(57)【要約】【課題】歩留まりを向上させたプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】真空容器内部に配置された減圧可能な処理室と、この処理室内に配置され処理対象の基板がその上面に載せられる試料台とを備え、減圧された前記処理室内に形成したプラズマを用いて前記基板を処理するプラズマ処理装置であって、前記試料台が、その上面に載せられた前記基板を静電気力により吸着して保持する上部部材と、この上部部材の下方ですき間を開けて配置され内部に冷媒が通流する流路が配置された下部部材と、前記上部部材と下部部材との間に配置されこれらを吸着させる静電気力を形成するための電極と、吸着された前記上部部材と下部部材との間の前記すき間に熱伝達用のガスを導入するガス導入路とを備えた。【選択図】  図１
2016136552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内部に配置された減圧可能な処理室と、この処理室内に配置され処理対象の基板がその上面に載せられる試料台とを備え、減圧された前記処理室内に形成したプラズマを用いて前記基板を処理するプラズマ処理装置であって、
前記試料台が、その上面に載せられた前記基板を静電気力により吸着して保持する上部部材と、この上部部材の下方ですき間を開けて配置され内部に冷媒が通流する流路が配置された下部部材と、前記上部部材と下部部材との間に配置されこれらを吸着させる静電気力を形成するための電極と、吸着された前記上部部材と下部部材との間の前記すき間に熱伝達用のガスを導入するガス導入路とを備えたプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、
前記上部部材の内部に配置されたヒーターを備えたプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプラズマ処理装置であって、
前記上部部材の上部に配置されその上に載せられた前記基板を吸着する前記静電気力を形成するための電極を内蔵した誘電体製の膜を備えたプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載のプラズマ処理装置であって、
前記上部部材と下部部材との間に配置されこれらを吸着させる前記電極を内蔵した別の誘電体製の膜を備え、この別の誘電体製の膜の表面粗さが前記上部部材の上部に配置された前記誘電体製の膜の表面粗さより小さくされたプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載のプラズマ処理装置であって、
前記上部部材と下部部材との間の電極にこれらを吸着させる静電気力を形成するために供給される電圧が、前記上部部材の上部に配置された電極に前記基板を吸着させる静電気力を形成するために供給される電圧より小さくされたプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空容器内部の処理室内に配置された試料台上に処理対象の半導体ウエハ等の基板状の試料を載せて当該処理室内に形成したプラズマを用いて処理するプラズマ処理装置に係り、特に、処理中に試料台及びこれに載せられた試料の温度を所望の範囲内の値に調節しつつ処理することが出来るプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理装置、特に、処理対象の試料の上面に予め配置されたマスクを含む複数の膜層を有する膜構造の処理対象の膜を処理室内に形成したプラズマを用いてエッチング処理するドライエッチング装置等では、ノード幅の縮小に伴い、被処理基板上に形成される半導体の素子形状に関する要求は年々厳しくなっている。このような要求を満すために、近年の半導体素子では従来用いられていなかった不揮発性の材料を用いた素子が増加している。
【０００３】
