(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部がクーリングプレート内に配置され、上部電極を重力方向に支持する支持部材と、
一部が前記クーリングプレート内に配置されて前記クーリングプレートの径方向に延び、前記支持部材と係合する連絡部材と、
前記連絡部材を前記クーリングプレートの径方向内側へ摺動させることで、前記支持部材を上方向に押し上げて、前記上部電極を前記クーリングプレートに吊り上げる摺動部材と、
を備えるプラズマ処理装置。 
【請求項２】
前記摺動部材は、前記クーリングプレートの外周上を回転することで、前記連絡部材を摺動させることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。 
【請求項３】
前記連絡部材は、前記クーリングプレートの中心側に配置され、上端が傾斜面として形成され、前記支持部材と係合する鉤部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。 
【請求項４】
前記連絡部材は、シャフトとボールカムとを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。 
【請求項５】
前記支持部材は、前記連絡部材の前記鉤部が貫通する孔部を有することを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。 
【請求項６】
前記連絡部材の前記鉤部の前記傾斜面上を前記支持部材の前記孔部が移動することで、前記支持部材は前記クーリングプレートの垂直方向上方へ持ち上げられることを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理装置。 
【請求項７】
前記摺動部材は、前記連絡部材の端部が係合する、前記クーリングプレートの周方向に延びる凹部を有し、
前記連絡部材は、前記摺動部材の回転に伴い、前記端部が前記凹部の周方向第１端から周方向第２端へ移動することで、前記クーリングプレートの径方向内側へ摺動されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。 
【請求項８】
前記支持部材を、前記クーリングプレートと同一の中心を有する少なくとも二つの同心円上に複数配置し、当該複数の支持部材と各々係合する複数の連絡部材を、一つの前記摺動部材によって摺動させることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。 
【請求項９】
一部がクーリングプレート内に配置され、上部電極を重力方向に支持する支持部材と、
一部が前記クーリングプレート内に配置されて前記クーリングプレートの径方向に延び、前記支持部材と係合する連絡部材と、
前記連絡部材を前記クーリングプレートの径方向内側へ摺動させることで、前記支持部材を上方向に押し上げて、前記上部電極を前記クーリングプレートに吊り上げる摺動部材と、
を備える上部電極アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、プラズマ処理装置および上部電極アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体の製造プロセスにおけるエッチング、堆積、酸化、スパッタリング等の処理において、プラズマ処理を実行するプラズマ処理装置が広く用いられている。
【０００３】
一般に、容量結合型のプラズマ処理装置は、真空チャンバとして構成される処理容器内に上部電極と下部電極とを平行に配置し、下部電極の上に被処理基板（半導体ウエハ、ガラス基板等）を載置し、一方の電極に高周波を印加する。そうすると、両電極の間で高周波電界によって加速された電子、電極から放出された二次電子、あるいは加熱された電子が処理ガスの分子と電離衝突を起こして、処理ガスのプラズマが発生し、プラズマ中のラジカルやイオンによって基板表面に所望の微細加工たとえばエッチングが施される。エッチングプロセスにおいては、プラズマ生成（放電）に寄与する比較的高い周波数（通常４０ＭＨｚ以上）の第１高周波を上部電極または下部電極のいずれかに印加し、基板へのイオンの引き込みに寄与する比較的低い周波数（通常１３．５６ＭＨｚ以下）の第２高周波を下部電極に印加する２周波印加方式が多用されてきている。このほか、容量結合型のプラズマ処理装置において、上記のような高周波放電により両電極間でプラズマを生成しつつ、プラズマを介して基板と向き合う上部電極に直流電圧を印加する方式も利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５１７５２号公報
