(57)【要約】【課題】処理の面内均一性を向上させることができるとともに、半導体ウエハの周縁部裏面側に対するデポジションの発生を従来に比べて低減することのできるフォーカスリング及びプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】被処理基板を収容して所定のプラズマ処理を施すための処理チャンバー内の被処理基板が載置される下部電極上に、かつ、被処理基板の周囲を囲むように配置された環状のフォーカスリングであって、誘電体からなる下側部材と、この下側部材の上部に配置され導電性材料からなる上側部材とを具備し、上側部材は、高周波電力に対して、接地電位に接続されている。【選択図】図１１
2010232694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を収容して所定のプラズマ処理を施すための処理チャンバー内の前記被処理基板が載置される下部電極上に、かつ、前記被処理基板の周囲を囲むように配置された環状のフォーカスリングであって、
誘電体からなる下側部材と、この下側部材の上部に配置され導電性材料からなる上側部材とを具備し、
前記上側部材は、高周波電力に対して、接地電位に接続されていることを特徴とするフォーカスリング。
【請求項２】
請求項１記載のフォーカスリングにおいて、
前記上側部材が、表面に絶縁層をコーティングされた導電性部材からなる高周波接地用部材によって、高周波電力に対して、接地電位に接続されており、前記高周波接地用部材は、前記絶縁層により、直流電流が流れることを防止するよう構成されていることを特徴とするフォーカスリング。
【請求項３】
請求項１又は２記載のフォーカスリングにおいて、
前記下部電極と前記高周波接地用部材との間に絶縁性部材が配置されていることを特徴とするフォーカスリング。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項記載のフォーカスリングにおいて、
前記上側部材の外周側に、環状の絶縁性部材が配置されていることを特徴とするフォーカスリング。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項記載のフォーカスリングにおいて、
前記上側部材と、前記下側部材との間に所定間隔が設けられていることを特徴とするフォーカスリング。
【請求項６】
請求項５記載のフォーカスリングにおいて、
前記上側部材と、前記下側部材との間の所定間隔が略０．５ｍｍとされていることを特徴とするフォーカスリング。
【請求項７】
請求項６記載のフォーカスリングにおいて、
前記上側部材と、前記下側部材とが前記所定間隔を設けて対向する部位の径方向の長さが５〜１０ｍｍとされていることを特徴とするフォーカスリング。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか１項記載のフォーカスリングにおいて、
前記上側部材の下端が、前記被処理基板の上面より１．５〜２．５ｍｍ高くなるよう前記上側部材が配置されていることを特徴とするフォーカスリング。
【請求項９】
請求項１〜８いずれか１項記載のフォーカスリングにおいて、
前記上側部材の温度がプラズマ処理中に２５０℃以上になるよう構成されていることを特徴とするフォーカスリング。
【請求項１０】
請求項１〜９いずれか１項記載のフォーカスリングにおいて、
前記下側部材の温度がプラズマ処理中に１００℃以下になるよう構成されていることを特徴とするフォーカスリング。
【請求項１１】
被処理基板を収容して所定のプラズマ処理を施すための処理チャンバーと、
前記処理チャンバー内に設けられ、前記被処理基板が載置される下部電極と、
前記下部電極上に、かつ、前記被処理基板の周囲を囲むように配置される環状の部材であって、誘電体からなる下側部材と、
前記下側部材の上部に配置され、導電性材料からなる環状の部材であって、
高周波電力に対して、接地電位に接続された上側部材と
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１２】
減圧可能な処理室内に上部電極と下部電極を対向して配置し、高周波電力の供給によって前記上部電極と下部電極との間にプラズマを発生させ、前記下部電極上の被処理基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置において、
前記下部電極上の被処理基板の周囲に配置されたフォーカスリングが、
誘電体からなる下側部材と、この下側部材の上に配置された導電性材料からなる上側部材を有し、
前記下側部材は前記被処理基板裏面及び前記下部電極に異常放電を起こさない所定間隔を設けて配置され、
前記上側部材は、前記被処理基板との間に電界を生じせしめるように近接して当該被処理基板を囲み、
かつ、前記下部電極から供給された高周波が前記上側部材に結合されるよう構成されたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１３】
請求項１２記載のプラズマ処理装置において、
前記被処理基板の端面より内側方向に前記下側部材が入り込み、前記被処理基板に隠れるように配置されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
を具備したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の基板に、エッチング処理等の所定のプラズマ処理を施すための処理チャンバー内に配置されるフォーカスリング及びプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エッチング処理装置等のプラズマ処理装置は、例えば、半導体装置の微細な電気回路の製造工程等で多用されている。
【０００３】
このようなプラズマ処理装置では、内部を気密に封止可能に構成された処理チャンバー内に半導体ウエハ等の被処理基板を配置し、この処理チャンバー内にプラズマを発生させ、このプラズマを被処理基板に作用させて、エッチング等のプラズマ処理を施すようになっている。
【０００４】
また、このようなプラズマ処理装置には、被処理基板である半導体ウエハの周囲を囲むように、フォーカスリングと称されるリング状の部材を配置したものがある。このフォーカスリングは、プラズマを閉じ込めることと、半導体ウエハ面内のバイアス電位の縁面効果による不連続性を緩和し、半導体ウエハの中央部と同様にその周縁部においても、均一で良好な処理を行えるようにすること等を目的として設けられたものである。
