JP2023046897A - 上部電極アセンブリ及びプラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上部電極アセンブリを構成する二つの導電性の部材の間での導通の確実性を高める技術を提供する。
【解決手段】
開示されるプラズマ処理装置の上部電極アセンブリは、導電性を有する第１及び第２の部材を含む。第１の部材は、周縁部を有する。第２の部材は、第１の部材上に設けられている。第３の部材が、第２の部材と共に第１の部材の周縁部を挟持する。第２の部材に導通する固定具が、第３の部材を第２の部材に固定する。導電部材が、第１の部材と第２の部材を互いに導通させる。導電部材は、第１の部分及び第２の部分を含む。第１の部分は、固定具と第３の部材との間で挟持され、固定具を介して第２の部材に導通する。第２の部分は、第３の部材と第１の部材の周縁部との間で挟持される。
【選択図】図２

Description

本開示の例示的実施形態は、上部電極アセンブリ及びプラズマ処理装置に関するものである。

容量結合型のプラズマ処理装置がプラズマ処理装置の一種として用いられている。下記の特許文献１は、容量結合型のプラズマ処理装置を開示している。容量結合型のプラズマ処理装置は、上部電極を備える。上部電極は、シャワープレートと上部電極本体を含んでいる。シャワープレートと上部電極本体との間には、金属スパイラルチューブが設けられている。金属スパイラルチューブにより、シャワープレートと上部電極本体との間の導通が確保される。

特開２００４－３５６５０９号公報

本開示は、上部電極アセンブリを構成する二つの導電性の部材の間での導通の確実性を高める技術を提供する。

一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置の上部電極アセンブリが提供される。上部電極アセンブリは、第１の部材、第２の部材、第３の部材、固定具、及び導電部材を備える。第１の部材及び第２の部材の各々は、導電性材料から形成されている。第１の部材は、下面及び側面を含む周縁部を有する。第２の部材は、第１の部材上に設けられている。第３の部材は、底部及び側部を含む。底部は、第１の部材の周縁部の下面に沿って設けられている。側部は、第１の部材の周縁部の外側で周縁部の側面に沿って設けられている。第３の部材は、該第３の部材の底部と第２の部材との間で第１の部材の周縁部を挟持する。固定具は、第２の部材に導通しており、第３の部材を第２の部材に固定する。導電部材は、第１の部材と第２の部材を互いに導通させる。導電部材は、第１の部分及び第２の部分を含む。第１の部分は、固定具と第３の部材との間で挟持され、固定具を介して第２の部材に導通する。第２の部分は、第３の部材と第１の部材の周縁部との間で挟持される。

一つの例示的実施形態によれば、上部電極アセンブリを構成する二つの導電性の部材の間での導通の確実性が高められる。

容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。 一つの例示的実施形態に係る上部電極アセンブリの部分拡大断面図である。 図２に示す上部電極アセンブリにおいて用いられ得る導電部材の例を示す図である。 別の例示的実施形態に係る上部電極アセンブリの部分拡大断面図である。 図４に示す上部電極アセンブリにおいて用いられ得る導電部材の例を示す図である。

以下、種々の例示的実施形態について説明する。

一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置の上部電極アセンブリが提供される。上部電極アセンブリは、第１の部材、第２の部材、第３の部材、固定具、及び導電部材を備える。第１の部材及び第２の部材の各々は、導電性材料から形成されている。第１の部材は、下面及び側面を含む周縁部を有する。第２の部材は、第１の部材上に設けられている。第３の部材は、底部及び側部を含む。底部は、第１の部材の周縁部の下面に沿って設けられている。側部は、第１の部材の周縁部の外側で周縁部の側面に沿って設けられている。第３の部材は、該第３の部材の底部と第２の部材との間で第１の部材の周縁部を挟持する。固定具は、第２の部材に導通しており、第３の部材を第２の部材に固定する。導電部材は、第１の部材と第２の部材を互いに導通させる。導電部材は、第１の部分及び第２の部分を含む。第１の部分は、固定具と第３の部材との間で挟持され、固定具を介して第２の部材に導通する。第２の部分は、第３の部材と第１の部材の周縁部との間で挟持される。

