JP2021057572A - 基板支持器及びプラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エッジリングを構成する二つのリングのうち一つのリングのみの昇降と二つのリングの同時の昇降とを少ない個数のピンで行う技術を提供する。【解決手段】開示される基板支持器は、本体部、第１のリング、第２のリング、及びリフトピンを備える。本体部は、基板支持領域及び環状領域を有する。環状領域は、基板支持領域を囲む。第１のリングは、貫通孔を有し、環状領域上に配置される。第２のリングは、第１のリング上に配置される。第２のリングは、基板支持領域上の基板の端面に対面する内周面を有する。リフトピンは、下側ロッド及び上側ロッドを含む。下側ロッドは、第１のリングに当接可能な上端面を有する。上側ロッドは、下側ロッドの上端面から上方に延在し、第１のリングの貫通孔を介して第２のリングに当接可能であり、貫通孔の長さよりも大きな長さを有する。【選択図】図３

Description

本開示の例示的実施形態は、基板支持器及びプラズマ処理装置に関するものである。

基板に対するプラズマ処理は、プラズマ処理装置を用いて行われる。プラズマ処理装置においてプラズマ処理が行われる際には、エッジリングが基板支持器上に配置されている状態で、基板が基板支持器上且つエッジリングによって囲まれた領域内に配置される。エッジリングは、フォーカスリングと呼ばれることがある。

下記の特許文献１は、複数のリングから構成されたフォーカスリングを開示している。複数のリングは、中央のリングと外側のリングを含む。中央のリングは、基板のエッジに対するプラズマ処理の特性を調整するために、昇降可能である。エッジリングの昇降は、プッシャーピンを用いて行われる。

特開２０１８−１６０６６６号公報

本開示は、エッジリングを構成する二つのリングのうち一つのリングのみの昇降と二つのリングの同時の昇降とを少ない個数のピンで行う技術を提供する。

一つの例示的実施形態において、基板支持器が提供される。基板支持器は、本体部、第１のリング、第２のリング、及びリフトピンを備える。本体部は、基板支持領域及び環状領域を有する。環状領域は、基板支持領域を囲む。第１のリングは、貫通孔を有し、環状領域上に配置される。第２のリングは、第１のリング上に配置される。第２のリングは、基板支持領域上の基板の端面に対面する内周面を有する。リフトピンは、下側ロッド及び上側ロッドを含む。下側ロッドは、第１のリングに当接可能な上端面を有する。上側ロッドは、下側ロッドの上端面から上方に延在し、第１のリングの貫通孔を介して第２のリングに当接可能であり、貫通孔の長さよりも大きな長さを有する。

一つの例示的実施形態によれば、エッジリングを構成する二つのリングのうち一つのリングのみの昇降と二つのリングの同時の昇降とを少ない個数のピンで行うことが可能となる。

一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。 一つの例示的実施形態に係る基板支持器を概略的に示す図である。 一つの例示的実施形態に係る基板支持器の部分拡大図である。 一つの例示的実施形態に係るエッジリングの部分拡大断面図である。 一つの例示的実施形態に係る基板支持器の部分拡大図である。 一つの例示的実施形態に係る基板支持器の部分拡大図である。 一つの例示的実施形態に係る基板支持器の部分拡大図である。 一つの例示的実施形態に係る基板支持器の部分拡大図である。 エッジリングのクリーニングを含む一つの例示的実施形態に係る方法の流れ図である。

以下、種々の例示的実施形態について説明する。

一つの例示的実施形態において、基板支持器が提供される。基板支持器は、第１の領域、第２の領域、及びリフト機構を備える。第２の領域は、第１の領域に対して径方向外側で延在して第１の領域を囲む。第２の領域は、エッジリングを支持するように構成されている。エッジリングは、第１のリング及び第２のリングを含む。第１のリングは、搭載領域を有する。第２のリングは、第１の領域上に載置される基板の端面に対面する内周面を有し搭載領域上に搭載される。リフト機構は、リフトピンを含む。リフト機構は、リフトピンによって支持された第１のリング及び第２のリングを昇降させるように構成されている。リフトピンは、第１の柱状部及び第２の柱状部を有する。第１の柱状部は、第１のリングに当接可能な第１の上端面を有する。第２の柱状部は、第１の柱状部の上方で延在し、第１の上端面を露出させるように第１の柱状部に対して狭められている。第２の柱状部は、搭載領域に形成された貫通孔を通って移動可能である。第２の柱状部は、第２のリングに当接可能な第２の上端面を有する。第２の柱状部の長さは、搭載領域の鉛直方向の厚さよりも長い。

上記実施形態の基板支持器では、リフトピンの第１の上端面が第１のリングに当接していない状態で、第２の上端面が当接した第２のリングのみをリフト機構により昇降させることができる。また、第１の上端面が第１のリングに当接し、且つ、第２の上端面が第２のリングに当接している状態で、第１のリング及び第２のリングを基板支持器の上方でリフト機構により同時に昇降させることができる。したがって、上記実施形態の基板支持器によれば、エッジリングを構成する二つのリングのうち一つのリングのみの昇降と二つのリングの同時の昇降とを少ない個数のリフトピンで行うことが可能となる。

一つの例示的実施形態において、第１の柱状部と第２の柱状部の各々は、円柱形状を有し得る。この実施形態において、第１の柱状部の直径は、第２の柱状部の直径よりも大きい。

