JP2023143783A - プラズマ処理装置及び載置台 - Google Patents

Abstract

【課題】ピン部材の破損を抑制すること。
【解決手段】プラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバと、第１部材と、第２部材と、ピン部材とを有する。第１部材は、プラズマ処理チャンバ内に配置され、基板が載置される載置面が形成され、載置面に対応する部分に第１貫通孔が形成されている。第２部材は、第１部材の載置面に対する裏面に重なるように配置され、温度に対する線膨張係数が第１部材と異なり、第１貫通孔の位置に対応して第１貫通孔と連通する第２貫通孔が形成されている。ピン部材は、第１貫通孔及び第２貫通孔内に配置され、第１貫通孔及び第２貫通孔に沿って移動可能に構成される。第２貫通孔は、第１貫通孔よりも径が大きく形成される。
【選択図】図２

Description

本開示は、プラズマ処理装置及び載置台に関する。

下記の特許文献１には、「電圧印加可能に構成された載置台であって、加工物を載置する載置面及び前記載置面に対向する裏面を有し、前記載置面に第１貫通孔が形成された静電チャックと、前記静電チャックの裏面に接合され、前記第１貫通孔と連通する第２貫通孔が形成されたベースと、前記第２貫通孔に挿入された筒状のスペーサと、前記第１貫通孔及び前記スペーサに収容されたピンと、を備え、前記ピンは、前記第１貫通孔及び前記スペーサそれぞれの内壁に対して隙間を空けて配置され、前記第１貫通孔と前記ピンとの隙間は、前記スペーサと前記ピンとの隙間よりも大きい、載置台。」が開示されている。

特開２０１８－５６３７２号公報

本開示は、ピン部材の破損を抑制する技術を提供する。

本開示の一態様によるプラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバと、第１部材と、第２部材と、ピン部材とを有する。第１部材は、プラズマ処理チャンバ内に配置され、基板が載置される載置面が形成され、載置面に対応する部分に第１貫通孔が形成されている。第２部材は、第１部材の載置面に対する裏面に重なるように配置され、温度に対する線膨張係数が第１部材と異なり、第１貫通孔の位置に対応して第１貫通孔と連通する第２貫通孔が形成されている。ピン部材は、第１貫通孔及び第２貫通孔内に配置され、第１貫通孔及び第２貫通孔に沿って移動可能に構成される。第２貫通孔は、第１貫通孔よりも径が大きく形成される。

本開示によれば、ピン部材の破損を抑制できる。

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。 図２は、実施形態に係る本体部の構成の一例を簡略化して示した図である。 図３は、基台の貫通孔と静電チャックの貫通孔に発生するズレを説明する図である。 図４は、基台と静電チャックが位置ズレした場合の一例を示す図である。 図５は、基台及び静電チャックの構成の一例を説明する図である。

以下に、プラズマ処理装置及び載置台の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示されるプラズマ処理装置及び載置台が限定されるものではない。

従来から、プラズマを用いて半導体ウェハ（以下「ウェハ」ともいう。）等の基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置が知られている。このようなプラズマ処理装置は、例えば、真空空間を構成可能なチャンバ内に、基板が載置される載置台を有する。載置台には、貫通孔が形成され、リフタピンなどのピン部材が格納される。プラズマ処理装置は、載置台の貫通孔からピン部材を突出させてピン部材で基板を支持し、基板を載置台から上昇させて基板を搬入出する。

ところで、載置台は、線膨張係数（熱膨張係数ともいう）の異なる複数の部材を重ねて構成される場合がある。このような場合、載置台では、各部材の線膨張係数の違いにより、各部材にズレが発生して貫通孔にズレが発生し、ピン部材を破損する場合がある。

そこで、ピン部材の破損を抑制する技術が期待されている。

（実施形態）
［装置構成］
本開示のプラズマ処理装置の一例について説明する。以下に説明する実施形態では、本開示のプラズマ処理装置をシステム構成のプラズマ処理システムとした場合を例に説明する。

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、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つのガス排出口とを有する。プラズマ処理チャンバ１０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。本体部１１１の中央領域１１１ａには、基板Ｗが載置される。実施形態では、本体部１１１が本開示の載置台に対応し、中央領域１１１ａが本開示の載置面に対応する。