【特許文献２】特表２０１１−５２１４７２号公報
【特許文献３】実用新案登録第３１６７７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなプラズマ処理装置について、上部電極を受け板に機械的に取り付けるためのカムロックが提案されている。提案されている機構では、電極の上方のソケットに圧入されたスタッドが受け板内のカム軸受けに囲まれたカム軸に係合する。受け板の外周面に形成された孔からカム軸を回転させてカムロックを可能にしている。
【０００６】
しかし、上記の機構においては、上部電極の吊り上げ力の微細な調整を行うことは困難である。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、上部電極の吊り上げ力の微細な調整を行うことができるプラズマ処理装置および上部電極アセンブリを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の一態様に係るプラズマ処理装置および上部電極アセンブリは、一部がクーリングプレート内に配置され、上部電極を重力方向に支持する支持部材と、一部がクーリングプレート内に配置されてクーリングプレートの径方向に延び、支持部材と係合する連絡部材と、連絡部材をクーリングプレートの径方向内側へ摺動させることで、支持部材を上方向に押し上げて、上部電極をクーリングプレートに吊り上げる摺動部材と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
実施形態の一態様によれば、上部電極の吊り上げ力の微細な調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置が備える上部電極アセンブリの概略図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る吊り上げ機構のテストモデルの分解斜視図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る吊り上げ機構のテストモデルの概略図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１の実施形態に係る吊り上げ機構の連絡部材の一部の例を示す斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１の実施形態に係る吊り上げ機構の連絡部材の他の部分の例を示す斜視図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、第１の実施形態に係る吊り上げ機構の支持部材の一例を所定の角度から見た斜視図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、第１の実施形態に係る吊り上げ機構の支持部材の一例を他の角度から見た斜視図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、第１の実施形態に係る吊り上げ機構の外側リングの凹部の一例を示す斜視図である。
【図４Ｆ】図４Ｆは、第１の実施形態に係る吊り上げ機構の外側リングの凹部の一例を説明するための平面図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る吊り上げ機構の各部の配置を説明するためのクーリングプレートの概略図である。
【図６】図６は、従来技術に係るプラズマ処理装置の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、添付図面を参照して、開示のプラズマ処理装置および上部電極アセンブリの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
（従来技術に係るプラズマ処理装置の一例）
まず、前提として従来技術に係るプラズマ処理装置の一例につき説明する。図６は、従来技術に係るプラズマ処理装置１００の構成の一例を示す図である。プラズマ処理装置１００は、平行平板電極を有する容量結合型プラズマエッチング装置として構成されており、たとえばアルミニウムまたはステンレス鋼等の金属製の円筒型チャンバ（処理容器）１０を有している。
【００１３】
チャンバ１０内には、被処理基板としてたとえば半導体ウエハＷを載置する円板状のサセプタ１２が下部電極として水平に配置されている。このサセプタ１２は、たとえばアルミニウムからなり、チャンバ１０の底から垂直上方に延びるたとえばセラミック製の絶縁性筒状支持部１４により非接地で支持されている。