一つの例示的実施形態において、第２の柱状部は、第１の部分及び第２の部分を有していてもよい。この実施形態において、第１の部分は、第１の柱状部から上方に延びる。第２の部分は、第１の部分の上方で延在して、第２の上端面を提供する。第１の部分の幅は、第２の部分の幅よりも大きい。この実施形態では、第１のリングは、第２の柱状部の第１の部分が搭載領域の貫通孔の中に部分的に配置されている状態で、リフトピンによって支持される。第１の部分は、第２の柱状部の中でその幅が比較的大きい部分である。したがって、リフトピンに対する第１のリングの水平面内での移動が抑制される。故に、基板支持器上での第１のリングの位置決めの精度が高くなる。

一つの例示的実施形態において、第１の柱状部、第１の部分、及び第２の部分は、円柱形状を有していてもよい。この実施形態において、第１の柱状部の直径は、第１の部分の直径よりも大きく、第１の部分の直径は、第２の部分の直径よりも大きい。

一つの例示的実施形態において、第２の柱状部は、第１の部分と第２の部分の間で延在する第３の部分を更に含んでいてもよく、第３の部分は、テーパー状の表面を有していてもよい。

一つの例示的実施形態において、第２の上端面を含む第２の柱状部の先端は、第２のリングのテーパー状の凹部に嵌まるよう、テーパー状に形成されていてもよい。この実施形態では、リフトピンの第２の柱状部の先端が第２のリングの凹部に嵌まっている状態で、第２のリングがリフトピンによって支持される。したがって、リフトピンに対する第２のリングの水平面内での移動が抑制される。故に。リフトピンに対する第２のリングの位置決めの精度が高くなり、結果的に、第１のリング及び基板支持器上での第２のリングの位置決めの精度が高くなる。

別の例示的実施形態においては、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ及び基板支持器を備える。基板支持器は、上述した種々の例示的実施形態のうち何れかの基板支持器であり、チャンバ内で基板を支持するように設けられている。

一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、ガス供給部、エネルギー源、及び制御部を更に備え得る。ガス供給部は、チャン内にガスを供給するように構成されている。エネルギー源は、チャンバ内でガスからプラズマを生成するためのエネルギーを供給するように構成されている。制御部は、リフト機構、ガス供給部、及びエネルギー源を制御するように構成されている。リフト機構は、リフトピンを昇降させるように構成された駆動装置を更に備える。制御部は、リフトピンによって支持されたエッジリング又は第２のリングを基板支持器から上方に持ち上げるよう、駆動装置を制御し得る。制御部は、エッジリング又は第２のリングが基板支持器の上方に位置している状態で、クリーニングガスをチャンバ内に供給するようガス供給部を制御し、且つ、クリーニングガスからプラズマを生成するようエネルギー源を制御し得る。

一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、別のガス供給部を更に備えていてもよい。別のガス供給部は、その中でリフトピンが移動可能であるように第２の領域に形成された貫通孔に不活性ガスを供給するように構成されている。この実施形態によれば、第２の領域の貫通孔での放電が抑制され得る。

以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。

図１は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図１において、プラズマ処理装置は、部分的に破断された状態で示されている。図１に示すプラズマ処理装置１は、容量結合型のプラズマ処理装置である。プラズマ処理装置１は、チャンバ１０を備えている。チャンバ１０は、その中に内部空間１０ｓを提供している。内部空間１０ｓの中心軸線は、鉛直方向に延びる軸線ＡＸである。

一実施形態において、チャンバ１０は、チャンバ本体１２を含んでいる。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有している。内部空間１０ｓは、チャンバ本体１２の中に提供されている。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウムから構成されている。チャンバ本体１２は電気的に接地されている。チャンバ本体１２の内壁面、即ち内部空間１０ｓを画成する壁面には、耐プラズマ性を有する膜が形成されている。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜又は酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。

チャンバ本体１２の側壁には通路１２ｐが形成されている。基板Ｗは、内部空間１０ｓとチャンバ１０の外部との間で搬送されるときに、通路１２ｐを通過する。この通路１２ｐの開閉のために、ゲートバルブ１２ｇがチャンバ本体１２の側壁に沿って設けられている。

プラズマ処理装置１は、基板支持器１６を更に備える。以下、図１と共に、図２及び図３を参照する。図２は、一つの例示的実施形態に係る基板支持器を概略的に示す図である。図３は、一つの例示的実施形態に係る基板支持器の部分拡大図である。図３において、基板支持器は、部分的に破断された状態で示されている。基板支持器１６は、チャンバ１０の中で、その上に載置された基板Ｗを支持するように構成されている。基板Ｗは、略円盤形状を有する。基板支持器１６は、支持部１７によって支持されている。支持部１７は、チャンバ１０の底部から上方に延在している。支持部１７は、略円筒形状を有している。支持部１７は、石英といった絶縁材料から形成されている。

基板支持器１６は、第１の領域１６１及び第２の領域１６２を有している。第１の領域１６１は、その上に載置される基板Ｗを支持するように構成されている。第１の領域１６１は、平面視において略円形の領域である。第１の領域１６１の中心軸線は、軸線ＡＸである。一実施形態において、第１の領域１６１は、基台１８及び静電チャック２０を含む。一実施形態において、第１の領域１６１は、基台１８の一部及び静電チャック２０の一部から構成され得る。基台１８及び静電チャック２０は、チャンバ１０の中に設けられている。基台１８は、アルミニウムといった導電性材料から形成されており、略円盤形状を有している。基台１８は、下部電極を構成している。

一実施形態において、基板支持器１６は、本体部２及びエッジリング２２を有している。本体部２は、基台１８及び静電チャック２０を有している。また、本体部２は、基板Ｗを支持するための基板支持領域２ａと、エッジリング２２を支持するための環状領域２ｂと、基板支持領域２ａと環状領域２ｂとの間において縦方向に延在する側壁２ｃとを有している。環状領域２ｂは、基板支持領域２ａを囲んでいる。環状領域２ｂは、基板支持領域２ａよりも低い位置にある。従って、側壁２ｃの上端部は、基板支持領域２ａに接続され、側壁２ｃの下端部は、環状領域２ｂに接続されている。

