WO2022264922A1 - プラズマ処理装置用部材 - Google Patents

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WO2022264922A1
WO2022264922A1 PCT/JP2022/023350 JP2022023350W WO2022264922A1 WO 2022264922 A1 WO2022264922 A1 WO 2022264922A1 JP 2022023350 W JP2022023350 W JP 2022023350W WO 2022264922 A1 WO2022264922 A1 WO 2022264922A1
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conductive layer
heating element
substrate
plasma processing
processing apparatus
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PCT/JP2022/023350
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大貴 渡邉
美紀 ▲濱▼田
裕作 石峯
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京セラ株式会社
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    • 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 disclosure relates to members for plasma processing apparatuses.
  • a plasma processing apparatus has a substrate support that supports a substrate, and a showerhead that is positioned above the substrate support and supplies a process gas.
  • Such a plasma processing apparatus processes a substrate supported by a substrate support by generating plasma of a process gas in a processing space sandwiched between the substrate support and the showerhead.
  • a member for a plasma processing apparatus has a substrate, a plasma electrode, a heating element, and a conductive layer.
  • the substrate is made of ceramics and has a surface facing the object to be processed.
  • a plasma electrode is located inside the substrate.
  • the heating element and conductive layer are located inside the substrate further from the facing surface than the plasma electrode.
  • the heating element and the conductive layer do not overlap in a plan view seen in a direction orthogonal to the opposing surface, and are positioned at different heights in a side view seen in a direction parallel to the opposing surface.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a plasma processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the substrate supporting portion according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective plan view of the substrate supporting portion according to the first embodiment, viewed from above.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another configuration example of the substrate supporting portion according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another configuration example of the substrate supporting portion according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing another configuration example of the substrate supporting portion according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing another configuration example of the substrate supporting portion according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a plasma processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the substrate supporting portion according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the showerhead according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing another configuration example of the showerhead according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing another configuration example of the showerhead according to the second embodiment.
  • Patent Document 1 discloses a technique of using a heater line connecting a heater provided inside an electrostatic chuck and a heater power source as a high-frequency leakage line.
  • the technique described in Patent Document 1 is insufficient as a countermeasure against leakage current. Therefore, it is expected to provide a plasma processing apparatus member that can suppress the generation of leakage current.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a plasma processing apparatus according to the first embodiment.
  • the plasma processing apparatus 1 according to the first embodiment has a chamber 10, a substrate supporter 20, and a showerhead 30.
  • the plasma processing apparatus 1 according to the first embodiment has a chamber 10, a substrate supporter 20, and a showerhead 30.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a plasma processing apparatus according to the first embodiment.
  • the plasma processing apparatus 1 according to the first embodiment has a chamber 10, a substrate supporter 20, and a showerhead 30.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a plasma processing apparatus according to the first embodiment.
  • the plasma processing apparatus 1 according to the first embodiment has a chamber 10, a substrate supporter 20, and a showerhead 30.
  • plasma processing apparatus 1 is a type of plasma processing apparatus in which high frequency (RF) power is applied only to the substrate supporting portion 20 of the substrate supporting portion 20 and the shower head 30 will be described.
  • the configuration of the device 1 is not limited to this example.
  • plasma processing apparatus 1 may be a type of plasma processing apparatus that applies high-frequency power to both substrate support 20 and showerhead 30 .
  • the plasma processing apparatus 1 is a type of plasma processing apparatus that uses high-frequency power to generate plasma will be described. does not require
  • the chamber 10 is a container that houses the substrate supporter 20 and the showerhead 30 .
  • An exhaust device 12 is connected to the chamber 10 via an exhaust pipe 11 .
  • the evacuation device 12 has a vacuum pump such as a turbomolecular pump, for example, and can decompress the inside of the chamber 10 to a desired degree of vacuum.
  • a side wall of the chamber 10 may be provided with a loading/unloading port for the substrate W such as a semiconductor wafer. In this case, the loading/unloading port can be opened and closed by a gate valve.
  • the substrate support part 20 is a member that supports the substrate W, and is horizontally supported from below by a hollow shaft 40, for example.
  • the substrate W is supported on the upper surface of the substrate support portion 20 .
  • a plasma electrode, a heating element, and a conductive layer are located inside the substrate support portion 20 .
  • the plasma electrode is connected to a high frequency power source 43 via a power supply member 41 and a matching device 42 .
  • the matching device 42 is a circuit for matching the output impedance of the high frequency power supply 43 and the input impedance on the load side, that is, on the plasma electrode side. High-frequency power generated by the high-frequency power supply 43 is supplied to the plasma electrode via the matching box 42 and the power supply member 41 .
  • the heating element is connected to a heater power source 45 via a power supply member 44 .
  • a heater power source 45 By supplying electric power from the heater power source 45 to the heating element, the substrate W supported by the substrate support section 20 can be heated.
  • the conductive layer functions as a shield member that shields the electric field generated by the plasma electrode.
  • Such conductive layers are grounded through conductive members 46 . Thereby, the electric field generated by the plasma electrode can be shielded more reliably. Note that the conductive layer does not necessarily need to be grounded.
  • the power supply members 41 and 44 and the conductive member 46 are inserted through the hollow portion of the shaft 40 .
  • the shower head 30 is horizontally supported from above by a shaft 50 above the substrate support portion 20 .
  • the bottom surface of the showerhead 30 faces the top surface of the substrate support 20 .
  • a process gas supply source 54 is connected to the shower head 30 via a gas supply pipe 51 , an on-off valve 52 and a flow rate regulator 53 .
  • a process gas supplied from the process gas supply source 54 is supplied into the chamber 10 from a plurality of ejection holes opening on the lower surface of the shower head 30 .
  • a plasma electrode is located inside the shower head 30 .
  • the plasma electrode is grounded via a conductive member 55 .
  • the shafts 40, 50 have, for example, a tubular shape with both ends open. Shafts 40 and 50 are adhered to substrate support 20 and showerhead 30 by, for example, an adhesive. Thereby, the substrate supporting part 20 and the shower head 30 are joined. Alternatively, shafts 40 and 50 may be joined to substrate support 20 and showerhead 30 by solid phase joining.
  • the shape of the shafts 40, 50 is arbitrary. As one aspect, the shape of the shafts 40, 50 is cylindrical. As another aspect, the shape of the shafts 40 and 50 may be, for example, a square tube shape.
  • the material of shafts 40, 50 is arbitrary.
  • the material of shafts 40 and 50 may be insulating ceramics.
  • the material of shafts 40, 50 may be, for example, an electrically conductive material, such as metal.
  • the ceramics constituting the shafts 40 and 50 are, for example, ceramics containing aluminum nitride (AlN), aluminum oxide (Al 2 O 3 , alumina), silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si 3 N 4 ), etc. as main components. It may be a body.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the substrate supporting portion 20 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective plan view of the substrate supporting portion 20 according to the first embodiment as viewed from above. Note that the cross section shown in FIG. 2 corresponds to, for example, the cross section taken along line II-II shown in FIG.