【００１４】
筒状支持部１４の外周に沿ってチャンバ１０の底から垂直上方に延びる導電性の筒状支持部１６とチャンバ１０の内壁との間に環状の排気路１８が形成され、この排気路１８の上部または入口に環状のバッフル板２０が取り付けられるとともに、底部に排気ポート２２が設けられている。
【００１５】
排気ポート２２には排気管２６を介して排気装置２８が接続されている。排気装置２８は、チャンバ１０内のプラズマ処理空間を所望の真空度まで減圧することができる。チャンバ１０の側壁の外には、半導体ウエハＷの搬入出口を開閉するゲートバルブ３０が取り付けられている。
【００１６】
サセプタ１２には、第１および第２の高周波電源３２，３４がマッチングユニット３６および給電棒３８を介して電気的に接続されている。また、サセプタ１２の上面には、半導体ウエハＷを保持するための静電チャック４０が設けられ、静電チャック４０の半径方向外側に半導体ウエハＷの周囲を環状に囲むフォーカスリング４２が設けられる。
【００１７】
チャンバ１０の天井には、サセプタ１２と平行に向かい合ってシャワーヘッドを兼ねる接地電位の上部電極６４が環状の絶縁部材６５を介して電気的にフローティング状態で取り付けられている。この上部電極６４は、サセプタ１２と向かい合う電極板６６と、この電極板６６をその背後（図６の紙面上方）から着脱可能に支持する電極支持体６８とを有する。電極支持体６８はたとえばクーリングプレートであり、電極板６６の温度の変動を抑制する。
【００１８】
電極支持体６８の内部にはガス室７０が設けられる。電極支持体６８および電極板６６には、ガス室７０からサセプタ１２側に貫通する複数のガス吐出孔７２が形成される。電極板６６とサセプタ１２との間の空間がプラズマ生成空間ないし処理空間ＰＳとなる。ガス室７０の上部に設けられるガス導入口７０ａには、処理ガス供給部７４からのガス供給管７５が接続されている。なお、電極板６６はたとえばＳiやＳiＣで形成され、電極支持体６８はたとえばアルマイト処理されたアルミニウムで形成される。
【００１９】
（第１の実施形態に係るプラズマ処理装置）
図１を参照し、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置が備える上部電極アセンブリ１１０について説明する。図１は、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置が備える上部電極アセンブリ１１０の概略図である。上部電極アセンブリ１１０は、電極板を電極板の上に配置されるクーリングプレートに吊り上げる機構を有する。第１の実施形態に係るプラズマ処理装置の構成は概ね、図６に示す従来のプラズマ処理装置１００と同様であるが、上部電極アセンブリ１１０を備える点で相違する。また、第１の実施形態のプラズマ処理装置は、上部電極アセンブリ１１０の下方から上部電極アセンブリ１１０をオペレータが操作できるように構成される。
【００２０】
図１に示す構造は、概ね図６に示す従来のプラズマ処理装置１００が備える上部電極６４に対応する、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置が備える上部電極アセンブリ１１０の構造の一例である。図１は、上部電極アセンブリ１１０中、吊り上げ機構２００（後述）を含む部分の断面を示す。
【００２１】
なお、図１に示す上部電極アセンブリ１１０は、プラズマ処理装置のチャンバ（図６の１０に対応）内の所望の位置に配置することができる態様で保持されていればよく、必ずしも図６に示すような態様でチャンバに保持されていなくてよい。たとえば、他の構造物によって上から上部電極アセンブリ１１０を釣支し、チャンバの壁面と上部電極アセンブリ１１０とが接触しないように構成してもよい。
【００２２】
図１に示すように、第１の実施形態に係る上部電極アセンブリ１１０は、電極板１２０（以下、上部電極とも呼ぶ。）と、クーリングプレート１２２と、外側リング１２４（以下、摺動部材とも呼ぶ。）と、を備える。上部電極アセンブリ１１０は、シャワーヘッドとして機能する。
【００２３】
電極板１２０は、図６の電極板６６に概ね対応する円盤状の部材である。電極板１２０の内部には、処理ガスを通すための複数のガス吐出孔１２１が形成される。電極板１２０はたとえばＳｉやＳｉＣで形成される。
【００２４】
クーリングプレート１２２は、図６の電極支持板６８に概ね対応する円盤状の部材である。クーリングプレート１２２はガス吐出孔１２６を有する。クーリングプレート１２２のガス吐出孔１２６は、電極板１２０のガス吐出孔１２１と接続し、クーリングプレート１２２内に形成されるガス室１２５に連通する。ガス室１２５の機能は図６のガス室７０と同様である。