本体部１１１は、中央領域１１１ａに対応する部分に複数、例えば３つの貫通孔１１３が形成されている。図１では、貫通孔１１３が２つ図示されている。貫通孔１１３は、本体部１１１の上面から下面まで貫通する。貫通孔１１３には、それぞれリフタピン１１４が設けられている。実施形態では、リフタピン１１４が本開示のピン部材に対応する。

リフタピン１１４は、不図示の駆動部によって貫通孔１１３の軸方向に移動し、先端が中央領域１１１ａから突没可能とされている。基板Ｗを搬送する場合、リフタピン１１４が本体部１１１から突出して基板Ｗを中央領域１１１ａからリフトアップする。

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１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１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１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１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１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１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。

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、少なくとも１つの上部電極を含む。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。

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。

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、少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部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信号を少なくとも１つの下部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１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に結合され、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１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給される。

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少なくとも１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１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１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１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１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、少なくとも１つの上部電極に接続され、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、少なくとも１つの上部電極に印加される。

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。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に印加される。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１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、少なくとも１つの上部電極に接続される。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。

図２は、実施形態に係る本体部１１１の構成の一例を簡略化して示した図である。図２には、本体部１１１の貫通孔１１３付近の構成が示されている。

本体部１１１は、線膨張係数の異なる複数の部材を重ねて構成されている。例えば、本体部１１１は、基台１１１０と静電チャック１１１１とが重なって構成されている。実施形態では、静電チャック１１１１が本開示の第１部材に対応し、基台１１１０が本開示の第２部材に対応する。

基台１１１０は、導電性部材、例えば、主にアルミニウムにより形成されている。静電チャック１１１１は、主にセラミックにより形成されている。本実施形態では、基台１１１０の方が、静電チャック１１１１よりも線膨張係数が大きい。図２では、静電チャック１１１１の上面が、基板Ｗが載置される中央領域１１１ａである。

本体部１１１は、貫通孔１１３が形成されている。例えば、静電チャック１１１１は、中央領域１１１ａに貫通孔１１３ｃが形成されている。基台１１１０は、静電チャック１１１１の貫通孔１１３ｃの位置に対応して貫通孔１１３ａが形成されている。基台１１１０の貫通孔１１３ａには、側面全体を覆うようにスリーブ１１５が配置されている。スリーブ１１５は、絶縁性の材料により形成され、貫通孔１１３ｂが形成されている。基台１１１０は、貫通孔１１３ａにスリーブ１１５を配置することで、基台１１１０から貫通孔１１３ｂ内のリフタピン１１４を絶縁している。貫通孔１１３ｂは、貫通孔１１３ｃと連通する。本実施形態では、常温において、貫通孔１１３ｃの中心軸と貫通孔１１３ｂの中心軸が一致するように静電チャック１１１１及び基台１１１０が構成されている。ここで、常温とは、プラズマ処理装置１が設置される場所の温度であり、例えば、２０℃から２５℃程度の温度であるが、これに限定されるものではない。貫通孔１１３は、静電チャック１１１１の貫通孔１１３ｃと、基台１１１０の貫通孔１１３ｂとが連通することにより構成される。実施形態では、貫通孔１１３ｃが本開示の第１貫通孔に対応し、貫通孔１１３ｂが本開示の第２貫通孔に対応する。

貫通孔１１３ｂは、貫通孔１１３ｃよりも径が大きく形成されている。例えば、静電チャック１１１１の貫通孔１１３ｃは、半径ｒ_ｃの円形に形成されている。基台１１１０の貫通孔１１３ａは、半径ｒ_ｃよりも大きい半径ｒ_ａの円形に形成されている。スリーブ１１５は、外径が半径ｒ_ａと同程度とされており、貫通孔１１３ｂが半径ｒ_ｃよりも大きく、半径ｒ_ａよりも小さい半径ｒ_ｂの円形に形成されている。

静電チャック１１１１は、貫通孔１１３ｃが基台１１１０側で、基台１１１０に近付くに従って径が徐々に大きくなり、基台１１１０側の端の径が貫通孔１１３ｂと同程度の径に形成され、貫通孔１１３ｃの基台１１１０側にテーパ形状のテーパ面１１１１ｃに形成されている。