  • the substrate support section 20 has a substrate 21, a plasma electrode 22, a heating element 23, and a conductive layer 24.
  • Substrate 21 is made of ceramics, for example, and has insulating properties.
  • the ceramics constituting the base 21 is a sintered body whose main component is, for example, aluminum nitride (AlN), aluminum oxide ( Al2O3 , alumina), silicon carbide (SiC), silicon nitride ( Si3N4 ), or the like.
  • the main component is, for example, a material that accounts for 50% by mass or more or 80% by mass or more of the material.
  • the substrate 21 may contain a compound of yttrium (Y). Examples of Y compounds include YAG (Y 3 Al 5 O 12 ) and Y 2 O 3 .
  • a substrate W (see FIG. 1) is placed on the upper surface 21 a of the base 21 .
  • the upper surface 21a of the substrate 21 corresponds to the surface facing the substrate W.
  • the substrate W is an example of an object to be processed.
  • the shape of the substrate 21 is arbitrary.
  • the shape of the base 21 is circular in plan view, but it is not limited to this, and may be elliptical, rectangular, trapezoidal, or the like in plan view.
  • the upper surface 21a of the base 21 may be a uniform flat surface, or may have grooves, steps, and the like.
  • the plasma electrode 22 , heating element 23 and conductive layer 24 are located inside the base 21 .
  • the plasma electrode 22 is an electrode for plasma generation, and extends in layers along the upper surface 21a of the substrate 21 .
  • Plasma electrode 22 has, for example, a disc shape in plan view.
  • the plasma electrode 22 is made of, for example, metals such as nickel (Ni), tungsten (W), titanium (Ti), molybdenum (Mo) and platinum (Pt), or alloys containing at least one of the above metals.
  • the heating element 23 generates heat by Joule heat generated by electric power supplied from the heater power supply 45 via the power supply member 44 .
  • the heating element 23 extends in layers along the upper surface 21 a of the base 21 . Specifically, the heating element 23 is stretched around in a predetermined pattern such as a meandering shape (see FIG. 3) or a spiral shape so as to have a circular outer shape in a plan view.
  • the heating element 23 is made of, for example, metals such as nickel (Ni), tungsten (W), molybdenum (Mo) and platinum (Pt), or alloys containing at least one of the above metals.
  • the conductive layer 24 functions as an electric field shield that shields the electric field generated by the plasma electrode 22 .
  • the conductive layer 24 extends in layers along the upper surface 21 a of the base 21 . Specifically, the conductive layer 24 is stretched so as to have a circular outer shape in plan view while drawing a predetermined pattern.
  • the conductive layer 24 is made of, for example, metals such as nickel (Ni), tungsten (W), molybdenum (Mo) and platinum (Pt), or alloys containing at least one of the above metals.
  • the plasma electrode 22, the heating element 23, and the conductive layer 24 are, for example, arranged in the depth direction with the upper surface 21a of the substrate 21 as a reference, in other words, the direction from the upper surface 21a to the lower surface 21b of the substrate 21. , the plasma electrode 22, the heating element 23 and the conductive layer 24 are located in this order. That is, the heating element 23 and the conductive layer 24 are positioned at different heights when viewed from the side in a direction parallel to the upper surface 21a of the substrate 21 .
  • the pattern shape (second pattern shape) of the conductive layer 24 is, for example, the pattern shape of the heating element 23 ( (first pattern shape).
  • the metal wiring that constitutes the heating element 23 extends while drawing the first pattern shape.
  • the first pattern shape is, for example, a meandering shape.
  • the metal wirings forming the conductive layer 24 are located in the gaps between the metal wirings forming the heating element 23 .
  • the metal wirings forming the conductive layer 24 extend along the gaps between the metal wirings forming the heating element 23 to form a second pattern shape.
  • the first pattern shape is formed by a so-called one-stroke drawing without branches, whereas the second pattern shape has a plurality of branches.
  • the heating element 23 and the conductive layer 24 do not overlap in plan view.
  • the conductive layer 24 according to the first embodiment is positioned in a region other than the region where the heating element 23 is positioned in plan view.
  • the heating element 23 and the conductive layer 24 are positioned at different heights in a side view.
  • the distance between the heating element 23 and the conductive layer 24 is increased compared to the case where the heating element 23 and the conductive layer 24 overlap in a plan view.
  • Leakage current is less likely to occur between Therefore, according to the board
  • the electrical characteristics of the substrate supporting portion 20 are further stabilized. Therefore, according to the substrate supporting portion 20 according to the first embodiment, the reliability of the substrate supporting portion 20 can be enhanced.
  • the substrate support section 20 can shield the electric field generated by the plasma electrode 22 with the heating element 23 and the conductive layer 24 .
  • the substrate supporting portion 20 can shield the electric field generated by the plasma electrode 22 with the heating element 23 and shield the electric field leaking from the gap between the metal wirings forming the heating element 23 with the conductive layer 24 .
  • the conductive layer 24 is formed in a predetermined pattern shape so as not to overlap the heating element 23 in plan view. For this reason, according to the substrate supporting portion 20 according to the first embodiment, the material cost of the conductive layer 24 can be reduced compared to the case where the conductive layer 24 is formed in a uniform flat plate shape, for example, and the function as an electric field shield can be achieved. can be maintained.
  • the conductive layer 24 may have an outermost outer peripheral portion 24a in a direction parallel to the upper surface 21a of the base 21 (surface direction of the base 21).
  • the conductive layer 24 may have a plurality of curved portions arranged concentrically.
  • the curved portion may be arcuate or circumferential.
  • the outer peripheral portion 24a may be the curved portion positioned furthest outward in the surface direction of the base 21 among these curved portions.
  • the heat generating element 23 may have an outer peripheral portion 23a located at the outermost position in a direction parallel to the upper surface 21a of the base 21, that is, in the surface direction of the base 21. As shown in FIG.
  • the heating element 23 may have a plurality of arcuate curved portions arranged concentrically.
  • the outer peripheral portion 23a may be the curved portion positioned furthest outward in the surface direction of the base 21 among these curved portions.
  • the outer peripheral portion 24a of the conductive layer 24 may be positioned further outward than the outer peripheral portion 23a of the heating element 23. In other words, the outer peripheral portion 24a of the conductive layer 24 may be positioned closer to the side surface 21c of the base 21 than the outer peripheral portion 23a of the heating element 23 is.
  • the electric charge accumulated in the outer peripheral portion of the base 21 is reduced. It is highly effective in eliminating Therefore, the electrical characteristics of the substrate supporting portion 20 can be further stabilized, and the reliability of the substrate supporting portion 20 can be enhanced.
  • the outer peripheral portion 24a of the conductive layer 24 may be positioned further outward than the outer peripheral portion of the plasma electrode 22.
  • the outer peripheral portion 24 a of the conductive layer 24 may be positioned closer to the side surface 21 c of the substrate 21 than the outer peripheral portion of the plasma electrode 22 .
