(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理チャンバで使用するように構成されるとともに、プラズマ処理の最中に高周波（ＲＦ）電源で通電されて電極として作用する基板保持チャックの少なくとも一部分に重なるように構成される、フォーカスリングであって、
前記プラズマ処理の最中に前記プラズマ処理チャンバ内のプラズマ領域に露出する上面と、
前記フォーカスリングの前記上面よりも下に前記フォーカスリングと一体的に形成されているチャック重なり部分であって、その内部に間隙を有するチャック重なり部分と、
を備えるフォーカスリング。
【請求項２】
プラズマ処理チャンバで使用するように構成されるとともに、プラズマ処理の最中に高周波（ＲＦ）電源で通電されて電極として作用する基板保持チャックの少なくとも一部分に重なるように構成される、フォーカスリングであって、
前記プラズマ処理の最中に前記プラズマ処理チャンバ内のプラズマ領域に露出する上面と、
前記基板保持チャックの前記一部分に重なるチャック重なり部であって、前記フォーカスリングを前記プラズマ処理チャンバ内に設置したときに前記基板保持チャックの前記一部分を少なくとも部分的に覆う導電性インサートを備えるチャック重なり部分と、
を備え、
前記導電性インサートは接地されている、フォーカスリング。
【請求項３】
プラズマ処理チャンバで使用するように構成されるとともに、プラズマ処理の最中に前記プラズマ処理チャンバ内のプラズマ領域に露出するように構成される上面を有し、前記プラズマ処理の最中に高周波（ＲＦ）電源で通電されて電極として作用する基板保持チャックの少なくとも一部分に重なるように構成される、フォーカスリングの腐食を軽減するための方法であって、
前記基板保持チャックの前記一部分に重なり、前記フォーカスリングの上面よりも下に前記フォーカスリングと一体的に形成されているチャック重なり部分であって、その内部に間隙を有するチャック重なり部分を形成する工程を備える、方法。
【請求項４】
請求項３記載の方法であって、
前記間隙のサイズは、前記プラズマ処理の最中にプラズマが前記真空間隙内で発生しないように、前記プラズマ処理の最中における前記プラズマ処理チャンバの作動電圧およびＲＦ電源の設定に対応して決定されている、方法。
【請求項５】
プラズマ処理チャンバで使用するように構成されるとともに、プラズマ処理の最中に前記プラズマ処理チャンバ内のプラズマ領域に露出するように構成される上面を有し、前記プラズマ処理の最中に高周波（ＲＦ）電源で通電されて電極として作用する基板保持チャックの少なくとも一部分に重なるように構成される、フォーカスリングの腐食を軽減するための方法であって、
前記プラズマ処理の最中に前記プラズマ処理チャンバ内の前記プラズマ領域に露出する上面と、前記基板保持チャックの前記一部分に重なり、、前記フォーカスリングの上面よりも下に前記フォーカスリングと一体的に形成されているチャック重なり部分であって、その内部に間隙を有するチャック重なり部分を有する前記フォーカスリングを提供する工程と、
前記フォーカスリングを前記プラズマ処理チャンバの内部に設置する工程と、
を備える、方法。
【請求項６】
請求項１記載のフォーカスリングであって、
前記間隙は、前記基板保持チャックと前記フォーカスリングの上部表面の間のインピーダンスを増加させる、フォーカスリング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体製品の製造に関し、特に、プラズマ処理システムにおける改良フォーカスリングおよびそのための方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
半導体製品（集積回路またはフラットパネルディスプレイ等）の製造において、プラズマ処理の使用は周知である。プラズマ処理は一般に、プラズマ処理チャンバ内における基板（例えば、ガラスパネルまたは半導体ウェハ）の処理を含む。プラズマは、プラズマ処理チャンバのなかで、適切なエッチャントまたは堆積用のソースガスから生成され、基板表面上の材料層のエッチングまたは堆積を行う。
