WO2022250097A1 - フォーカスリングおよびプラズマ処理装置 - Google Patents

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WO2022250097A1
WO2022250097A1 PCT/JP2022/021458 JP2022021458W WO2022250097A1 WO 2022250097 A1 WO2022250097 A1 WO 2022250097A1 JP 2022021458 W JP2022021458 W JP 2022021458W WO 2022250097 A1 WO2022250097 A1 WO 2022250097A1
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WO
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focus ring
mounting surface
average value
roughness curve
substrate
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Application number
PCT/JP2022/021458
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English (en)
French (fr)
Inventor
政生 吉田
Original Assignee
京セラ株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Definitions

  • the present invention relates to focus rings and plasma processing apparatuses.
  • wafers In recent years, as the diameter of substrates to be processed such as semiconductor wafers (hereinafter sometimes simply referred to as "wafers") has increased, the peripheral edge of the wafer, for example, the area within 10 mm toward the center from the outer periphery of the wafer There is also a need to obtain semiconductor devices from the region.
  • the distribution of radicals in the plasma for plasma processing such wafers is affected by the temperature distribution of the wafer. Therefore, in order to uniformly process the entire wafer with radicals, it is necessary to control the temperature of the entire wafer to be substantially uniform.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200002 proposes a split focus ring that includes a cooled inner focus ring and a heated outer focus ring.
  • a focus ring includes a mounting surface that accommodates a substrate to be processed and faces the lower surface of the substrate to be processed, and a back surface located on the opposite side of the mounting surface.
  • the supported part of the back surface supported by one support member has a cutting level at a load length ratio of 25% on the roughness curve and a load length ratio of 75% on the roughness curve than the mounting surface.
  • the average value of the cleavage level difference (R ⁇ c), which represents the difference from the cleavage level of is small.
  • Another focus ring includes a mounting surface that accommodates the substrate to be processed and faces the lower surface of the substrate to be processed, and a back surface located on the opposite side of the mounting surface.
  • the supported part on the innermost peripheral side of the back surface supported by a plurality of supporting members has a cutting level at a load length rate of 25% on the roughness curve and a cutting level at a load length rate of 75% on the roughness curve than the mounting surface.
  • a plasma processing apparatus includes a focus ring.
  • (A) shows a plan view of a focus ring according to an embodiment of the present disclosure, and (B) shows a part of a state in which a substrate to be processed is accommodated in the focus ring according to an embodiment of the present disclosure; It is a sectional view.
  • (A) shows a plan view of a focus ring according to another embodiment of the present disclosure, and (B) shows a portion of a state in which a substrate to be processed is accommodated in the focus ring according to another embodiment of the present disclosure; It is a cross-sectional view showing the.
  • the focus ring according to the present disclosure even if the temperature inside the plasma processing chamber rises, the temperature is easily transmitted from the supported portion to the supporting member. As a result, the cooling efficiency can be kept high, and the temperature of the substrate to be processed can be kept relatively uniform.
  • FIG. 1A shows a plan view of a focus ring 1 according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view showing part of a state in which a substrate 2 to be processed is accommodated in the focus ring 1 according to one embodiment.
  • the substrate to be processed 2 is horizontally supported on a supporting member 3 provided inside the plasma processing apparatus (inside a plasma processing chamber such as a chamber constituting the plasma processing apparatus). is a cross-sectional view showing a part of.
  • a focus ring 1 is a member having an annular shape as shown in FIG.
  • the focus ring 1 shown in FIG. 1(B) shows a cross section taken along line XX shown in FIG. 1(A).
  • the material of the focus ring 1 is not limited, and examples thereof include ceramics mainly composed of oxides of rare earth elements such as yttrium oxide, lanthanum oxide, and cerium oxide, composite oxides of rare earth elements aluminum, and aluminum oxide.
  • rare earth element aluminum composite oxides include YAG ( 3Y2O3.5Al2O3 ), YAM ( 2Y2O3.Al2O3 ) , YAL ( Y2O3.Al2O3 ) , Yttrium aluminum composite oxides such as YAP (YAlO 3 ), EAG (Er 3 Al 5 O 12 ), EAM (Er 4 Al 2 O 9 ), Erbium aluminum composite oxides such as EAP (ErAlO 3 ), GdAM (Gd 4 Al 2 O 9 ), gadolinium aluminum composite oxides such as GdAP (GdAlO 3 ), neodymium aluminum composite oxides such as NdAG (Nd 3 Al 5 O 12 ), NdAM (Nd 4 Al 2 O 9 ), NdAP (NdAlO 3 ) It is a thing.
  • the focus ring 1 includes a mounting surface 11 and a back surface 12 located on the opposite side of the mounting surface 11, as shown in FIGS. 1(A) and 1(B).
  • the mounting surface 11 is a surface facing the lower surface of the substrate 2 to be processed when the substrate 2 to be processed is accommodated.
  • the back surface 12 corresponds to a surface located on the opposite side of the mounting surface 11 , that is, a surface facing the mounting surface 11 .
  • At least part of the back surface 12 is supported by one supporting member 3, and the portion facing the supporting member 3 corresponds to the supported portion 12a.
  • the entire back surface 12 since the entire back surface 12 is supported by the support member 3, the entire back surface 12 corresponds to the supported portion 12a.
  • the supported portion 12a has a cutting level at a load length ratio of 25% on the roughness curve and a load length ratio of 75% on the roughness curve, relative to the mounting surface 11.
  • the average value of the cleavage level difference (R ⁇ c), which expresses the difference from the cleavage level in terms of rate, is small.
  • the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the supported portion 12a is smaller than the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the mounting surface 11. Therefore, in the focus ring 1 according to the embodiment, since the area of the support surface of the support member 3 that supports the supported portion 12a is increased, heat generated in the plasma processing chamber is easily transmitted from the supported portion 12a to the support member 3. Become. As a result, the cooling efficiency can be kept high, and the temperature of the substrate 2 to be processed can be kept relatively uniform. Therefore, by using the focus ring 1 according to one embodiment, it is possible to maintain a high cooling efficiency and efficiently proceed with etching and film formation. As a result, the productivity of semiconductor devices can be improved.
  • the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the mounting surface 11 is larger than the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the supported portion 12a. Therefore, the peripheral portion of the substrate 2 to be processed can easily maintain the radiant heat from the mounting surface 11 . As a result, the temperature of the entire substrate 2 to be processed is maintained substantially uniform, and semiconductor elements can be efficiently obtained even from the peripheral portion of the substrate 2 to be processed. Furthermore, the reaction products (deposits) generated by the plasma have a high probability of being inserted into the concave portions of the mounting surface 11 and adhered thereto. Therefore, reaction products generated by the plasma are less likely to adhere to the rear surface of the substrate 2 to be processed.