  • the electric field radially spreading from the plasma electrode 22 can be appropriately shielded.
  • the heating element 23 and the conductive layer 24 are positioned in the order of the heating element 23 and the conductive layer 24 in the depth direction with the upper surface 21a of the base 21 as a reference. That is, the heating element 23 is positioned closer to the upper surface 21 a of the base 21 than the conductive layer 24 is. For this reason, compared to the case where the heating element 23 and the conductive layer 24 are positioned in the order of the conductive layer 24 and the heating element 23 in the depth direction of the substrate 21, the substrate mounted on the upper surface 21a of the substrate 21 is more stable. W can be heated more efficiently.
  • the substrate supporting portion 20 is formed by laminating a plurality of sheets. Specifically, a ceramic green sheet that forms the substrate 21, a metal sheet that forms the plasma electrode 22, a metal sheet that forms the heating element 23, and a metal sheet that forms the conductive layer 24 are prepared. Then, the prepared sheets are laminated. The ceramic green sheets located in the same layer as the metal sheets of the plasma electrode 22, the heating element 23 and the conductive layer 24 are die-cut according to the shapes of the metal sheets, and the metal sheets are placed in the die-cut portions. be located.
  • the laminate of ceramic green sheets and metal sheets is degreased and fired.
  • the firing temperature is, for example, 1100° C. or higher and 1850° C. or lower.
  • holes for inserting connection terminals to the power supply members 41 and 44 and the conductive member 46 are formed in the fired laminate by, for example, drilling.
  • the laminated body is joined through the joining layer.
  • the conductive material is sintered by heat-treating the laminate to which the terminals are attached in a vacuum.
  • the treatment temperature at this time is, for example, 500° C. or higher and 800° C. or lower.
  • the substrate supporting portion 20 is obtained.
  • the plasma electrode 22, the heating element 23, and the conductive layer 24 are formed of metal sheets here, metal paste, wire, or the like, for example, may be used instead of the metal sheets.
  • FIG. 4 to 7 are schematic cross-sectional views showing other configuration examples of the substrate supporting portion 20 according to the first embodiment.
  • the conductive layer 24 may have a central portion 24b located at the center in a direction parallel to the upper surface 21a of the base 21, that is, in the surface direction of the base 21.
  • the conductive layer 24 may have a plurality of concentric curved portions (see FIG. 3).
  • the center portion 24b is a curved portion located at the center in the surface direction of the base 21 among these curved portions, or a portion located closer to the center of the base 21 than the curved portion located at the center.
  • the conductive layer 24 may be located closer to the upper surface 21a of the base 21 than the central portion 24b in the thickness direction of the base 21.
  • the electric field radially spreading from the plasma electrode 22 can be shielded more appropriately.
  • the distance between the heating element 23 and the conductive layer 24 increases in the central portion 24b of the conductive layer 24, the occurrence of leakage current in the central portion 24b of the conductive layer 24 can be suppressed.
  • the heating element 23 may have a central portion 23b located at the most center in the direction parallel to the upper surface 21a of the base 21, that is, in the surface direction of the base 21.
  • the heating element 23 may have a plurality of curved portions arranged concentrically (see FIG. 3).
  • the center portion 23b is a curved portion located at the center in the surface direction of the base 21 among these curved portions, or a portion located closer to the center of the base 21 than the curved portion located at the center.
  • the heating element 23 may be positioned closer to the upper surface 21a of the base body 21 than the central part 23b in the thickness direction of the base body 21 .
  • the distance between the heating element 23 and the conductive layer 24 is large at the central portion 23b of the heating element 23, so that the occurrence of leakage current at the outer peripheral portion 23a of the heating element 23 can be suppressed.
  • both the heating element 23 and the conductive layer 24 may be warped. That is, the heating element 23 and the conductive layer 24 may be positioned closer to the upper surface 21a of the base 21 than the central portions 23b and 24b in the thickness direction of the base 21 .
  • the heating element 23 and the conductive layer 24 are similarly warped, it is possible to prevent the distance between the heating element 23 and the conductive layer 24 from being partially reduced. Therefore, the leakage current between the heating element 23 and the conductive layer 24 can be suitably suppressed while appropriately shielding the electric field radially spreading from the plasma electrode 22 .
  • the central portions 23b and 24b are positioned closer to the upper surface 21a of the substrate 21 than the outer peripheral portions 23a and 24a in the thickness direction of the substrate 21. good too.
  • the directions of warping of the heating element 23 and the conductive layer 24 are not limited to the examples shown in FIGS.
  • the heating element 23 and the conductive layer 24 may warp in opposite directions. That is, the heating element 23 and the conductive layer 24 may be warped so that the central portions 23b and 24b are brought closer together, or may be warped so that the outer peripheral portions 23a and 24a are brought closer together.
  • the metal sheet is laminated.
  • the portion punched into the shape (hereinafter referred to as “punched portion”) is filled with ceramic powder or the like to partially increase the volume.
  • a metal sheet is placed on the punched part.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the showerhead 30 according to the second embodiment.
  • the showerhead 30 has a substrate 31, a plasma electrode 32, a heating element 33, and a conductive layer .
  • the structure and arrangement of the substrate 31, the plasma electrode 32, the heating element 33, and the conductive layer 34 are the same as those of the substrate 21, the plasma electrode 22, and the heating element 23 of the substrate support 20 according to the first embodiment. , the description is omitted here.
  • the plasma electrode 32, the heating element 33, and the conductive layer 34 positioned inside the base 31 are positioned in this order, for example, in order of proximity to the lower surface 31b of the base 31 corresponding to the surface facing the substrate W.
  • the heating element 33 and the conductive layer 34 may be warped like the heating element 23 and the conductive layer 24 shown in FIGS.
  • the showerhead 30 has a plurality of ejection holes 35 and an introduction portion 36.
  • a plurality of ejection holes 35 are opened in the lower surface 31b of the substrate 31 and eject process gas supplied from the process gas supply source 54 (see FIG. 1).
  • the plurality of ejection holes 35 are through holes penetrating through the upper surface 31 a and the lower surface 31 b of the base 31 .
  • the introduction part 36 is made of ceramics, for example, and is connected to the upper surface 31 a of the base 31 .
  • the introduction part 36 has a recess on a surface facing the upper surface 31 a of the base 31 , and a flow path 37 is formed between the recess and the upper surface 31 a of the base 31 .
  • the flow path 37 extends along the upper surface 31 a of the substrate 31 , is connected to the gas supply pipe 51 (see FIG. 1), and is connected to the plurality of ejection holes 35 .
  • a process gas supplied from a process gas supply source 54 is introduced into the plurality of ejection holes 35 via the gas supply pipe 51 and the flow path 37 .
  • a plurality of ejection holes 35 eject the introduced process gas into the chamber 10 .
  • the shower head 30 does not necessarily need to have the introduction portion 36 .
  • the multiple ejection holes 35 may be connected to multiple branch pipes branched from the gas supply pipe 51 .