【０００３】
議論を促進するため、図１に、基板上にプラズマ処理を施すのに適したプラズマ処理システムである誘導結合プラズマ処理システムの概略を示した。図の簡略化のため、図１およびその他の図面のいずれも正確な縮尺率をもとには描かれていない。本明細書では、誘導結合プラズマ処理システムに関して詳細な論議を展開するが、ここで開示する本発明は、堆積、洗浄、および／またはエッチングに適用される処理システムを含んだ周知のあらゆるプラズマ処理システムに利用し得る。エッチングシステムに関しては、本発明は、例えば誘導結合プラズマエッチング、ドライエッチング、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、磁気強化反応性イオンエッチング（ＭＥＲＩＥ）、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）エッチング等に利用し得る。ここで、上記事実は、プラズマへのエネルギ供給が、静電結合平行電極板、ＥＣＲマイクロ波プラズマソース、または、ヘリコン共振器、ヘリカル共振器、およびコイル構成（平面状または非平面状のいずれかによらない）等の誘電結合ＲＦソースの、いずれを通じてなされるかによらない。なかでもＥＣＲおよび誘導結合プラズマ処理システムは、商業的に容易に入手可能である。ＴＣＰ（商標）誘導結合プラズマシステム等の誘導結合プラズマシステムは、カリフォルニア州フリーモント市に所在のラム・リサーチ・コーポレーションから入手することができる。
【０００４】
図１に示されるように、プラズマ処理システム１００は、プラズマ処理チャンバ１０２を備えている。チャンバ１０２の上方には、電極１０４が配置されている。電極１０４は、図１の例ではコイルにより具現化されている。電極１０４は、従来の整合回路網１０８を介して高周波（ＲＦ）ジェネレータ１０６により通電される。図１の例では、ＲＦジェネレータ１０６は、周波数が約１３．５６ＭＨｚのＲＦエネルギを供給するが、その他の適切な周波数を利用しても良い。
【０００５】
プラズマ処理チャンバ１０２には、シャワーヘッド１１０が示されている。これは、ガス状のエッチャントまたは堆積用のソースガスを、自身と基板１１４の間に位置する領域１１２に放出するための、ガス分布装置を構成している。基板１１４は、プラズマ処理チャンバ１０２に導入され、基板保持チャック１１６上に配置される。このチャック１１６は、静電（ＥＳＣ）チャック（単極または二極のいずれかに構成される）として具現化しても良い。チャック１１６は、メカニカルチャック、真空チャック、または単なるワークホルダでも良い。チャック１１６は第２の電極として作用し、整合回路網１２０を介して高周波（ＲＦ）ジェネレータ１１８によりバイアスをかけられる。図１の例のＲＦジェネレータ１１８もまた、周波数が約１３．５６ＭＨｚのＲＦエネルギを供給するが、その他の適切な周波数を利用しても良い。
【０００６】
プラズマ処理を促進するため、エッチャントまたは堆積用のソースガスをシャワーヘッド１１０から流し、ＲＦジェネレータ１０６，１１８から供給されるＲＦエネルギで点火する。プラズマ処理の最中には、副生物であるガスが、（適切なターボポンプ構成を使用して）排気ポート１２２を経てチャンバ１０２から排出される。プラズマ処理の完了後、基板１１４をプラズマ処理チャンバ１０２から取り除き、完全なフラットパネルディスプレイまたは集積回路を形成するための、追加の処理工程を実施する。
【０００７】