上記実施形態では、固定具は第３の部材を第２の部材に固定している。したがって、固定具と第３の部材との位置関係は安定的に維持される。導電部材の第１の部分はかかる固定具と第３の部材との間に挟持されているので、導電部材と固定具との間の導通は安定的に維持される。また、固定具は第２の部材に導通しているので、導電部材と第２の部材との間の導通は安定的に維持される。また、導電部材の第２の部分は、第３の部材と第１の部材の周縁部との間で挟持されているので、導電部材と第１の部材との間の導通が安定的に維持される。故に、上記実施形態によれば、上部電極アセンブリを構成する二つの導電性の部材、即ち第１の部材と第２の部材との間での導通の確実性が高められる。

一つの例示的実施形態において、固定具は、ねじであってもよい。第３の部材は、ねじの頭部と第２の部材との間で挟持されていてもよい。導電部材の第１の部分は、ねじの頭部と第３の部材との間で挟持されていてもよい。

一つの例示的実施形態において、導電部材の第２の部分は、第１の部材の周縁部の下面と第３の部材の底部との間で挟持されていてもよい。

一つの例示的実施形態において、第１の部材の周縁部は、周方向に延びており、第３の部材の底部は、開口を提供するように周方向に延びている。導電部材の第２の部分は、周方向に細長い形状を有していてもよい。

一つの例示的実施形態において、導電部材の第２の部分は、第１の部材の周縁部の側面と第３の部材の側部との間で挟持される少なくとも一つの板ばねを含んでいてもよい。

一つの例示的実施形態において、第１の部材の周縁部は、周方向に延びており、第３の部材の側部は、周方向に延びている。導電部材の第２の部分は、少なくとも一つの板ばねとして、櫛歯を形成するように周方向に沿って配列された複数の板ばねを含んでいてもよい。

一つの例示的実施形態において、第１の部材は、プラズマ処理装置のチャンバ内の空間を上方から画成する天板であってもよい。第２の部材は、第１の部材を支持しており、その内部において冷媒用の流路を提供していてもよい。

一つの例示的実施形態において、第３の部材は、セラミックから形成されていてもよい。

別の例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ、基板支持部、種々の例示的実施形態のうち何れかの上部電極アセンブリ、及びプラズマ生成部を含む。基板支持部は、チャンバ内に設けられている。上部電極アセンブリは、基板支持部の上方に設けられている。プラズマ生成部は、チャンバ内でガスからプラズマを生成するように構成されている。

一つの例示的実施形態において、プラズマ生成部は、高周波電源を含んでいてもよい。高周波電源は、上部電極アセンブリ又は基板支持部内の高周波電極に電気的に接続される。

以下、図面を参照して種々の例示的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。

まず、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、容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。

プラズマ処理システムは、容量結合型のプラズマ処理装置１及び制御部２を含む。容量結合型のプラズマ処理装置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及び上部電極アセンブリ１３を含む。一実施形態において、上部電極アセンブリ１３は、シャワーヘッドとして構成されており、ガス導入部を構成していてもよい。ガス導入部は、少なくとも一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。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。上部電極アセンブリ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、上部電極アセンブリ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、上部電極アセンブリ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、少なくとも一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一つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも一つのガス排出口とを有する。プラズマ処理チャンバ１０は接地される。上部電極アセンブリ１３及び基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０の筐体とは電気的に絶縁される。

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Ｗを支持するための中央領域１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域１１１ｂとを有する。ウェハは基板Ｗの一例である。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。従って、中央領域１１１ａは、基板Ｗを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域１１１ｂは、リングアセンブリ１１２を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。