例えば、磁気抵抗を用いてデータの記憶を行うMRAM（Magnetic Random Access Memory）では、磁性材料としてMgOやCoFeB等の材料が、用いられている。また、これらの半導体素子をつなぐ配線の工程においても、従来のダマシン工程では配線抵抗が大きいため、より欠陥の小さい銅の膜をエッチングして配線を製作する新たな技術が注目を集めている。
【０００４】
これらの不揮発性材料のエッチングでは化学的な反応性が低いため入射するイオンの衝撃によって表面にある分子、原子を取り除くスパッタリングによるエッチングが主なエッチング機構となる。スパッタリングによるエッチングでは素子側壁への副生成物の付着により、素子形状がテーパー状になる問題がある。これにより、素子間のショートや、素子内で電極間のリーク電流による電気特性の悪化等の問題が生じ、半導体素子の歩留まりに大きな影響を与える。
【０００５】
上記の副生成物の付着を防ぐための手段として、被処理基板の温度を上げて処理するという方法がある。これはガス分子の付着係数が温度に依存して低下することを利用したものである。具体的には、被処理基板を載置する試料台兼電極を２００〜４００℃の範囲の温度に調節しこの状態で基板上の対象の膜をエッチング処理することにより、エッチングにより得られる断面の形状をより垂直に近付けた形状にすることができる。
【０００６】
このような基板の温度を実現するためには、試料台の温度を２００℃以上することが必要となるが、従来から使用されてきたサーキュレータ等の温度を所望の範囲内の値に調節した冷媒を試料台内部の流路に供給して循環させる構成を適用しようとすれば、当然冷媒を２００℃以上の値にする必要が生じ、このようなサーキュレータは非常に高価であって、装置のコストを著しく大きなものにしてしまう。
【０００７】
一方で、試料台を上下に積み重ねられた複数の部材により構成し、上方の部材の内部にヒーターを配置し、下方の部材に冷媒が内部を通流する冷媒流路を供えてサーキュレータを接続して、これら２つの加熱用と冷却用との各々の手段を内蔵した複数の部材で構成した試料台により試料台及びこれに載せられる基板の温度を処理に適した値の範囲内のものに調節する技術が知られている。このような技術では、試料台の上部を構成する部材と下部を構成する部材との間にすき間を配置して両者の間の熱伝達を阻害することで、上部からの熱の漏洩を防止してその温度を効率的に上昇させることができる構成を備えている。
【０００８】
このような従来技術の例としては、特開2013-232642号公報（特許文献１）に開示のものが知られている。本従来技術では、静電チャックと冷媒装置の間にスペーサを配置しすき間を形成し、静電チャックの外周上面に載置されたクランプリングを前記冷却装置にネジで締結することにより前記静電チャックと前記冷却装置とを固定した試料台が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開2013-232642号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来技術では次の点について考慮が不十分であったため、問題が生じていた。すなわち、この従来技術では、ヒーターの昇温、降温の熱サイクルに伴い熱変形を繰り返すことで、ボルト締結部が緩むといった問題が起こる。また、被処理基板を搬送するためのプッシャピン等の導入物の周囲もメタルＯリングでシールすることになるが上記のクランプ用のコイルスプリングとメタルＯリングの反力がつりあうと、別のメタルＯリングの潰し力が不足し、全てのメタルＯリング部でシールすることは難しくなってしまう。
【００１１】
このため、従来の技術では、上下の部材の間での熱の遮断と伝達とを適宜実現して、処理に適した所望の温度を実現することは困難となっていた。このため、基板の処理の結果が所期のものの許容範囲外となったり加工の結果製造された半導体デバイスは所期の性能が発揮できなかったりして歩留まりが低下してしまっていた、という問題について従来の技術では考慮されていなかった。