図１には、フォーカスリング１２４も示されている。図１の例では、フォーカスリング１２４の一部分が、基板１１４の下に位置するとともに基板保持チャック１１６を部分的に覆っている。プラズマ処理技術の当業者には周知のように、フォーカスリングは、ＲＦ誘導プラズマ領域１１２からのイオンを基板１１４の表面上で焦点合わせすることにより、基板（特にエッジ部分の）処理の均一性を改良することができる。これは、ＲＦ電源が（高周波ジェネレータ１１８から）基板保持チャック１１６に供給されると、基板１１４およびフォーカスリング１２４上に等電位線が形成されるためである。これらの等電位線は静止しておらず、ＲＦサイクルにともない変化する。場を時間平均すると、プラズマの全体部分が正で、基板１１４および基板保持チャック１１６の表面が負となる。幾何学的要因により、基板１１４のエッジ部分における等電位線は不均一である。フォーカスリングは、プラズマと作動電極（例えば、ＲＦで作動するチャック１１６）の間でコンデンサとして作用することにより、大部分のＲＦ結合が、基板１１４を介してその上のプラズマと行われるように仕向けることができる。
【０００８】
プラズマ処理では、陽イオンが等電位線（図１に等電位線１３０として示される）を通過しながら加速し、基板１１４の表面に衝突することにより、望ましい処理効果（堆積または異方性エッチング等）を提供する。イオンの加速および基板１１４へのその衝撃は、一般に適切に制御されるのが望ましいが、このようなイオンの加速およびフォーカスリング１２４への衝撃は、フォーカスリング１２４を不当に腐食する恐れがある。従来技術では、フォーカスリングの腐食は典型的に不可避であると考えられてきたため、このような腐食が引き起こす影響（例えば微粒子汚染）を最小化することに、ほとんどの注意が向けられていた。例えば、従来技術のシステム設計者は、プラズマ処理チャンバの壁または基板１１４と類似の材料でフォーカスリング１２４を形成することにより、腐食が原因でチャンバ内に異なるタイプの微粒子汚染が導入されないように工夫している。従来技術では、フォーカスリング１２４の形成に酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）を使用することが多い。
【０００９】
しかし、良く知られているように、酸化アルミニウムは、高誘電率すなわち低インピーダンスの材料である。このため、フォーカスリング１２４の上面１３４とプラズマシースの間には大きな電位差が生じる。この電位差は、フォーカスリング１２４の上面１３４に沿って多数の等電位線１３０が存在することからも明らかである。上面１３４の上に多数の等電位線が存在すると、フォーカスリング１２４の上面１３４に、ＲＦ誘導プラズマ領域１１２からのイオンが強い力で衝突する。これは、イオンが、等電位線を通過する際にその等電位線と直交する方向に加速されるからである。
【００１０】
イオンがフォーカスリング１２４の上面１３４におよぼす衝撃は、上述した汚染問題以外にも望ましくない影響をもたらす。例えば、フォーカスリング１２４が衝突イオンにより十分に腐食されると、今度はその下に配置されたチャック１１６がプラズマ材料の攻撃を受けるため、さらなる（そして異なるタイプの）微粒子汚染が引き起こされ、最終的にはチャック１１６を交換する必要が生じる。さらに、チャック１１６が静電（ＥＳＣ）チャック（すなわち、静電力に依存してその上面に基板１１４をクランプするチャック）である場合には、チャックからプラズマへの電流漏れ（腐食されたフォーカスリング１２４を経てプラズマがチャック１１６に直接接触するため）により、ＥＳＣチャックが基板１１４をクランプする能力が損なわれる恐れが生じる。適切にクランプされていないと、プラズマ処理の最中に基板がチャックから外れたり、あるいは、基板とチャックの間の熱伝導が、十分な処理結果を保証するためには不十分になったりする恐れがある。
【００１１】
以上からわかるように、プラズマ処理チャンバにおいて、フォーカスリングの腐食を軽減するための改良技術が望まれている。
【００１２】
【発明の概要】
本発明の１つの実施形態は、プラズマ処理チャンバにおいて使用されるように構成されたフォーカスリングに関する。フォーカスリングは、基板保持チャックの少なくとも一部分に重なるように構成される。この基板保持チャックは、プラズマ処理の最中に高周波（ＲＦ）電源で作動されて、電極として作用する。フォーカスリングは、プラズマ処理の最中にプラズマ処理チャンバのプラズマ領域に露出する上面を有している。フォーカスリングはさらに、基板保持チャックの一部分に重なるチャック重なり部分を有しており、チャック重なり部分の少なくとも一部分は、フォーカスリングの残りの部分よりも低誘電率の第１の材料で形成される。