一実施形態において、本体部１１１は、基台１１１０及び静電チャック１１１１を含む。基台１１１０は、導電性部材を含む。基台１１１０の導電性部材は下部電極として機能し得る。静電チャック１１１１は、基台１１１０の上に配置される。静電チャック１１１１は、セラミック部材１１１１ａとセラミック部材１１１１ａ内に配置される静電電極１１１１ｂとを含む。セラミック部材１１１１ａは、中央領域１１１ａを有する。一実施形態において、セラミック部材１１１１ａは、環状領域１１１ｂも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック１１１１を囲む他の部材が環状領域１１１ｂを有してもよい。この場合、リングアセンブリ１１２は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック１１１１と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、後述するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電源３１及び／又はＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源３２に結合される少なくとも一つのＲＦ／ＤＣ電極がセラミック部材１１１１ａ内に配置されてもよい。この場合、少なくとも一つのＲＦ／ＤＣ電極が下部電極として機能する。後述するバイアスＲＦ信号及び／又はＤＣ信号が少なくとも一つのＲＦ／ＤＣ電極に供給される場合、ＲＦ／ＤＣ電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台１１１０の導電性部材と少なくとも一つのＲＦ／ＤＣ電極とが複数の下部電極として機能してもよい。また、静電電極１１１１ｂが下部電極として機能してもよい。従って、基板支持部１１は、少なくとも一つの下部電極を含む。

リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、１又は複数の環状部材は、１又は複数のエッジリングと少なくとも一つのカバーリングとを含む。エッジリングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。

また、基板支持部１１は、静電チャック１１１１、リングアセンブリ１１２及び基板のうち少なくとも一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１１１０ａ、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路１１１０ａには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路１１１０ａが基台１１１０内に形成され、１又は複数のヒータが静電チャック１１１１のセラミック部材１１１１ａ内に配置される。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と中央領域１１１ａとの間の間隙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。

一実施形態において、上部電極アセンブリ１３は、ガス供給部２０からの少なくとも一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。上部電極アセンブリ１３は、少なくとも一つのガス供給口１３ａ、少なくとも一つのガス拡散室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。なお、ガス導入部は、上部電極アセンブリ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。

ガス供給部２０は、少なくとも一つのガスソース２１及び少なくとも一つの流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも一つの処理ガスを、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を介して上部電極アセンブリ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、少なくとも一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。

電源３０は、少なくとも一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（即ち、高周波電源）を含む。ＲＦ電源３１は、少なくとも一つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を少なくとも一つの下部電極及び／又は上部電極アセンブリ１３、即ち高周波電極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一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信号を少なくとも一つの下部電極、即ちバイアス電極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。

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、少なくとも一つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも一つの下部電極及び／又は上部電極アセンブリ１３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、１０ＭＨｚ～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、少なくとも一つの下部電極及び／又は上部電極アセンブリ１３に供給される。

第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも一つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも一つの下部電極に結合され、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。バイアスＲＦ信号の周波数は、ソースＲＦ信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号の周波数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、１００ｋＨｚ～６０ＭＨｚ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、少なくとも一つの下部電極に供給される。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一つがパルス化されてもよい。

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、少なくとも一つの下部電極に接続され、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、少なくとも一つの下部電極に印加される。一実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、上部電極アセンブリ１３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、上部電極アセンブリ１３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一つがパルス化されてもよい。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも一つの下部電極及び／又は上部電極アセンブリ１３に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、ＤＣ信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部が第１のＤＣ生成部３２ａと少なくとも一つの下部電極との間に接続される。従って、第１のＤＣ生成部３２ａ及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。第２のＤＣ生成部３２ｂ及び波形生成部が電圧パルス生成部を構成する場合、電圧パルス生成部は、上部電極アセンブリ１３に接続される。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、１周期内に１又は複数の正極性電圧パルスと１又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。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。

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。

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、処理部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。制御部２は、例えばコンピュータ２ａにより実現される。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部２ａ２に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部２ａ２に格納され、処理部２ａ１によって記憶部２ａ２から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ２ａに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース２ａ３に接続されている通信回線であってもよい。処理部２ａ１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であってもよい。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。