貫通孔１１３には、リフタピン１１４が配置されている。例えば、リフタピン１１４は、貫通孔１１３ｃ及び貫通孔１１３ｂ内に配置されている。リフタピン１１４は、半径ｒ_ｐの円柱状に形成されている。リフタピン１１４は、不図示の駆動部によって貫通孔１１３ｃ及び貫通孔１１３ｂ内を上下に移動可能とされている。

貫通孔１１３にリフタピン１１４を配置する場合、例えば、リフタピン１１４は、貫通孔１１３の下側から挿入される。貫通孔１１３ｃの基台１１１０側にテーパ面１１１１ｃを形成したことで、リフタピン１１４の先端は、貫通孔１１３ｂが貫通孔１１３ｃへ移動する際に、テーパ面１１１１ｃに沿って貫通孔１１３ｃに導かれる。これにより、貫通孔１１３ｃ及び貫通孔１１３ｂに沿ってリフタピン１１４をスムーズに移動させることができる。

ところで、本体部１１１は、基台１１１０と静電チャック１１１１の線膨張係数の違いにより、基台１１１０の貫通孔１１３ｂと静電チャック１１１１の貫通孔１１３ｃにズレが発生する。

図３は、基台１１１０の貫通孔１１３ｂと静電チャック１１１１の貫通孔１１３ｃに発生するズレを説明する図である。基台１１１０と静電チャック１１１１は、温度に応じて、中央領域１１１ａの中心から径方向に伸縮する。静電チャック１１１１の線膨張係数をλ_ｃとする。基台１１１０の線膨張係数をλ_ｂとする。本実施形態では、基台１１１０の方が静電チャック１１１１よりも線膨張係数が大きいため、基台１１１０の線膨張係数λ_ｂが静電チャック１１１１の線膨張係数λ_ｃよりも大きい。

中央領域１１１ａの中心から貫通孔１１３ｂの中心軸までの距離をＲとする。プラズマ処理チャンバ１０内で実施される処理温度の範囲をΔＴとする。すなわち、ΔＴは、プラズマ処理チャンバ１０内で実施される処理で実現され、プラズマ処理チャンバ内に配置される部材が晒される最高温度と最低温度との差である。プラズマ処理チャンバ１０内における処理は、プラズマ処理だけでなく、プラズマを用いない処理も含む。この場合、貫通孔１１３ｃと貫通孔１１３ｂの相対的な最大のズレ量ｘは、以下の式（１）から求まる。

ｘ ＝ Ｒ（λ_ｂ－λ_ｃ）ΔＴ ・・・（１）

図４は、基台１１１０と静電チャック１１１１が位置ズレした場合の一例を示す図である。図４では、基台１１１０と静電チャック１１１１が位置ズレしたことにより、貫通孔１１３ｃの中心軸Ｌｃと貫通孔１１３ｂの中心軸Ｌｂがズレ量ｘ、位置ズレしている。このようにズレ量ｘ、位置ズレした場合において、貫通孔１１３ｃと貫通孔１１３ｂとが連通している連通部分の幅は、ｒ_ｂ－（ｘ－ｒ_ｃ）となる。この連通部分の幅がリフタピン１１４の直径（２ｒ_ｐ）以上であれば、リフタピン１１４に対して貫通孔１１３ｃ及び貫通孔１１３ｂの側面から力が加わらない。

そこで、貫通孔１１３ｃの半径ｒ_ｃ、貫通孔１１３ｂの半径ｒ_ｂ、及びリフタピン１１４の半径ｒ_ｐは、以下の式（２）の関係を満たすように構成する。

ｒ_ｂ－（ｘ－ｒ_ｃ） ＞ ２ｒ_ｐ ・・・（２）

式（２）の関係を満たすことにより、リフタピン１１４に対して貫通孔１１３ｃ及び貫通孔１１３ｂの側面から力が加わらないようにすることができるため、リフタピン１１４の破損を抑制できる。