本発明の目的は、歩留まりを向上させたプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は、真空容器内部に配置された減圧可能な処理室と、この処理室内に配置され処理対象の基板がその上面に載せられる試料台とを備え、減圧された前記処理室内に形成したプラズマを用いて前記基板を処理するプラズマ処理装置であって、前記試料台が、その上面に載せられた前記基板を静電気力により吸着して保持する上部部材と、この上部部材の下方ですき間を開けて配置され内部に冷媒が通流する流路が配置された下部部材と、前記上部部材と下部部材との間に配置されこれらを吸着させる静電気力を形成するための電極と、吸着された前記上部部材と下部部材との間の前記すき間に熱伝達用のガスを導入するガス導入路とを備えたことにより達成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の構造を採用することで静電チャック部と冷却装置部の間の熱抵抗を安定して確保することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例に係るプラズマ処理装置の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。
【図２】図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置の試料台の構成を拡大して模式的に示す縦断面図である。
【図３】図２に示す実施例に係る試料台の主要部を模式的に示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１６】
本発明の実施例を図１乃至３を用いて説明する。本実施例では、真空容器の内部に配置された処理室内に半導体ウエハ等の基板状の試料がその上に載せられてこれを静電吸着する静電チャック部を供えた試料台を有し、処理室内に供給されたガスを処理室外部から供給された電界または磁界を用いて励起してプラズマを形成して試料の表面に予め配置された膜構造の処理対象の膜をエッチング処理するプラズマ処理装置１００を説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施例に係るプラズマ処理装置の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。プラズマ処理装置１００は、円筒形を有した真空容器の内部に配置された室であってその内側が排気されて所定の真空度まで減圧可能なプラズマ処理室１０１と、プラズマ処理室１０１内であってその下部に配置され被処理基板１がその上に載置される試料台２とを備えている。
【００１８】
さらに、真空容器の上部には、プラズマ処理室１０１の天井面を構成する円板形状を有した部材であってプラズマ生成用の高周波電力が透過する誘電体製の窓部材１０５が配置され、さらに窓部材１０５の上方で真空容器外部に配置されプラズマ生成用の高周波電力が供給されて電界を発生するコイル状のアンテナ１０２を供えている。アンテナ１０２には、整合器１０３を間に挟んでプラズマ生成用の高周波電力を出力するプラズマ生成用高周波電源１０４が電気的に接続されている。
【００１９】
試料台２は円筒形を有した部材であって、その上部に円板形状を有して静電チャックを構成し被処理基板１が載せられるセラミクス等の誘電体製の部材とその下方に配置されて内部に所定の温度にされた冷媒が通流する冷媒流路が配置された円板形状を有した金属製の基材とを備えている。試料台２は、後述のように、静電チャックとして静電気力を形成する直流電圧を供給する直流電源１０６と、被処理基板の処理中にバイアス電位を形成するための高周波バイアス電力を供給する高周波バイアス電源１０７とが電気的に接続されている。
【００２０】
被処理基板１が試料台２上に載せられた状態で、試料台２に直流電源１０６からの直流電圧が印加されて静電気力が形成され被処理基板１が試料台２の静電チャック上面に吸着されて保持される。また、プラズマ処理室１０１には、図示しない処理用ガスの供給経路が連結され、被処理基板１が試料台２上に保持された状態で、図示しないガス源から供給され流量が調節された所定の種類と組成とを有した処理用ガスが、プラズマ処理室１０１内に供給される。
【００２１】