以下、図２を参照しつつ、一つの例示的実施形態に係る上部電極アセンブリについて説明する。図２は、一つの例示的実施形態に係る上部電極アセンブリの部分拡大断面図である。図２に示す上部電極アセンブリ１３は、プラズマ処理装置１の上部電極アセンブリとして用いられ得る。

図２に示すように、上部電極アセンブリ１３は、第１の部材５１、第２の部材５２、第３の部材５４、少なくとも一つの固定具５６、及び少なくとも一つの導電部材５８を含んでいる。以下では、複数の固定具５６及び複数の導電部材５８を含む上部電極アセンブリ１３について説明するが、上部電極アセンブリ１３は、単一の固定具５６及び単一の導電部材５８を含んでいてもよい。

第１の部材５１は、導電性材料から形成されている。第１の部材５１は、シリコン又は炭化ケイ素のようなシリコン含有材料から形成され得る。一実施形態において、第１の部材５１は、プラズマ処理装置１のチャンバ１０内の空間（プラズマ処理空間１０ｓ）を上方から画成する天板であってもよい。この実施形態において、第１の部材５１は、略円盤形状を有する。

第１の部材５１は、周縁部５１ｐを有している。周縁部５１ｐは、周方向に延びている。周縁部５１ｐは、下面５１ｂ及び側面５１ｓを含んでいる。側面５１ｓは、チャンバ１０の中心軸線の周りで周方向に延在している。チャンバ１０の中心軸線は、鉛直方向に延びている。なお、以下の説明において、「周方向」は、チャンバ１０の中心軸線の周りの回転方向を示しており、「径方向」は、チャンバ１０の中心軸線に直交する任意の方向を示している。

一実施形態において、第１の部材５１は、複数のガス孔５１ｃを提供していてもよい。複数のガス孔５１ｃは、第１の部材５１の周縁部５１ｐの内側の領域で、第１の部材５１をその板厚方向に貫通している。

第２の部材５２は、第１の部材５１上に設けられている。第２の部材５２は、導電性材料から形成されている。第２の部材５２は、例えばアルミニウムのような金属から形成されている。

一実施形態において、第２の部材５２は、第１の部材５１を支持する支持体であってもよい。第２の部材５２は、その内部において冷媒用の流路５２ｆを提供していてもよい。流路５２ｆは、チラーユニットから供給される冷媒を受ける。チラーユニットは、チャンバ１０の外部に設けられている。冷媒は、流路５２ｆを流れて、チラーユニットに戻される。

一実施形態において、第２の部材５２は、上述したガス拡散室１３ｂをその内部に提供していてもよい。また、第２の部材５２は、複数のガス孔５２ｃを更に提供していてもよい。複数のガス孔５２ｃは、ガス拡散室１３ｂから下方に延びて、複数のガス孔５１ｃにそれぞれ接続している。複数のガス孔５２ｃはそれぞれ、対応のガス孔５１ｃと共に複数のガス導入口１３ｃを構成する。

第１の部材５１及び第２の部材５２の径方向外側には、環状部材６１及び６２が設けられている。環状部材６１及び６２は、アルミニウムのような金属から形成されている。環状部材６２は、環状部材６１上に設けられている。環状部材６１及び６２は、チャンバ１０の側壁１０ａ上の領域まで延びており、電気的に接地されている。

環状部材６２と第２の部材５２との間には、絶縁部材６３が介在している。絶縁部材６３は、酸化アルミニウム又は石英のような絶縁性材料から形成されている。環状部材６１の下方には、グランド部材６４が設けられている。グランド部材６４は、導電性材料から形成されている。グランド部材６４は、シリコン又は炭化ケイ素のようなシリコン含有材料から形成され得る。グランド部材６４は、略環形状を有しており、環状部材６１の下面の下方の領域から第１の部材５１の周縁部５１ｐの下方の領域にわたって延びている。