  • the difference between the average value of the cut level difference (R ⁇ c) of the supported portion 12a and the average value of the cut level difference (R ⁇ c) of the mounting surface 11 may be 0.03 ⁇ m or more.
  • the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the supported portion 12a is not limited as long as it is smaller than the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the mounting surface 11 .
  • the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the mounting surface 11 may be 0.18 ⁇ m or more and 0.42 ⁇ m or less. If the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the mounting surface 11 is 0.18 ⁇ m or more, when the substrate 2 to be processed is mounted, an appropriate frictional force is generated between the substrate 2 to be processed and the mounting surface 11 . occurs. Therefore, the substrate to be processed 2 can be stably fixed to the focus ring 1 .
  • the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the mounting surface 11 is 0.42 ⁇ m or less, even if the mounting surface 11 and the lower surface of the substrate 2 to be processed come into contact with each other, the substrate is separated from the mounting surface 11 . particles can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the possibility of such particles floating in the plasma processing chamber.
  • the average value of the root-mean-square slope (R ⁇ q) in the roughness curve of the supported portion 12a may be smaller than the average value of the root-mean-square slope (R ⁇ q) in the roughness curve of the mounting surface 11. .
  • the average value of the root-mean-square slope (R ⁇ q) in the roughness curve of the supported portion 12a is smaller than the average value of the root-mean-square slope (R ⁇ q) in the roughness curve of the mounting surface 11
  • the heat generated in the plasma processing chamber is easily transferred from the supported portion 12a to the supporting member 3.
  • the cooling efficiency can be kept high, and the temperature of the substrate 2 to be processed can be kept relatively uniform. Therefore, by using the focus ring 1 according to one embodiment, it is possible to maintain a high cooling efficiency and efficiently proceed with etching and film formation. As a result, the productivity of semiconductor devices can be improved.
  • the average value of the root-mean-square slope (R ⁇ q) in the roughness curve of the mounting surface 11 is larger than the average value of the root-mean-square slope (R ⁇ q) in the roughness curve of the supported portion 12a. Therefore, the peripheral portion of the substrate 2 to be processed can easily maintain the radiant heat from the mounting surface 11 . As a result, the temperature of the entire substrate 2 to be processed is maintained substantially uniform, and semiconductor elements can be efficiently obtained even from the peripheral portion of the substrate 2 to be processed. Furthermore, the reaction products (deposits) generated by the plasma have a high probability of being inserted into the concave portions of the mounting surface 11 and adhered thereto. Therefore, reaction products generated by the plasma are less likely to adhere to the rear surface of the substrate 2 to be processed.
  • the difference between the average value of the root-mean-square inclination (R ⁇ q) of the supported portion 12a and the average value of the root-mean-square inclination (R ⁇ q) of the mounting surface 11 may be 0.001 or more.
  • the average value of the root-mean-square slope (R ⁇ q) in the roughness curve of the mounting surface 11 is not limited, and may be, for example, 0.066 or more and 0.1 or less. If the average value of the root-mean-square slope (R ⁇ q) of the roughness curve of the mounting surface 11 is 0.006 or more, when the substrate to be processed 2 is mounted, the difference between the substrate to be processed 2 and the mounting surface 11 is 0.006 or more. Moderate frictional force is generated between them. Therefore, the substrate to be processed 2 can be more stably fixed to the focus ring 1 .
  • FIG. 2(A) shows a plan view of a focus ring 1' according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view showing part of a state in which a substrate 2 to be processed is housed in a focus ring 1' according to another embodiment. Specifically, it shows part of the state in which the substrate to be processed 2 is horizontally supported on the support member 3 provided inside the plasma processing apparatus (inside the chamber constituting the plasma processing apparatus). It is a sectional view.
  • a focus ring 1' is a member having an annular shape as shown in FIG. 2(A).
  • the focus ring 1' shown in FIG. 2(B) shows a cross section taken along line YY shown in FIG. 2(A).
  • the material of the focus ring 1' is as described for the focus ring 1 according to the above-described embodiment, and details thereof will be omitted.
  • a focus ring 1' includes a mounting surface 11 and a back surface 12 located on the opposite side of the mounting surface 11, as shown in FIGS.
  • the mounting surface 11 is a surface facing the lower surface of the substrate 2 to be processed when the substrate 2 to be processed is accommodated.
  • the back surface 12 corresponds to a surface located on the opposite side of the mounting surface 11 , that is, a surface facing the mounting surface 11 .
  • a focus ring 1' according to another embodiment differs from the focus ring 1 according to one embodiment in that it is supported by two support members 3 and 3' as shown in FIG. 2(B).
  • a focus ring 1' according to another embodiment is supported by two support members 3 and 3', but may be supported by three or more support members.
  • the innermost supported portion 12a of the supported portions 12a and 12b present on the back surface 12 has a roughness curve 25% lower than that of the mounting surface 11.
  • the average cut level difference (R ⁇ c) which represents the difference between the cut level at the load length factor and the cut level at 75% load length factor on the roughness curve, is small.
  • the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the supported portion 12 a on the innermost peripheral side is smaller than the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the mounting surface 11 . Therefore, in the focus ring 1 ′ according to another embodiment, the heat generated in the plasma processing chamber is easily transferred from the supported portion 12 a on the innermost peripheral side to the supporting member 3 . As a result, the cooling efficiency can be kept high, and the temperature of the substrate 2 to be processed can be kept relatively uniform. Therefore, by using the focus ring 1' according to another embodiment, the cooling efficiency can be maintained high, and etching and film formation can proceed efficiently. As a result, the productivity of semiconductor devices can be improved.
  • the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the supported portion 12a on the innermost peripheral side is smaller than the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the mounting surface 11.
  • the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the mounting surface 11 may be 0.18 ⁇ m or more and 0.42 ⁇ m or less. If the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the mounting surface 11 is 0.18 ⁇ m or more, when the substrate 2 to be processed is mounted, an appropriate frictional force is generated between the substrate 2 to be processed and the mounting surface 11 . occurs. Therefore, the substrate 2 to be processed can be stably fixed to the focus ring 1'.
  • the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the mounting surface 11 is 0.42 ⁇ m or less, even if the mounting surface 11 and the lower surface of the substrate 2 to be processed come into contact with each other, the substrate is separated from the mounting surface 11 . particles can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the possibility of such particles floating in the plasma processing chamber.
  • the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the supported portions (supported portion 12b in FIG. 2(B)) other than the supported portion 12a on the innermost peripheral side is not limited. For example, it may be smaller than the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the mounting surface 11, like the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the supported portion 12a on the innermost peripheral side.