この状態でプラズマ形成用の高周波電力がプラズマ生成用高周波電源１０４から整合器１０３を介してアンテナ１０２に供給されて形成された電界により処理用ガスの原子または分子が励起され誘導結合によりプラズマがプラズマ処理室１０１内に生成される。プラズマが形成された状態で、高周波バイアス電源１０７からの高周波電力が試料台２に供給されて被処理基板１上面上方にプラズマの電位との間の電位差に応じたバイアス電位が形成され、この電位に応じてプラズマ中のイオン等の荷電粒子が被処理基板１の表面の方向に誘引されてこれと衝突し、被処理基板１の上面に予め配置されたマスクを含む複数の膜層を有する膜構造の処理対象の膜のエッチング処理が開始され進行する。
【００２２】
図示しない判定装置により、処理対象の膜のエッチング処理の終点が検出されると、アンテナ１０２へのプラズマ生成用高周波電力の供給が停止されて、プラズマ処理室１０１内のプラズマが消火される。その後、直流電源１０６から静電チャックに供給されていた直流電圧は停止されるか或いは逆の静電気力を形成するように供給されて被処理基板１の静電気力による吸着が解除され、処理済みの被処理基板１は試料台２から取り除かれ別の処理対象の被処理基板１が試料台２の静電チャック上に載せられる。
【００２３】
図２に本実施例の試料台２の周辺の詳細な構成を示す。図２は、図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置の試料台の構成を拡大して模式的に示す縦断面図である。
【００２４】
本図に示すように、試料台２は、その上部を構成し誘電体部材を有して構成され内部にヒーターを有する静電吸着部３と、下部を構成して内部に冷媒溝を有するアルミニウム或いはチタンまたはこれらの合金による金属製の冷却部４からなっている。両者は円板形状を有してその中心の軸を合致させて組み立てられ、試料台２全体の軸は円筒形を有したプラズマ処理室１０１または真空容器の円筒形状部分の軸と合致させて配置されている。
【００２５】
静電吸着部３は、チタン、アルミニウム等の金属にアルミナ等のセラミクスを溶射して作成されたものでも良いし、本実施例では説明しないが、アルミナ、窒化アルミニウム等のセラミクスを焼成して形成した焼結体を基材として内部に静電吸着用の膜状の電極が埋設されたものでも良い。以下は、金属製の基材にセラミクス製の材料を溶射してその表面に誘電体製の被膜が形成された静電吸着部３について述べる。
【００２６】
静電吸着部３は、円板形状を有した金属製の基材の上面にイットリア或いはアルミナ等のセラミクスの材料が溶射されて形成された誘電体膜６が配置され、内部には被処理基板１との間に静電気力を形成する直流電圧が印加される金属製の膜状の静電吸着電極５が溶射によって形成されて内蔵されている。また、本実施例において、静電吸着電極５は高周波バイアス電源１０４と電気的に接続されバイアス形成用の高周波電力が供給される構成となっている。
【００２７】
本実施例の静電吸着部３と冷却部４との間には、誘電体膜８が配置されている。当該誘電体膜８は溶射によって形成されても良い。
【００２８】
誘電体膜８は、静電吸着部３の金属製の下面を被覆するように配置されていても良いし、金属製の冷却部４の上面を覆うように溶射されて配置されても良い。誘電体膜８は、誘電体膜６と同様に内部に静電吸着用の膜状の電極が配置されている。
【００２９】
内部の電極は別の直流電源１０８と電気的に接続されて直流電圧が供給されることで、誘電体膜８のセラミクスの材料を挟んで冷却部４の金属製の基材との間で静電気力を形成する。また、誘電体膜６と同様に、静電吸着方式はモノポール方式、ダイポール方式のどちらでも良いが、モノポール方式では静電吸着電極を持たない方の電極は接地される必要がある。本実施例では、静電吸着部３の基材の下面に溶射によってこれを被覆して誘電体膜８が配置されているため、冷却部４は接地されている。
【００３０】
その上に載置された被処理基板１を保持する誘電体膜６の内部にはＴｉ、Ａｌ等の金属よりなる静電吸着電極５が溶射により形成されて内蔵されている。静電吸着電極５に供給される直流電圧により誘電体膜６を挟んで被処理基板１と静電吸着電極５との間に形成される電荷によって作用するクーロン力が被処理基板１を静電吸着部３の上面に吸着させこれを保持する。