  • the showerhead 30 may have a channel 37 inside the base 31 .
  • An example of such a case will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
  • FIG. 9 and 10 are schematic cross-sectional views showing other configuration examples of the shower head 30 according to the second embodiment.
  • the flow path 37 may be located between the plasma electrode 32 and the heating element 33 and conductive layer 34 .
  • the flow path 37 is positioned between the plasma electrode 32 and the heating element 33 . If the plasma electrode 32, the heating element 33, and the conductive layer 34 are positioned in the order of the plasma electrode 32, the conductive layer 34, and the heating element 33 in order of proximity to the lower surface 31b of the substrate 31, the flow path 37 will It may be located between 32 and conductive layer 34 .
  • the flow path 37 may be positioned between the heating element 33 and the conductive layer 34 .
  • the flow path 37 is interposed between the heat generating element 33 and the conductive layer 34 , so that it is possible to make it more difficult for leakage current to occur between the conductive layer 34 and the heat generating element 33 .
  • a sintered body of the substrate 31 containing the plasma electrode 32, the heating element 33 and the conductive layer 34 is prepared, and then drilling or the like is performed on the sintered body.
  • a plurality of ejection holes 35 penetrating the upper surface 31a and the lower surface 31b of the substrate 31 may be formed.
  • this sintered body is prepared.
  • a plurality of ejection holes 35 may be formed by connecting the lower surface 31b of the base 31 and the flow path 37 by drilling or the like.
  • the flow path 37 may be located farther from the lower surface 31b of the base 31 than the heating element 33 and the conductive layer 34 are.
  • the substrate support part 20 may also have a plurality of ejection holes. That is, the substrate supporting portion 20 may have a plurality of ejection holes that open to the upper surface 21 a of the base 21 .
  • the substrate support 20 can supply, for example, a cooling gas or an intermediary gas that helps conduct heat from the substrate support 20 to the substrate W through the plurality of jet holes.
  • FIG. 3 shows an example in which the substrate supporting part 20 has a so-called single-zone heater, but the substrate supporting part 20 has a multi-zone heater capable of individually controlling a plurality of regions on the upper surface 21a of the substrate 21. You may have In this case, the substrate supporting section 20 may have a plurality of heating elements 23 that are stretched over different regions of the upper surface 21 a of the base 21 .
  • the plasma processing apparatus 1 is a capacitively coupled plasma processing apparatus. It may be any type of plasma processing device, such as a plasma processing device that excites a gas.
  • the members for a plasma processing apparatus include substrates (substrates 21 and 31 as examples) and plasma electrodes (plasma electrodes as examples). 22, 32), heating elements (heating elements 23, 33 as an example), and conductive layers (conductive layers 24, 34 as an example).
  • the substrate is made of ceramics and has a surface (eg, the upper surface 21a of the substrate 21 and the lower surface 31b of the substrate 31) facing the object to be processed (eg, the substrate W).
  • a plasma electrode is located inside the substrate.
  • the heating element and conductive layer are located inside the substrate further from the facing surface than the plasma electrode.
  • the heating element and the conductive layer do not overlap in a plan view seen in a direction orthogonal to the opposing surface, and are positioned at different heights in a side view seen in a direction parallel to the opposing surface.