  • the average value of the root-mean-square inclination (R ⁇ q) in the roughness curve of the supported portion 12a on the innermost peripheral side is greater than the average value of the root-mean-square inclination (R ⁇ q) in the roughness curve of the mounting surface 11. may be smaller.
  • the average value of the root-mean-square gradient (R ⁇ q) of the roughness curve of the supported portion 12 a on the innermost peripheral side is the average of the root-mean-square gradient (R ⁇ q) of the roughness curve of the mounting surface 11 .
  • the cooling efficiency can be maintained high, and etching and film formation can proceed efficiently. As a result, the productivity of semiconductor devices can be improved.
  • the average value of the root-mean-square slope (R ⁇ q) of the roughness curve of the mounting surface 11 is greater than the average value of the root-mean-square slope (R ⁇ q) of the roughness curve of the innermost supported portion 12a. . Therefore, the peripheral portion of the substrate 2 to be processed can easily maintain the radiant heat from the mounting surface 11 . As a result, the temperature of the entire substrate 2 to be processed is maintained substantially uniform, and semiconductor elements can be efficiently obtained even from the peripheral portion of the substrate 2 to be processed. Furthermore, the reaction products (deposits) generated by the plasma have a high probability of being inserted into the concave portions of the mounting surface 11 and adhered thereto. Therefore, reaction products generated by the plasma are less likely to adhere to the rear surface of the substrate 2 to be processed.
  • the average value of the root-mean-square slope (R ⁇ q) in the roughness curve of the mounting surface 11 is not limited, and may be, for example, 0.066 or more and 0.1 or less. If the average value of the root-mean-square slope (R ⁇ q) of the roughness curve of the mounting surface 11 is 0.066 or more, when the substrate to be processed 2 is mounted, the difference between the substrate to be processed 2 and the mounting surface 11 is 0.066 or more. Moderate frictional force is generated between them. Therefore, the substrate 2 to be processed can be more stably fixed to the focus ring 1'.
  • the average value of the root-mean-square inclination (R ⁇ q) of the supported portions (supported portion 12b in FIG. 2(B)) other than the supported portion 12a on the innermost peripheral side is not limited.
  • the average value of the average length (RSm) in the roughness curve of the mounting surface 11 may be larger than that of the supported portions 12a and 12b.
  • the average value of the average length (RSm) in the roughness curve of the mounting surface 11 is larger than that of the supported portions 12a and 12b, the intervals between the peaks, which are the convex portions, on the mounting surface 11 are wider. Therefore, the number of contacts with the lower surface of the substrate 2 to be processed is reduced, and the risk of particles detaching and floating from the lower surface of the substrate 2 to be processed is suppressed.
  • the supported parts 12 a and 12 b have a smaller average value of the average length (RSm) in the roughness curve than the mounting surface 11 .
  • the distance between the ridges of the supported portions 12a and 12b, which are convex portions, is narrow, and the number of points of contact with the support surface of the support member 3 that supports the supported portions 12a and 12b increases. , 12b increases. Therefore, even if the plasma processing is applied to the substrate 2 to be processed and the temperature inside the plasma processing chamber rises, the positioning accuracy of the focus ring 1' in the radial direction and the circumferential direction with respect to the supported portions 12a and 12b can be sufficiently maintained. can be done.
  • the difference between the average value of the average length (RSm) of the supported portion 12a and the average value of the average length (RSm) of the mounting surface 11 may be 3 ⁇ m or more.
  • the average value of the average length (RSm) of the mounting surface 11 may be 20 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the average value of the average length (RSm) of the mounting surface 11 is 20 ⁇ m or more, even if the plasma corrosive gas touches the mounting surface 11, particles detached from the mounting surface 11 are suppressed. be able to. Therefore, it is possible to reduce the possibility of such particles floating in the plasma processing chamber.
  • the average value of the average length (RSm) of the mounting surface 11 is 50 ⁇ m or less, the frictional force of the mounting surface 11 against the lower surface of the substrate 2 to be processed increases. Therefore, even if the temperature in the plasma processing chamber rises, it is possible to sufficiently maintain the radial and circumferential positioning accuracy of the substrate 2 to be processed with respect to the focus ring 1'.
  • the coefficient of variation of the average length (RSm) of the mounting surface 11 is preferably 0.15 or less.
  • the coefficient of variation is 0.15 or less, the dispersion of the average length (RSm) of the mounting surface is small, so the diameter of the particles detached from the mounting surface 11 is also small.
  • the focus ring according to the present disclosure may have a peripheral surface 13 as shown in FIG. 2(B). Specifically, the peripheral surface 13 extends upward from the back surface 12 and faces the support member 3'. Peripheral surface 13 represents the difference between the cut level at 25% load length factor on the roughness curve and the cut level at 75% load length factor on the roughness curve than the rest surface 11. The smaller the average cutting level difference (R ⁇ c), the better.
  • the focus ring 1' when the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the peripheral surface 13 is smaller than the average value of the cutting level difference (R ⁇ c) of the mounting surface 11, the focus ring 1' according to another embodiment Heat generated in the plasma processing chamber is easily transferred from the peripheral surface 13 to the support member 3'. Therefore, a high cooling efficiency can be maintained, and the temperature of the substrate 2 to be processed can be easily maintained relatively uniform. Therefore, by using the focus ring 1' according to another embodiment, the cooling efficiency can be maintained high, and etching and film formation can proceed efficiently. As a result, the productivity of semiconductor devices can be improved.
  • the average value of the root-mean-square slope (R ⁇ q) in the roughness curve of the peripheral surface 13 may be smaller than the average value of the root-mean-square slope (R ⁇ q) in the roughness curve of the mounting surface 11 .
  • the heat generated in the plasma processing chamber is easily transferred from the peripheral surface 13 to the support member 3'. Therefore, a high cooling efficiency can be maintained, and the temperature of the substrate 2 to be processed can be easily maintained relatively uniform. Therefore, by using the focus ring 1' according to another embodiment, the cooling efficiency can be maintained high, and etching and film formation can proceed efficiently. As a result, the productivity of semiconductor devices can be improved.
  • the cutting level difference (R ⁇ c), the root mean square slope (R ⁇ q) and the average length (RSm) described above conform to JIS B 0601: 2001, and the shape analysis laser microscope (manufactured by Keyence Corporation, VK-X1100 or (successor model) can be used for measurement.
  • the illumination method is the coaxial epi-illumination method
  • the magnification is 240 times
  • the cutoff value ⁇ s is absent
  • the cutoff value ⁇ c is 0.08 mm
  • the cutoff value ⁇ f is absent
  • the end effect is corrected.