【０００５】
上記のようにフォーカスリングが、半導体ウエハを取り囲み、誘電体をプラズマに接するように配置させることで、プラズマを上方軸方向に変位させて下部電極からプラズマを遠ざけることでプラズマ中の反応種を下部電極周辺に集束させないようにし、半導体ウエハ周辺部のプロセス速度を減少させるようにすることが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、上記のように、フォーカスリングは、バイアス電位の不連続性を緩和することを目的の一つとしていることから、フォーカスリングの表面（上面）を、処理を行う半導体ウエハの処理面と略同一面を成すようにすること、つまり、フォーカスリングの表面（上面）と半導体ウエハの処理面とを略同一高さとすることが行われている。また、フォーカスリングの表面（上面）を半導体ウエハの処理面より高くしたり、或いは、その材質を選択することによって、バイアス電位の不連続性を緩和する試みが、従来から行われている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００１−５１６９４８号公報（第１３−４１頁、第１−７図）
【特許文献２】特表２００３−５０３８４１号公報（第１２−２２頁、第２−６図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したとおり、従来からプラズマ処理装置においては、フォーカスリングが使用されており、かかるフォーカスリングを使用することによって、処理の均一性の向上等が図られている。
【０００９】
図１５は、従来のフォーカスリングの一例を示すもので、同図に示すように、下部電極を兼ねた載置台１００上には、被処理基板としての半導体ウエハＷの周囲を囲むように、例えば、シリコン等の導電性材料からリング状に形成されたフォーカスリング１０１が配置されている。
【００１０】
そして、図１５に示す例では、フォーカスリング１０１の上面の高さが、半導体ウエハＷの処理面（表面）と略同一高さとされ、この結果、フォーカスリング１０１の上方の電界が、半導体ウエハＷの表面上方の電界と略同一となり、バイアス電位の縁面効果による不連続性が緩和され、図中点線で示すように、半導体ウエハＷの表面上方とフォーカスリング１０１の上方に、略同じ高さのプラズマシースが形成されている。このようなプラズマシースによって、図中矢印で示すように、半導体ウエハＷの縁部においても、イオンが半導体ウエハＷ表面に対して垂直に入射する。
【００１１】
しかしながら、上記構成のフォーカスリング１０１を使用した場合、半導体ウエハＷの周縁部（エッジ部）の裏面側に、ＣＦ系ポリマー等からなる不所望な付着物が付着する所謂デポジションが生じることがある。
【００１２】
このようなデポジションの原因を詳査したところ、上記構成のフォーカスリング１０１を使用した場合、半導体ウエハＷとフォーカスリング１０１が略同電位となっているため、図１６に拡大して示すように、半導体ウエハＷの周縁部（エッジ部）とフォーカスリング１０１の内周部との間に、図中点線でその電気力線を示すような電界が形成される。このため、図中実線の矢印で示すように、半導体ウエハＷの周縁部（エッジ部）とフォーカスリング１０１の内周部との中間部分から、プラズマが半導体ウエハＷの裏面側に侵入し易い状態となっており、この半導体ウエハＷの裏面側に侵入したプラズマにより、半導体ウエハＷの周縁部（エッジ部）の裏面側にデポジションが生じているものと推測された。
【００１３】
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので、半導体ウエハの周縁部においても、半導体ウエハの中央部と同様に良好で均一な処理を行うことができ、処理の面内均一性を向上させることができるとともに、半導体ウエハの周縁部裏面側に対するデポジションの発生を従来に比べて低減することのできるフォーカスリング及びプラズマ処理装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のフォーカスリングの一態様は、被処理基板を収容して所定のプラズマ処理を施すための処理チャンバー内の前記被処理基板が載置される下部電極上に、かつ、前記被処理基板の周囲を囲むように配置された環状のフォーカスリングであって、誘電体からなる下側部材と、この下側部材の上部に配置され導電性材料からなる上側部材とを具備し、前記上側部材は、高周波電力に対して、接地電位に接続されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明のプラズマ処理装置の一態様は、被処理基板を収容して所定のプラズマ処理を施すための処理チャンバーと、前記処理チャンバー内に設けられ、前記被処理基板が載置される下部電極と、前記下部電極上に、かつ、前記被処理基板の周囲を囲むように配置される環状の部材であって、誘電体からなる下側部材と、前記下側部材の上部に配置され、導電性材料からなる環状の部材であって、高周波電力に対して、接地電位に接続された上側部材とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明のプラズマ処理装置の他の態様は、減圧可能な処理室内に上部電極と下部電極を対向して配置し、高周波電力の供給によって前記上部電極と下部電極との間にプラズマを発生させ、前記下部電極上の被処理基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置において、前記下部電極上の被処理基板の周囲に配置されたフォーカスリングが、誘電体からなる下側部材と、この下側部材の上に配置された導電性材料からなる上側部材を有し、前記下側部材は前記被処理基板裏面及び前記下部電極に異常放電を起こさない所定間隔を設けて配置され、前記上側部材は、前記被処理基板との間に電界を生じせしめるように近接して当該被処理基板を囲み、かつ、前記下部電極から供給された高周波が前記上側部材に結合されるよう構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、半導体ウエハの周縁部においても、半導体ウエハの中央部と同様に良好で均一な処理を行うことができ、処理の面内均一性を向上させることができるとともに、半導体ウエハの周縁部裏面側に対するデポジションの発生を従来に比べて低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の参考例のプラズマ処理装置の概略構成を示す図。