【００３１】
また、静電吸着電極５には、４００ＫＨｚ−１３．５６ＭＨｚの周波数の高周波電力を出力する高周波バイアス電源１０７が電気的に接続されて、当該高周波が誘電体膜６内部に供給されることでその上に載せられる被処理基板１上方にバイアス電位を形成可能に構成されている。さらに、被処理基板１が誘電体膜６上に載せられた状態でこれらの間に形成されるすき間には、図示していないが、これらの間の熱伝導を促進し被処理基板１の温度を所望の範囲内の値に容易に調節できるようにＨｅ等の熱伝達性のガスが導入される。
【００３２】
静電吸着部３の金属製の基材部内部にはヒーター７が配置され、図示していない直流電源と電気的に接続され、これらか供給される電流の量に応じて発熱して基材及び静電吸着部３とのその上に載せられた被処理基板１の温度を上昇させる。基材部は、静電吸着電極５、ヒーター７とは絶縁されており、誘電体膜８を挟んで冷却部４の上面に載せられて連結されている。
【００３３】
上記の通り、冷却部品４は接地されているので、静電吸着部３と冷却部４の電位差、即ち直流電源１０８から出力される電圧により冷却部３と静電吸着部４は静電吸着される。更に、静電吸着部３と冷却部４との間には、すき間が生じるように予め冷却部４の基材の上面には円筒形の凹み部１１０が形成されており、前者が後者の上面と接して載せられた状態で、凹みによって形成されたすき間に、凹み部１１０に面して開口を有するガス導入機構１０９と連結された供給経路よりＨｅ等の伝熱ガスが導入される。
【００３４】
プラズマから被処理基板１に伝達された熱は、被処理基板１と誘電体膜６との間のＨｅガスを介して静電吸着部３に伝達される。静電吸着部３に伝達された熱、或いはヒーター７により形成された熱は、静電吸着部３と冷却部４との間のすき間に供給されたＨｅガス及び冷却部４の基材の凹み部１１０の外周側部分と静電吸着部３との当接部を介して冷却部４に伝達され、基材内部の冷媒溝を通る冷媒に伝達されて排出される。
【００３５】
特に、スパッタを主体とするエッチング等では高周波バイアス電源１０７からの高周波電力出の一部は入熱となって被処理基板１を介して静電吸着部３、冷却部４に導入されるため、静電吸着部３と冷却部４との間の熱抵抗が大きいと静電吸着部３の温度が高周波バイアス電力によって上昇してしまい、静電吸着部３の温度を所期のものにすることが困難となってしまう虞が有る。この課題を解決するためには、すき間に供給されるＨｅ等の伝熱性のガスの圧力を調節して静電吸着部３と冷却部４との間の熱伝達を所望に調節することが望ましい。
【００３６】
静電吸着部３と冷却部４との間に供給される伝熱性ガスが処理中にプラズマ処理室１０１内に漏洩してしまうと、プラズマ処理室１０１内の圧力等プラズマを形成する条件が変動してしまい、処理に悪影響が及ぼされる虞が有る。これを抑制するために、本実施例では、誘電体膜８に供給される直流電力により静電吸着部３を冷却部４の上面に吸着させて保持し、両者の間の当接面に所定の値以上の圧力が形成されるようにすることで、両者の間のシールを実現して両者の間のすき間に供給された伝熱性ガスの漏洩を低減している。
【００３７】
上記すき間を構成する凹み部１１０の外周側の静電吸着部３の基材と冷却部４の基材とが当接する面同士の間にメタルＯリング等のシール部材を挟んで両者をボルトや螺子で締結しシール部材の潰れにより漏れないようにすることも考えられるが、ヒーター７の発熱によりシール部材が加熱され熱膨張によってボルトや螺子による締結が緩むことが懸念される。また、外周部や図示しない被処理基板を搬送するためのプッシャピン部等を同時にシールしようとするとメタルＯリングのゴムＯリングと比べて大きな反力による基材の変形等でシールが出来ない箇所が生じる等の不具合が生じてしまう。
【００３８】
本実施例では、静電吸着部３と冷却部４とを静電気力により当接して熱的に接続し両者の間の熱伝導を促進する。このことにより、プラズマエッチング等の入熱の大きい条件においても安定して温度を処理に適した範囲のものに実現でき、被処理基板１の吸着特性を得ることができる。