ところで、本体部１１１は、貫通孔１１３の側面とリフタピン１１４との隙間が大きい場合、プラズマ処理を実行した際、隙間で異常放電を起こしてしまう虞がある。

そこで、貫通孔１１３ｃの半径ｒ_ｃ、貫通孔１１３ｂの半径ｒ_ｂ、及びリフタピン１１４の半径ｒ_ｐは、以下の式（３）、（４）の関係を満たし得る。

ｒ_ｂ／ｒ_ｐ ≦ １．５ ・・・（３）
ｒ_ｃ／ｒ_ｐ ≦ １．５ ・・・（４）

式（３）、（４）の関係を満たすことにより、貫通孔１１３の側面とリフタピン１１４との隙間を小さくすることでき、隙間での異常放電を抑制できる。

また、貫通孔１１３の半径ｒ_ｃが大きい場合、中央領域１１１ａにおいて貫通孔１１３が温度分布の特異点となり、基板Ｗに対するプラズマ処理の均一性が低下する場合がある。

そこで、貫通孔１１３ｃの半径ｒ_ｃは、１．４ｍｍ以下に構成され、貫通孔１１３ｂの半径ｒ_ｂは、１．５ｍｍ以下に構成され、リフタピン１１４の半径ｒ_ｐは、１．３ｍｍ以下に構成されることが好ましい。これにより、中央領域１１１ａにおいて貫通孔１１３が温度分布の特異点となることを抑制できる。

なお、上記の実施形態では、常温において、貫通孔１１３ｃの中心軸と貫通孔１１３ｂの中心軸が一致するように静電チャック１１１１及び基台１１１０が構成した場合を例に説明した。しかし、開示の技術はこれに限定されるものではない。例えば、常温において、貫通孔１１３ｃの中心軸と貫通孔１１３ｂの中心軸にズレがあるように静電チャック１１１１及び基台１１１０を構成してもよい。図５は、基台１１１０及び静電チャック１１１１の構成の一例を説明する図である。図５の左側は、常温において、貫通孔１１３ｃの中心軸Ｌｃに対して貫通孔１１３ｂの中心軸Ｌｂ１がズレ量ｘの範囲内で中央領域１１１ａの中心側となるように静電チャック１１１１及び基台１１１０を構成した場合を示している。図５の左側では、貫通孔１１３ｃの中心軸Ｌｃに対して貫通孔１１３ｂの中心軸Ｌｂ１が中央領域１１１ａの中心側にズレ量ｙだけ位置ズレするように構成される。ズレ量ｙは、ズレ量ｘ以下とする。図５の右側は、左側から温度変化した場合を示している。図５の右側では、温度変化により、ズレ量ｘ相対的に位置ズレし、貫通孔１１３ｃの中心軸Ｌｃに対して貫通孔１１３ｂの中心軸の位置が中心軸Ｌｂ２に変化している。このように常温において貫通孔１１３ｃに対して貫通孔１１３ｂを中央領域１１１ａの中心側に予めずらす（オフセットさせる）ことで、ズレ量ｙの分だけ位置ズレの尤度が得られる。従って、リフタピン１１４の半径ｒ_ｐをより拡大させることができ、貫通孔１１３ｂ及び／又は貫通孔１１３ｃとの隙間をさらに小さくすることでき、隙間での異常放電の抑制効果を高めることができる。この場合は、貫通孔１１３ｃの半径ｒ_ｃ、貫通孔１１３ｂの半径ｒ_ｂ、及びリフタピン１１４の半径ｒ_ｐは、以下の式（５）、（６）の関係を満たし得る。

ｒ_ｂ／ｒ_ｐ ≦ １．１ ・・・（５）
ｒ_ｃ／ｒ_ｐ ≦ １．１ ・・・（６）

また、上記の実施形態では、基板が載置される載置台（本体部１１１）を静電チャック１１１１と基台１１１０とが重なって構成される場合を例に説明した。しかし、開示の技術はこれに限定されるものではない。本体部１１１は、線膨張係数の異なる複数の部材を重ねて構成されたものであれば、何れであってもよい。

以上、実施形態について説明した。上記したように、実施形態にかかるプラズマ処理システムは、プラズマ処理チャンバ１０と、静電チャック１１１１（第１部材）は、基台１１１０（第２部材）と、リフタピン１１４（ピン部材）とを有する。静電チャック１１１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置され、基板Ｗが載置される中央領域１１１ａ（載置面）が形成され、中央領域１１１ａに対応する部分に貫通孔１１３ｃ（第１貫通孔）が形成されている。基台１１１０は、静電チャック１１１１の中央領域１１１ａに対する裏面に重なるように配置され、線膨張係数が静電チャック１１１１と異なり、貫通孔１１３ｃの位置に対応して貫通孔１１３ｃと連通する貫通孔１１３ｂ（第２貫通孔）が形成されている。リフタピン１１４は、貫通孔１１３ｃ及び貫通孔１１３ｂ内に配置され、貫通孔１１３ｃ及び貫通孔１１３ｂに沿って移動可能に構成される。貫通孔１１３ｂは、貫通孔１１３ｃよりも径が大きく形成される。これにより、実施形態にかかるプラズマ処理システムは、リフタピン１１４の破損を抑制できる。