  • the distance between the heating element and the conductive layer is greater than in the case where the heating element and the conductive layer overlap in plan view. It is possible to suppress the occurrence of leakage current between
  • Plasma processing apparatus 10 Chamber 20; Substrate support 21; Substrate 22; Plasma electrode 23; power supply member 42; matching device 43; high frequency power supply 44; power supply member 45; heater power supply 46; flow regulator 54; process gas supply 55; conductive member

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Abstract

本開示によるプラズマ処理装置用部材は、基体（２１，３１）と、プラズマ電極（２２，３２）と、発熱体（２３，３３）と、導電層（２４，３４）とを有する。基体（２１，３１）は、セラミックスからなり、被処理体との対向面を有する。プラズマ電極（２２，３２）は、基体（２１，３１）の内部に位置する。発熱体（２３，３３）および導電層（２４，３４）は、基体（２１，３１）の内部において、プラズマ電極（２２，３２）よりも対向面から離れて位置する。また、発熱体（２３，３３）および導電層（２４，３４）は、対向面と直交する方向から見た平面視において重ならず、且つ、対向面と平行な方向から見た側面視において異なる高さに位置する。

Description

プラズマ処理装置用部材
　本開示は、プラズマ処理装置用部材に関する。
　従来、半導体ウエハ等の基板をプラズマを用いて処理するプラズマ処理装置が知られている。プラズマ処理装置は、基板を支持する基板支持部と、基板支持部の上方に位置し、プロセスガスを供給するシャワーヘッドとを有する。かかるプラズマ処理装置は、基板支持部とシャワーヘッドとによって挟まれる処理空間にプロセスガスのプラズマを発生させることにより、基板支持部に支持された基板を処理する。
特開２００８－２４４１４５号公報
　本開示の一態様によるプラズマ処理装置用部材は、基体と、プラズマ電極と、発熱体と、導電層とを有する。基体は、セラミックスからなり、被処理体との対向面を有する。プラズマ電極は、基体の内部に位置する。発熱体および導電層は、基体の内部において、プラズマ電極よりも対向面から離れて位置する。また、発熱体および導電層は、対向面と直交する方向から見た平面視において重ならず、且つ、対向面と平行な方向から見た側面視において異なる高さに位置する。
図１は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置の構成を示す模式図である。 図２は、第１実施形態に係る基板支持部の構成を示す模式的な断面図である。 図３は、第１実施形態に係る基板支持部を上方から見た平面透視図である。 図４は、第１実施形態に係る基板支持部の他の構成例を示す模式的な断面図である。 図５は、第１実施形態に係る基板支持部の他の構成例を示す模式的な断面図である。 図６は、第１実施形態に係る基板支持部の他の構成例を示す模式的な断面図である。 図７は、第１実施形態に係る基板支持部の他の構成例を示す模式的な断面図である。 図８は、第２実施形態に係るシャワーヘッドの構成を示す模式的な断面図である。 図９は、第２実施形態に係るシャワーヘッドの他の構成例を示す模式的な断面図である。 図１０は、第２実施形態に係るシャワーヘッドの他の構成例を示す模式的な断面図である。
　以下に、本開示によるプラズマ処理装置用部材を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示によるプラズマ処理装置用部材が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
　また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、たとえば製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。
　また、以下で参照する各図は、説明の便宜上の模式的なものである。したがって、細部は省略されることがあり、また、寸法比率は必ずしも現実のものとは一致していない。
　また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。
　特許文献１には、静電チャックの内部に設けられたヒータとヒータ電源とを接続するヒーターラインを高周波漏れラインとして利用する技術が開示されている。しかしながら、特許文献１に記載の技術は、漏れ電流への対策としては不十分であった。このため、漏れ電流の発生を抑制することができるプラズマ処理装置用部材の提供が期待されている。
　以下では、まず、本開示によるプラズマ処理装置用部材を基板支持部に適用した場合の例を第１実施形態として説明した後、本開示によるプラズマ処理装置用部材をシャワーヘッドに適用した場合の例を第２実施形態として説明する。
（第１実施形態）
　まず、第１実施形態に係るプラズマ処理装置の構成について図１を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、第１実施形態に係るプラズマ処理装置１は、チャンバ１０と、基板支持部２０と、シャワーヘッド３０とを有する。
　以下では、プラズマ処理装置１が、基板支持部２０およびシャワーヘッド３０のうち基板支持部２０のみに高周波（ＲＦ）電力を印加するタイプのプラズマ処理装置である場合の例について説明するが、プラズマ処理装置１の構成は本例に限定されない。たとえば、プラズマ処理装置１は、基板支持部２０およびシャワーヘッド３０の両方に対して高周波電力を印加するタイプのプラズマ処理装置であってもよい。また、以下では、プラズマ処理装置１が、高周波電力を用いてプラズマを生成するタイプのプラズマ処理装置である場合の例について説明するが、プラズマの生成に用いられる電力は、必ずしも高周波電力であることを要しない。
　チャンバ１０は、基板支持部２０およびシャワーヘッド３０を収容する容器である。チャンバ１０には、排気管１１を介して排気装置１２が接続されている。排気装置１２は、たとえば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１０内を所望の真空度まで減圧することが可能である。また、ここでは図示を省略するが、チャンバ１０の側壁には半導体ウエハ等の基板Ｗの搬入出口が位置していてもよい。この場合、搬入出口は、ゲートバルブにより開閉可能である。
　基板支持部２０は、基板Ｗを支持する部材であり、たとえば、中空状のシャフト４０によって下方から水平に支持されている。基板Ｗは、基板支持部２０の上面に支持される。
　基板支持部２０の内部には、プラズマ電極、発熱体および導電層が位置している。このうちプラズマ電極は、給電部材４１および整合器４２を介して高周波電源４３に接続されている。整合器４２は、高周波電源４３の出力インピーダンスと負荷側すなわちプラズマ電極側の入力インピーダンスとを整合させるための回路である。高周波電源４３によって発生した高周波電力は、整合器４２および給電部材４１を介してプラズマ電極に供給される。
　発熱体は、給電部材４４を介してヒータ電源４５に接続されている。ヒータ電源４５から発熱体に電力が供給されることにより、基板支持部２０に支持された基板Ｗを加熱することができる。
　導電層は、プラズマ電極によって発生する電界を遮蔽するシールド部材として機能する。かかる導電層は、導電部材４６を介して接地されている。これにより、プラズマ電極によって発生する電界をより確実に遮蔽することができる。なお、導電層は、必ずしも接地されることを要しない。
　給電部材４１，４４および導電部材４６は、シャフト４０の中空部に挿通されている。
　シャワーヘッド３０は、基板支持部２０の上方において、シャフト５０によって上方から水平に支持されている。シャワーヘッド３０の下面は、基板支持部２０の上面と対向している。