  • a measurement range per point from the target mounting surface, the supported portion on the back surface, and the peripheral surface is set to, for example, 1420 ⁇ m ⁇ 1070 ⁇ m.
  • each measurement range four lines to be measured are drawn at approximately equal intervals along the longitudinal direction of the measurement range, and the line roughness is measured.
  • a total of three measurement ranges are provided at equal intervals along the circumferential direction, and the length of one line to be measured is, for example, 1280 ⁇ m.
  • An average value can be calculated from the measured values obtained on each surface, and the average values can be compared.
  • peripheral surface 13 has been described with reference to FIG. good too. Specifically, when the support member 3 shown in FIG. 1B has a shape in which the support member 3 and the support member 3' shown in FIG. The peripheral surface 13 can also be formed in the focus ring 1 .
  • the method of manufacturing the focus ring according to the present disclosure is not limited.
  • the focus ring 1 according to one embodiment is obtained, for example, by the following procedure.
  • This powder is put into a grinding mill together with a solvent (ion-exchanged water). After pulverizing the powder to an average particle size of 1 ⁇ m or less, an organic binder is added to obtain a slurry.
  • SiO 2 is 250 mass ppm or less
  • Fe 2 O 3 is 40 mass ppm or less
  • Al 2 O 3 is 50 mass ppm or less
  • AEO is 250 mass ppm or less.
  • Grinding mills are, for example, ball mills with grinding balls, vibratory mills or bead mills.
  • ZrO 2 balls are preferably used as the grinding balls in order to suppress contamination of the slurry due to wear of the grinding balls.
  • the purity of the ZrO 2 balls is preferably 99.9% by mass or more, particularly 99.99% by mass or more.
  • organic binder examples include paraffin wax, wax emulsion (wax + emulsifier), PVA (polyvinyl alcohol), PEG (polyethylene glycol), PEO (polyethylene oxide), and the like.
  • the solvent may be distilled water, organic solvents, and the like.
  • the slurry is granulated with a granulator such as a spray dryer, and the resulting granules are used, for example, with a hydrostatic press molding device to obtain an annular plate-shaped molded body.
  • the compact is degreased at a temperature of 200-1200° C. to obtain a degreased body.
  • the resulting degreased body is placed on a firing jig having a melting point of over 2000° C., such as a plate-shaped firing jig made of high-purity alumina or high-purity magnesia, in an oxygen-containing atmosphere such as an air atmosphere.
  • a sintered body can be obtained by placing the sintered body, raising the temperature at an average heating rate of 20° C./hour or less, and maintaining the temperature at 1500 to 2000° C. for 2 hours or more and 5 hours or less. Since sintering is promoted at 1000° C. or higher, it is preferable to raise the temperature at an average rate of 18° C./hour or less at 1000° C. or higher.
  • High purity means containing 99.9% by mass or more, and preferably 99.99% by mass or more.
  • the oxygen partial pressure is set to 0.05 MPa to 1 MPa, and the sintered body is fired in an atmosphere containing 50% by volume or more of oxygen, particularly 80% by volume of oxygen. , becomes more dense.
  • the focus ring according to the present disclosure can be obtained by grinding both main surfaces of the sintered body with a grindstone having diamond abrasive grains.
  • a mounting surface can be obtained by increasing the grinding margin for the portion that accommodates the substrate to be processed.
  • the surface to be supported and the The peripheral surface may be ground with a grindstone having a large grain size number (small average grain size), and the mounting surface may be ground with a grindstone having a small grain size number (large average grain size).
  • Granularity complies with JIS R6001-2:2017.
  • a focus ring having an average cutting level difference (R ⁇ c) of the mounting surface of 0.18 ⁇ m or more and 0.42 ⁇ m or less
  • R ⁇ c average cutting level difference
  • a whetstone equipped with diamond abrasive grains having a grain size of #360 or more and #500 or less is used.
  • the surface that serves as the mounting surface may be ground.
  • a focus ring corresponding to the focus ring 1 was obtained.
  • the average cutting level difference (R.delta.c) of the mounting surface was 0.3 .mu.m
  • the average cutting level difference (R.delta.c) of the supported portion was 0.26 .mu.m. rice field.
  • the average value of the root-mean-square inclination (R ⁇ q) of the mounting surface was 0.08
  • the average value of the root-mean-square inclination (R ⁇ q) of the supported portion was 0. 0.06.
  • the mounting surface In order to obtain a focus ring in which the mounting surface has a larger average value of the average length (RSm) in the roughness curve than the supported portion, at least the mounting surface is zero-ground, and the number of times of zero-grinding is increased from the supported portion. Also, the number of mounting surfaces should be increased.
  • Zero grinding means applying only feed without cutting at the end of grinding, and is also called spark-out or zero-cut.
  • zero grinding of the mounting surface may be performed for 30 seconds or more and 75 seconds or less.
  • a focus ring according to the present disclosure is used as a member of a plasma processing apparatus such as a plasma etching apparatus and a plasma film forming apparatus. Specifically, as shown in FIGS. 1(B) and 2(B), it is used as a member for placing and accommodating the substrate 2 to be processed.