第３の部材５４は、略環形状を有している。第３の部材５４は、第１の部材５１の周縁部５１ｐに沿って周方向に延びている。第３の部材５４は、第１の部材５１の周縁部５１ｐの内側の領域の下面を露出させるように開口を提供している。第３の部材５４は、酸化アルミニウムのようなセラミックから形成され得る。

第３の部材５４は、底部５４ｂ及び側部５４ｓを含んでいる。底部５４ｂは、略環形状を有しており、開口を提供するように周方向に延びている。底部５４ｂは、第１の部材５１の周縁部５１ｐの下面５１ｂに沿って延びている。側部５４ｓは、底部５４ｂの上で周方向に延びている。側部５４ｓは、略環形状を有しており、第１の部材５１の周縁部５１ｐの外側で周縁部５１ｐの側面５１ｓに沿って延びている。第３の部材５４は、底部５４ｂと第２の部材５２との間で第１の部材５１の周縁部５１ｐを挟持している。

第３の部材５４と環状部材６１との間、且つ、第３の部材５４とグランド部材６４との間には、絶縁部材６６が設けられている。絶縁部材６６は、略環形状を有しており、酸化アルミニウム又は石英のような絶縁性材料から形成されている。上述した絶縁部材６３は、絶縁部材６６上に設けられている。絶縁部材６６と絶縁部材６３との間の間隙は、Ｏリング６７によって封止されている。

複数の固定具５６の各々は、金属のような導電性材料から形成されており、第２の部材５２に導通している。複数の固定具５６は、第３の部材５４を第２の部材５２に固定している。

一実施形態においては、複数の固定具５６の各々は、ねじである。この実施形態において、第３の部材５４は、周方向に沿って配列された複数の貫通孔５４ｈを提供している。複数の固定具５６はそれぞれ、複数の貫通孔５４ｈの中に配置されている。複数の固定具５６の各々であるねじは、その頭部から上方に延びている。

複数の貫通孔５４ｈの各々は、大径部と、当該大径部の上に設けられた小径部を含んでいる。第３の部材５４は、複数の貫通孔５４ｈの各々の大径部と小径部との間で延びる面５４ａを提供している。面５４ａは、下方に向いている。複数の固定具５６の各々であるねじの頭部と面５４ａとの間には、平座金７１及び７３が設けられていてもよい。

複数の固定具５６は、それらの上端から下方に延びる雌ねじを提供している。複数の固定具５６それぞれの雌ねじには、複数のねじ８０の雄ねじが螺合される。複数のねじ８０は、金属のような導電性材料から形成されている。

第２の部材５２の周縁部には、周方向に沿って配列された複数の穴５２ｈが形成されている。複数のねじ８０の頭部はそれぞれ、複数の穴５２ｈの中に収容されている。複数の穴５２ｈは、下方に向けて開口している。複数の穴５２ｈの中には、Ｃリングのような複数の固定具８１がそれぞれ設けられている。複数の固定具８１は、第２の部材５２に固定されている。複数のねじ８０の各々は、その頭部から下方に、対応の固定具８１の内孔を通って延びている。複数のねじ８０の各々の頭部と対応の固定具８１との間には、コイルばね８２、平座金８３、及び平座金８５が設けられていてもよい。

複数の固定具５６の各々と複数のねじ８０の各々が互いに螺合されると、第３の部材５４は、複数の固定具５６の各々であるねじの頭部と第２の部材５２との間で挟持されて、第２の部材５２に固定される。また、複数の固定具５６の各々は、複数のねじ８０を介して第２の部材５２に導通する。

複数の導電部材５８は、第１の部材５１と第２の部材５２を互いに導通させる。図３は、図２に示す上部電極アセンブリにおいて用いられ得る導電部材の例を示す図である。以下、図２と共に図３を参照する。