基台１８内には、流路１８ｆが形成されている。流路１８ｆは、熱交換媒体用の流路である。熱交換媒体としては、液状の冷媒、或いは、その気化によって基台１８を冷却する冷媒（例えば、フロン）が用いられる。流路１８ｆには、熱交換媒体の供給装置（例えば、チラーユニット）が接続されている。この供給装置は、チャンバ１０の外部に設けられている。流路１８ｆには、供給装置から熱交換媒体が供給される。流路１８ｆに供給された熱交換媒体は、供給装置に戻される。

静電チャック２０は、基台１８上に設けられている。基板Ｗは、チャンバ１０内で処理されるときには、第１の領域１６１上且つ静電チャック２０上に載置される。

第２の領域１６２は、第１の領域１６１に対して径方向外側で延在して、第１の領域１６１を囲む。第２の領域１６２は、平面視において略環形状の領域である。第２の領域１６２上には、エッジリング２２が搭載される。一実施形態においては、第２の領域１６２は、基台１８を含み得る。第２の領域１６２は、静電チャック２０を更に含んでいてもよい。一実施形態においては、第２の領域１６２は、基台１８の別の一部及び静電チャック２０の別の一部から構成され得る。基板Ｗは、エッジリング２２によって囲まれた領域内、且つ、静電チャック２０上に載置される。エッジリング２２の詳細については後述する。

第２の領域１６２には、貫通孔１６２ｈが形成されている。一実施形態において、本体部２は、環状領域２ｂと本体部２の下面２ｄとの間に形成された貫通孔１６２ｈを有する。貫通孔１６２ｈは、鉛直方向に沿って延びるように第２の領域１６２に形成されている。一実施形態においては、複数の貫通孔６１２ｈが、第２の領域１６２に形成されている。貫通孔６１２ｈの個数は、後述するリフト機構７０のリフトピン７２の個数と同数であり得る。各貫通孔６１２ｈは、対応のリフトピン７２と一直線上で並ぶように配置されている。

静電チャック２０は、本体２０ｍ及び電極２０ｅを有する。本体２０ｍは、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウムといった誘電体から形成されている。本体２０ｍは、略円盤形状を有している。静電チャック２０の中心軸線は、軸線ＡＸである。電極２０ｅは、本体２０ｍ内に設けられている。電極２０ｅは、膜形状を有している。電極２０ｅには、直流電源がスイッチを介して電気的に接続されている。直流電源からの電圧が電極２０ｅに印加されると、静電チャック２０と基板Ｗとの間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、基板Ｗは静電チャック２０に引き付けられ、静電チャック２０によって保持される。

プラズマ処理装置１は、ガス供給ライン２５を更に備え得る。ガス供給ライン２５は、ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスを、静電チャック２０の上面と基板Ｗの裏面（下面）との間に供給する。

プラズマ処理装置１は、外周部材２７を更に備え得る。外周部材２７は、基板支持器１６を囲むように基板支持器１６に対して径方向外側で周方向に延在している。外周部材２７は、支持部１７を囲むように支持部１７に対して径方向外側で周方向に延在していてもよい。外周部材２７は、一つ以上の部品から構成され得る。外周部材２７は、石英といった絶縁体から形成され得る。

プラズマ処理装置１は、上部電極３０を更に備えている。上部電極３０は、基板支持器１６の上方に設けられている。上部電極３０は、部材３２と共にチャンバ本体１２の上部開口を閉じている。部材３２は、絶縁性を有している。上部電極３０は、この部材３２を介してチャンバ本体１２の上部に支持されている。

上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含んでいる。天板３４の下面は、内部空間１０ｓを画成している。天板３４には、複数のガス吐出孔３４ａが形成されている。複数のガス吐出孔３４ａの各々は、天板３４を板厚方向（鉛直方向）に貫通している。この天板３４は、限定されるものではないが、例えばシリコンから形成されている。或いは、天板３４は、アルミニウム製の部材の表面に耐プラズマ性の膜を設けた構造を有し得る。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜又は酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。

支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持している。支持体３６は、例えばアルミニウムといった導電性材料から形成されている。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。ガス拡散室３６ａからは、複数のガス孔３６ｂが下方に延びている。複数のガス孔３６ｂは、複数のガス吐出孔３４ａにそれぞれ連通している。支持体３６には、ガス導入ポート３６ｃが形成されている。ガス導入ポート３６ｃは、ガス拡散室３６ａに接続している。ガス導入ポート３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。

ガス供給管３８には、ガスソース群４０が、バルブ群４１、流量制御器群４２、及びバルブ群４３を介して接続されている。ガスソース群４０、バルブ群４１、流量制御器群４２、及びバルブ群４３は、ガス供給部ＧＳを構成している。ガスソース群４０は、複数のガスソースを含んでいる。バルブ群４１及びバルブ群４３の各々は、複数のバルブ（例えば開閉バルブ）を含んでいる。流量制御器群４２は、複数の流量制御器を含んでいる。流量制御器群４２の複数の流量制御器の各々は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。ガスソース群４０の複数のガスソースの各々は、バルブ群４１の対応のバルブ、流量制御器群４２の対応の流量制御器、及びバルブ群４３の対応のバルブを介して、ガス供給管３８に接続されている。プラズマ処理装置１は、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択された一以上のガスソースからのガスを、個別に調整された流量で、内部空間１０ｓに供給することが可能である。