【００３９】
また、被処理基板１と誘電体膜６との間の吸着では、吸着力と脱着特性の両方を満たす必要があるため膜表面の粗さを適切に管理する必要がある。例えば、誘電体膜６の表面の算術平均粗さＲａを０．４〜１．０μｍの範囲にすることが望ましい。
【００４０】
一方、直流電源１０８から電力が供給される誘電体膜８と冷却部品４との間の吸着に関しては、基本的に短時間、省力での脱着を考慮する必要がないため、誘電体膜８の表面の算術平均粗さＲａは０．４μｍ以下の範囲の値であっても良い。これにより、外周部のＨｅシール部からのＨｅ漏れ量、あるいは図示しないプッシャピン部の周囲に設けられているＨｅシール部からのＨｅ漏れ量は被処理基板１と静電吸着膜６によるＨｅシール部よりも少なくできる。
【００４１】
また、本例の静電吸着部３と冷却部４と間の静電吸着は、プラズマ処理室１０１内にプラズマが形成され被処理基板１が処理されている時間以外でも、直流電源１０８から電圧が印加されている。これは、電圧の印加がなくなると静電吸着部３と冷却部４との間の静電気力が低減されて両者の相対位置が水平方向にずれることを抑制するためである。
【００４２】
このような本例において、消費電力を抑えるために直流電源１０８から出力される電圧は、被処理基板１を誘電体膜６上で吸着するために直流電源１０６から供給される電圧の１／２〜１／１００の範囲内の値にされる。これは前記の表面粗さを小さくしていることにより同様の印加電圧では数倍〜数１０倍の吸着力が発現するためである。
【００４３】
さらに、本実施例では、静電吸着部３の静電吸着電極５に供給される電力の供給経路は、冷却部４の内部を貫通して配置される。すなわち、静電吸着部３と冷却部４とが当接する面またはこれらの間のすき間を通して当該電力の供給経路が配置される。
【００４４】
静電吸着部３は冷却部４から装着及び離脱可能に構成されているため、給電経路は当該離脱に際して分離あるいは分割され、装着の際に再度接続可能に構成される必要が有る。本例では、冷却部４の基材の中央部に貫通孔が配置され、その内側に上記給電経路を構成するケーブルとこれに電気的に接続され断続可能なソケット及びこれに嵌入されて接続するピンを有するコネクタを有している。
【００４５】
図３に、静電吸着部３の給電経路の構成を説明する。図３は、図２に示す実施例に係る試料台の主要部を模式的に示す縦断面図である。
【００４６】
本図に示すように、冷却部４の中央部に配置された貫通孔３０１の内部に下方からピン３０２が嵌入されている。さらに、貫通孔３０１の上部にはピン３０２の先端がその内側に嵌め込まれて接触する凹み部を有したソケット３０３が配置されその高さ方向の位置が固定されている。
【００４７】
ピン３０２は、その下端部は高周波バイアス電源１０７と同軸ケーブル３０５を介して電気的に接続され、高周波バイアス電源１０７からの高周波電力が供給される。ソケット３０３は、その上端部は静電吸着部３の下面と通して誘電体膜６内の静電吸着電極５に電気的に接続されている。ピン３０３が冷却部４の基材下側から上向きに貫通孔３０１内に挿入されて基材の下面と当接した状態でピン３０２の先端がソケット３０３の凹み部内に挿入される。ピン３０２先端には、他の部分より径が大きくされた図示しない大径部分が配置され、その外周がソケット３０３の凹み部の内周壁面と接触して両者が電気的に接続された状態になる。
【００４８】
静電吸着部３を冷却部４の上面から離脱させると、ソケット３０３は静電吸着部３の記載の下面と接続された状態で貫通孔３０１の内部から上方に取り出され、逆に、貫通孔３０１内にソケット３０３を挿入させて静電吸着部３を冷却部４上面に載せて取り付けることが可能である。なお、ソケット３０３の外形は円筒形状を有して、その直径は貫通孔３０１の内径より小さくされ、ソケット３０３を貫通孔３０１内部への収納、取り出しが阻害されないように構成されている。
【００４９】