【図２】図１のプラズマ処理装置のフォーカスリングの要部を拡大して示す図。
【図３】デポジションの測定部位を説明するための図。
【図４】図３の測定部位におけるデポジションの測定結果を示す図。
【図５】ウエハ上の各位置における電界の角度を示す図。
【図６】イオンの入射角の変位量の評価方法を説明するための図。
【図７】イオンの入射角の変位量とフォーカスリングの高さの関係を示す図。
【図８】イオンの入射角の変位量とフォーカスリングの高さの関係を示す図。
【図９】テーパーカット深さとフォーカスリングの消耗量許容範囲との関係を示す図。
【図１０】インピーダンスの調整方法を説明するための図。
【図１１】本発明の実施形態に係るフォーカスリングの構成を示す図。
【図１２】各部のポテンシャルの周期変動の様子を示す図。
【図１３】ウエハのベベル部に対するポリマーの付着量を測定した結果を示す図。
【図１４】他の実施形態に係るフォーカスリングの構成を示す図。
【図１５】従来のフォーカスリングの構成を示す図。
【図１６】図１５のフォーカスリングにおける電界の状態を説明するための図。
【図１７】誘電体を用いたフォーカスリングにおける電界及びプラズマシースの状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の詳細を、図面を参照して実施の形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の参考例に係るプラズマ処理装置（エッチング装置）全体の概略構成を模式的に示すもので、同図において、符号１は、材質が例えばアルミニウム等からなり、内部を気密に閉塞可能に構成され、処理室を構成する円筒状の処理チャンバー（真空チャンバー）を示している。
【００２１】
上記真空チャンバー１の内部には、導電性材料、例えばアルミニウム等からブロック状に構成され、下部電極を兼ねた載置台２が設けられている。
【００２２】
この載置台２は、セラミックなどの絶縁板３を介して真空チャンバー１内に支持されており、載置台２の半導体ウエハＷ載置面には、半導体ウエハＷを吸着保持するための図示しない静電チャックが設けられている。
【００２３】
また、載置台２の内部には、温度制御のための熱媒体としての絶縁性流体を循環させるための熱媒体流路４と、ヘリウムガス等の温度制御用のガスを半導体ウエハＷの裏面に供給するためのガス流路５が設けられている。
【００２４】
そして、熱媒体流路４内に所定温度に制御された絶縁性流体を循環させることによって、載置台２を所定温度に制御し、かつ、この載置台２と半導体ウエハＷの裏面との間にガス流路５を介して温度制御用のガスを供給してこれらの間の熱交換を促進し、半導体ウエハＷを精度良くかつ効率的に所定温度に制御することができるようになっている。
【００２５】
また、載置台２には、整合器６を介して、高周波電源（ＲＦ電源）７が接続され、高周波電源７からは、所定の周波数の高周波電力が供給されるようになっている。
【００２６】
さらに、載置台２の上側周縁部には、フォーカスリング８が設けられている。このフォーカスリング８は、誘電体（例えば、クォーツ、アルミナ等のセラミックス、ベスペル（登録商標）等の樹脂等）からなるリング状の下側部材９と、この下側部材９の上部に配置され、導電性材料（例えばシリコン、カーボン、ＳｉＣ等）からなるリング状の上側部材１０とから構成されており、被処理基板である半導体ウエハＷの周囲を囲むように載置されている。
【００２７】
上記上側部材１０は、図２にも示すように、その上面の外周側が、半導体ウエハＷの被処理面より高い平坦部１０ａとされ、この平坦部１０ａの内周部が、外周側が内周側より高くなるよう傾斜する傾斜部１０ｂとされている。また、上側部材１０と半導体ウエハＷの周縁部との間には、間隔Ｃ1 が形成されるように、上側部材１０が配置されている。なお、図２においてＰはプラズマを示しており、フォーカスリング８の部分において、載置台（下部電極）２は、高周波電源７から印加される高周波電力に対して、下側部材９を介して高周波結合（ＲＦ結合）され、かつ、下側部材９（誘電体）が介在することにより、この高周波に対するインピーダンスが増加する。
【００２８】
ここで、フォーカスリング８が上記構成とされている理由について説明する。前述したとおり、図１５，１６に示したような、フォーカスリング１０１では、半導体ウエハＷとフォーカスリング１０１とが略同電位となっているため、その電界の形に起因して、プラズマが半導体ウエハＷの端部裏面側に回り込み易くなっている。
【００２９】
そこで、図１７に示すように、誘電体リング１１１の上部に導電性リング１１２を載置した構成のフォーカスリング１１０を使用し、半導体ウエハＷと導電性リング１１２との間に電位差を設け、図中に点線の矢印で示すように、半導体ウエハＷの端部から導電性リング１１２に電気力線が向かう電界を形成するようにした。すると、この電界により、半導体ウエハＷの端部裏面側へのプラズマの回り込みを抑制できることが分かった。
【００３０】
しかしながら、上記構成のフォーカスリング１１０を使用した場合、図１７に点線で示すように、半導体ウエハＷの上方にできるプラズマシースと、フォーカスリング１１０上に形成されるプラズマシースの厚さが異なるため、半導体ウエハＷの周縁部において電界が傾き、上方から半導体ウエハＷの面に衝突するイオンの進入角度に傾きが生じ、エッチングが斜めに進行し、エッチング処理の均一性が低下するという問題が生じた。
【００３１】
このため、上記構成のフォーカスリング８を採用することによって、半導体ウエハＷの端部裏面側へのプラズマの回り込みを抑制しつつ、半導体ウエハＷの周縁部における電界の傾きを抑制して、エッチング処理の均一性の低下も抑制するものである。
【００３２】
また、上述したフォーカスリング８の外側には、環状に構成され、多数の排気孔が形成された排気リング１１が設けられており、この排気リング１１を介して、排気ポート１２に接続された排気系１３の真空ポンプ等により、真空チャンバー１内の処理空間の真空排気が行われるよう構成されている。
【００３３】
一方、載置台２の上方の真空チャンバー１の天壁部分には、シャワーヘッド１４が、載置台２と平行に対向する如く設けられており、これらの載置台２およびシャワーヘッド１４は、一対の電極（上部電極と下部電極）として機能するようになっている。また、このシャワーヘッド１４には、整合器１５を介して高周波電源１６が接続されている。