【００１３】
本発明の別の実施形態は、プラズマ処理チャンバにおいて使用されるように構成されたフォーカスリングに関する。フォーカスリングは、基板保持チャックの少なくとも一部分に重なるように構成される。この基板保持チャックは、プラズマ処理の最中に高周波（ＲＦ）電源で作動されて、電極として作用する。フォーカスリングは、プラズマ処理の最中にプラズマ処理チャンバのプラズマ領域に露出する上面を有している。フォーカスリングはさらに、基板保持チャックの一部分に重なるチャック重なり部分を有する。チャック重なり部分は、フォーカスリングをプラズマ処理チャンバ内に設置した際に、基板保持チャックの一部分を少なくとも部分的に覆うような、伝導インサートを有する。
【００１４】
本発明のさらに別の実施形態は、プラズマ処理チャンバにおいて使用されるように構成されたフォーカスリングの腐食を軽減するための方法に関する。フォーカスリングは、プラズマ処理の最中にプラズマ処理チャンバのプラズマ領域に露出するように構成された上面を有する。フォーカスリングはまた、基板保持チャックの少なくとも一部分に重なるように構成され、この基板保持チャックは、プラズマ処理の最中に高周波（ＲＦ）電源で作動されて、電極として作用する。この方法は、フォーカスリングのチャック重なり部分に、フォーカスリングの他の部分よりも低誘電率の低誘電率部分を形成する工程を含む。このフォーカスリングにおいて、チャック重なり部分は基板保持チャックの一部分に重なる。
【００１５】
本発明の上記およびその他の特徴を、以下に続く発明の詳細な説明において、図と関連させながらさらに詳しく説明する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
添付の図面に示される本発明のいくつかの好ましい実施形態にもとづき、本発明を詳細に説明する。以下の説明では、本発明の完全な理解を促すために多くの項目を特定している。しかしながら、当業者には明らかなように、本発明は、これらの項目の一部または全てを特定しなくても実施することができる。また、本発明を不必要に不明瞭化するのを避けるため、周知の処理工程および／または構造の説明は省略した。
【００１７】
本発明の特徴によれば、フォーカスリングは、その上面で等電位線（例えば、図１の等電位線１３０）を曲げることにより、プラズマからのイオンがフォーカスリング１２４に衝突する際のエネルギを小さくするように構成されている。フォーカスリングの上面に存在する等電位線の本数を減らすことにより、フォーカスリングの上面とプラズマの間の電位差を縮め、イオンがフォーカスリングの上面に衝突する際のエネルギを小さくすることができる。イオンによる衝撃が小さくなると、これに付随してフォーカスリングの腐食も軽減される。
【００１８】
本発明の実施形態では、ＲＦ作動チャックを覆うフォーカスリングの少なくとも一部分を、低誘電率の材料または低誘電率の領域で形成し、その下に配置されるチャックからフォーカスリングを経てプラズマに至るまでのインピーダンスを増加させる。インピーダンスが増加すると、チャックからフォーカスリング上面にかけてより大きな電圧降下が生じるため、フォーカスリングの上面とプラズマの間の電位差を縮め、フォーカスリング上面にイオンが衝突する際のエネルギを小さくすることができる。
【００１９】
上述した低誘電率の材料は、一般に、任意の適した材料で良い（従来技術の酸化アルミニウムよりも低誘電率の任意の適した材料等）。このような低誘電率の材料は、例えば、石英、プラスチック（例えばポリイミド）、窒化ホウ素、窒化アルミニウムを含む。本発明の実施形態では、上述した低誘電率の領域を、フォーカスリング自身に包括される真空間隙により具現化しても良い。別の実施形態では、フォーカスリング全体を低誘電率の材料で形成しても良い。