また、静電チャック１１１１は、線膨張係数をλ_ｃとし、貫通孔１１３ｃが半径ｒ_ｃの円形に形成される。基台１１１０は、線膨張係数をλ_ｂとし、貫通孔１１３ｂが半径ｒ_ｂの円形に形成される。リフタピン１１４は、半径ｒ_ｐの円柱状に形成される。中央領域１１１ａの中心から貫通孔１１３ｂの中心軸までの距離をＲとし、プラズマ処理チャンバ１０内で実施される処理温度の範囲をΔＴとする。貫通孔１１３ｃと貫通孔１１３ｂのズレ量を上述の式（１）から求まるｘとした場合、半径ｒ_ｃ、半径ｒ_ｂ、半径ｒ_ｐは、上述の式（２）の関係を満たす。これにより、実施形態にかかるプラズマ処理システムは、リフタピン１１４の破損を抑制できる。

また、半径ｒ_ｃ、半径ｒ_ｂ、半径ｒ_ｐは、上述の式（３）、（４）の関係を満たす。これにより、実施形態にかかるプラズマ処理システムは、貫通孔１１３の側面とリフタピン１１４との隙間を小さくすることでき、隙間で異常放電を抑制できる。

また、貫通孔１１３ｃの半径ｒ_ｃは、１．４ｍｍ以下に構成される。貫通孔１１３ｂの半径ｒ_ｂは、１．５ｍｍ以下に構成される。リフタピン１１４の半径ｒ_ｐは、１．３ｍｍ以下に構成される。これにより、実施形態にかかるプラズマ処理システムは、中央領域１１１ａにおいて貫通孔１１３が温度分布の特異点となることを抑制できる。

また、基台１１１０は、線膨張係数λ_ｂが静電チャック１１１１の線膨張係数λ_ｃよりも大きく、常温において、貫通孔１１３ｃの中心軸に対して貫通孔１１３ｂの中心軸が中央領域１１１ａの中心側となるように構成される。また、基台１１１０は、常温において、貫通孔１１３ｃの中心軸に対して貫通孔１１３ｂの中心軸がズレ量ｘの範囲内で中央領域１１１ａの中心側となるように構成される。これにより、実施形態にかかるプラズマ処理システムは、温度変化した場合の貫通孔１１３ｃと貫通孔１１３ｂの位置ズレを小さく抑えることができる。

また、貫通孔１１３ｃは、基台１１１０側において、基台１１１０に近付くに従って径が徐々に大きくなるように形成されている。また、貫通孔１１３ｃは、基台１１１０側の端の径が貫通孔１１３ｂと同程度の径に形成されている。これにより、実施形態にかかるプラズマ処理システムは、貫通孔１１３ｃ及び貫通孔１１３ｂに沿ってリフタピン１１４をスムーズに移動させることができる。

なお、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

また、上記の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置され、基板が載置される載置面が形成され、前記載置面に対応する部分に第１貫通孔が形成された第１部材と、
前記第１部材の前記載置面に対する裏面に重なるように配置され、温度に対する線膨張係数が前記第１部材と異なり、前記第１貫通孔の位置に対応して前記第１貫通孔と連通する第２貫通孔が形成された第２部材と、
前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔内に配置され、前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔に沿って移動可能に構成されるピン部材と、
を有し、
前記第２貫通孔は、前記第１貫通孔よりも径が大きく形成された
プラズマ処理装置。