基板支持器１６又は外周部材２７とチャンバ１０の側壁との間には、バッフルプレート４８が設けられている。バッフルプレート４８は、例えば、アルミニウム製の部材に酸化イットリウム等のセラミックを被覆することにより構成され得る。このバッフルプレート４８には、多数の貫通孔が形成されている。バッフルプレート４８の下方においては、排気管５２がチャンバ１０の底部に接続されている。この排気管５２には、排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、自動圧力制御弁といった圧力制御器、及び、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、内部空間１０ｓの圧力を減圧することができる。

プラズマ処理装置１は、高周波電源６１を更に備えている。高周波電源６１は、高周波電力（以下、「第１の高周波電力」という）を発生する電源である。第１の高周波電力は、チャンバ１０内のガスからプラズマを生成するために用いられる。第１の高周波電力は、第１の周波数を有する。第１の周波数は、２７〜１００ＭＨｚの範囲内の周波数である。高周波電源６１は、整合回路６１ｍを介して上部電極３０に接続されている。整合回路６１ｍは、高周波電源６１の出力インピーダンスと負荷側（上部電極３０側）のインピーダンスを整合させるよう構成されている。なお、高周波電源６１は、上部電極３０ではなく、整合回路６１ｍを介して基台１８（即ち、下部電極）に接続されていてもよい。

プラズマ処理装置１は、高周波電源６２を更に備えている。高周波電源６２は、プラズマから基板Ｗにイオンを引き込むための高周波電力（以下、「第２の高周波電力」という）を発生する電源である。第２の高周波電力は、第２の周波数を有する。第２の周波数は、第１の周波数よりも低い。第２の周波数は、例えば４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数である。高周波電源６２は、整合回路６２ｍを介して基台１８（即ち、下部電極）に接続されている。整合回路６２ｍは、高周波電源６２の出力インピーダンスと負荷側（基台１８側）のインピーダンスを整合させるよう構成されている。

プラズマ処理装置１は、制御部ＭＣを更に備え得る。制御部ＭＣは、プロセッサ、記憶装置、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、プラズマ処理装置１の各部を制御する。制御部ＭＣは、記憶装置に記憶されている制御プログラムを実行し、当該記憶装置に記憶されているレシピデータに基づいてプラズマ処理装置１の各部を制御する。制御部ＭＣによる制御により、レシピデータによって指定されたプロセスがプラズマ処理装置１において実行される。

以下、図１〜図３と共に図４を参照して、エッジリング２２及び基板支持器１６についてより詳細に説明する。図４は、一つの例示的実施形態に係るエッジリングの部分拡大断面図である。エッジリング２２は、第１のリング２２１及び第２のリング２２２を含んでいる。図４では、第１のリング２２１と第２のリング２２２が互いから分離された状態が示されている。

第１のリング２２１及び第２のリング２２２の各々は、リング状の部材である。第１のリング２２１及び第２のリング２２２の各々は、プラズマ処理装置１で実行されるプラズマ処理に応じて適宜選択される材料から形成されている。第１のリング２２１及び第２のリング２２２の各々は、例えばシリコン又は炭化ケイ素から形成されている。

第１のリング２２１は、その中心軸線が軸線ＡＸ上に位置するように、第２の領域１６２上に搭載される。一実施形態において、第１のリング２２１は、本体部２の環状領域２ｂ上に配置される。一実施形態においては、第１のリング２２１は、第２の領域１６２上且つ静電チャック２０上に搭載され得る。なお、第１のリング２２１は、第２の領域１６２における静電チャック２０以外の部品上に搭載されてもよい。一実施形態においては、図４に示すように、第１のリング２２１は、内周領域（内側部分）２２１ｉ、搭載領域（中間部分）２２１ｍ、及び外周領域（外側部分）２２１ｏを含む。内周領域２２１ｉ、搭載領域２２１ｍ、及び外周領域２２１ｏの各々は、環状の領域であり、第１のリング２２１の中心軸線の周りで延在している。

図１〜図３に示すように、内周領域２２１ｉは、搭載領域２２１ｍ及び外周領域２２１ｏよりも第１のリング２２１の中心軸線の近くに設けられており、周方向に延在している。外周領域２２１ｏは、内周領域２２１ｉ及び搭載領域２２１ｍに対して径方向外側で延在している。基板Ｗが静電チャック２０上に載置されている状態において、基板Ｗのエッジは、内周領域２２１ｉの上又は上方で延在する。外周領域２２１ｏは、基板Ｗのエッジに対して径方向外側に離間している。

搭載領域２２１ｍは、内周領域２２１ｉと外周領域２２１ｏとの間で周方向に延在している。搭載領域２２１ｍには、貫通孔２２１ｈが形成されている。貫通孔２２１ｈは、鉛直方向に沿って延びるように搭載領域２２１ｍに形成されている。一実施形態においては、複数の貫通孔２２１ｈが、搭載領域２２１ｍに形成されている。貫通孔２２１ｈの個数は、リフト機構７０のリフトピン７２の個数と同数であり得る。

各貫通孔２２１ｈは、対応のリフトピン７２の後述する第１の柱状部７２１をその中に挿入できないが、対応のリフトピン７２の後述する第２の柱状部７２２をその中に挿入可能なサイズを有している。各貫通孔２２１ｈは、第１の柱状部７２１及び第２の柱状部７２２の各々が円柱形状を有している場合には、第１の柱状部７２１の直径よりも小さく、第２の柱状部７２２の直径（又は後述の第１の部分７２２ａ）よりも若干大きな直径を有する。第１のリング２２１は、各貫通孔２２１ｈが対応のリフトピン７２と一直線上で並ぶように、第２の領域１６２上に配置される。