【００２５】
クーリングプレート１２２は、上部電極アセンブリ１１０の温度制御のため、電極板１２０の上方に電極板１２０と面接触するように配置される。クーリングプレート１２２は導電材料、たとえば、表面にアルマイト処理が施されたアルミニウムで形成される。なお、電極板１２０とクーリングプレート１２２との間に、伝熱効率を高めるため伝熱シートを挟みこんでもよい。この場合、伝熱シートにも、電極板１２０のガス吐出孔１２１およびクーリングプレート１２２のガス吐出孔１２６に対応する位置に孔が形成される。
【００２６】
外側リング１２４は、クーリングプレート１２２の外周を囲むリング形状の部材である。外側リング１２４は、クーリングプレート１２２の外周に設けられるフランジ等によってクーリングプレート１２２と係合する。ただし、クーリングプレート１２２と外側リング１２４との係合の態様は特に限定されず、後述する吊り上げ機構（２００、図２参照）の動作を妨げない態様であればよい。
【００２７】
（吊り上げ機構２００の概要）
図１および図２を参照してさらに、第１の実施形態に係る上部電極アセンブリ１１０が備える吊り上げ機構２００について説明する。図２は、第１の実施形態に係る吊り上げ機構２００のテストモデルの分解斜視図である。図２においては、理解を容易にするため、電極板１２０、クーリングプレート１２２および外側リング１２４を簡略的な形状で形成したテストモデルを示す。図２に示す構造体では、支持部材２０１が支持する電極板１２０は小さな略円板形状の部材として図示する。また、クーリングプレート１２２および外側リング１２４はそれぞれ小型化した円盤状、リング状の部材として図示している。
【００２８】
吊り上げ機構２００は、電極板１２０、クーリングプレート１２２および外側リング１２４を相互に係合させることで、電極板１２０をクーリングプレート１２２の下に吊り上げる。
【００２９】
具体的には、吊り上げ機構２００は、支持部材２０１と、連絡部材２０２と、外側リング１２４に形成された凹部２０５（図４Ｅ，図４Ｆおよび図５参照）と、を備える。
【００３０】
図１に示すように、支持部材２０１は、電極板１２０の垂直方向（図１の上下方向）に形成される孔３００に挿入され、電極板１２０を垂直方向に支持する。支持部材２０１は、中央部分に孔部２０１ａおよび係止部２０１ｂを有する（図４Ｄ参照）。孔部２０１ａは、後述する連絡部材２０２のフック部２０２ａ（以下鉤部とも呼ぶ。図４Ａ参照）が挿通可能な大きさの孔である。係止部２０１ｂは、孔部２０１ａの上部を横切るように形成される。係止部２０１ｂは、連絡部材２０２のフック部２０２ａが係止可能な大きさに形成される（図３参照）。
【００３１】
なお、フック部２０２ａが挿通可能な孔部２０１ａとフック部２０２ａが係止可能な係止部２０１ｂとを備え、電極板１２０を支持可能な形状とするほかは、支持部材２０１の形状は特に限定されない。支持部材２０１は、電極板１２０を垂直方向に支持することができる部材であればよい。たとえば、図２、図３に示すように、支持部材２０１の下部に形成した溝部にねじを嵌合させて止め付け、ねじの反対側をソケットで固定して電極板１２０に支持部材２０１を固定するように構成してもよい。
【００３２】
支持部材２０１は、電極板１２０に形成される孔３００およびクーリングプレート１２２に垂直方向に形成される孔３０１を貫通して孔３０２に達する。孔３０２と孔３０１とは略直角に交わり、相互に連通している。孔３０２は、クーリングプレート１２２の径方向に延びるよう形成され、クーリングプレート１２２の外周面上で開口する。また、孔３０２は、孔３０１を越えてクーリングプレート１２２の径方向中心側に所定の長さだけ延びる。孔３０２内には、連絡部材２０２が配置される。また、孔３０１も、孔３０２を越えてクーリングプレート１２２の垂直方向上方側に所定の長さだけ延びている。孔３０１および孔３０２の長さは、後述する支持部材２０１および連絡部材２０２の移動が可能となるように設定すればよい。
【００３３】
連絡部材２０２は、フック部２０２ａと、シャフト部２０２ｂと、ばね部２０２ｃと、端部２０２ｄと、を有する（図２参照）。ただし、連絡部材２０２の各部は必ずしも別個の部材として形成する必要はなく、各部を一体的に成型してもよい。
【００３４】
フック部２０２ａは、連絡部材２０２の二つの軸方向端のうち、クーリングプレート１２２の中心方向に配置される側に形成される。フック部２０２ａは、鉤形状の鉤部と、シャフト部２０２ｂに向けて上端が滑らかに高くなる傾斜面とを有する。上述のように、フック部２０２ａは支持部材２０１の孔部２０１ａを挿通し係止部２０１ｂに係合する。フック部２０２ａが支持部材２０１の孔部２０１ａに挿通した状態にあるとき、フック部２０２ａの傾斜面が係止部２０１ｂに当接する。