　シャワーヘッド３０には、ガス供給管５１、開閉バルブ５２および流量調整器５３を介してプロセスガス供給源５４が接続されている。プロセスガス供給源５４から供給されるプロセスガスは、シャワーヘッド３０の下面に開口する複数の噴出孔からチャンバ１０の内部に供給される。
　シャワーヘッド３０の内部には、プラズマ電極が位置している。プラズマ電極は、導電部材５５を介して接地されている。
　シャフト４０，５０は、たとえば、両端が開放された筒形状を有する。シャフト４０，５０は、たとえば接着材によって基板支持部２０およびシャワーヘッド３０に接着される。これにより、基板支持部２０とシャワーヘッド３０とは接合される。その他の態様として、シャフト４０，５０は、固相接合によって基板支持部２０およびシャワーヘッド３０に接合されてもよい。シャフト４０，５０の形状は任意である。１つの態様として、シャフト４０，５０の形状は、円筒形状を呈している。その他の態様として、シャフト４０，５０の形状は、たとえば、角筒などの形状を呈していてもよい。
　シャフト４０，５０の材料は、任意である。１つの態様として、シャフト４０，５０の材料は絶縁性のセラミックスであってもよい。その他の態様として、シャフト４０，５０の材料は、たとえば、導電性の材料、一例として金属であってもよい。シャフト４０，５０を構成するセラミックスは、たとえば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、アルミナ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等を主成分とする焼結体であってもよい。
　次に、第１実施形態に係る基板支持部２０の具体的な構成について図２および図３を参照して説明する。図２は、第１実施形態に係る基板支持部２０の構成を示す模式的な断面図である。また、図３は、第１実施形態に係る基板支持部２０を上方から見た平面透視図である。なお、図２に示す断面は、たとえば、図３に示すＩＩ－ＩＩ線矢視における断面に相当する。
　図２に示すように、基板支持部２０は、基体２１と、プラズマ電極２２と、発熱体２３と、導電層２４とを有する。
　基体２１は、たとえばセラミックスからなり、絶縁性を有する。基体２１を構成するセラミックスは、たとえば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、アルミナ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等を主成分とする焼結体であってもよい。なお、主成分は、たとえば、その材料の５０質量％以上または８０質量％以上を占める材料である。基体２１の主成分が窒化アルミニウムである場合、基体２１は、イットリウム（Ｙ）の化合物を含んでいてもよい。Ｙ化合物としては、たとえば、ＹＡＧ（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）およびＹ２Ｏ３を挙げることができる。
　基体２１の上面２１ａには、基板Ｗ（図１参照）が載置される。かかる基体２１の上面２１ａは、基板Ｗとの対向面に相当する。基板Ｗは、被処理体の一例である。
　なお、基体２１の形状は任意である。たとえば、第１実施形態において、基体２１の形状は、平面視において円形状であるが、これに限らず、平面視において楕円形状、矩形状、台形状などであってもよい。また、基体２１の上面２１ａは、一様な平坦面であってもよいし、溝部および段差等を有していてもよい。
　プラズマ電極２２、発熱体２３および導電層２４は、基体２１の内部に位置している。プラズマ電極２２は、プラズマ生成用の電極であり、基体２１の上面２１ａに沿って層状に広がっている。プラズマ電極２２は、たとえば平面視において円板形状を有する。
　プラズマ電極２２は、たとえば、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）および白金（Ｐｔ）等の金属、または、上記金属の少なくとも１つを含む合金からなる。
　発熱体２３は、ヒータ電源４５から給電部材４４を介して供給される電力によって生じるジュール熱により発熱する。発熱体２３は、基体２１の上面２１ａに沿って層状に広がっている。具体的には、発熱体２３は、たとえばミアンダ状（図３参照）や渦巻き状などの所定のパターンを描きながら平面視における外形が円形状となるように張り巡らされている。
　発熱体２３は、たとえば、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）および白金（Ｐｔ）等の金属、または、上記金属の少なくとも１つを含む合金からなる。
　導電層２４は、プラズマ電極２２によって生じる電界を遮蔽する電界シールドとして機能する。導電層２４は、基体２１の上面２１ａに沿って層状に広がっている。具体的には、導電層２４は、所定のパターンを描きながら平面視における外形が円形状となるように張り巡らされている。
　導電層２４は、たとえば、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）および白金（Ｐｔ）等の金属、または、上記金属の少なくとも１つを含む合金からなる。
　図２に示すように、プラズマ電極２２、発熱体２３および導電層２４は、一例として、基体２１の上面２１ａを基準とする深さ方向、言い換えれば、基体２１の上面２１ａから下面２１ｂに向かう方向に、プラズマ電極２２、発熱体２３および導電層２４の順番で位置している。すなわち、発熱体２３および導電層２４は、基体２１の上面２１ａと平行な方向から見た側面視において異なる高さに位置している。
　また、図３に示すように、発熱体２３および導電層２４を平面視した場合に、導電層２４が有するパターン形状（第２のパターン形状）は、一例として、発熱体２３が有するパターン形状（第１のパターン形状）の隙間に位置している。
　具体的には、発熱体２３を構成する金属配線は、第１のパターン形状を描きながら延在している。第１のパターン形状は、たとえば、ミアンダ形状である。導電層２４を構成する金属配線は、発熱体２３を構成する金属配線同士の隙間に位置している。そして、導電層２４を構成する金属配線は、発熱体２３を構成する金属配線同士の隙間に沿って延在することで第２のパターン形状をなしている。なお、第１のパターン形状は、分岐を有しない所謂一筆書きで形成されるのに対し、第２のパターン形状は、複数の分岐を有している。
　このように、第１実施形態に係る基板支持部２０において、発熱体２３と導電層２４とは、平面視において重ならない。換言すれば、第１実施形態に係る導電層２４は、平面視において、発熱体２３が位置する領域以外の領域に位置している。また、発熱体２３と導電層２４とは、側面視において異なる高さに位置している。
　かかる構成とすることにより、たとえば、発熱体２３と導電層２４とが平面視において重なっている場合と比較して発熱体２３と導電層２４との距離が離れるため、発熱体２３と導電層２４との間で漏れ電流が発生しにくくなる。したがって、第１実施形態に係る基板支持部２０によれば、漏れ電流の発生を抑制することができる。漏れ電流の発生が抑制されることで、基板支持部２０の電気的特性がより安定化する。したがって、第１実施形態に係る基板支持部２０によれば、基板支持部２０の信頼性を高めることができる。
　また、基板支持部２０は、プラズマ電極２２によって発生した電界を発熱体２３および導電層２４により遮蔽することができる。すなわち、基板支持部２０は、プラズマ電極２２によって発生した電界を発熱体２３で遮蔽し、且つ、発熱体２３を構成する金属配線同士の隙間から漏れた電界を導電層２４で遮蔽することができる。上述したように、導電層２４は、平面視において発熱体２３と重ならないように所定のパターン形状で形成されている。このため、第１実施形態に係る基板支持部２０によれば、たとえば導電層２４を一様な平板状に形成した場合と比べて、導電層２４の材料コストを抑えつつ、電界シールドとしての機能を維持することができる。
　図３に示すように、導電層２４は、基体２１の上面２１ａと平行な方向（基体２１の面方向）において、最も外方に位置する外周部２４ａを有していてもよい。一例として、導電層２４は、同心円状に並ぶ複数の曲線部を有していてもよい。曲線部は、円弧状であってもよいし、円周状であってもよい。外周部２４ａは、これら曲線部のうち基体２１の面方向において最も外方に位置する曲線部であってもよい。同様に、発熱体２３は、基体２１の上面２１ａと平行な方向すなわち基体２１の面方向において、最も外方に位置する外周部２３ａを有していてもよい。一例として、発熱体２３は、同心円状に並ぶ複数の円弧状の曲線部を有していてもよい。この場合、外周部２３ａは、これら曲線部のうち基体２１の面方向において最も外方に位置する曲線部であってもよい。