【００３４】
上記シャワーヘッド１４は、その下面に多数のガス吐出孔１７が設けられており、且つその上部にガス導入部１８を有している。そして、その内部にはガス拡散用空隙１９が形成されている。ガス導入部１８にはガス供給配管２０が接続されており、このガス供給配管２０の他端には、ガス供給系２１が接続されている。このガス供給系２１は、ガス流量を制御するためのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２２、例えばエッチング用の処理ガス等を供給するための処理ガス供給源２３等から構成されている。
【００３５】
次に、上記のように構成されたエッチング装置によるエッチング処理の手順について説明する。
【００３６】
まず、真空チャンバー１に設けられた図示しないゲートバルブを開放し、このゲートバルブに隣接して配置されたロードロック室（図示せず）を介して、搬送機構（図示せず）により半導体ウエハＷを真空チャンバー１内に搬入し、載置台２上に載置する。そして、搬送機構を真空チャンバー１外へ退避させた後、ゲートバルブを閉じる。
【００３７】
この後、排気系１３の真空ポンプにより排気ポート１２を通じて真空チャンバー１内を所定の真空度に排気しつつ、処理ガス供給源２３から、真空チャンバー１内に所定の処理ガスを供給する。
【００３８】
そして、この状態で、高周波電源７から比較的周波数の低い所定の高周波電力、高周波電源１６から比較的周波数の高い所定の高周波電力を供給して、プラズマを発生させ、プラズマによる半導体ウエハＷのエッチングが行う。
【００３９】
そして、所定のエッチング処理が実行されると、高周波電源７，１６からの高周波電力の供給を停止することによって、エッチング処理を停止し、上述した手順とは逆の手順で、半導体ウエハＷを真空チャンバー１外に搬出する。
【００４０】
上述したプラズマによるエッチング処理の際に、参考例におけるフォーカスリング８では、前述したとおり、誘電体からなる下側部材９が載置台２上に載置され、この下側部材９の上に上側部材１０が配置されていることから、半導体ウエハＷに比べて、上側部材１０の部分のインピーダンス（載置台２に印加される高周波電力に対するインピーダンス）が高くなり、この結果電位が低下して、半導体ウエハＷと上側部材１０との間に電位差が生じる。この電位差によって形成される電界の作用により、半導体ウエハＷの周縁部裏面側にプラズマが回り込むことを抑制し、半導体ウエハＷの周縁部裏面側にＣＦ系ポリマー等のデポジションが生じることを抑制することができる。
【００４１】
図３に示すように、半導体ウエハＷの周縁部裏面側の水平部分の端部（０．０ｍｍ）、ここから１．０ｍｍ内側の部分、０．５ｍｍ内側の部分、端面の３０°及び４５°の部分におけるデポジションの量を測定した結果を図４に示す。図４（ａ）において、比較例は、図１５，１６に示した構成のフォーカスリング１０１を使用した場合の結果を示し、参考例１，２は、図１，２に示した上述した構成のフォーカスリング８を使用した場合を示しており、参考例１はアッシング無し、参考例２はアッシング有りの場合を夫々示している。また、図４（ｂ）のグラフは、縦軸がデポジション量、横軸が半導体ウエハＷ上の位置を示しており、実線Ａが比較例、点線Ｂが参考例１、一点鎖線Ｃが参考例２を示している。この図４に示されるように、フォーカスリング８を使用した場合、フォーカスリング１０１を使用した場合に比べて、デポジションの量を大幅に低減することができた。
【００４２】
また、この参考例では、上記のように誘電体からなる下側部材９を介在させたことにより、半導体ウエハＷと上側部材１０との間に電位差が生じているが、上側部材１０の上面には、外周側が内周側より高くなるよう傾斜する傾斜部１０ｂが形成されており、傾斜部１０ｂの外周側には、半導体ウエハＷの被処理面より高い平坦部１０ａが形成されている。このように、フォーカスリング８の上面に、半導体ウエハＷの被処理面より高い部分が存在することにより、フォーカスリング８の上方に形成されるプラズマシースの境界部分の高さを、半導体ウエハＷの上方と略同一高さまで上昇させることができ、半導体ウエハＷの周縁部における電界の傾きを抑制することができる。
【００４３】
また、上記のフォーカスリング８では、半導体ウエハＷの被処理面より高い位置になるよう形成された上側部材１０の平坦部１０ａが、プラズマシースの高さを高くするよう作用するが、その変化は、傾斜部１０ｂが存在することによって緩和され、これによって半導体ウエハＷとフォーカスリング８との境界部分における急激な電界の変化を抑制することができ、例えば、電界が図１７に示した場合と逆方向に傾くようなことも抑制することができる。
【００４４】
電界シミュレーションの結果では、図２に示す傾斜部１０ｂの半導体ウエハＷの被処理面からの高さｈは、０＜ｈ≦６ｍｍの範囲とすることが好ましく、さらに好ましい範囲は、２ｍｍ≦ｈ≦４ｍｍである。また、同様に図２に示す傾斜部１０ｂの水平方向の長さｌは、０．５ｍｍ≦ｌ≦９ｍｍの範囲とすることが好ましく、さらに好ましい範囲は、１ｍｍ≦ｌ≦６ｍｍである。この傾斜部１０ｂの水平方向の長さｌについては、半導体ウエハＷ端部とフォーカスリング８との間隔Ｃ１によっては、ｌ＝０とすることも可能である。すなわち、この場合傾斜部１０ｂが無い形状となるが、半導体ウエハＷ端部とフォーカスリング８との間隔Ｃ１を調節することによってこの部分における急激な電界の変化を抑制することができる。なお、図２に示す傾斜部１０ｂの下側端部の高さｄは、０≦ｄ≦１ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００４５】
また、半導体ウエハＷとフォーカスリング８との間には、電位差が生じているので、半導体ウエハＷとフォーカスリング８とが近接し過ぎると半導体ウエハＷにアーキングが生じる可能性がある。一方、半導体ウエハＷとフォーカスリング８を離間させ過ぎると、前述した電界による半導体ウエハＷ裏面側に対するプラズマの侵入防止効果が低下してしまう。このため、図２に示す半導体ウエハＷ端部とフォーカスリング８との間隔Ｃ１は、０．３ｍｍ≦Ｃ１≦１．５ｍｍの範囲とすることが好ましく、１．０ｍｍ≦Ｃ１≦１．５ｍｍとすることがさらに好ましい。なお、図２に示す半導体ウエハＷの端部裏面とフォーカスリング８との間隔Ｃ２については、同様な異常放電が生じないようにするため、０．３ｍｍ≦Ｃ２とすることが好ましく、また、同様な理由により図２に示す間隔Ｃ３についは、０．４ｍｍ≦Ｃ３とすることが好ましい。
【００４６】