【００２０】
さらに別の実施形態では、接地されたインサート（挿入部）がフォーカスリングに組み込まれる。接地されたインサートは少なくとも、フォーカスリングのうちチャックを覆う部分に配置されている。接地されたインサートは、自身に向けて有利に等電位線を曲げることにより、フォーカスリングの上面から等電位線を逸らすことができる。上述したように、フォーカスリングの上面に存在する等電位線の本数が少ないほど、イオンがフォーカスリングの上面に衝突する際のエネルギは小さくなり、フォーカスリングの腐食を軽減することができる。
【００２１】
本発明の特徴および利点に関する議論を促進するため、図２に、従来技術によるフォーカスリング１２４、チャック１１６、および基板１１４を部分的に拡大して示した。図２に示されるように、フォーカスリング１２４は、基板保持チャック１１６の上に重なる部分（すなわち、図２のフォーカスリングのうち点線２０２の左側に相当する部分）を有する。従来技術による酸化アルミニウム製のフォーカスリング１２４を使用すると、酸化アルミニウムが高誘電率の材料であるため、等電位線１３０は、フォーカスリング１２４のうちチャック１１６に重なる部分に対して実質的平行な状態を維持する。その結果、プラズマシースからのイオンは、等電位線に垂直な方向に加速されてフォーカスリング１２４の上部表面（上面）１３４に衝突するとともに、間隙２０４を経てフォーカスリング１２４の下部の表面２０６にも衝突する。上述したように、上部表面１３４および下部表面２０６に激しい衝撃が加わると、汚染の問題が生じ、フォーカスリング１２４の寿命が縮む原因となる。時間が経過し、フォーカスリング１２４のうちチャック１１６に重なる部分が腐食されてしまうと、イオンはチャック１１６に直接衝突するようになり、チャック１１６の損傷を引き起こす。腐食により、基板１１４とフォーカスリングの下部表面２０６との間に間隙が増加するため、より多くのプラズマ残渣がチャック１１６の上に堆積する。また、腐食によりフォーカスリングの外観が損なわれ、フォーカスリングの交換が必要となる。
【００２２】
図３に、本発明の実施形態にもとづく改良フォーカスリングの設計を示した。この改良フォーカスリングは、低誘電率のインサートを利用してチャックとフォーカスリング上部表面の間のインピーダンスを増加させるものである。この改良フォーカスリングは、プラズマ処理の最中に等電位線を有利に変形することにより、プラズマシース内のイオンがフォーカスリングの上部および下部の水平面に衝突する際の衝撃を小さくする。図３には、基板１１４およびチャック１１６が再び示されている。フォーカスリング３０２は、図２のフォーカスリング１２４と実質的に類似の形状を有するフォーカスリングである。ただし、特定のシステムにおいては、フォーカスリング３０２の特定の形状は、チャック１１６、基板１１４、および／またはその他の構成に依存して変化しても良い。このため、図３のフォーカスリング３０２の厳密な形状は、例示のみを目的としており、いかなる意味でも非限定的である。
【００２３】
フォーカスリング３０２は、プラズマ処理の最中にプラズマ環境に露出する上部表面３０４を有することが好ましい。フォーカスリング３０２はさらに、プラズマ処理の最中に基板１１４および（基板１１４とフォーカスリング３０２との間に位置する）間隙３０８の下に配置される下部表面３０６を有する。図３に示されるように、フォーカスリング３０２の一部分（すなわち、フォーカスリング３０２のうち点線３１０の左側に相当する部分）は、チャック１１６の上に重なる。ここで、基板１１４の上方から見たときに、このチャック重なり部分が基板１１４を実質的に取り囲んでいる点に理解する必要がある。
【００２４】
本発明の実施形態によれば、チャック重なり部分３１２の少なくとも一部分は、チャック１１６とフォーカスリング３０２の上部表面３０４の間でインピーダンスが増加するように構成される。上述したように、インピーダンスが増加すると、チャック１１６と上部表面３０４との間で大きな電圧降下が生じるため、フォーカスリング３０２の上部表面３０４とその上を覆うプラズマシースの間で電位差が小さくなる。また、チャック重なり部分３１２におけるインピーダンスの増加により、間隙３０８内の等電位線をチャック１１６に向けて曲げ、上部表面３０４からほぼ下向きに逸らすことができる。