搭載領域２２１ｍの上面は、内周領域２２１ｉの上面及び外周領域２２１ｏの上面よりも高さ方向において低い位置で延在している。したがって、第１のリング２２１は、搭載領域２２１ｍ上に凹部を画成している。第２のリング２２２は、搭載領域２２１ｍ上の凹部内に嵌まるように、搭載領域２２１ｍ上に搭載される。基板Ｗが静電チャック２０上に載置されている状態において、第２のリング２２２の内周面は、基板Ｗの端面に対面する。

一実施形態において、中間部分２２１ｍは、内側部分２２１ｉの外周に設けられ、外側部分２２１ｏは、中間部分２２１ｍの外周に設けられる。即ち、中間部分２２１ｍは、内側部分２２１ｉと外側部分２２１ｏとの間に設けられている。内側部分２２１ｉは、上面、下面、内周面、及び外周面を有し、中間部分２２１ｍは、上面及び下面を有し、外側部分２２１ｏは、上面、下面、内周面、及び外周面を有する。内側部分２２１ｉの下面、中間部分２２１ｍの下面、及び外側部分２２１ｏの下面は、第１のリング２２１の下面において単一の水平面を構成する。また、内側部分２２１ｉの上面は、中間部分２２１ｍの上面よりも高い位置にあり、外側部分２２１ｏの上面は、内側部分２２１ｉの上面及び中間部分２２１ｍの上面よりも高い位置にある。即ち、内側部分２２１ｉは、鉛直方向において、外側部分２２１ｏの厚さよりも小さい厚さを有する。また、中間部分２２１ｍは、鉛直方向において、内側部分２２１ｉの厚さ及び外側部分２２１ｏの厚さよりも小さい厚さを有する。本体部２の基板支持領域２ａは、基板Ｗの面積よりも小さい面積を有し、内側部分２２１ｉの上面は、基板支持領域２ａ上の基板Ｗの裏面の一部と対向している。内側部分２２１ｉの内周面は、本体部２の側壁２ｃと対向している。内側部分２２１ｉの外周面は、中間部分２２１ｍの上面の内周端部に接続されている。外側部分２２１ｏの内周面は、中間部分２２１ｍの上面の外周端部に接続されている。即ち、第１のリング２２１は、内側部分２２１ｉの外周面、中間部分２２１ｍの上面及び外側部分２２１ｏの内周面により画成された凹部を有する。

第２のリング２２２の下面は、概ね平坦である。一実施形態においては、図４に示すように、第２のリング２２２の下面は、テーパー状の面を更に含み、当該テーパー状の面は、凹部２２２ｒを画成している。一実施形態においては、第２のリング２２２の下面は、複数の凹部２２２ｒを画成している。第２のリング２２２のテーパー状の面の個数及び凹部２２２ｒの個数は、リフト機構７０のリフトピン７２の個数と同数であり得る。各凹部２２２ｒは、対応のリフトピン７２の第２の柱状部７２２の先端がそれに嵌まるサイズを有している。第２のリング２２２は、各凹部２２２ｒが対応のリフトピン７２及び対応の貫通孔２２１ｈと一直線上で並ぶように、搭載領域２２１ｍ上に配置される。

一実施形態において、第２のリング２２２は、第１のリング２２１の凹部に収容される。即ち、第２のリング２２２は、第１のリング２２１の中間部分２２１ｍの上面上に配置される。一実施形態において、第１のリング２２１及び第２のリング２２２は、これらが環状領域２ｂ上に配置されているときに第１のリング２２１の外側部分２２１ｏの上面及び第２のリング２２２の上面が基板支持領域２ａ上の基板Ｗの上面と略同一の高さになるように構成される。また、第２のリング２２２は、第１のリング２２１及び第２のリング２２２が環状領域２ｂ上に配置されているときに基板支持領域２ａ上の基板Ｗの端面に対面する内周面２２２ａを有する。

図１〜図３に示すように、基板支持器１６は、リフト機構７０を更に有する。リフト機構７０は、リフトピン７２を含み、第１のリング２２１及び第２のリング２２２を昇降させるように構成されている。一実施形態において、リフト機構７０は、複数のリフトピン７２を含む。リフト機構７０におけるリフトピン７２の本数は、エッジリング２２を支持して、エッジリング２２を昇降させることが可能である限り、任意の本数であり得る。リフト機構７０におけるリフトピン７２の本数は、例えば３本である。

各リフトピン７２は、絶縁性を有する材料から形成され得る。各リフトピン７２は、例えばサファイア、アルミナ、石英、窒化シリコン、窒化アルミニウム、又は樹脂から形成され得る。各リフトピン７２は、第１の柱状部（下側ロッド）７２１及び第２の柱状部（上側ロッド）７２２を含む。第１の柱状部７２１は、鉛直方向に延びている。第１の柱状部７２１は、第１の上端面７２１ｔを有する。第１の上端面７２１ｔは、第１のリング２２１の下面に当接可能である。

第２の柱状部７２２は、第１の柱状部７２１の上方で鉛直方向に延びている。第２の柱状部７２２は、第１の上端面７２１ｔを露出させるように第１の柱状部７２１に対して狭められている。一実施形態においては、第１の柱状部７２１と第２の柱状部７２２の各々は、円柱形状を有している。この実施形態において、第１の柱状部７２１の直径は、第２の柱状部７２２の直径よりも大きい。第２の柱状部７２２は、搭載領域２２１ｍの貫通孔２２１ｈを通って上下に移動可能である。第２の柱状部７２２の鉛直方向における長さは、搭載領域２２１ｍの鉛直方向の厚さよりも長い。