図５は、半導体ウエハＷの周縁部における電界の傾きを調べた結果を示すもので、図５（ａ）のグラフにおける縦軸は電界の角度（図２に示す角度θ）、横軸はウエハ上の位置（図２に示すように半導体ウエハＷの端部を１０ｍｍとしてその内周部の位置）を示している。
【００４７】
また、同図において、四角形の記号で示される曲線Ａは図１５に示した構成のフォーカスリングの場合、円形の記号で示される曲線Ｂは図１７に示した構成のフォーカスリングの場合、三角形の記号で示される曲線Ｃ及び逆三角形の記号で示される曲線Ｄは、参考例に係る構成のフォーカスリングの場合を示している。なお、三角形の記号は、図２に示すｌの長さが１ｍｍ、ｈの長さが３．６ｍｍの場合を示し、逆三角形の記号は、図２に示すｌの長さが２ｍｍ、ｈの長さが３．６ｍｍの場合を示している。
【００４８】
図５（ａ）（ｂ）に示すように、図１７に示した構成のフォーカスリングを使用した場合、半導体ウエハＷの周縁部における電界の傾きが大きくなり、最大でθが８２度程度、つまり内側に向かう傾きが８度程度生じてしまう。これに対して、参考例では、図５（ａ）（ｃ）に示すように、最大でもθが８８度程度、つまり内側に向かう傾きを最大でも２度程度に抑制することができる。
【００４９】
なお、実際に半導体ウエハＷにエッチングによってホールを形成し、そのホールの垂直からの傾きを測定したが、その結果も、上記の電界の傾きの結果と略一致した。
【００５０】
以上のとおり、参考例によれば、半導体ウエハの周縁部裏面側に対するデポジションの発生を従来に比べて低減することができるとともに、半導体ウエハの周縁部における電界の傾きを抑制することによって、半導体ウエハの周縁部においても略垂直なエッチングを行うことができ、処理の面内均一性を向上させることができる。
【００５１】
ところで、上記のように、フォーカスリング８を、傾斜部１０ｂと平坦部１０ａとを有する構造とすることにより、フォーカスリング８の寿命を長期化することができる。すなわち、上記構成を採用することによって、フォーカスリング８（上側部材１０）が消耗した際の、フォーカスリング８の上方におけるプラズマシースの高さの低下を抑制することができ、フォーカスリング８がある程度消耗した場合においても、半導体ウエハＷの縁部におけるイオンの入射角を垂直近傍に保つことができる。
【００５２】
以下、フォーカスリングの消耗によるプラズマシースへの影響及びイオンの半導体ウエハＷ表面への入射角に対する影響を調査した結果について説明する。
【００５３】
まず、図６に示すように、上面が平坦なフォーカスリング１０１について、上面の高さと半導体ウエハＷの縁部におけるイオンの入射角（図中点線の矢印で示す。）との関係について調査した。
【００５４】
なお、上記の調査の対象とした具体的なプロセスは、コンタクトホール、ビア等を形成するプロセスであり、圧力が約２〜１１Ｐａ、高周波側のＲＦパワー密度が３〜５Ｗ、低周波側のＲＦパワー密度が３〜５Ｗ、半導体ウエハＷの温度が８０〜１２０℃、電極間距離が２５〜７０ｍｍ、ガス系がＣ４Ｆ６又はＣ５Ｆ８／Ｃx Ｈy Ｆz （Ｃ２Ｆ６）／Ａｒ／Ｏ２：３０〜５０／１０〜３０／５００〜１５００／３０〜５０ｓｃｃｍ等のプロセスである。
【００５５】
上記のプロセスにおける半導体ウエハＷ（直径２００〜３００ｍｍ）上方に形成されるプラズマシースの厚さは、約３ｍｍとなることから、イオンの入射角は、厚さ３ｍｍのプラズマシースの上端部から、半導体ウエハＷの縁から１ｍｍの位置に入射するアルゴンイオンについて、半導体ウエハＷの表面における入射位置、つまり、垂直に入射した場合を原点として原点からの径方向の変位量によって評価した。なお、図６において、図中左側方向への変位をマイナス、右側方向への変位をプラスとした。
【００５６】
上記の場合、フォーカスリング上面の高さ（半導体ウエハＷの処理面（表面）の高さを原点とし、上方向をプラス方向、下方向をマイナス方向として表す。）が＋０．３ｍｍでイオンの入射位置の変位量が＋０．０３ｍｍとなり、フォーカスリング上面の高さが−０．４ｍｍでイオンの入射位置の変位量が−０．０５ｍｍとなった。
【００５７】
このため、イオンの入射位置の変位量が上記の＋０．０３ｍｍ〜−０．０５ｍｍとなる範囲をフォーカスリングの寿命と仮定して比較を行った。
【００５８】
なお、上記のとおり、上面が平坦なフォーカスリング１０１では、イオンの入射位置の変位量が＋０．０３ｍｍ〜−０．０５ｍｍとなるのは、フォーカスリング上面の高さが＋０．３ｍｍ〜−０．４ｍｍの範囲であるから、初期状態で、フォーカスリング１０１の高さを＋０．３ｍｍに設定しておいた場合、フォーカスリング上面の消耗量が０．７ｍｍとなった時点で交換することになる。
【００５９】
次に、上述したフォーカスリング８と同様な形状、つまり上面が平坦部と傾斜部とを有するフォーカスリングについて、図２に示したｌと、ｈを変更し、フォーカスリングの上面（平坦部の表面）と半導体ウエハＷの処理面との高さｔとイオンの入射位置の変位量との関係を調査した結果について説明する。なお、フォーカスリングは、初期の状態から相似形状に消耗すると仮定した。
【００６０】
図７は、上記したｌが３ｍｍ（プラズマシース厚と同一）で、ｈを０．５ｍｍ（曲線Ａ），１．０ｍｍ（曲線Ｂ），１．５ｍｍ（曲線Ｃ），２．０ｍｍ（曲線Ｄ），２．５ｍｍ（曲線Ｅ），３．０ｍｍ（曲線Ｆ）とした場合の高さｔと変位量との関係を調査した結果を示すもので、同図において、縦軸はイオンの入射位置の変位量（ｍｍ）、横軸はフォーカスリング上面の高さｔ（ｍｍ）を示している。なお、比較のため、前記した上面が平坦なフォーカスリング１０１の場合を図中に点線で示してある。
【００６１】
同図に示すように、ｈが深いほど、曲線の傾斜が緩くなり、フォーカスリング上面の高さが変わった際のイオンの変位量の変化が少なくなる。したがって、上記の範囲では、ｈが深いほどフォーカスリングの寿命が長くなり、交換周期を長期化することが可能となる。なお、図７に示す結果を数値で示すと、
【００６２】
ｈ＝０．５の場合  高さｔの許容範囲：−０．３〜＋０．５５ｍｍ（０．８５ｍｍ）
【００６３】
ｈ＝１．０の場合  高さｔの許容範囲：−０．１〜＋０．８ｍｍ（０．９ｍｍ）
【００６４】
ｈ＝１．５の場合  高さｔの許容範囲：０〜＋１．０ｍｍ（１．０ｍｍ）
【００６５】
ｈ＝２．０の場合  高さｔの許容範囲：０〜＋１．１ｍｍ（１．１ｍｍ）
【００６６】
ｈ＝２．５の場合  高さｔの許容範囲：０〜＋１．１ｍｍ（１．１ｍｍ）
【００６７】