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Abstract

本開示に係るフォーカスリングは、被処理基板を収容して被処理基板の下面に対向する載置面と、載置面の反対側に位置する裏面とを備える。１つの支持部材によって支持される裏面の被支持部は、載置面よりも、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さい。

Description

フォーカスリングおよびプラズマ処理装置
　本発明は、フォーカスリングおよびプラズマ処理装置に関する。
　近年、半導体ウエハなどの被処理基板（以下、単に「ウエハ」と記載する場合がある）の大口径化が進むに連れ、ウエハの周縁部、例えば、ウエハの外周から中心に向かって１０ｍｍ以内の領域からも、半導体素子を得ることが求められている。このようなウエハにプラズマ処理を施すプラズマ中のラジカルの分布は、ウエハの温度分布に影響を受ける。したがって、ラジカルによってウエハ全体を均一に処理するには、ウエハ全体の温度をほぼ均一になるように制御する必要がある。
　しかし、ウエハにプラズマ処理を施すと、ウエハを囲繞するフォーカスリングの輻射熱が大きくなりやすい。この輻射熱が大きくなると、ウエハの周縁部がそれ以外の部分の温度よりも高くなりやすい。そこで、輻射熱を減少させるために、フォーカスリングを冷却する技術が開発されている。しかし、フォーカスリングを冷却することによって、ウエハ全体の温度が極端に低下するとウエハに塗布されたパターンマスクとしてのレジスト膜がプラズマによって削られやすくなる。このような問題を解消するため、特許文献１では、冷却される内側フォーカスリングと、加熱される外側フォーカスリングとを備えた分割フォーカスリングが提案されている。
　一般に、温度差の大きい２つの部品の間に隙間がある場合、堆積物は低温の部品に付着しやすい。そのため、分割フォーカスリングを用いる場合、２つのフォーカスリングの隙間において内側フォーカスリングに堆積物が付着しやすくなるという問題がある。
特開２０１１－７１４６４号公報
　本開示に係るフォーカスリングは、被処理基板を収容して被処理基板の下面に対向する載置面と、載置面の反対側に位置する裏面とを備える。１つの支持部材によって支持される裏面の被支持部は、載置面よりも、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さい。
　本開示に係る他のフォーカスリングは、被処理基板を収容して被処理基板の下面に対向する載置面と、載置面の反対側に位置する裏面とを備える。複数の支持部材によって支持される裏面の最内周側の被支持部は、載置面よりも、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さい。
　本開示に係るプラズマ処理装置は、フォーカスリングを含む。
（Ａ）は、本開示の一実施形態に係るフォーカスリングの平面図を示し、（Ｂ）は、本開示の一実施形態に係るフォーカスリングに、被処理基板を収容した状態の一部を示す断面図である。 （Ａ）は、本開示の他の実施形態に係るフォーカスリングの平面図を示し、（Ｂ）は、本開示の他の実施形態に係るフォーカスリングに、被処理基板を収容した状態の一部を示す断面図である。
　上述のように、冷却される内側フォーカスリングと、加熱される外側フォーカスリングとを備えた分割フォーカスリングを使用すると、２つのフォーカスリングの隙間において内側フォーカスリングに堆積物が付着しやすくなるという問題がある。したがって、プラズマ処理室内の温度が上昇しても、冷却効率を高く維持することができ、被処理基板の温度を比較的均一に維持しやすいフォーカスリングが求められている。
　本開示に係るフォーカスリングは、プラズマ処理室内の温度が上昇しても、被支持部から支持部材に伝わりやすくなる。その結果、冷却効率を高く維持することができ、被処理基板の温度を比較的均一に維持しやすい。
　本開示の一実施形態に係るフォーカスリングを、図１に基づいて説明する。図１（Ａ）は、本開示の一実施形態に係るフォーカスリング１の平面図を示す。図１（Ｂ）は、一実施形態に係るフォーカスリング１に、被処理基板２を収容した状態の一部を示す断面図である。具体的には、プラズマ処理装置の内部（プラズマ処理装置を構成しているチャンバなどのプラズマ処理室の内部）に設けられた支持部材３の上に、被処理基板２が水平に支持された状態の一部を示す断面図である。
　一実施形態に係るフォーカスリング１は、図１（Ａ）に示すように環状を有する部材である。図１（Ｂ）に記載のフォーカスリング１は、図１（Ａ）に示すＸ－Ｘ線で切断した際の断面を示す。フォーカスリング１の材質は限定されず、例えば、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化セリウムなどの希土類元素酸化物、希土類元素アルミニウム複合酸化物、酸化アルミニウムなどを主成分とするセラミックスが挙げられる。希土類元素アルミニウム複合酸化物としては、例えば、ＹＡＧ（３Ｙ2Ｏ3・５Ａｌ2Ｏ3）、ＹＡＭ（２Ｙ2Ｏ3・Ａｌ2Ｏ3）、ＹＡＬ（Ｙ2Ｏ3・Ａｌ2Ｏ3）、ＹＡＰ（ＹＡｌＯ3）などのイットリウムアルミニウム複合酸化物、ＥＡＧ（Ｅｒ3Ａｌ5Ｏ12）、ＥＡＭ（Ｅｒ4Ａｌ2Ｏ9）、ＥＡＰ（ＥｒＡｌＯ3）などのエルビウムアルミニウム複合酸化物、ＧｄＡＭ（Ｇｄ4Ａｌ2Ｏ9）、ＧｄＡＰ（ＧｄＡｌＯ3）などのガドリニウムアルミニウム複合酸化物、ＮｄＡＧ（Ｎｄ3Ａｌ5Ｏ12）、ＮｄＡＭ（Ｎｄ4Ａｌ2Ｏ9）、ＮｄＡＰ（ＮｄＡｌＯ3）などのネオジムアルミニウム複合酸化物である。
　一実施形態に係るフォーカスリング１は、図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、載置面１１と載置面１１の反対側に位置する裏面１２とを備える。載置面１１は、被処理基板２を収容した際に、被処理基板２の下面と対向する面である。一方、裏面１２は、載置面１１の反対側に位置する面、すなわち載置面１１と対向する面に相当する。
　裏面１２の少なくとも一部は、１つの支持部材３によって支持されており、支持部材３と対向している部分が被支持部１２ａに相当する。図１（Ｂ）では、裏面１２全体が支持部材３によって支持されているため、裏面１２全体が被支持部１２ａに相当する。
　一実施形態に係るフォーカスリング１において、被支持部１２ａは、載置面１１よりも、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さい。
　このように、被支持部１２ａの切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値よりも小さい。そのため、一実施形態に係るフォーカスリング１は、被支持部１２ａを支持する支持部材３の支持面の面積が増えるので、プラズマ処理室内において上昇した熱は被支持部１２ａから支持部材３に伝わりやすくなる。その結果、冷却効率を高く維持することができ、被処理基板２の温度を比較的均一に維持しやすくなる。したがって、一実施形態に係るフォーカスリング１を使用することによって、冷却効率を高く維持することができ、エッチングや成膜を効率よく進めることができる。その結果、半導体素子の生産性を向上させることができる。
　載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が、被支持部１２ａの切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値よりも大きい。そのため、被処理基板２の周辺部は載置面１１からの輻射熱を維持しやすくなる。その結果、被処理基板２全体の温度が略均一に維持され、被処理基板２の周辺部からも、半導体素子を効率よく得ることができる。さらに、プラズマによって生じる反応生成物（デポ）は、載置面１１の凹部に挿入し、固着される確率が高くなる。したがって、プラズマによって生じる反応生成物が、被処理基板２の裏面に固着するおそれが低減する。被支持部１２ａの切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値と、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値との差は０．０３μｍ以上であってもよい。