　平面視において、導電層２４の外周部２４ａは、発熱体２３の外周部２３ａよりも外方に位置していてもよい。言い換えれば、導電層２４の外周部２４ａは、発熱体２３の外周部２３ａよりも基体２１の側面２１ｃに近い場所に位置していてもよい。
　かかる構成とすることにより、たとえば、導電層２４の外周部２４ａが発熱体２３の外周部２３ａよりも基体２１の内方に位置している場合と比較して、基体２１の外周部に溜まる電荷を消失させる効果が高い。このため、基板支持部２０の電気的特性をより安定化させることができ、基板支持部２０の信頼性を高めることができる。
　また、図２に示すように、導電層２４の外周部２４ａは、プラズマ電極２２の外周部よりも外方に位置していてもよい。換言すれば、導電層２４の外周部２４ａは、プラズマ電極２２の外周部よりも基体２１の側面２１ｃに近い場所に位置していてもよい。
　かかる構成とすることにより、プラズマ電極２２から放射状に広がる電界を適切に遮蔽することができる。
　また、上述したように、発熱体２３および導電層２４は、基体２１の上面２１ａを基準とする深さ方向に、発熱体２３および導電層２４の順番で位置している。すなわち、発熱体２３は、導電層２４よりも基体２１の上面２１ａの近くに位置している。このため、たとえば発熱体２３および導電層２４が基体２１の深さ方向に導電層２４および発熱体２３の順番で位置している場合と比較して、基体２１の上面２１ａに載置された基板Ｗをより効率よく加熱することができる。
（基板支持部の製造方法）
　次に、第１実施形態に係る基板支持部２０の製造方法の一例について説明する。一例として、基板支持部２０は、複数のシートを積層することによって形成される。具体的には、基体２１を構成するセラミックグリーンシートと、プラズマ電極２２を構成する金属シートと、発熱体２３を構成する金属シートと、導電層２４を構成する金属シートとを用意する。そして、用意したシートを積層する。プラズマ電極２２、発熱体２３および導電層２４の各金属シートと同じ層に位置するセラミックグリーンシートは、各金属シートの形状に合わせて型抜きされており、この型抜きされた部分に金属シートが位置される。
　つづいて、セラミックグリーンシートおよび金属シートの積層体を脱脂および焼成する。焼成温度は、例えば１１００℃以上１８５０℃以下の温度である。その後、焼成後の積層体に対し、給電部材４１，４４および導電部材４６との接続端子を挿入するための穴をたとえばドリル加工等によって形成した後、形成した穴に端子を挿入し、端子と積層体とを接合層を介して接合する。つづいて、端子が取り付けられた積層体を真空中で熱処理することによって導電性材料を焼結させる。このときの処理温度は、たとえば５００℃以上８００℃以下℃である。これにより、基板支持部２０が得られる。
　なお、ここでは、プラズマ電極２２、発熱体２３および導電層２４を金属シートにより形成することとしたが、金属シートに代えて、たとえば、金属ペーストやワイヤ等を用いても良い。
（第１実施形態の変形例）
　上述した第１実施形態では、発熱体２３および導電層２４が基体２１の上面２１ａに対して平行である場合の例について説明したが、発熱体２３および導電層２４は、必ずしも基体２１の上面２１ａに対して平行であることを要しない。たとえば、発熱体２３または導電層２４は、基体２１の上面２１ａに対して反っていてもよい。
　以下では、発熱体２３または導電層２４が、基体２１の上面２１ａに対して反っている場合の例について図４～図７を参照して説明する。図４～図７は、第１実施形態に係る基板支持部２０の他の構成例を示す模式的な断面図である。
　図４に示すように、導電層２４は、基体２１の上面２１ａと平行な方向すなわち基体２１の面方向において、最も中央に位置する中央部２４ｂを有していてもよい。一例として、導電層２４は、同心円状に並ぶ複数の曲線部を有していてもよい（図３参照）。この場合、中央部２４ｂは、これら曲線部のうち基体２１の面方向において最も中央に位置する曲線部、または、最も中央に位置する曲線部よりもさらに基体２１の中心側に位置する部分であってもよい。
　図４に示すように、導電層２４は、基体２１の厚み方向において、外周部２４ａが中央部２４ｂよりも基体２１の上面２１ａの近くに位置していてもよい。
　かかる構成とした場合、プラズマ電極２２から放射状に広がる電界をさらに適切に遮蔽することができる。また、発熱体２３と導電層２４との距離が導電層２４の中央部２４ｂにおいて大きくなるため、導電層２４の中央部２４ｂにおける漏れ電流の発生を好適に抑制することができる。
　図５に示すように、発熱体２３は、基体２１の上面２１ａと平行な方向すなわち基体２１の面方向において、最も中央に位置する中央部２３ｂを有していてもよい。一例として、発熱体２３は、同心円状に並ぶ複数の曲線部を有していてもよい（図３参照）。この場合、中央部２３ｂは、これら曲線部のうち基体２１の面方向において最も中央に位置する曲線部、または、最も中央に位置する曲線部よりもさらに基体２１の中心側に位置する部分であってもよい。
　図５に示すように、発熱体２３は、基体２１の厚み方向において、外周部２３ａが中央部２３ｂよりも基体２１の上面２１ａの近くに位置していてもよい。
　かかる構成とした場合、発熱体２３と導電層２４との距離が発熱体２３の中央部２３ｂにおいて大きくなるため、発熱体２３の外周部２３ａにおける漏れ電流の発生を好適に抑制することができる。
　また、図６に示すように、発熱体２３および導電層２４の両方が反っていてもよい。すなわち、発熱体２３および導電層２４は、基体２１の厚み方向において、外周部２３ａ，２４ａが中央部２３ｂ，２４ｂよりも基体２１の上面２１ａの近くに位置していてもよい。
　かかる構成とした場合、発熱体２３と導電層２４とが同じように反っていることで、発熱体２３と導電層２４との距離が部分的に近くなることを抑制することができる。したがって、プラズマ電極２２から放射状に広がる電界を適切に遮蔽しつつ、発熱体２３と導電層２４との間の漏れ電流を好適に抑制することができる。
　また、図７に示すように、発熱体２３および導電層２４は、基体２１の厚み方向において、中央部２３ｂ，２４ｂが外周部２３ａ，２４ａよりも基体２１の上面２１ａの近くに位置していてもよい。
　なお、発熱体２３および導電層２４の反りの方向は、図４～図７に示した例に限られない。たとえば、発熱体２３と導電層２４とは互いに逆向きに反っていてもよい。すなわち、発熱体２３と導電層２４とは、中央部２３ｂ，２４ｂ同士が近付くように反っていてもよいし、外周部２３ａ，２４ａ同士が近付くように反っていてもよい。
　変形例に係る基板支持部２０を製造する場合、たとえば、金属シートの部分が型抜きされたセラミックスシートを型抜きされていないセラミックスシートすなわち中実状のセラミックスシートの上に積層した後、金属シートの形状に型抜きされた部分（以下、「型抜き部」と記載する）にセラミックス粉末等を充填して部分的に嵩増しする。その後、型抜き部に金属シートを載置する。これにより、たとえば型抜き部の外周部を嵩増しした場合には、図４～図６に示すような発熱体２３または導電層２４を得ることができる。また、型抜き部の中央部を嵩増しした場合には、図７に示すような発熱体２３または導電層２４を得ることができる。
（第２実施形態）
　次に、本開示によるプラズマ処理装置用部材をシャワーヘッド３０に適用した場合の例について説明する。図８は、第２実施形態に係るシャワーヘッド３０の構成を示す模式的な断面図である。
　図８に示すように、第２実施形態に係るシャワーヘッド３０は、基体３１と、プラズマ電極３２と、発熱体３３と、導電層３４とを有する。これら基体３１、プラズマ電極３２、発熱体３３および導電層３４の構成および配置は、上述した第１実施形態に係る基板支持部２０が有する基体２１、プラズマ電極２２および発熱体２３と同様であるため、ここでは説明を省略する。基体３１の内部に位置するプラズマ電極３２、発熱体３３および導電層３４は、一例として、基板Ｗとの対向面に相当する基体３１の下面３１ｂに近い順に、この順番で位置している。なお、発熱体３３および導電層３４は、図４～図７に示される発熱体２３および導電層２４のように反っていてもよい。
　第２実施形態に係るシャワーヘッド３０は、複数の噴出孔３５と導入部３６とを有する。複数の噴出孔３５は、基体３１の下面３１ｂに開口し、プロセスガス供給源５４（図１参照）から供給されるプロセスガスを噴出する。図８に示す例において、複数の噴出孔３５は、基体３１の上面３１ａおよび下面３１ｂを貫通する貫通孔である。
