６は、第３の実施形態によるインシュレータリング付近の構造の一部拡大断面図である。第３の実施形態でも、図５と同様に保護膜５０の厚さを内側に近い側ほど厚くし、外側ほど薄くしているが、インシュレータリング２２の上部切り欠き部２２２以外の上面部２２３上で保護膜５０形成後のインシュレータリング２２の半径方向の保護膜５０の上面の高さが同じとなるようにされている。すなわち、インシュレータリング２２の上面部２２３は、外側から内側に向かって低くなるように傾斜を有して構成されている。このインシュレータリング２２の上面部２２３の傾斜の度合いは、たとえば図３に示される保護膜５０を形成しない場合の石英製のインシュレータリング２２におけるエッチング時の経時変化と一致するように設定することができる。なお、保護膜５０は、第１の実施形態と同様にイットリア膜を含有する膜によって形成することができる。

この第３の実施形態によっても第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、上記した説明では、プラズマ処理装置１０としてＲＩＥ装置を例に挙げて説明したが、アッシング装置、ＣＤＥ（Chemical Dry Etching）装置などの処理装置全般や半導体製造装置全般に、上記した実施形態を適用することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…プラズマ処理装置、１１…チャンバ、１２…支持部、１３…ガス供給口、１４…ガス排気口、１５…開口部、２１…支持テーブル、２２…インシュレータリング、２３…フォーカスリング、２４…バッフル板、２５…ガス排出孔、３１…給電線、３２…ブロッキングコンデンサ、３３…整合器、３４…高周波電源、４１…シャワーヘッド、４２…ガス供給路、４５…デポシールド、４６…シャッタ、６１…プラズマ処理室、６２…ガス供給室、６３…ガス排気室、１００…ウェハ。

Claims

チャンバ内に処理対象を保持する処理対象保持手段と、前記チャンバ内に導入されるガスをプラズマ化するプラズマ生成手段と、を備え、生成されたプラズマを用いて前記処理対象を処理するプラズマ処理装置において、
前記処理対象保持手段は、
前記処理対象が載置される処理対象支持部材と、
前記処理対象支持部材の外周に設けられるリング状のインシュレータリングと、
前記インシュレータリングの側面および前記側面を除いた前記プラズマに曝される面（以下、プラズマ暴露面という）を覆うイットリアを含有する保護膜と、
を備え、
前記保護膜は、前記インシュレータリングの前記側面上に比して前記プラズマ暴露面上の方が厚く形成されることを特徴とするプラズマ処理装置。
前記保護膜は、前記インシュレータリングの前記プラズマ暴露面上での厚さが、外周側から中心側に向かって厚くなるように形成され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。
前記インシュレータリングの前記プラズマ暴露面は、前記処理対象支持部材の前記処理対象の載置面と略平行であり、
前記保護膜の上面は、前記インシュレータリングの外周側から中心側に向かって高くなるように傾斜し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。
前記インシュレータリングの前記プラズマ暴露面は、前記インシュレータリングの外周側から中心側に向かって低くなるように傾斜しており、
前記保護膜の上面は、前記処理対象支持部材の前記処理対象の載置面と略平行であ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。
前記インシュレータリングの前記プラズマ暴露面上に形成される保護膜の厚さは一定であ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。
前記イットリア膜は、酸化イットリウム粒子を有し、膜厚が１０μｍ以上２００μｍ以下であり、膜密度が９０％以上であり、単位面積２００μｍ×２００μｍ中に存在する粒界が確認できる酸化イットリウム粒子が面積率で０〜８０％、粒界が確認できない酸化イットリウム粒子が面積率２０〜１００％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。