ｈ＝３．０の場合  高さｔの許容範囲：０〜＋１．２ｍｍ（１．２ｍｍ）
である。
【００６８】
上記のとおり、ｌを、プラズマシース厚と同一の３ｍｍとした場合、ｈが０．５ｍｍであっても、高さｔの許容範囲が０．８５ｍｍとなり、上面が平坦なフォーカスリングの場合（高さｔの許容範囲が０．７ｍｍ）に比べて明らかな効果が見られる。また、ｈを３．０ｍｍとすることにより、高さｔの許容範囲が１．２ｍｍとなり、上面が平坦なフォーカスリングの場合に比べて高さｔの許容範囲を１．７倍程度に拡大できる。
【００６９】
なお、上記のｈが３．０ｍｍの場合、初期のフォーカスリング上面の高さｔ＝＋１．２ｍｍである。したがって、傾斜部の最も高さの低い部分（内周側端部）の初期の高さは、半導体ウエハＷの処理面の高さを基準とした場合、１．２ｍｍ−３．０ｍｍ＝−１．８ｍｍの高さにあり、半導体ウエハＷの処理面の高さより低い位置になる。
【００７０】
図８は、上記したｌが６ｍｍ（プラズマシース厚の２倍）の場合について、ｈを０．５ｍｍ（曲線Ａ），１．０ｍｍ（曲線Ｂ），１．５ｍｍ（曲線Ｃ），２．０ｍｍ（曲線Ｄ），２．５ｍｍ（曲線Ｅ），３．０ｍｍ（曲線Ｆ）とした場合の高さｔと変位量との関係を調査した結果を示すもので、同図において、縦軸はイオンの入射位置の変位量（ｍｍ）、横軸はフォーカスリング上面の高さｔ（ｍｍ）を示している。なお、比較のため、前記した上面が平坦なフォーカスリング１０１の場合を図中に点線で示してある。
【００７１】
同図に示すように、ｌを６ｍｍとした場合も、ｌを３ｍｍとした場合と同様に、ｈが深いほど、曲線の傾斜が緩くなり、フォーカスリング上面の高さが変わった際のイオンの変位量の変化が少なくなる。
【００７２】
なお、図８に示す結果を数値で示すと、
【００７３】
ｈ＝０．５の場合  高さｔの許容範囲：−０．３〜＋０．６５ｍｍ（０．９５ｍｍ）
【００７４】
ｈ＝１．０の場合  高さｔの許容範囲：０〜＋１．０ｍｍ（１．０ｍｍ）
【００７５】
ｈ＝１．５の場合  高さｔの許容範囲：＋０．２〜＋１．３ｍｍ（１．１ｍｍ）
【００７６】
ｈ＝２．０の場合  高さｔの許容範囲：＋０．３〜＋１．６ｍｍ（１．３ｍｍ）
【００７７】
ｈ＝２．５の場合  高さｔの許容範囲：＋０．４〜＋２．０ｍｍ（１．６ｍｍ）
【００７８】
ｈ＝３．０の場合  高さｔの許容範囲：＋０．５〜＋２．１ｍｍ（１．６ｍｍ）
である。
【００７９】
上記のとおり、ｌを、プラズマシース厚の２倍の６ｍｍとした場合、ｈが０．５ｍｍであっても、高さｔの許容範囲が０．９５ｍｍとなり、上面が平坦なフォーカスリングの場合（高さｔの許容範囲が０．７ｍｍ）に比べて明らかな効果が見られる。また、ｈを２．５〜３．０ｍｍとすることにより、高さｔの許容範囲が１．６ｍｍとなり、上面が平坦なフォーカスリングの場合に比べて高さｔの許容範囲を２倍以上に拡大できる。
【００８０】
なお、従来では、例えば、処理時間の積算時間が４００時間程度で、フォーカスリングの交換を行っている。したがって、このようなフォーカスリングの交換周期を８００時間以上程度に長期化できる。
【００８１】
図９は、縦軸をフォーカスリング（Ｆ／Ｒ）の消耗許容範囲Δ（ｍｍ）、横軸をｈ（テーパーカット深さ）（ｍｍ）として、上述したｌが３ｍｍの場合（図中四角形の印で示す。）と６ｍｍの場合（図中円形の印で示す。）、及びこれらから推定されるテーパーカット位置ｌが９ｍｍの場合（図中点線で示す。）のこれらの関係を示したものである。
【００８２】
同図に示されるように、ｈは、ある程度深い方が、フォーカスリングの消耗許容範囲Δは、大きくなるが、２．５〜３．０ｍｍ程度で飽和する傾向にある。
【００８３】
また、ｌは、長い方が、フォーカスリングの消耗許容範囲Δが大きくなる傾向があり、少なくとも、プラズマシースの厚さと同じ程度（３ｍｍ）以上とすることが好ましく、さらには、プラズマシースの厚さの２倍程度（６ｍｍ）以上とすることが好ましい。
【００８４】
以上のように、傾斜部と平坦部を有する形状のフォーカスリングとすることにより、フォーカスリングの消耗許容範囲Δを大きくすることができる。これによって、従来に比べてフォーカスリングの交換サイクルを長期化することができ、ランニングコストの低減と装置稼働率の向上を図ることができる。また、フォーカスリング寿命の長期化という観点からは、その材質として、ＣＶＤ−ＳｉＣを使用することが好ましく、特にＳｉの抵抗率（１〜３０Ω）と同等の抵抗率を有するＣＶＤ−ＳｉＣを製造することが可能になっていることから、このような抵抗率を有するＣＶＤ−ＳｉＣを使用することが好ましい。このようなＣＶＤ−ＳｉＣを使用してフォーカスリングを構成すれば、Ｓｉを使用した場合と同様な電気的特性を得られ、かつ、Ｓｉを使用した場合に比べて２〜３倍の寿命とすることができる。
【００８５】
ところで、上述した構成のフォーカスリング８では、このフォーカスリング８の部分のインピーダンスに最適な範囲があり、インピーダンスの値をこの最適な範囲に調整することが好ましい。そして、フォーカスリング８では、誘電体からなる下側部材９の材質を選択し、その誘電率を変化させるか、若しくは、その厚さを変えることによって、インピーダンスを調節することができる。すなわち、インピーダンスＺは、下側部材９を挟んだことによって形成されるキャパシタンスＣの値を変えることによって、調整することができる。従って、例えば、図１０に示されるフォーカスリング８のように、厚さｄを薄くした下側部材９用い、その下に、導電性部材３０を設けることによって、キャパシタンスＣを変化させ、インピーダンスＺを所望の値に調節することができる。また、このように下側部材９と載置台２との間に導電性部材３０を介在させることにより、下側部材９と載置台２との間の熱伝導性を改善することができ、下側部材９を所定温度に制御して、過熱されてプロセスに悪影響を与えること等を防止することができる。この場合、導電性部材３０としては、熱伝導性の良好な材質、例えば、シリコン又はシリコンゴム等の材質を選択することが好ましい。
【００８６】
ここで、半導体ウエハＷの下側部分にも実際には静電チャックを構成するための絶縁性部材等（厚さ例えば０．６ｍｍ）が設けられており、この絶縁性部材の影響により上述したと同様なインピーダンスが生じている。この半導体ウエハＷの部分のインピーダンスをＺ0とし、
（Ｚ／Ｚ0）＝６０
程度となるように、インピーダンスZの値を調整しようとすると、下側部材９の上面（又は下面）の面積をＳ、厚さをｄ、比誘電率をε、真空の誘電率をε0として、
Z＝ε0・ε（Ｓ／ｄ）