　一実施形態に係るフォーカスリング１において、被支持部１２ａの切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値は、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値よりも小さければ、限定されない。例えば、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値は、０．１８μｍ以上０．４２μｍ以下であってもよい。載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が０．１８μｍ以上であれば、被処理基板２を載置した場合、被処理基板２と載置面１１との間に適度な摩擦力が生じる。そのため、被処理基板２をフォーカスリング１に安定して固定させることができる。一方、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が０．４２μｍ以下であれば、載置面１１と被処理基板２の下面とが接触しても、載置面１１から脱離する粒子を減少させることができる。そのため、このような粒子がプラズマ処理室内を浮遊するおそれを低減させることができる。
　さらに、被支持部１２ａの粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値は、載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値よりも小さくてもよい。このように、被支持部１２ａの粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が、載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値よりも小さい場合、一実施形態に係るフォーカスリング１は、プラズマ処理室内において上昇した熱が被支持部１２ａから支持部材３に伝わりやすくなる。その結果、冷却効率を高く維持することができ、被処理基板２の温度を比較的均一に維持しやすくなる。したがって、一実施形態に係るフォーカスリング１を使用することによって、冷却効率を高く維持することができ、エッチングや成膜を効率よく進めることができる。その結果、半導体素子の生産性を向上させることができる。
　載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が、被支持部１２ａの粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値よりも大きい。そのため、被処理基板２の周辺部は載置面１１からの輻射熱を維持しやすくなる。その結果、被処理基板２全体の温度が略均一に維持され、被処理基板２の周辺部からも、半導体素子を効率よく得ることができる。さらに、プラズマによって生じる反応生成物（デポ）は、載置面１１の凹部に挿入し、固着される確率が高くなる。したがって、プラズマによって生じる反応生成物が、被処理基板２の裏面に固着するおそれが低減する。被支持部１２ａの２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値と、載置面１１の２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値との差は０．００１以上であってもよい。
　載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値は限定されず、例えば、０．０６６以上０．１以下であってもよい。載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が０．００６以上であれば、被処理基板２を載置した場合、被処理基板２と載置面１１との間に適度な摩擦力が生じる。そのため、被処理基板２をフォーカスリング１にさらに安定して固定させることができる。一方、載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が０．１以下であれば、載置面１１と被処理基板２の下面とが接触しても、載置面１１から脱離する粒子をさらに減少させることができる。そのため、このような粒子がプラズマ処理室内を浮遊するおそれを低減させることができる。
　次いで、本開示の他の実施形態に係るフォーカスリングを、図２に基づいて説明する。図２（Ａ）は、本開示の他の実施形態に係るフォーカスリング１’の平面図を示す。図２（Ｂ）は、他の実施形態に係るフォーカスリング１’に、被処理基板２を収容した状態の一部を示す断面図である。具体的には、プラズマ処理装置の内部（プラズマ処理装置を構成しているチャンバの内部）に設けられた支持部材３の上に、被処理基板２が水平に支持された状態の一部を示す断面図である。
　他の実施形態に係るフォーカスリング１’は、図２（Ａ）に示すように環状を有する部材である。図２（Ｂ）に記載のフォーカスリング１’は、図２（Ａ）に示すＹ－Ｙ線で切断した際の断面を示す。フォーカスリング１’の材質は、上述の一実施形態に係るフォーカスリング１で説明した通りであり、詳細については省略する。
　他の実施形態に係るフォーカスリング１’は、図２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、載置面１１と載置面１１の反対側に位置する裏面１２とを備える。載置面１１は、被処理基板２を収容した際に、被処理基板２の下面と対向する面である。一方、裏面１２は、載置面１１の反対側に位置する面、すなわち載置面１１と対向する面に相当する。
　裏面１２の少なくとも一部は、２つの支持部材３、３’によって支持されており、支持部材３、３’と対向している部分が被支持部１２ａ、１２ｂに相当する。他の実施形態に係るフォーカスリング１’は、図２（Ｂ）に示すように、２つの支持部材３、３’によって支持されている点で、一実施形態に係るフォーカスリング１と相違する。他の実施形態に係るフォーカスリング１’は、２つの支持部材３、３’によって支持されているが、３つ以上の支持部材で支持されていてもよい。
　他の実施形態に係るフォーカスリング１’において、裏面１２に存在する被支持部１２ａ、１２ｂのうち最内周側の被支持部１２ａは、載置面１１よりも、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さい。
　このように、最内周側の被支持部１２ａの切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値よりも小さい。そのため、他の実施形態に係るフォーカスリング１’は、プラズマ処理室内において上昇した熱が最内周側の被支持部１２ａから支持部材３に伝わりやすくなる。その結果、冷却効率を高く維持することができ、被処理基板２の温度を比較的均一に維持しやすくなる。したがって、他の実施形態に係るフォーカスリング１’を使用することによって、冷却効率を高く維持することができ、エッチングや成膜を効率よく進めることができる。その結果、半導体素子の生産性を向上させることができる。
　他の実施形態に係るフォーカスリング１’において、最内周側の被支持部１２ａの切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値は、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値よりも小さければ、限定されない。例えば、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値は、０．１８μｍ以上０．４２μｍ以下であってもよい。載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が０．１８μｍ以上であれば、被処理基板２を載置した場合、被処理基板２と載置面１１との間に適度な摩擦力が生じる。そのため、被処理基板２をフォーカスリング１’に安定して固定させることができる。一方、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が０．４２μｍ以下であれば、載置面１１と被処理基板２の下面とが接触しても、載置面１１から脱離する粒子を減少させることができる。そのため、このような粒子がプラズマ処理室内を浮遊するおそれを低減させることができる。
　最内周側の被支持部１２ａ以外の被支持部（図２（Ｂ）では被支持部１２ｂ）の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値については限定されない。例えば、最内周側の被支持部１２ａの切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値と同様、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値よりも小さくてもよい。