【００３５】
シャフト部２０２ｂは、フック部２０２ａに連続してクーリングプレート１２２の径方向外側に延び、ばね部２０２ｃを介して端部２０２ｄと接続する。連絡部材２０２は、孔３０２内に配置したとき、端部２０２ｄがクーリングプレート１２２の外周から所定の長さだけ突出する長さに形成される。端部２０２ｄは、クーリングプレート１２２の外周に沿って配置される外側リング１２４に形成される凹部２０５に嵌合する。
【００３６】
凹部２０５は、外側リング１２４の内周面上に形成される溝である（図４Ｅ、図４Ｆ参照）。凹部２０５は、クーリングプレート１２２の中心からの距離が徐々に変化する曲面Ｃを有する（図４Ｅ，図４Ｆ参照）。ここで、クーリングプレート１２２の中心から曲面Ｃまでの距離は少なくともＨ１およびＨ２（Ｈ２＜Ｈ１）の２段階に変化するものとする。
【００３７】
（吊り上げ機構２００の組立例）
吊り上げ機構２００の各部の係合関係について組立例を用いて説明する。
まず、支持部材２０１を電極板１２０の孔３００に挿通する。そして、電極板１２０が支持部材２０１によって支持される状態とする。次に、電極板１２０の上方から突出する支持部材２０１の一部をクーリングプレート１２２の孔３０１に挿入する。その後、クーリングプレート１２２の外周から中心へ向けて径方向に延びる孔３０２に連絡部材２０２を挿入する。挿入された連絡部材２０２のフック部２０２ａは支持部材２０１の孔部２０１ａを貫通して孔３０２の径方向中心側の端部へ延びる。このとき、フック部２０２ａの端部と、孔３０２のクーリングプレート１２２中央側端との間には、少なくとも（Ｈ１−Ｈ２）の長さのクリアランスが存在する。
【００３８】
この状態で、クーリングプレート１２２の外周上に外側リング１２４を取り付ける。このとき、連絡部材２０２の周方向端（端部２０２ｄ側）は、外側リング１２４の凹部２０５の曲面Ｃ上、クーリングプレート１２２の中心からの距離がＨ１である部分（すなわち距離が長い部分）に当接する。外側リング１２４には連絡部材２０２を案内するためのガイドを設けてもよい。
【００３９】
その後、外側リング１２４を、クーリングプレート１２２の外周に沿って周方向に回転させる（図４Ｆの矢印方向Ｙ参照）。すると、外側リング１２４の回転に伴い、外側リング１２４の凹部２０５の曲面Ｃに接している連絡部材２０２の端部が、距離Ｈ１の部分から徐々に距離Ｈ２の部分へと摺動する。そして、連絡部材２０２の端部に接する曲面Ｃの位置が変化するのに伴い、連絡部材２０２が徐々にクーリングプレート１２２の中心に向けて押し込まれる（図４Ｆの矢印方向Ｚ参照）。この結果として、支持部材２０１の係止部２０１ｂと接するフック部２０２ａの傾斜面が摺動して支持部材２０１が徐々に持ち上げられる。最終的に、連絡部材２０２の端部が距離Ｈ２の部分で停止した時点で、支持部材２０１が予め定められた位置まで持ち上げられ、支持部材２０１と連絡部材２０２との締結、すなわち、電極板１２０とクーリングプレート１２２との締結が完了する。
【００４０】
（吊り上げ機構２００の各部の詳細および変形例）
次に、図２乃至図４Ｆを参照し、吊り上げ機構２００の詳細および変形例についてさらに説明する。図３は、第１の実施形態に係る吊り上げ機構２００のテストモデルの概略図である。図４Ａは、第１の実施形態に係る吊り上げ機構２００の連絡部材２０２の一部の例を示す斜視図である。図４Ｂは、第１の実施形態に係る吊り上げ機構２００の連絡部材２０２の他の部分の例を示す斜視図である。図４Ｃは、第１の実施形態に係る吊り上げ機構２００の支持部材２０１の一例を所定の角度から見た斜視図である。図４Ｄは、第１の実施形態に係る吊り上げ機構２００の支持部材２０１の一例を他の角度から見た斜視図である。図４Ｅは、第１の実施形態に係る吊り上げ機構２００の外側リング１２４の凹部２０５の一例を示す斜視図である。図４Ｆは、第１の実施形態に係る吊り上げ機構２００の外側リング１２４の凹部２０５の一例を説明するための平面図である。
【００４１】
図２および図３に示すテストモデルは、電極板１２０およびクーリングプレート１２２の中で、吊り上げ機構２００を形成する部分だけを抽出してモデル化したものである。図２および図３に示す構造は概ね、図１の右半分の構成に対応する。説明の便宜上、図２および図３に示す各部のうち、図１に対応する要素については、図１と同じ参照符号を付す。
【００４２】