となるので、下側部材９の材質がクォーツ（石英）で、内径が約３００ｍｍ、外径が約３６０ｍｍの場合、その厚さを５〜１０ｍｍ程度とすることが好ましく、７〜９ｍｍとすることがさらに好ましい。
【００８７】
次に、本発明の実施形態について説明する。図１１は、この実施形態のフォーカスリングの断面構成を模式的に示すものである。前述したとおり、半導体ウエハＷが載置される載置台２は、絶縁板３によって支持されており、載置台２には高周波電源７が接続されている。
【００８８】
さらに、載置台２の上側周縁部には、フォーカスリング５０が設けられている。このフォーカスリング５０は、誘電体（例えば、クォーツ、アルミナ等のセラミックス、ベスペル（登録商標）等の樹脂等）からなるリング状の下側部材５１と、この下側部材５１の上部に配置され、導電性材料（例えばシリコン、カーボン、ＳｉＣ等）からなるリング状の上側部材５２とから構成されており、被処理基板である半導体ウエハＷの周囲を囲むように載置されている。
【００８９】
上記上側部材５２は、例えば、アルミニウム等の導電性材料からなり、表面を、セラミックスの溶射膜（例えば、Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３等のＦＣＣ（ファインセラミックスコート））等の絶縁層（絶縁膜）によりコーティングされた高周波接地用部材５３を介して、高周波電力に対して接地電位に接続されている。この絶縁層は、高周波接地用部材５３をプラズマから保護することと、直流電流が流れることを防止することを目的として形成されたものである。すなわち、絶縁層は、直流電流を通さない十分な厚さを有し、直流電流はこの絶縁層に阻まれ伝播しない。一方で表面波として固体表面を伝播できる高周波（ＲＦ）は、高周波接地用部材５３の表面層を伝播することが可能であり、当該高周波接地用部材５３は高周波のグランド経路として作用する。さらに、高周波接地用部材５３とアースとの間には、高周波のリターンを阻害するためにプラズマ生成のために印加される高周波電力の周波数に応じてハイパスフィルタ若しくはローパスフィルタ等の周波数カットフィルタ、周波数減衰フィルタ等を介在させてもよい。また、高周波接地用部材５３とアースとの間にはスイッチ手段を設け、プロセスレシピと連動して所定のタイミング時に高周波をグランドに落とす／落とさないことを制御することも可能である。この高周波接地用部材５３と載置台２との間及び上側部材５２の外周側（高周波接地用部材５３の上側）には、環状に形成された誘電体（例えば、クォーツ、アルミナ等のセラミックス、ベスペル（登録商標）等の樹脂等）からなる絶縁部材５４、５５が配置されている。このうち絶縁部材５４は、載置台２から直流電圧成分が外側に漏れないにするためのものである。また、絶縁部材５５は、プラズマが外周方向に向かって広がり過ぎないようにする作用があり、プラズマが広がり過ぎて、排気バッフル（図示せず）から排気側に漏れてしまうことを防止するように電界を規制する。
【００９０】
縦軸を電圧、横軸を時間周期とした図１２のグラフは、半導体ウエハＷとフォーカスリング５０及びプラズマのポテンシャル（電圧）の時間的な変化の様子を示すものである。同図に曲線Ａで示すように、半導体ウエハＷのポテンシャルは、高周波電源７から印加される高周波の周波数（例えば２ＭＨｚ）に応じて変化する。
【００９１】
一方、フォーカスリング５０の上側部材５２は、高周波電力に対して接地電位とされていることから、そのポテンシャルは直線Ｂで示すように一定となる。このため、高周波のサイクルがプラス側の時もマイナス側の時も、図中矢印で示すように、半導体ウエハＷと上側部材５２との電位差を大きくとることができる。
【００９２】
なお、同図において曲線Ｃはプラズマポテンシャルの変化、曲線Ｄは図２に示したフォーカスリング８の上側部材１０のポテンシャルの変化を示すものである。この曲線Ｄに示されるように、図２に示したフォーカスリング８の場合、高周波のサイクルがプラス側となった時に、半導体ウエハＷと上側部材１０との電位差が小さくなってしまう。このような高周波の振動に伴う電位差の変動を、上記のように上側部材５２を高周波電力に対して接地電位とすることによって抑制することができる。
【００９３】
縦軸をポリマー厚さ、横軸をベベルポジションとした図１３（Ａ）のグラフは、図１３（Ｂ）に示す半導体ウエハのベベル部の０，３０，４５，９０度の位置におけるポリマーの付着量を測定した結果を示すものである。図１３（Ａ）において、実線Ｅは図１５に示した従来のフォーカスリング１０１を使用した場合、実線Ｆは図２に示したフォーカスリング８を使用した場合、実線Ｇは図１１に示したフォーカスリング５０を使用した場合について示している。このグラフに示されるように、フォーカスリング５０を使用した場合、半導体ウエハとフォーカスリングの間の電界強度を高くすることができ、これによってプラズマの回り込みを防ぎ、この間におけるラジカルの量を低減することができるので、フォーカスリング８を使用した場合より更に、ウエハベベル部におけるポリマーのデポジションの量を減少させることができる。
【００９４】
なお、上記の実施形態では、高周波接地用部材５３によって上側部材５２を高周波電力に対して接地電位に接続した場合について説明したが、このような構造の高周波接地用部材５３を使用せずに他の方法で上側部材５２を高周波電力に対して接地電位に接続してもよい。
【００９５】
図１４（ａ）は、他の実施形態に係るフォーカスリング６０の断面構成を模式的に示すものである。前述したとおり、半導体ウエハＷが載置される載置台２は、絶縁板３によって支持されており、載置台２には高周波電源７が接続されている。
【００９６】
さらに、載置台２の上側周縁部には、フォーカスリング６０が設けられている。このフォーカスリング６０は、誘電体（例えば、クォーツ、アルミナ等のセラミックス、ベスペル（登録商標）等の樹脂等）からなるリング状の下側部材６１と、この下側部材６１の上部に配置され、導電性材料（例えばシリコン、カーボン、ＳｉＣ等）からなるリング状の上側部材６２とから構成されており、被処理基板である半導体ウエハＷの周囲を囲むように載置されている。
【００９７】