　さらに、最内周側の被支持部１２ａの粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値は、載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値よりも小さくてもよい。このように、最内周側の被支持部１２ａの粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が、載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値よりも小さい場合、他の実施形態に係るフォーカスリング１’は、プラズマ処理室内において上昇した熱が最内周側の被支持部１２ａから支持部材３に伝わりやすくなる。そのため、冷却効率を高く維持することができ、被処理基板２の温度を比較的均一に維持しやすくなる。したがって、他の実施形態に係るフォーカスリング１’を使用することによって、冷却効率を高く維持することができ、エッチングや成膜を効率よく進めることができる。その結果、半導体素子の生産性を向上させることができる。
　載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が、最内周側の被支持部１２ａの粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値よりも大きい。そのため、被処理基板２の周辺部は載置面１１からの輻射熱を維持しやすくなる。その結果、被処理基板２全体の温度が略均一に維持され、被処理基板２の周辺部からも、半導体素子を効率よく得ることができる。さらに、プラズマによって生じる反応生成物（デポ）は、載置面１１の凹部に挿入し、固着される確率が高くなる。したがって、プラズマによって生じる反応生成物が、被処理基板２の裏面に固着するおそれが低減する。
　載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値は限定されず、例えば、０．０６６以上０．１以下であってもよい。載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が０．０６６以上であれば、被処理基板２を載置した場合、被処理基板２と載置面１１との間に適度な摩擦力が生じる。そのため、被処理基板２をフォーカスリング１’にさらに安定して固定させることができる。一方、載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が０．１以下であれば、載置面１１と被処理基板２の下面とが接触しても、載置面１１から脱離する粒子をさらに減少させることができる。そのため、このような粒子がプラズマ処理室内を浮遊するおそれを低減させることができる。
　最内周側の被支持部１２ａ以外の被支持部（図２（Ｂ）では被支持部１２ｂ）の２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値については限定されない。例えば、最内周側の被支持部１２ａの２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値と同様、載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値よりも小さくてもよい。
　載置面１１は被支持部１２ａ、１２ｂよりも、粗さ曲線における平均長さ（ＲＳｍ）の平均値が大きくてもよい。載置面１１が被支持部１２ａ、１２ｂよりも、粗さ曲線における平均長さ（ＲＳｍ）の平均値が大きい場合、載置面１１において凸部である山の間隔が広い。そのため、被処理基板２の下面との接点が少なくなり、被処理基板２の下面から粒子が脱離し浮遊するおそれが抑制される。
　この場合、被支持部１２ａ、１２ｂは載置面１１よりも粗さ曲線における平均長さ（ＲＳｍ）の平均値が小さくなる。その結果、被支持部１２ａ、１２ｂにおいて凸部である山の間隔が狭く、支持部材３の被支持部１２ａ、１２ｂを支持する支持面との接点が多くなり、この支持面に対する被支持部１２ａ、１２ｂの摩擦力が高くなる。そのため、プラズマ処理が被処理基板２に施されて、プラズマ処理室内の温度が高くなっても、被支持部１２ａ、１２ｂに対するフォーカスリング１’の径方向および周方向の位置決め精度を十分維持することができる。
　被支持部１２ａの平均長さ（ＲＳｍ）の平均値と、載置面１１の平均長さ（ＲＳｍ）の平均値との差は、３μｍ以上であってもよい。特に、載置面１１の平均長さ（ＲＳｍ）の平均値は、２０μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。
　載置面１１の平均長さ（ＲＳｍ）の平均値が２０μｍ以上であると、プラズマ化された腐食性ガスが載置面１１に触れても、載置面１１から脱離する粒子を抑制することができる。そのため、このような粒子がプラズマ処理室内を浮遊するおそれを低減させることができる。載置面１１の平均長さ（ＲＳｍ）の平均値が５０μｍ以下であると、被処理基板２の下面に対する載置面１１の摩擦力が高くなる。そのため、プラズマ処理室内の温度が高くなっても、フォーカスリング１’に対する被処理基板２の径方向および周方向の位置決め精度を十分維持することができる。
　さらに、載置面１１の平均長さ（ＲＳｍ）の変動係数は、０．１５以下であるとよい。変動係数は、０．１５以下であると、載置面の平均長さ（ＲＳｍ）のばらつきが小さくなるため、載置面１１から脱離する粒子の径も小さくなる。
　さらに、本開示に係るフォーカスリングは、図２（Ｂ）に示すような周面１３を有していてもよい。具体的には、周面１３は裏面１２から上方に向かって延出し、支持部材３’に対向している。周面１３は、載置面１１よりも、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さい方がよい。
　このように、周面１３の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が、載置面１１の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値よりも小さい場合、他の実施形態に係るフォーカスリング１’は、プラズマ処理室内において上昇した熱が周面１３から支持部材３’に伝わりやすくなる。そのため、冷却効率を高く維持することができ、被処理基板２の温度を比較的均一に維持しやすくなる。したがって、他の実施形態に係るフォーカスリング１’を使用することによって、冷却効率を高く維持することができ、エッチングや成膜を効率よく進めることができる。その結果、半導体素子の生産性を向上させることができる。
　さらに、周面１３の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値は、載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値よりも小さくてもよい。このように、周面１３の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が、載置面１１の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値よりも小さい場合、他の実施形態に係るフォーカスリング１’は、プラズマ処理室内において上昇した熱が周面１３から支持部材３’に伝わりやすくなる。そのため、冷却効率を高く維持することができ、被処理基板２の温度を比較的均一に維持しやすくなる。したがって、他の実施形態に係るフォーカスリング１’を使用することによって、冷却効率を高く維持することができ、エッチングや成膜を効率よく進めることができる。その結果、半導体素子の生産性を向上させることができる。
　上述した切断レベル差（Ｒδｃ）、２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）および平均長さ（ＲＳｍ）は、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１：２００１に準拠し、形状解析レーザ顕微鏡（(株)キーエンス製、ＶＫ－Ｘ１１００またはその後継機種）を用いて測定することができる。測定条件としては、まず、照明方式を同軸落射方式、倍率を２４０倍、カットオフ値λｓを無し、カットオフ値λｃを０．０８ｍｍ、カットオフ値λｆを無し、終端効果の補正を有り、測定対象とする載置面、裏面の被支持部および周面から１か所当たりの測定範囲を、例えば、１４２０μｍ×１０７０μｍに設定する。各測定範囲に、測定範囲の長手方向に沿って測定対象とする線を略等間隔に４本引いて、線粗さ計測を行えばよい。測定範囲はそれぞれ周方向に沿って等間隔となるように合計３箇所とし、計測の対象とする線１本当たりの長さは、例えば、１２８０μｍである。各面で得られる測定値から平均値を算出し、平均値を比べればよい。
　周面１３について、図２（Ｂ）を参照して説明しているが、１つの支持部材３によって支持されるような一実施形態に係るフォーカスリング１においても、周面１３が設けられていてもよい。具体的には、図１（Ｂ）に示す支持部材３が、図２（Ｂ）に示す支持部材３と支持部材３’とが一体化されたような形状を有する場合、一実施形態に係るフォーカスリング１においても、周面１３が形成され得る。
　本開示に係るフォーカスリングを製造する方法は限定されない。一実施形態に係るフォーカスリング１は、例えば、下記のような手順で得られる。