【００２５】
等電位線の形状がこのように変化すると、上部表面３０４の上方に存在する等電位線の本数が少なくなるため、プラズマ領域からのイオンが、上部表面３０４に衝突するまでに受け取るエネルギも減少する。等電位線が曲がることにより（図３では等電位線３１４で示される）、間隙３０８に入射するイオンはすべて基板１１４のエッジに向けて方向付けられる（イオンは、等電位線を通過する際にその等電位線とほぼ直角の方向に加速されるため）。このため、下部表面３０６に衝突するイオンは減少し、衝突するにしても、どのイオンも図２の状況に比べて一般に小さいエネルギで衝突するようになる。
【００２６】
本発明の実施形態では、チャック重なり部分３１２の少なくとも一部分を従来技術のフォーカスリング（酸化アルミニウムＡｌ2Ｏ3で形成されるのが典型的である）より低誘電率の材料で形成することにより、チャック１１６とフォーカスリング３０２の上部表面３０４との間におけるインピーダンスを達成することができる。本発明の実施形態では、フォーカスリング３０２は、石英、またはプラズマエッチング環境に耐え得る任意のプラスチック材料で形成され得る。ここで、従来技術では、プラズマエッチング環境においてプラスチック材料をフォーカスリング３０２に使用することは、微粒子汚染への懸念があるため望ましくないとされていた点に注意が必要である。これに対して、本発明では、フォーカスリング３０２の上部表面３０４および下部表面３０６に沿って腐食が軽減され、微粒子汚染への懸念が緩和されるため、ポリイミド等の多用途プラスチック材料の使用が促進される（市販の多用途プラスチック材料の一例に、デュポン[商標]社のヴェスペルがある）。
【００２７】
フォーカスリング３０２全体を低誘電率の材料で形成するか、あるいはフォーカスリング３０２の一部分（例えばチャック重なり部分３１２）のみを低誘電率の材料で形成するかの、いずれかの方法が考えられる。もちろん、チャック重なり部分３１２の一部分のみを低誘電率の材料で形成した場合にも、チャック１１６と上部表面３０４の間のインピーダンスを増加させることができる。例えば、点線３１０の左側に位置する任意の一部分を低誘電率の材料で形成し、フォーカスリングの腐食を軽減しても良い。例えば、フォーカスリング３０２を従来のフォーカスリング用の材料で形成したうえで、チャック重なり部分３１２の少なくとも一部分の内部に、低誘電率の材料で形成したインサートを（水平に、垂直に、または傾いて）提供しても良い。フォーカスリングが従来の材料で形成され、その内部にインサートが封入されている場合には、チャンバ内に新しい材料が導入されることはない。このため、改良フォーカスリングの使用に先立って、多方面の試験を行う必要がない。
【００２８】
本発明の実施形態では、フォーカスリング３０２のチャック重なり部分３１２に１つまたはそれ以上の低誘電率領域（例えば間隙）を提供することにより、チャック１１６の低部とフォーカスリング３０２の上部表面３０４の間にインピーダンスを発生させる。図４は、チャック重なり部分３１２に２つの間隙４０２，４０４が形成された場合の実施形態を示した図である。図４において、真空間隙４０２，４０４は、それらの全体がチャック重なり部分３１２の中に完全に収まっているが、もし必要であれば、これらの間隙を、点線３１２を越えてフォーカスリング３０２の内部まで広げても良い。真空間隙はさらに、フォーカスリング３０２の下部表面に対して水平または傾けて配置して良く、提供されるその数はいくつでも良い。
【００２９】