複数の導電部材５８の各々は、金属製であり、導電性を有している。複数の導電部材５８の各々は、例えば板金加工により形成され得る。複数の導電部材５８の各々は、第１の部分５８１及び第２の部分５８２を含んでいる。複数の導電部材５８の各々は、第１の部分５８１と第２の部分５８２とを互いに接続する第３の部分５８３を更に含んでいる。第３の部分５８３は、第１の部分５８１と第２の部分５８２との間で、第３の部材５４に沿って延在している。

第１の部分５８１は、対応の固定具５６と第３の部材５４との間で挟持されて、対応の固定具５６を介して第２の部材５２に導通する。一実施形態において、第１の部分５８１は、対応の固定具５６であるねじの頭部と第３の部材５４の面５４ａとの間で挟持される。第１の部分５８１は、平座金７１及び７３、対応の固定具５６、対応のねじ８０、コイルばね８２、平座金８３及び８５、並びに固定具８１を介して第２の部材５２に導通し得る。

第２の部分５８２は、第３の部材５４と第１の部材５１の周縁部５１ｐとの間で挟持されて、第１の部材５１に導通する。図２に示す実施形態では、第２の部分５８２は、第１の部材５１の周縁部５１ｐの下面５１ｂと第３の部材５４の底部５４ｂとの間で挟持される。

一実施形態において、第２の部分５８２は、図３に示すように、周方向に細長い形状を有していてもよい。即ち、第２の部分５８２の周方向における長さは、径方向に平行な方向における第２の部分５８２の長さよりも、長い。

上部電極アセンブリ１３において、複数の固定具５６は第３の部材５４を第２の部材５２に固定している。したがって、複数の固定具５６と第３の部材５４との位置関係は安定的に維持される。複数の導電部材５８の第１の部分５８１はかかる固定具５６と第３の部材５４との間に挟持されているので、複数の導電部材５８と複数の固定具５６との間の導通は安定的に維持される。また、複数の固定具５６は第２の部材５２に導通しているので、複数の導電部材５８と第２の部材５２との間の導通は安定的に維持される。また、複数の導電部材５８の各々の第２の部分５８２は、第３の部材５４と第１の部材５１の周縁部との間で挟持されているので、複数の導電部材５８と第１の部材５１との間の導通が安定的に維持される。故に、上部電極アセンブリ１３を構成する二つの導電性の部材、即ち第１の部材５１と第２の部材５２との間での導通の確実性が高められる。

図４を参照して、別の例示的実施形態に係る上部電極アセンブリについて説明する。図４は、別の例示的実施形態に係る上部電極アセンブリの部分拡大断面図である。以下の説明では、図４と共に図５を参照する。図５は、図４に示す上部電極アセンブリにおいて用いられ得る導電部材の例を示す図である。

図４に示す上部電極アセンブリ１３Ｂは、プラズマ処理装置１の上部電極アセンブリ１３として用いられ得る。以下、上部電極アセンブリ１３Ｂと図２に示す上部電極アセンブリ１３との相違点の観点から、上部電極アセンブリ１３Ｂについて説明する。

上部電極アセンブリ１３Ｂは、複数の導電部材５８の代わりに、複数の導電部材５８Ｂを含んでいる。複数の導電部材５８Ｂの各々は、金属製であり、導電性を有している。複数の導電部材５８Ｂの各々は、例えば板金加工により形成され得る。

複数の導電部材５８Ｂの各々は、第１の部分５８１Ｂ及び第２の部分５８２Ｂを含んでいる。第１の部分５８１Ｂは、複数の導電部材５８の第１の部分５８１と同様に、対応の固定具５６と第３の部材５４との間で挟持されて、対応の固定具５６を介して第２の部材５２に導通する。

第３の部分５８３Ｂは、第１の部分５８１Ｂと第２の部分５８２Ｂとを互いに接続している。第３の部分５８３Ｂは、第１の部分５８１Ｂと第２の部分５８２Ｂとの間で、第３の部材５４に沿って延在している。