図２および図３の例では、クーリングプレート１２２は、中央部が若干下方に張り出した形状となっており、下方に張り出した部分の周囲に外側リング１２４が配置されている。また、図２の例では、クーリングプレート１２２および外側リング１２４は同じ直径の外円を有する部材として構成されている。このため、クーリングプレート１２２内部（中央部）に連絡部材２０２を挿入するための孔が、クーリングプレート１２２の外縁部に溝として形成されている。
【００４３】
また、外側リング１２４には、回転角度を制限するために、溝部１２６ａ，１２６ｂと、溝部１２６ａ，１２６ｂの各々に係合するスタッド１２７ａ，１２７ｂが設けられている。スタッド１２７ａ，１２７ｂは各々クーリングプレート１２２に形成されるソケットに係合する（図２にはソケット１２８ａのみを図示する。）。図２および図３に示す各部は、図１に示す吊り上げ機構２００の各部と同様に機能する。
【００４４】
吊り上げ機構２００の各部はたとえば、図４Ａ乃至図４Ｆに示す形状であってよい。ただし、図４Ａ乃至図４Ｆに示す形状は一例であって、上に説明した動作や機能を妨げない限り、適宜変更してよい。たとえば、図４Ａに示す連絡部材２０２の一部（フック部２０２ａおよびシャフト部２０２ｂに相当）を、連絡部材２０２の他の部分と一体的に成型してもよい。また、図４Ａに示すシャフト部２０２ｂの下面の切り込みはなくてもよい。
【００４５】
また、図４Ｂに示す連絡部材２０２の他の部分（ばね部２０２ｃおよび端部２０２ｄに相当）の形状も図４Ｂに示すものに限定されない。図４Ａおよび図４Ｂでは、シャフトとボールカムを用いて連絡部材２０２を構成するものとしている。しかし、これに限定されず、外側リング１２４に形成される機構と協働して、支持部材２０１を上方向に押し上げることができれば、連絡部材２０２の形状は適宜変更してもよい。
【００４６】
図４Ｃおよび図４Ｄに示す支持部材２０１は、図３に示すように、端部が球状に形成されたビスをはめ込むため下方に円形の中空部が形成されている。また、孔部２０１ａは、垂直方向に延びる２本の略円筒状の軸と略円筒状の係止部２０１ｂと下方の円筒状部分とに囲まれた形状となっている。しかし、これに限定されず、上に説明したように機能しうるのであれば、支持部材２０１も任意の形状に変更してよい。
【００４７】
図４Ｅおよび図４Ｆは、凹部２０５の一例を示す。図４Ｅに示すように、凹部２０５は曲面Ｃを有する。そして、曲面Ｃの一方端は外側リング１２４の内周面からＨ１の長さを有し、曲面Ｃの他方端は外側リング１２４の内周面からＨ２の長さを有する。図４Ｆに示すように連絡部材２０２の端部２０２ｄはまず、凹部２０５の長さＨ１の端部部分に係合する。その後、外側リング１２４を矢印Ｙ方向に回転させることで、端部２０２ｄが、凹部２０５の長さＨ２の端部部分へと摺動し、結果的に、矢印Ｚ方向へと押し込まれる。
【００４８】
ただし、凹部２０５および端部２０２ｄの形状は、図４Ｅおよび図４Ｆに示す形状に限定されない。凹部２０５の形状および端部２０２ｄの形状は、図４Ｅおよび図４Ｆに示すように、外側リング１２４が回転することによって連絡部材２０２をクーリングプレート１２２の中心方向にむけて押し込むことができるものであればよい。
【００４９】
（クーリングプレート１２２の構成例）
図５を参照し、本実施形態に係る吊り上げ機構２００を組み込んだクーリングプレート１２２の構成の一例を説明する。図５は、第１の実施形態に係る吊り上げ機構２００の各部の配置を説明するためのクーリングプレート１２２の概略図である。
【００５０】
図５中、クーリングプレート１２２上１０箇所に支持部材２０１を挿入する孔３００が形成されている。第１の実施形態では、クーリングプレート１２２の円周近傍だけでなく、中心に近い箇所でも支持部材２０１によって電極板１２０を吊り上げる。支持部材２０１をクーリングプレート１２２の半径方向複数位置に配置して電極板１２０を吊り上げることで、上部電極が消耗した後でもクーリングプレート１２２と電極板１２０との接触圧力の低下を防止して温度性能を向上させることができる。
【００５１】
なお、吊り上げ箇所は図５に示す１０箇所に限定されない。たとえば、クーリングプレート１２２と電極板１２０との間に伝熱シートを挟み込む場合等はさらに吊り上げ箇所を増やして締結力を高めることが望ましい。また、吊り上げ箇所は、図５に示すように複数の同心円上に略等間隔で配置する例に限定されない。たとえば、クーリングプレート１２２中のガス室１２５やガス吐出孔１２６の位置、クーリングプレート１２２および電極板１２０の重量等に応じて、吊り上げ箇所を変更することができる。
【００５２】