第２の柱状部７２２は、第２の上端面７２２ｔを有する。第２の上端面７２２ｔは、第２のリング２２２に当接可能である。一実施形態において、第２の上端面７２２ｔを含む第２の柱状部７２２の先端は、対応の凹部２２２ｒに嵌まるよう、テーパー状に形成されていてもよい。

一実施形態において、第２の柱状部７２２は、第１の部分７２２ａ及び第２の部分７２２ｂを含んでいてもよい。第１の部分７２２ａは、柱状をなしており、第１の柱状部７２１から上方に延びている。第２の部分７２２ｂは、柱状をなしており、第１の部分７２２ａの上方で延在している。第２の部分７２２ｂは、第２の上端面７２２ｔを提供している。この実施形態において、第１の部分７２２ａの幅は、第２の部分７２２ｂの幅よりも大きい。

一実施形態において、第１の柱状部７２１、第１の部分７２２ａ、及び第２の部分７２２ｂの各々は、円柱形状を有していてもよい。この実施形態において、第１の柱状部７２１の直径は、第１の部分７２２ａの直径よりも大きく、第１の部分７２２ａの直径は、第２の部分７２２ｂの直径よりも大きい。

一実施形態において、第２の柱状部７２２は、第３の部分７２２ｃを更に含んでいてもよい。第３の部分７２２ｃは、第１の部分７２１ａと第２の部分７２２ｂとの間で延在する。この実施形態において、第３の部分７２２ｃは、テーパー状の表面を有する。

一実施形態において、リフト機構７０は、一つ以上の駆動装置７４を含む。一つ以上の駆動装置７４は、複数のリフトピン７２を昇降させるように構成されている。一つ以上の駆動装置７４の各々は、例えばモータを含み得る。

一実施形態においては、図２に示すように、プラズマ処理装置１は、別のガス供給部７６を更に備え得る。ガス供給部７６は、各貫通孔１６２ｈ内における放電を防止するために、各貫通孔１６２ｈにガスを供給する。ガス供給部７６から各貫通孔１６２ｈ内に供給されるガスは、不活性ガスである。ガス供給部７６から各貫通孔１６２ｈ内に供給されるガスは、例えばヘリウムガスである。

一実施形態において、下側ロッド７２１は、第１のリング２２１に当接可能な上端面７２１ｔを有している、また、上側ロッド７２２は、下側ロッド７２１の上端面７２１ｔから上方に延在し、第１のリング２２１の貫通孔２２１ｈを介して第２のリング２２２に当接可能であり、貫通孔２２１ｈの長さよりも大きな長さを有する。

一実施形態において、上側ロッド７２２は、下側ロッド７２１より細い。

一実施形態において、下側ロッド７２１と上側ロッド７２２の各々は、円柱形状を有し、下側ロッド７２１の直径は、上側ロッド７２２の直径よりも大きい。

一実施形態において、上側ロッド７２２は、下側ロッド７２１から上方に延びる第１の部分７２２ａと、第１の部分７２２ａから上方に延び、先端部７２２ｔを含む第２の部分７２２ｂとを有し、第１の部分７２２ａは第２の部分７２２ｂよりも太い。

一実施形態において、下側ロッド７２１、第１の部分７２２ａ、及び第２の部分７２２ｂは、円柱形状を有し、第１の部分７２２ａは、下側ロッド７２１の直径よりも小さく、第２の部分７２２ｂの直径よりも大きい直径を有する。

一実施形態において、上側ロッド７２２は、第１の部分７２２ａと第２の部分７２２ｂの間にテーパー部分７２２ｃを含む。

一実施形態において、第２のリング２２２は、上側ロッド７２２の先端部７２２ｔが嵌まる凹部２２２ｒを有する。

以下、図５〜図８を参照する。図５〜図８の各々は、一つの例示的実施形態に係る基板支持器の部分拡大図である。図５〜図８の各々では、基板支持器は、部分的に破断された状態で示されている。図５においては、第２のリング２２２のみが基板支持器１６に対して上方に配置された状態が示されている。図６においては、第１のリング２２１にリフトピン７２の第１の上端面７２１ｔが当接した状態が示されている。図７においては、第１のリング２２１及び第２のリング２２２の双方が基板支持器１６に対して上方に配置された状態が示されている。図８においては、第１のリング２２１及び第２のリング２２２がリフト機構７０のリフトピン７２から搬送ロボットに受け渡された状態が示されている。

図５に示すように、基板支持器１６によれば、各リフトピン７２の第１の上端面７２１ｔが第１のリング２２１に当接していない状態で、各リフトピン７２の第２の上端面７２２ｔが当接した第２のリング２２２のみをリフト機構７０により昇降させることができる。リフト機構７０により第２のリング２２２のみの高さ方向の位置を調整することにより、プラズマとシースとの間の境界の高さ方向の位置を調整することができる。その結果、基板Ｗのエッジに対するプラズマ処理の特性を調整することができる。

また、リフト機構７０により第２のリング２２２のみを基板支持器１６から上方に移動させ、複数のリフトピン７２から搬送ロボットのハンドラに第２のリング２２２を受け渡し、搬送ロボットにより第２のリング２２２をチャンバ１０内から搬出することができる。その後に、新規の第２のリング２２２を搬送ロボットによりチャンバ１０内に搬送して、新規の第２のリング２２２をリフト機構７０を用いて搭載領域２２１ｍ上に配置することができる。

一実施形態においては、第２のリング２２２は、搭載領域２２１ｍ上の凹部内に配置される。この実施形態によれば、第１のリング２２１及び基板支持器１６に対する第２のリング２２２の位置決めの精度が高くなる。