上記上側部材６２は、例えば、アルミニウム等の導電性材料からなり、表面を、セラミックスの溶射膜（例えば、Ａｌ２／Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３等のＦＣＣ（ファインセラミックスコート））等の絶縁層（絶縁膜）によりコーティングされた高周波接地用部材６３を介して、高周波電力に対して接地電位に接続されている。この絶縁層は、高周波接地用部材６３をプラズマから保護することと、直流電流が流れることを防止することを目的として形成されたものである。すなわち、絶縁層は、直流電流を通さない十分な厚さを有し、直流電流はこの絶縁層に阻まれ伝播しない。一方で表面波として固体表面を伝播できる高周波（ＲＦ）は、高周波接地用部材６３の表面層を伝播することが可能であり、当該高周波接地用部材６３は高周波のグランド経路として作用する。この高周波接地用部材６３と載置台２との間及び上側部材６２の外周側（高周波接地用部材６３の上側）には、環状に形成された誘電体（例えば、クォーツ、アルミナ等のセラミックス、ベスペル（登録商標）等の樹脂等）からなる絶縁部材６４、６５が配置されている。このうち絶縁部材６４は、載置台２から直流電圧成分が外側に漏れないにするためのものである。また、絶縁部材６５は、プラズマが外周方向に向かって広がり過ぎないようにする作用があり、プラズマが広がり過ぎて、排気バッフル（図示せず）から排気側に漏れてしまうことを防止するように電界を規制する。
【００９８】
さらに、本実施形態では、下側部材６１と上側部材６２との間に、所定間隔Ｄが設けられており、この所定間隔Ｄが略０．５ｍｍとされている。また、この間隔Ｄをあけて下側部材６１と上側部材６２とが対向する部位の径方向の長さＬが５〜１０ｍｍとされている。また、上側部材６２の下端が、半導体ウエハＷの上面より１．５〜２．５ｍｍ（図中のＨ）高い位置となるよう構成されている。このような構成とされているのは、以下のような理由による。
【００９９】
すなわち、前述したような半導体ウエハのベベル部（図１３（Ｂ）の９０°、４５°、３０°の個所）及び半導体ウエハ端部裏面（図１３（Ｂ）の０°の個所）のポリマーの付着量を減少させるためには、プラズマ処理中に下側部材６１の温度を比較的低い温度に保ち、例えば１００℃より低く保つことが望ましく、さらには７０℃以下とすることが好ましい。一方、上側部材６２は、プラズマ処理中に比較的高い温度、例えば２５０℃以上に保つことが望ましい。その理由は、上側部材６２の温度を２５０℃以上とすることにより、フッ素ラジカルとＳｉとの結合を促進してフッ素ラジカルの量を減少させることができ、これによってフォトレジスト若しくはＳｉＮ等の化学反応性の強いエッチングアプリケーションにおけるエッチングレートが半導体ウエハの周縁部で上昇する現象を抑制することができるからである。このように、下側部材６１の温度と、上側部材６２の温度を異なった温度に維持するため、下側部材６１と上側部材６２との間に所定間隔Ｄを設ける。また、上側部材６２の温度を上昇させるためには、図中に矢印で示すように載置台２から下側部材６１、上側部材６２、高周波接地用部材６３という経路を通じて流れる高周波（周波数が例えば２ＭＨｚ）印加電圧を高くして、ジュール熱によって上側部材６２を加熱する必要がある。このため、上記経路のインピーダンスを低くする必要がある。このような条件を満たすようにするため、間隔Ｄは、略０．５ｍｍ程度とすることが好ましい。
【０１００】
つまり、このような条件を満たす為に間隔Ｄが０．５ｍｍ程度とすることが好ましいというのは、２ＭＨｚの高周波電力を印加する際に、所定温度つまり２５０℃以上に上側部材６２を加熱するためには、プラズマインピーダンスＺpに対して、少なくとも３〜１０倍のインピーダンスが必要である知見が得られた。そこで、高周波は交流なので、負荷効果は、抵抗だけでなく、静電容量（コンデンサ）やインダクタンス（コイル）についても配慮が必要となり、そしてこれらを総合したインピーダンス（交流に対する電流対抗成分）で考えると以下のように説明できる。上側部材６２と高周波接地用部材６３との接合部分のインピーダンスをＺ１とし、間隔ＤをインピーダンスＺ２とし、Ｚ２は少なくともＺ１の１０倍のインピーダンスがあると高抵抗となり、制御性の効率の観点から好ましいので、
Ｚ２＞＞Ｚ１，Ｚ２≧１０×Ｚ１
とすると、図１４（ｂ）のように、
Ｚ１＋Ｚ２＞Ｚp
の式が成り立つように制御するには、
インピーダンス［Ω］：Ｚ＝ε0Ｓ／Ｄ
（ε0＝真空の誘電率、Ｓ＝面積［ｍ2］、Ｄ＝間隔［ｍ］）
の式から求めることができる。
【０１０１】
下側部材６１の表面積は２００ｍｍウエハ及び３００ｍｍウエハではそれぞれ異なるので、上記式に所望の下側部材６１の表面積を導入すれば一義的に、間隔Ｄを決定することが可能である。つまり、半導体ウエハに限らず、より面積が大きくなるＬＣＤ基板などをプラズマ処理する基板処理装置の下側部材においても適応可能である。これによって、上側部材６２と下側部材６１は非接触なので伝熱しない構成をとることができるとともに、高周波電源７から発生する表面波である高周波は静電誘導原理によってキャパシタンス（間隔Ｄ）を通して上側部材６２に伝わる。また、間隔Ｄの個所に断熱材を挟むと当該個所の誘電率は断熱材の材料の誘電率によって制限されてしまうが、本件のように真空キャパシタンスを構成すると処理室内の真空度を制御することで誘電率εを可変制御することができることから制御性という点においても優れている。
【０１０２】
なお、熱伝導を減少させ、熱が逃げることを防止するためには、上側部材６２と高周波接地用部材６３との間に間隔を設けても良い。また、下側部材６１と上側部材６２を上記の温度に制御することができれば、他の構成を採用しても良い。
【０１０３】
また、半導体ウエハの周縁部の電界を制御して、前述したように略垂直にエッチングを行うために、上記したとおり、上側部材６２の下端が、半導体ウエハＷの上面より１．５〜２．５ｍｍ（図中のＨ）高い位置となるように構成している。
【０１０４】
上記構成の本実施形態によれば、ウエハベベル部におけるポリマーのデポジションの量を減少させることができるとともに、フォトレジストのエッチングレートが半導体ウエハの周縁部で上昇する現象を抑制することができ、かつ、半導体ウエハの周縁部においても略垂直なエッチングを行うことができ、処理の面内均一性を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１０５】
Ｗ……半導体ウエハ、１……真空チャンバー、２……載置台、８……フォーカスリング、９……下側部材、１０……上側部材、１０ａ……平坦部、１０ｂ……傾斜部、１４……シャワーヘッド。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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