図５はまた、クーリングプレート１２２内に支持部材２０１および連絡部材２０２を挿入し、外側リング１２４を嵌合した状態を示す。左上の参照符号Ａで示す連絡部材２０２は、説明の便宜のために他の連絡部材２０２よりも長い形で図示する。図５に示すように、連絡部材２０２の長さは、支持部材２０１が挿入される吊り上げ位置からクーリングプレート１２２の外周までの長さに応じて決定される。図５の例では、５つの連絡部材２０２が他の５つの連絡部材２０２よりも長い。そして、連絡部材２０２がクーリングプレート１２２の外周を越えて外側リング１２４の凹部２０５に接触する（図示せず）。図５の例では、外側リング１２４を反時計回りに回転させることで、連絡部材２０２と凹部２０５とが接触する位置が変化し、連絡部材２０２がクーリングプレート１２２の中心方向へ押し込まれる。そして、連絡部材２０２が移動するにともない、フック部２０２ａの上端によって係止部２０１ｂが押し上げられて、電極板１２０がクーリングプレート１２２に締結される。外側リング１２４の回転が完了し、電極板１２０とクーリングプレート１２２の締結が完了した後、外側リング１２４をクーリングプレート１２２にねじ止め等することで、吊り上げが完了する。
【００５３】
複数の異なる長さの連絡部材２０２を用いるため、クーリングプレート１２２には長さの異なる２種類の孔３０２が形成される。このように、クーリングプレート１２２の外周または中心からの位置が異なる複数の位置に吊り上げ箇所を配置することで、上部電極の消耗により電極板１２０の中央部が垂れ下がることを防止することができる。
【００５４】
（第１の実施形態の効果）
上記のように、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置および上部電極アセンブリは、一部がクーリングプレート１２２内に配置され、上部電極１２０を重力方向に支持する支持部材２０１と、一部がクーリングプレート１２２内に配置されてクーリングプレート１２２の径方向に延び、支持部材２０１と係合する連絡部材２０２と、連絡部材２０２をクーリングプレート１２２の径方向内側へ摺動させることで、支持部材２０１を上方向に押し上げて、上部電極１２０をクーリングプレート１２２に吊り上げる摺動部材１２４と、を備える。このように構成することで、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置は、支持部材２０１、連絡部材２０２および摺動部材１２４の形状を工夫することにより上部電極１２０の吊り上げ力を柔軟に調整することができる。また、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置は、クーリングプレート１２２と電極板１２０とを支持部材２０１、連絡部材２０２および摺動部材１２４によって締結することにより、上部電極１２０の温度変動を改善することができる。
【００５５】
また、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置において、摺動部材１２４は、クーリングプレート１２２の外周上を回転することで、連絡部材２０２を摺動させる。このため、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置は、簡単な構成によって、上部電極１２０をクーリングプレート１２２に吊り上げることができる。
【００５６】
また、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置において、連絡部材２０２は、クーリングプレート１２２の中心側に配置され、上端が傾斜面として形成され、支持部材２０１と係合する鉤部２０２ａを有する。このため、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置は、簡単な構成によって、上部電極１２０をクーリングプレート１２２に吊り上げることができる。
【００５７】
また、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置において、連絡部材２０２は、シャフトとボールカムとを含む。このため、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置は、シャフトとボールカムによって吊り上げ力の微細な調整を行うことができる。
【００５８】
また、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置において、支持部材２０１は、連絡部材２０２の鉤部２０２ａが貫通する孔部２０１ａを有する。このため、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置は、いったん支持部材２０１と連絡部材２０２とを係合させた後は、支持部材２０１が脱落することなく、電極板１２０のクーリングプレート１２２への吊り上げ作業を実行することができる。