一実施形態においては、各リフトピン７２の第２の柱状部７２２の先端が第２のリング２２２の対応の凹部２２２ｒに嵌まっている状態で、第２のリング２２２が各リフトピン７２によって支持される。したがって、各リフトピン７２に対する第２のリング２２２の水平面内での移動が抑制される。故に。各リフトピン７２に対する第２のリング２２２の位置決めの精度が高くなり、結果的に、第１のリング２２１及び基板支持器１６上での第２のリング２２２の位置決めの精度が高くなる。

第２のリング２２２を支持している複数のリフトピン７２を更に上方に移動させると、図６に示すように、各リフトピン７２の第１の上端面７２１ｔが第１のリング２２１に当接する。即ち、複数のリフトピン７２を更に上方に移動させると、第１の上端面７２１ｔが第１のリング２２１に当接し、且つ、第２の上端面７２２ｔが第２のリング２２２に当接している状態が形成される。この状態においては、図７に示すように、第１のリング２２１及び第２のリング２２２を基板支持器１６の上方でリフト機構７０により同時に昇降させることができる。したがって、基板支持器１６によれば、エッジリング２２を構成する二つのリングのうち一つのリングのみの昇降と二つのリングの同時の昇降とを少ない個数のリフトピン７２で行うことが可能となる。

そして、図８に示すように、エッジリング２２の下方に搬送ロボットＴＲのハンドラを移動させて、複数のリフトピン７２を下方に移動させると、複数のリフトピン７２から搬送ロボットＴＲのハンドラにエッジリング２２を受け渡すことができる。その後に、搬送ロボットＴＲによりエッジリング２２をチャンバ１０内から搬出することができる。その後に、第１のリング２２１及び第２のリング２２２の一方又は双方が新規のパーツに交換されたエッジリング２２を搬送ロボットＴＲによりチャンバ１０内に搬送して、エッジリング２２をリフト機構７０により第２の領域１６２上に配置することができる。

一実施形態では、上述したように、各リフトピン７２の第２の柱状部７２２は、第１の部分７２２ａ及び第２の部分７２２ｂを有する。第１の部分７２２ａは、第１の柱状部７２１から上方に延在しており、第２の部分７２２ｂの幅よりも大きい幅を有する。この実施形態では、図７に示すように、第１のリング２２１は、第１の部分７２２ａが貫通孔２２１ｈの中に部分的に配置されている状態で、各リフトピン７２によって支持される。第１の部分７２２ａは、第２の柱状部７２２の中でその幅が比較的大きい部分である。したがって、各リフトピン７２に対する第１のリング２２１の水平面内での移動が抑制される。故に、基板支持器１６上での第１のリング２２１の位置決めの精度が高くなる。

以下、図９を参照して、エッジリングのクリーニングを含む方法ＭＴについて説明する。図９は、エッジリングのクリーニングを含む一つの例示的実施形態に係る方法の流れ図である。以下では、方法ＭＴの実行のための制御部ＭＣによるプラズマ処理装置１の各部の制御についても説明する。

一実施形態において、図９に示す方法は、第１のリング２２１及び第２のリング２２２の一方又は双方を新規のパーツに交換する際に実行され得る。第１のリング２２１及び第２のリング２２２の各々は、プラズマ処理装置１で実行されるプラズマ処理の結果、その交換が必要な程度に消耗している場合に、交換される。

制御部ＭＣは、第１のリング２２１がプラズマ処理において利用された時間長が第１の基準時間長以上であるかそれよりも長い場合に、第１のリング２２１の交換が必要であると判断し得る。制御部ＭＣは、第２のリング２２２がプラズマ処理において利用された時間長が第２の基準時間長以上であるかそれよりも長い場合に、第２のリング２２２の交換が必要であると判断し得る。第２の基準時間長は、第１の基準時間長よりも短い時間長であり得る。

或いは、制御部ＭＣは、光学的センサにより検出される第１のリング２２１の厚さが、第１の基準厚さ以下であるかそれよりも薄い場合に、第１のリング２２１の交換が必要であると判断し得る。制御部ＭＣは、光学的センサにより検出される第２のリング２２２の厚さが第２の基準厚さ以下であるかそれよりも薄い場合に、第２のリング２２２の交換が必要であると判断し得る。なお、光学的センサは、光干渉計であり得る。

或いは、制御部ＭＣは、エッジリング２２を基板支持器１６から上方に持ち上げることに要する駆動装置７４のモータのトルクが第１の基準トルク以下であるかそれよりも小さい場合に、第１のリング２２１の交換が必要であると判断し得る。或いは、制御部ＭＣは、エッジリング２２を基板支持器１６から上方に持ち上げることに要する駆動装置７４のモータのトルクが基準トルク以下であるかそれよりも小さい場合に、第１のリング２２１及び第２のリング２２２の双方の交換が必要であると判断し得る。制御部ＭＣは、第２のリング２２２を基板支持器１６から上方に持ち上げることに要する駆動装置７４のモータのトルクが第２の基準トルク以下であるかそれよりも小さい場合に、第２のリング２２２の交換が必要であると判断し得る。

方法ＭＴの工程ＳＴ１では、第２のリング２２２又はエッジリング２２、即ち第１のリング２２１及び第２のリング２２２の双方が、複数のリフトピン７２によって支持されて、基板支持器１６から上方に持ち上げられる。工程ＳＴ１において、制御部ＭＣは、第２のリング２２２又はエッジリング２２を基板支持器１６から上方に持ち上げるよう、リフト機構７０の駆動装置７４を制御する。工程ＳＴ１の実行の結果、図６に示すように第２のリング２２２が基板支持器１６に対して上方に位置する状態が形成される。或いは、工程ＳＴ１の実行の結果、図７に示すように、第１のリング２２１及び第２のリング２２２の双方が、基板支持器１６に対して上方に位置する状態が形成される。