（付記２）
前記第１部材は、線膨張係数をλ_ｃとし、前記第１貫通孔が半径ｒ_ｃの円形に形成され、
前記第２部材は、線膨張係数をλ_ｂとし、前記第２貫通孔が半径ｒ_ｂの円形に形成され、
前記ピン部材は、半径ｒ_ｐの円柱状に形成され、
前記載置面の中心から前記第２貫通孔の中心軸までの距離をＲとし、
前記プラズマ処理チャンバ内における処理温度の範囲をΔＴとし、
前記第１貫通孔と前記第２貫通孔のズレ量を以下の式（１）から求まるｘとした場合、
前記半径ｒ_ｃ、前記半径ｒ_ｂ、前記半径ｒ_ｐは、以下の式（２）の関係を満たす
ｘ ＝ Ｒ（λ_ｂ－λ_ｃ）ΔＴ ・・・（１）
ｒ_ｂ－（ｘ－ｒ_ｃ） ＞ ２ｒ_ｐ ・・・（２）
付記１に記載のプラズマ処理装置。

（付記３）
前記半径ｒ_ｃ、前記半径ｒ_ｂ、前記半径ｒ_ｐは、以下の式（３）、（４）の関係を満たす
ｒ_ｂ／ｒ_ｐ ≦ １．５ ・・・（３）
ｒ_ｃ／ｒ_ｐ ≦ １．５ ・・・（４）
付記２に記載のプラズマ処理装置。

（付記４）
前記第１貫通孔の前記半径ｒ_ｃは１．４ｍｍ以下に構成され、
前記第２貫通孔の前記半径ｒ_ｂは_、１．５ｍｍ以下に構成され、
前記ピン部材の前記半径ｒ_ｐは、１．３ｍｍ以下に構成される、
付記２に記載のプラズマ処理装置。

（付記５）
前記第２部材は、前記線膨張係数λ_ｂが前記第１部材の前記線膨張係数λ_ｃよりも大きく、常温において、前記第１貫通孔の中心軸に対して前記第２貫通孔の中心軸が前記載置面の中心側となるように構成される
付記２～４の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。

（付記６）
前記第２部材は、常温において、前記第１貫通孔の中心軸に対して前記第２貫通孔の中心軸が前記ズレ量ｘの範囲内で前記載置面の中心側となるように構成される
付記５に記載のプラズマ処理装置。

（付記７）
前記半径ｒ_ｃ、前記半径ｒ_ｂ、前記半径ｒ_ｐは、以下の式（５）、（６）の関係を満たす
ｒ_ｂ／ｒ_ｐ ≦ １．１ ・・・（５）
ｒ_ｃ／ｒ_ｐ ≦ １．１ ・・・（６）
付記５又は６に記載のプラズマ処理装置。

（付記８）
前記第１貫通孔は、前記第２部材側において、前記第２部材に近付くに従って径が徐々に大きくなるように形成された
付記１～７の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。

（付記９）
前記第１貫通孔は、前記第２部材側の端の径が前記第２貫通孔と同程度の径に形成された
付記８に記載のプラズマ処理装置。

（付記１０）
前記第１部材は、静電チャックとして構成され、
前記第２部材は、前記静電チャックを支持する基台として構成される
付記１～９の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。

（付記１１）
基板が載置される載置面が形成され、前記載置面に対応する部分に第１貫通孔が形成された第１部材と、
前記第１部材の前記載置面に対する裏面に重なるように配置され、温度に対する線膨張係数が前記第１部材と異なり、前記第１貫通孔の位置に対応して前記第１貫通孔と連通する第２貫通孔が形成された第２部材と、
前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔内に収容され、前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔に沿って移動可能に構成されるピン部材と、
を有し、
前記第２貫通孔は、前記第１貫通孔よりも径が大きく形成された
載置台。

１ プラズマ処理装置
２ 制御部
１１ 基板支持部
１１１ 本体部
１１１ａ 中央領域
１１１ｂ 環状領域
１１２ リングアセンブリ
１１３ 貫通孔
１１３ａ 貫通孔
１１３ｂ 貫通孔
１１３ｃ 貫通孔
１１４ リフタピン
１１５ スリーブ
１１１０ 基台
１１１０ａ 流路
１１１１ 静電チャック
１１１１ａ セラミック部材
１１１１ｂ 静電電極
１１１１ｃ テーパ面
Ｗ 基板

Claims (11)