第２の部分５８２Ｂは、少なくとも一つの板ばねを含んでいる。少なくとも一つの板ばねは、第１の部材５１の周縁部５１ｐの側面５１ｓと第３の部材５４の側部５４ｓとの間で挟持される。一実施形態において、第２の部分５８２Ｂは、複数の板ばねを含んでいてもよい。複数の板ばねは、櫛歯を形成するように周方向に沿って配列されており、第１の部材５１の周縁部５１ｐの側面５１ｓと第３の部材５４の側部５４ｓとの間で挟持される。

以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。

以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。

１…プラズマ処理装置、１０…チャンバ、１１…基板支持部、１３…上部電極アセンブリ、５１…第１の部材、５１ｐ…周縁部、５２…第２の部材、５４…第３の部材、５６…固定具、５８…導電部材、５８１…第１の部分、５８２…第２の部分。

Claims (10)

1. プラズマ処理装置の上部電極アセンブリであって、
   導電性材料から形成されており、下面及び側面を含む周縁部を有する第１の部材と、
   導電性材料から形成され、前記第１の部材上に設けられた第２の部材と、
   前記下面に沿って設けられた底部と、前記周縁部の外側で前記側面に沿って設けられた側部とを有する第３の部材であり、該第３の部材の該底部と前記第２の部材との間で前記第１の部材の前記周縁部を挟持する、該第３の部材と、
   前記第２の部材に導通しており、前記第３の部材を前記第２の部材に固定する固定具と、
   前記第１の部材と前記第２の部材を互いに導通させる導電部材と、
   を備え、
   前記導電部材は、前記固定具と前記第３の部材との間で挟持され前記固定具を介して前記第２の部材に導通する第１の部分と、前記第３の部材と前記周縁部との間で挟持される第２の部分と、を含む、
   上部電極アセンブリ。
2. 前記固定具は、ねじであり、
   前記第３の部材は、前記ねじの頭部と前記第２の部材との間で挟持され、
   前記導電部材の前記第１の部分は、前記ねじの前記頭部と前記第３の部材との間で挟持される、
   請求項１に記載の上部電極アセンブリ。
3. 前記導電部材の前記第２の部分は、前記周縁部の前記下面と前記第３の部材の前記底部との間で挟持される、請求項１又は２に記載の上部電極アセンブリ。
4. 前記第１の部材の前記周縁部は、周方向に延びており、
   前記第３の部材の前記底部は、開口を提供するように前記周方向に延びており、
   前記導電部材の前記第２の部分は、前記周方向に細長い形状を有する、
   請求項３に記載の上部電極アセンブリ。
5. 前記導電部材の前記第２の部分は、前記周縁部の前記側面と前記第３の部材の前記側部との間で挟持される少なくとも一つの板ばねを含む、請求項１又は２に記載の上部電極アセンブリ。
6. 前記第１の部材の前記周縁部は、周方向に延びており、
   前記第３の部材の前記側部は、前記周方向に延びており、
   前記導電部材の前記第２の部分は、前記少なくとも一つの板ばねとして、櫛歯を形成するように前記周方向に沿って配列された複数の板ばねを含む、
   請求項５に記載の上部電極アセンブリ。
7. 前記第１の部材は、前記プラズマ処理装置のチャンバ内の空間を上方から画成する天板であり、
   前記第２の部材は、前記第１の部材を支持しており、その内部において冷媒用の流路を提供している、
   請求項１～４の何れか一項に記載の上部電極アセンブリ。
8. 前記第３の部材は、セラミックから形成されている、請求項１～７の何れか一項に記載の上部電極アセンブリ。
9. チャンバと、
   前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
   請求項１～８の何れか一項に記載の上部電極アセンブリであり、前記基板支持部の上方に設けられた該上部電極アセンブリと、
   前記チャンバ内でガスからプラズマを生成するように構成されたプラズマ生成部と、
   を備えるプラズマ処理装置。
10. 前記プラズマ生成部は、高周波電源を含み、
    前記高周波電源は、前記上部電極アセンブリ又は前記基板支持部内の高周波電極に電気的に接続されている、
    請求項９に記載のプラズマ処理装置。

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