　出発原料としてＹ2Ｏ3を９９．９質量％以上含み、ＡＥＯ（ＡＥは周期表第２族元素）、ＳｉＯ2、Ｆｅ2Ｏ3およびＡｌ2Ｏ3の少なくともいずれかを含む粉末を準備する。この粉末を、粉砕用ミルに溶媒（イオン交換水）ととともに投入する。粉末の平均粒径を１μｍ以下に粉砕した後、有機結合剤を添加してスラリーを得る。ＳｉＯ2、Ｆｅ2Ｏ3およびＡｌ2Ｏ3の少なくともいずれかが出発原料１００質量％に含まれる場合、例えば、ＳｉＯ2は２５０質量ｐｐｍ以下、Ｆｅ2Ｏ3は４０質量ｐｐｍ以下、Ａｌ2Ｏ3は５０質量ｐｐｍ以下、ＡＥＯは２５０質量ｐｐｍ以下である。
　粉砕用ミルは、例えば粉砕用ボールを用いたボールミル、振動ミルまたはビーズミルである。スラリーへの粉砕用ボールの摩耗による混入を抑制するために、粉砕用ボールとしてはＺｒＯ2ボールを用いるとよい。ＺｒＯ2ボールの純度は９９．９質量％以上、特に、９９．９９質量％以上であるとよい。
　上記有機結合剤としては、パラフィンワックス、ワックスエマルジョン（ワックス＋乳化剤）、ＰＶＡ（ポリビニールアルコール）、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）、ＰＥＯ（ポリエチレンオキサイド）などである。溶媒は、蒸留水、有機溶媒などであってもよい。
　スラリー作製後、スラリーをスプレードライ装置などの造粒機にて造粒し、得られた造粒体を、例えば静水圧プレス成形装置などを用いて環状平板状の成形体を得る。成形体を２００～１２００℃の温度で脱脂して脱脂体を得る。
　得られた脱脂体を、大気雰囲気などの酸素を含む雰囲気中にて、融点が２０００℃を超える焼成用治具、例えば、高純度アルミナ、高純度マグネシアなどからなる板状の焼成用治具に載置し、平均２０℃／時間以下の昇温速度で昇温後、１５００～２０００℃で２時間以上５時間以下保持して焼結体を得ることができる。焼結は１０００℃以上で促進されるので、１０００℃以上では、平均１８℃／時間以下の昇温速度で昇温するとよい。高純度とは、９９．９質量％以上を含有することを意味し、特に、９９．９９質量％以上であるとよい。
　酸素を含む雰囲気中で焼成する場合、酸素分圧を０．０５ＭＰａ～１ＭＰａとし、酸素を５０体積％以上含む雰囲気中、特に酸素を８０体積％含む雰囲気中で焼成することによって、焼結体は、より緻密質になる。
　焼結体の両側の主面からダイヤモンド砥粒を備えた砥石で研削することによって、本開示に係るフォーカスリングを得ることができる。被処理基板を収容する部分は、研削代を多くすることによって載置面を得ることができる。
　１つの支持部材によって支持される裏面の被支持部、複数の支持部材によって支持される裏面の最内周側の被支持部、または裏面から上方に向かって延出し支持部材に対向する周面が、載置面よりも切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さいフォーカスリングを得るには、粒度が＃３２０以上＃６００以下のダイヤモンド砥粒を備えた砥石のうち、被支持部となる面や周面となる面を粒度の番号が大きい（平均粒径の小さい）砥石で研削し、載置面となる面を粒度の番号が小さい（平均粒径の大きい）砥石で研削すればよい。粒度は、ＪＩＳ　Ｒ６００１－２：２０１７に準拠する。
　載置面の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が０．１８μｍ以上０．４２μｍ以下であるフォーカスリングを得るには、例えば、粒度が＃３６０以上＃５００以下のダイヤモンド砥粒を備えた砥石で載置面となる面を研削すればよい。
　このようにして、一実施形態に係るフォーカスリング１に相当するフォーカスリングを得た。得られたフォーカスリングにおいて、載置面の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値を求めると０．３μｍであり、被支持部の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値を求めると０．２６μｍであった。得られたフォーカスリングにおいて、載置面の２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値を求めると０．０８であり、被支持部の２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値を求めると０．０６であった。
　載置面が被支持部よりも、粗さ曲線における平均長さ（ＲＳｍ）の平均値が大きいフォーカスリングを得るには、少なくとも載置面をゼロ研削し、ゼロ研削する回数を被支持部よりも載置面を多くすればよい。ゼロ研削とは、研削加工の最後に切込みをしないで、送りだけをかけることを意味し、スパークアウトまたはゼロカットとも称する。載置面の平均長さ（ＲＳｍ）の平均値が２０μｍ以上５０μｍ以下であるフォーカスリングを得るには、例えば、載置面のゼロ研削を３０秒以上７５秒以下行えばよい。
　本開示に係るフォーカスリングは、プラズマエッチング装置、プラズマ成膜装置などのプラズマ処理装置の部材として使用される。具体的には、図１（Ｂ）および図２（Ｂ）に示すように、被処理基板２を載置して収容する部材として使用される。
　１、１’　フォーカスリング
　１１　載置面
　１２　裏面
　１２ａ、１２ｂ　被支持部
　１３　周面
　２　　被処理基板
　３、３’　支持部材

Claims (12)

  1. 　被処理基板を収容して該被処理基板の下面に対向する載置面と、該載置面の反対側に位置する裏面とを備え、
    　１つの支持部材によって支持される前記裏面の被支持部は、前記載置面よりも、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、前記粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さい、
    フォーカスリング。
  2. 　前記被支持部は、前記載置面よりも、粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が小さい、請求項１に記載のフォーカスリング。
  3. 　前記載置面の２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値は、０．０６６以上０．１以下である、請求項２に記載のフォーカスリング。
  4. 　被処理基板を収容して該被処理基板の下面に対向する載置面と、該載置面の反対側に位置する裏面とを備え、
    　複数の支持部材によって支持される前記裏面の最内周側の被支持部は、前記載置面よりも、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、前記粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さい、
    フォーカスリング。
  5. 　前記最内周側の被支持部は、前記載置面よりも、粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が小さい、請求項４に記載のフォーカスリング。
  6. 　前記載置面の２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値は、０．０６６以上０．１以下である、請求項５に記載のフォーカスリング。
  7. 　前記載置面は、前記被支持部よりも、粗さ曲線における平均長さ（ＲＳｍ）の平均値が大きい、請求項１～６のいずれかに記載のフォーカスリング。
  8. 　前記載置面の平均長さ（ＲＳｍ）の平均値は、２０μｍ以上５０μｍ以下である、請求項７に記載のフォーカスリング。
  9. 　前記載置面の切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値は、０．１８μｍ以上０．４２μｍ以下である、請求項１～８のいずれかに記載のフォーカスリング。
  10. 　前記裏面から上方に向かって延出し、前記支持部材に対向する周面を有しており、
    　該周面は、前記載置面よりも、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、前記粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃ）の平均値が小さい、請求項１～９のいずれかに記載のフォーカスリング。
  11. 　前記周面は、前記載置面よりも、粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の平均値が小さい、請求項１０に記載のフォーカスリング。
  12. 　請求項１～１１のいずれかに記載のフォーカスリングを含む、プラズマ処理装置。
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