一般に、真空間隙は任意のサイズで良い。真空間隙のサイズは、しかしながら、プラズマ処理中にプラズマが間隙内で発生できない大きさであることが好ましい。もちろん、真空間隙の厳密なサイズは、プラズマ処理中におけるプラズマ処理チャンバ内の圧力および／またはチャンク１１６への高周波（ＲＦ）電源の供給量に依存する。例えば、プラズマ処理中に真空間隙内でプラズマが発生しないように、パッシェンの法則を利用して真空間隙のサイズを決定しても良い。また、間隙の数およびサイズは、フォーカスリングの構造的・機械的完全性を熟考のうえで決定するべきである。
【００３０】
本発明の別の実施形態によれば、プラズマ処理中の等電位線の形状を変化させ、フォーカスリングの腐食を軽減するために、導電性インサート（すなわち、金属板または金属リング）をフォーカスリングに提供しても良い。図５には、フォーカスリング３０２のチャック重なり部分３１２内に配置された、導電性インサート５０２が示されている。導電性インサート５０２は任意の適した形状を採ることができるが、図５の実施形態では、フォーカスリング３０２のチャック重なり部分３１２に埋め込まれた金属リングまたは金属板として表されている。導電性インサート５０２はさらに、点線３１０を越えてフォーカスリング３０２の他の部分に広がっても良く、フォーカスリング３０２の下部表面３０６に対してあらゆる角度（平行を含む）で配置されて良い。もし必要であれば、導電性インサート５０２を、実質的に導電性のポリシリコンか、またはその他任意の適した実質的に導電性の材料で形成しても良い。導電性インサート５０２はまた、ＲＦ阻止コンデンサ（図５にコンデンサ５０４として示される）を経て接地されることが好ましい。
【００３１】
導電性インサート５０２の存在により、等電位線をフォーカスリング３０２の上部表面３０４から逸らせ、上部表面３０４の上に存在する等電位線の本数を減少させる（これに付随して、イオンがフォーカスリング３０２の上部表面３０４および下部表面３０６に衝突する際の衝撃も小さくなる）。導電性インサートはフォーカスリングの内部に実質的に埋め込まれているため、フォーカスリングそのものは、処理環境との適合性を第一に考慮して選択される材料を含む任意の材料で形成され得る。本発明のこの特徴は、システム設計者が、フォーカスリングの構成に使用される材料を大きな柔軟性でもって設定でき、なお且つフォーカスリングの腐食を軽減できるという点において、特に有益である。導電性インサートはまた、フォーカスリングの他の領域に対するイオンの衝撃を増大させて、ポリマの堆積が減少するように設計することもできる。
【００３２】
図６は、本発明のさらに別の実施形態を示した図であり、チャック１１６とフォーカスリング３０２の上部表面３０４との間のインピーダンスを増加させるため、チャック重なり部分３１２の少なくとも一部分に複数の低誘電率層が提供されている。図６の実施形態では、３つの代表的な低誘電率インサート６０２，６０４，６０６が示されている。図６の複数のインサートは、チャック１１６と上部表面３０４の間のインピーダンスを増加させてフォーカスリングの腐食を軽減させるために、複数の水平、垂直、または傾いた低誘電率インサートが提供され得ることを示している。
【００３３】
もし必要であれば、インサート６０２，６０４，６０６のいずれかを省略するか、またはより多数のインサートを利用しても良い。例えば、必要に応じて垂直のインサート６０２を省略しても良く、または、垂直のインサート６０２，６０４を省略し、低誘電率インサート６０６がフォーカスリング材料内に完全に封入されるようにしても良い。このように封入されると、低誘電率の材料は主として処理環境から保護されるため、低誘電インサートに使用できる材料の範囲を実質的に広げることができる。また、低誘電率材料をフォーカスリング内部に封入することにより、上述したように、設計者はフォーカスリングの材料を腐食の軽減以外の目的に合わせて設定することができる（すなわち設計者は、フォーカスリング３０２の残りの部分を、処理との適合性を目的として従来技術の酸化アルミニウム材料で形成するように設定しても良い）。
【００３４】