ピン３０２は、その下部に径が大きくされた傘状のフランジ部分を有し、ピン３０２が貫通孔３０１内に下方から挿入されて上方に移動すると当該フランジ部の上面が冷却部４の基材の下面中央部の貫通孔３０１の開口周囲の壁面と当接する。フランジ部の上面にはピン３０２本体の円筒形状部分の周囲を囲んで配置されたリング状の溝が配置され、内部にＯリングが嵌め込まれており、フランジ部と冷却部４記載の下面とが当接して所定値以上の外力で押圧された状態で貫通孔３０１の内外を気密に封止可能に構成されている。
【００５０】
また、ピン３０２はフランジ部の下方にも、上方の円筒形のピン本体と軸を合致させて下方に突出した円筒形状の凸部を有しており、当該凸部の先端が同軸ケーブル３０５と電気的に接続されている。ピン３０２は、貫通孔３０１内に挿入されてフランジ部が冷却部４の基材下面と当接した状態で、その下方からホルダー３０４がフランジ部と凸部とを覆って冷却部４の基材の下面に取り付けられる。
【００５１】
ホルダー３０４はピン３０２のフランジ部より直径が大きな円筒形状を有し、フランジ部および凸部の形状に合わせて中央部に凹みが配置され、中央部には凸部がその内側に挿入される貫通孔を有している。ホルダー３０４が下方からピン３０２に取り付けられた状態で、ピン３０２のフランジ部はホルダー３０４の凹み部の内部に嵌め込まれてこれに覆われ、凸部はホルダー３０４中央の貫通孔内に挿入されて凸部の先端であって同軸ケーブル３０５と接続される箇所は当該貫通孔の内部から外側に露出している状態となる。
【００５２】
この状態で、ホルダー３０４はボルトや螺子等により冷却部４の基材の下面に対して締結されて位置が固定される。さらに、ピン３０２のフランジ部を収納するホルダー３０４の凹み部にはＯリングが嵌め込まれたリング状の溝が配置され、ホルダー３０４がピン３０２を覆って冷却部４に取り付けられた状態で、Ｏリングがホルダー３０４とピン３０２のフランジ部下面との間に挟まれて内外をシールする。
【００５３】
本例では、ホルダー３０４が冷却部４の基材の下面にボルトや螺子で締結されて取り付けされる際に、ホルダー３０４から基材の方向にホルダー３０４、ピン３０２のフランジ部及びフランジ部の上下面配置されたＯリングを所定の値以上で押し付けて変形させる力が作用するように構成されている。このことにより、ピン３０２とソケット３０３との接続部を含む貫通孔３０１の内部が試料台２の外部のプラズマ処理室１０１に対して気密に封止される。
【００５４】
貫通孔３０１は、その上端の開口は冷却部４の上面の凹み部１１０に面しており、静電吸着部３と冷却部４とが上下に積み重ねられて相互に当接した状態で、これらの間に形成されるすき間に面している。このため、凹み部１１０により形成されるすき間にガス導入機構１０９から供給されるＨｅガスは、貫通孔３０１内部にも進入して充填される。特に、貫通孔３０１内は、ピン３０２とホルダー３０４とのＯリングを挟んだ係合によって内外がシールされており、伝熱性ガスによって貫通孔３０１内が充たされることになる。
【００５５】
このような外部から区画されガスが密封された空間内にピン３０２とソケット３０３との接続部が配置されていることで、両者の間の接続部の表面に付着物や相互作用による化合物の形成が抑制され、長期間に渡り誘電体膜６内の静電吸着電極５への給電を安定して実現することができる。貫通孔３０１内部と試料台２の外側との間は、上記のように気密に区画されていることから、試料台２の冷却部４の基材下方は真空容器の外側の大気に曝されていてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１…被処理基板
２…試料台
３…静電吸着部
４…冷却部品
５…静電吸着電極
６…誘電体膜
７…ヒーター
８…誘電体膜
１００…プラズマ処理装置
１０１…プラズマ処理室
１０２…アンテナ
１０３…整合機
１０４…プラズマ生成用高周波電源
１０６…直流電源
１０７…高周波バイアス電源
１０８…直流電源
１０９…ガス導入機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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