　導入部３６は、たとえばセラミックスからなり、基体３１の上面３１ａに接続される。導入部３６は、基体３１の上面３１ａと対向する面に凹部を有しており、かかる凹部と基体３１の上面３１ａとの間で流路３７が形成される。流路３７は、基体３１の上面３１ａに沿って広がっており、ガス供給管５１（図１参照）に接続され、複数の噴出孔３５に繋がっている。プロセスガス供給源５４から供給されるプロセスガスは、ガス供給管５１および流路３７を介して複数の噴出孔３５に導入さる。そして、複数の噴出孔３５は、導入されたプロセスガスをチャンバ１０の内部に噴出する。
　なお、シャワーヘッド３０は、必ずしも導入部３６を有することを要しない。たとえば、複数の噴出孔３５は、ガス供給管５１から分岐した複数の分岐管にそれぞれ接続されてもよい。
（第２実施形態の変形例）
　シャワーヘッド３０は、基体３１の内部に流路３７を有していてもよい。かかる場合の例について図９および図１０を参照して説明する。図９および図１０は、第２実施形態に係るシャワーヘッド３０の他の構成例を示す模式的な断面図である。
　たとえば、図９に示すように、流路３７は、プラズマ電極３２と、発熱体３３および導電層３４との間に位置していてもよい。図９に示す例において、流路３７は、プラズマ電極３２と発熱体３３との間に位置している。仮に、プラズマ電極３２、発熱体３３および導電層３４が、基体３１の下面３１ｂに近い順にプラズマ電極３２、導電層３４および発熱体３３の順番で位置している場合、流路３７は、プラズマ電極３２と導電層３４との間に位置していてもよい。
　また、図１０に示すように、流路３７は、発熱体３３と導電層３４との間に位置していてもよい。かかる構成とした場合、発熱体３３と導電層３４との間に流路３７が介在することで、導電層３４と発熱体３３との間で漏れ電流をより生じさせにくくすることができる。
　なお、図８に示すシャワーヘッド３０を製造する場合、たとえば、プラズマ電極３２、発熱体３３および導電層３４を内蔵した基体３１の焼結体を作製した後、この焼結体にドリル加工等により、基体３１の上面３１ａおよび下面３１ｂを貫通する複数の噴出孔３５を形成すればよい。また、図９および図１０に示すシャワーヘッド３０を製造する場合、たとえば、プラズマ電極３２、発熱体３３、導電層３４および流路３７を内蔵した基体３１の焼結体を作製した後、この焼結体にドリル加工等によって基体３１の下面３１ｂと流路３７とを連通させることにより、複数の噴出孔３５を形成すればよい。
　また、ここでは図示を省略するが、流路３７は、発熱体３３および導電層３４よりも基体３１の下面３１ｂから遠い場所に位置していてもよい。
（その他の実施形態）
　上述した第２実施形態では、シャワーヘッド３０が複数の噴出孔３５を有する場合の例について説明した。これに限らず、基板支持部２０も複数の噴出孔を有していてもよい。すなわち、基板支持部２０は、基体２１の上面２１ａに開口する複数の噴出孔を有していてもよい。この場合、基板支持部２０は、たとえば、冷却ガス、または基板支持部２０から基板Ｗへの熱伝導を助ける仲介ガスを複数の噴出孔から基板Ｗに供給することができる。
　図３では、基板支持部２０が、所謂シングルゾーンヒータを有する場合の例を示したが、基板支持部２０は、基体２１の上面２１ａにおける複数の領域を個別に制御可能なマルチゾーンヒータを有していてもよい。この場合、基板支持部２０は、基体２１の上面２１ａのそれぞれ異なる領域に張り巡らされた複数の発熱体２３を有していればよい。
　上述した実施形態では、プラズマ処理装置１が容量結合型のプラズマ処理装置である場合の例について説明したが、プラズマ処理装置１は、たとえば、誘導結合型のプラズマ処理装置、マイクロ波といった表面波によってガスを励起させるプラズマ処理装置のように、任意のタイプのプラズマ処理装置であってもよい。
　上述してきたように、実施形態に係るプラズマ処理装置用部材（一例として、基板支持部２０、シャワーヘッド３０）は、基体（一例として、基体２１，３１）と、プラズマ電極（一例として、プラズマ電極２２，３２）と、発熱体（一例として、発熱体２３，３３）と、導電層（一例として、導電層２４，３４）とを有する。基体は、セラミックスからなり、被処理体（一例として、基板Ｗ）との対向面（一例として、基体２１の上面２１ａおよび基体３１の下面３１ｂ）を有する。プラズマ電極は、基体の内部に位置する。発熱体および導電層は、基体の内部において、プラズマ電極よりも対向面から離れて位置する。また、発熱体および導電層は、対向面と直交する方向から見た平面視において重ならず、且つ、対向面と平行な方向から見た側面視において異なる高さに位置する。
　実施形態に係るプラズマ処理装置用部材によれば、発熱体と導電層とが平面視において重なっている場合と比較して発熱体と導電層との距離が離れることから、発熱体と導電層との間で漏れ電流が発生することを抑制することができる。
　さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
１；プラズマ処理装置
１０；チャンバ
２０；基板支持部
２１；基体
２２；プラズマ電極
２３；発熱体
２４；導電層
３０；シャワーヘッド
３１；基体
３２；プラズマ電極
３３；発熱体
３４；導電層
３５；噴出孔
３６；導入部
３７；流路
４０；シャフト
４１；給電部材
４２；整合器
４３；高周波電源
４４；給電部材
４５；ヒータ電源
４６；導電部材
５０；シャフト
５１；ガス供給管
５２；開閉バルブ
５３；流量調整器
５４；プロセスガス供給源
５５；導電部材

Claims (13)

  1. 　セラミックスからなり、被処理体との対向面を有する基体と、
    　前記基体の内部に位置するプラズマ電極と、
    　前記基体の内部において、前記プラズマ電極よりも前記対向面から離れて位置する発熱体と、
    　前記基体の内部において、前記プラズマ電極よりも前記対向面から離れて位置する導電層と
    　を有し、
    　前記発熱体と前記導電層とは、前記対向面と直交する方向から見た平面視において重ならず、且つ、前記対向面と平行な方向から見た側面視において異なる高さに位置する、プラズマ処理装置用部材。
  2. 　前記導電層は、接地されている、請求項１に記載のプラズマ処理装置用部材。
  3. 　前記平面視において、前記導電層の外周部は、前記発熱体の外周部よりも外方に位置する、請求項１または２に記載のプラズマ処理装置用部材。
  4. 　前記平面視において、前記導電層の外周部は、前記プラズマ電極の外周部よりも外方に位置する、請求項１～３のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置用部材。
  5. 　前記導電層は、前記発熱体よりも前記対向面から離れている、請求項１～４のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置用部材。
  6. 　前記対向面に開口し、気体を噴出する複数の噴出孔を有する、請求項１～５のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置用部材。
  7. 　前記基体の内部に位置し、前記複数の噴出孔に繋がる流路を有する、請求項６に記載のプラズマ処理装置用部材。
  8. 　前記流路は、前記基体の厚み方向において、前記プラズマ電極と前記発熱体および前記導電層との間に位置する、請求項７に記載のプラズマ処理装置用部材。
  9. 　前記流路は、前記基体の厚み方向において、前記発熱体と前記導電層との間に位置する、請求項７に記載のプラズマ処理装置用部材。
  10. 　前記導電層は、外周部が中央部よりも前記対向面の近くに位置する、請求項１～９のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置用部材。
  11. 　前記発熱体は、外周部が中央部よりも前記対向面の近くに位置する、請求項１～９のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置用部材。
  12. 　前記発熱体および前記導電層は、外周部が中央部よりも前記対向面の近くに位置する、請求項１～９のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置用部材。
  13. 　前記発熱体は、第１のパターン形状を有し、
    　前記導電層は、第２のパターン形状を有し、
    　前記発熱体が有する前記第１のパターン形状の隙間に、前記導電層が有する前記第２のパターン形状が位置する、請求項１～１２のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置用部材。
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