以上からわかるように、本発明では、チャンバの設計を変更する（チャック１１６、基板１１４等の形状または相対位置の変更等）必要なくフォーカスリングの腐食を軽減することができる。等電位線を逸らせ、イオンをフォーカスリングの上部表面および下部表面に実質的に小さい衝撃力で衝突させて、フォーカスリングの腐食を実質的に軽減することにより、プラズマ処理チャンバ内における微粒子汚染の程度を下げ、フォーカスリングの寿命を延ばすことができる。
【００３５】
当業者には理解できるように、微粒子生成の程度を下げることにより、平均洗浄間隔時間（ＭＴＢＣ：mean time between cleans）を増加させ、プラズマ処理システムの所有コストを下げることができる。さらに、低誘電率材料、低誘電率領域、および／または導電性インサートを、フォーカスリングの腐食制御以外の目的で（例えば処理の適合性を第１に考慮して）材料選択されたフォーカスリング内に完全に封入した場合にも、腐食の制御という目的を達成することができる。
【００３６】
以上、本発明をいくつかの好ましい実施形態にもとづいて説明したが、本発明の範囲内における他の選択肢、変形、および同等物を実施することも可能である。本発明で開示したフォーカスリングは、例えば、その腐食を望ましい程度まで軽減するために、上述した実施形態における低誘電率部分（間隙等の低誘電率領域または低誘電率インサートのいずれか）および／または接地された導電性インサートを任意に組み合わせて具現化することもできる。また、本発明による方法および装置は、代替の方式により具現化しても良い。このため、添付した請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲を逸脱しない全ての選択肢、変形、および同等物を含むものとして解釈される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  基板にプラズマ処理を施すのに適したプラズマ処理システムである誘電結合プラズマ処理システムの概略図である。
【図２】  図１のプラズマ処理システムに設置された従来技術によるフォーカスリングの部分的拡大図である。
【図３】  低誘電率のインサートを利用してチャックとフォーカスリング上部表面の間のインピーダンスを増加させる、本発明の実施形態にもとづくフォーカスリングの部分図である。
【図４】  間隙を利用してチャックとフォーカスリング上部表面の間のインピーダンスを増加させる、本発明の別の実施形態にもとづくフォーカスリングの部分図である。
【図５】  接地された導電性インサートを利用してチャックとフォーカスリング上部表面の間のインピーダンスを増加させる、本発明のさらに別の実施形態にもとづくフォーカスリングの部分図である。
【図６】  多数のインサートを利用してチャックとフォーカスリング上部表面の間のインピーダンスを増加させる、本発明のさらに別の実施形態にもとづくフォーカスリングの部分図である。
【符号の説明】
１００  …プラズマ処理システム
１０２  …プラズマ処理チャンバ
１０４  …電極
１０６  …ＲＦジェネレータ
１０８  …整合回路網
１１０  …シャワーヘッド
１１２  …ＲＦ誘導プラズマ領域
１１４  …基板
１１６  …基板保持チャック
１１８  …ＲＦジェネレータ
１２０  …整合回路網
１２２  …排気ポート
１２４  …フォーカスリング
１３０  …等電位線
１３４  …フォーカスリングの上部表面
２０６  …フォーカスリングの下部表面
３０２  …フォーカスリング
３０４  …フォーカスリングの上部表面
３０６  …フォーカスリングの下部表面
３０８  …間隙
３１２…チャック重なり部分
３１４  …等電位線
４０２  …真空間隙
４０４  …真空間隙
５０２  …導電性インサート
５０４  …コンデンサ
６０２  …低誘電率のインサート
６０４  …低誘電率のインサート
６０６  …低誘電率のインサート
【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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