【００５９】
また、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置において、連絡部材２０２の鉤部２０２ａの傾斜面上を支持部材２０１の孔部２０１ａが移動することで、支持部材２０１はクーリングプレート１２２の垂直方向上方へ持ち上げられる。このため、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置は、簡単な構造の連絡部材２０２および支持部材２０１を用いて、電極板１２０をクーリングプレート１２２に吊り上げることができる。
【００６０】
また、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置において、摺動部材１２４は、連絡部材２０２の端部が係合する、クーリングプレート１２２の周方向に延びる凹部２０５を有し、連絡部材２０２は、摺動部材１２４の回転に伴い、端部が凹部の周方向第１端から周方向第２端へ移動することで、クーリングプレート１２２の径方向内側へ摺動される。このため、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置は、簡単な構成および単純な操作によって電極板１２０をクーリングプレート１２２に吊り上げることができる。
【００６１】
また、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置において、支持部材２０１を、クーリングプレート１２２と同一の中心を有する少なくとも二つの同心円上に複数配置し、当該複数の支持部材２０１と各々係合する複数の連絡部材２０２を、一つの摺動部材１２４によって摺動させる。このため、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置は、クーリングプレート１２２に吊り上げられる上部電極１２０に対して、複数の位置で同時かつ均一に吊り上げ力を加えることができる。また、複数の位置でクーリングプレート１２２と上部電極１２０とを締結するため、上部電極１２０が消耗した場合でもクーリングプレート１２２との界面圧力の低下を抑制することができる。そのため、エッチングレートの変動や、上部電極１２０の温度変動等を抑制することができる。
【００６２】
（その他の実施形態）
第１の実施形態に係るプラズマ処理装置および上部電極アセンブリについて説明した。しかし、これに限定されず、本発明の範囲内で種々の変形を実現できる。
【００６３】
たとえば、支持部材２０１の端部は球形状として熱膨張に追従するように構成してもよい。また、ばね部２０２ｃを構成するスプリングを互い違いに配置して軸力を変更することも可能である。軸力は、このほか連絡部材２０２（シャフト部２０２ｂ）の長さを調整することによっても調整することができる。
【００６４】
また、第１の実施形態に係る上部電極アセンブリ１１０を、下方から外側リング１２４を回転させることができるようにチャンバ内に配置してもよい。この場合、プラズマ処理装置の他の構成要素を取り外したりせずに、外側リング１２４を回転させて電極板１２０を取り外し、交換を行うことができる。
【００６５】
また、支持部材２０１を配置する位置や個数は、クーリングプレート１２２および電極板１２０の大きさや重量に応じて適宜変更することができる。
【００６６】
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、添付の特許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。
【符号の説明】
【００６７】
１１０  上部電極アセンブリ
１２０  電極板（上部電極）
１２１  ガス吐出孔
１２２  クーリングプレート
１２４  外側リング（摺動部材）
１２５  ガス室
２００  吊り上げ機構
２０１  支持部材
２０１ａ  孔部
２０１ｂ  係止部
２０２  連絡部材
２０２ａ  フック部
２０２ｂ  シャフト部
２０２ｃ  ばね部
２０２ｄ  端部
２０５  凹部
Ｃ  曲面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５】
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【図６】
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