1. プラズマ処理チャンバと、
   前記プラズマ処理チャンバ内に配置され、基板が載置される載置面が形成され、前記載置面に対応する部分に第１貫通孔が形成された第１部材と、
   前記第１部材の前記載置面に対する裏面に重なるように配置され、温度に対する線膨張係数が前記第１部材と異なり、前記第１貫通孔の位置に対応して前記第１貫通孔と連通する第２貫通孔が形成された第２部材と、
   前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔内に配置され、前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔に沿って移動可能に構成されるピン部材と、
   を有し、
   前記第２貫通孔は、前記第１貫通孔よりも径が大きく形成された
   プラズマ処理装置。
2. 前記第１部材は、線膨張係数をλ_ｃとし、前記第１貫通孔が半径ｒ_ｃの円形に形成され、
   前記第２部材は、線膨張係数をλ_ｂとし、前記第２貫通孔が半径ｒ_ｂの円形に形成され、
   前記ピン部材は、半径ｒ_ｐの円柱状に形成され、
   前記載置面の中心から前記第２貫通孔の中心軸までの距離をＲとし、
   前記プラズマ処理チャンバ内における処理温度の範囲をΔＴとし、
   前記第１貫通孔と前記第２貫通孔のズレ量を以下の式（１）から求まるｘとした場合、
   前記半径ｒ_ｃ、前記半径ｒ_ｂ、前記半径ｒ_ｐは、以下の式（２）の関係を満たす
   ｘ ＝ Ｒ（λ_ｂ－λ_ｃ）ΔＴ ・・・（１）
   ｒ_ｂ－（ｘ－ｒ_ｃ） ＞ ２ｒ_ｐ ・・・（２）
   請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記半径ｒ_ｃ、前記半径ｒ_ｂ、前記半径ｒ_ｐは、以下の式（３）、（４）の関係を満たす
   ｒ_ｂ／ｒ_ｐ ≦ １．５ ・・・（３）
   ｒ_ｃ／ｒ_ｐ ≦ １．５ ・・・（４）
   請求項２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記第１貫通孔の前記半径ｒ_ｃは１．４ｍｍ以下に構成され、
   前記第２貫通孔の前記半径ｒ_ｂは_、１．５ｍｍ以下に構成され、
   前記ピン部材の前記半径ｒ_ｐは、１．３ｍｍ以下に構成される、
   請求項２に記載のプラズマ処理装置。
5. 前記第２部材は、前記線膨張係数λ_ｂが前記第１部材の前記線膨張係数λ_ｃよりも大きく、常温において、前記第１貫通孔の中心軸に対して前記第２貫通孔の中心軸が前記載置面の中心側となるように構成される
   請求項２に記載のプラズマ処理装置。
6. 前記第２部材は、常温において、前記第１貫通孔の中心軸に対して前記第２貫通孔の中心軸が前記ズレ量ｘの範囲内で前記載置面の中心側となるように構成される
   請求項５に記載のプラズマ処理装置。
7. 前記半径ｒ_ｃ、前記半径ｒ_ｂ、前記半径ｒ_ｐは、以下の式（５）、（６）の関係を満たす
   ｒ_ｂ／ｒ_ｐ ≦ １．１ ・・・（５）
   ｒ_ｃ／ｒ_ｐ ≦ １．１ ・・・（６）
   請求項５に記載のプラズマ処理装置。
8. 前記第１貫通孔は、前記第２部材側において、前記第２部材に近付くに従って径が徐々に大きくなるように形成された
   請求項１に記載のプラズマ処理装置。
9. 前記第１貫通孔は、前記第２部材側の端の径が前記第２貫通孔と同程度の径に形成された
   請求項８に記載のプラズマ処理装置。
10. 前記第１部材は、静電チャックとして構成され、
    前記第２部材は、前記静電チャックを支持する基台として構成される
    請求項１に記載のプラズマ処理装置。
11. 基板が載置される載置面が形成され、前記載置面に対応する部分に第１貫通孔が形成された第１部材と、
    前記第１部材の前記載置面に対する裏面に重なるように配置され、温度に対する線膨張係数が前記第１部材と異なり、前記第１貫通孔の位置に対応して前記第１貫通孔と連通する第２貫通孔が形成された第２部材と、
    前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔内に収容され、前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔に沿って移動可能に構成されるピン部材と、
    を有し、
    前記第２貫通孔は、前記第１貫通孔よりも径が大きく形成された
    載置台。

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