続く工程ＳＴ２では、図６又は図７に示す状態で、チャンバ１０内でクリーニングガスからプラズマが形成される。そして、プラズマからの化学種により第２のリング２２２又はエッジリング２２のクリーニングが行われる。工程ＳＴ２のクリーニングにより、第２のリング２２２又はエッジリング２２に付着している物質が除去され得る。工程ＳＴ２において、制御部ＭＣは、クリーニングガスをチャンバ１０内に供給するよう、ガス供給部ＧＳを制御する。工程ＳＴ２において、制御部ＭＣは、チャンバ１０内の圧力を指定された圧力に設定するよう、排気装置５０を制御する。工程ＳＴ２において、制御部ＭＣは、チャンバ１０内のクリーンガスからプラズマを生成するために、プラズマ処理装置１のエネルギー源、即ち高周波電源６１及び／又は高周波電源６２を制御する。

続く工程ＳＴ３においては、第２のリング２２２又はエッジリング２２が搬送ロボットによりチャンバ１０内から搬出される。搬送ロボットは、制御部ＭＣにより制御され得る。上述したように工程ＳＴ２のクリーニングにより、第２のリング２２２又はエッジリング２２に付着していた物質は除去されている。したがって、チャンバ１０外での第２のリング２２２又はエッジリング２２の搬送経路における汚染が抑制される。

続く工程ＳＴ４においては、第１のリング２２１及び第２のリング２２２のうち一方又は双方に対応の交換パーツが、搬送ロボットによりチャンバ１０内に搬入される。交換パーツは、新規の、即ち未使用のパーツであり得る。そして、交換パーツが搬送ロボットのハンドラからリフト機構７０の複数のリフトピン７２に受け渡される。しかる後に、複数のリフトピン７２を降下させることにより、交換パーツが基板支持器１６上に搭載される。工程ＳＴ４において、搬送ロボット及びリフト機構７０の駆動装置７４は制御部ＭＣによって制御され得る。

一実施形態において、制御部ＭＣは、リフトピン７２が第１及び第２のリング２２１，２２２又は第２のリング２２２を基板支持器１６から持ち上げるよう駆動装置７４を制御するように構成される。例えば、制御部ＭＣは、リフトピン７２が第１及び第２のリング２２１，２２２の双方を基板支持器１６から持ち上げるよう駆動装置７４を制御するように構成される。また、例えば、制御部ＭＣは、リフトピン７２が第１のリング２２１を基板支持器１６上に残した状態で第２のリング２２２のみを基板支持器１６から持ち上げるよう駆動装置７４を制御するように構成される。

一実施形態において、制御部ＭＣは、クリーニングガスをチャンバ１０内に供給し、クリーニングガスからプラズマを生成するよう、ガス供給部ＧＳ及びエネルギー源（高周波電源６１）を制御するように構成される。斯様な制御は、第１及び第２のリング２２１，２２２又は第２のリング２２２が基板支持器１６から持ち上げられている間に行われる。例えば、上記の制御は、第１及び第２のリング２２１，２２２の双方が基板支持器１６から持ち上げられている間に行われる。また、例えば、上記の制御は、第１のリング２２１を基板支持器１６上に残した状態で第２のリング２２２が基板支持器１６から持ち上げられている間に行われる。

以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。

例えば、第１のリング２２１と第２のリング２２２のうち一方に凹部が形成されており、他方に当該凹部に嵌まる凸部が形成されていてもよい。この場合には、第１のリング２２１と第２のリング２２２の位置決めの精度が向上される。

また、基板支持器１６を備えるプラズマ処理装置は、プラズマ処理装置１に限定されるものではない。基板支持器１６を備えるプラズマ処理装置は、プラズマ処理装置１とは別の容量結合型のプラズマ処理装置であってもよい。或いは、基板支持器１６を備えるプラズマ処理装置は、別のタイプのプラズマ処理装置であってもよい。別のタイプのプラズマ処理装置としては、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を用いてプラズマを生成するプラズマ処理装置が例示される。

以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。

１６…基板支持器、１６１…第１の領域、１６２…第２の領域、１８…基台、２０…静電チャック、２２…エッジリング、２２１…第１のリング、２２１ｍ…搭載領域、２２２…第２のリング、７０…リフト機構、７２…リフトピン、７２１…第１の柱状部、７２１ｔ…第１の上端面、７２２…第２の柱状部、７２２ｔ…第２の上端面。

Claims (10)

1. 基板支持領域及び環状領域を有する本体部であり、前記環状領域は、前記基板支持領域を囲む、該本体部と、
   前記環状領域上に配置され、貫通孔を有する第１のリングと、
   前記第１のリング上に配置される第２のリングであり、前記基板支持領域上の基板の端面に対面する内周面を有する、該第２のリングと、
   下側ロッド及び上側ロッドを含むリフトピンであり、前記下側ロッドは、前記第１のリングに当接可能な上端面を有し、前記上側ロッドは、前記下側ロッドの前記上端面から上方に延在し、前記第１のリングの貫通孔を介して前記第２のリングに当接可能であり、前記貫通孔の長さよりも大きな長さを有する、該リフトピンと、
   を備える基板支持器。
2. 前記上側ロッドは、前記下側ロッドより細い、請求項１に記載の基板支持器。
3. 前記下側ロッドと前記上側ロッドの各々は、円柱形状を有し、
   前記下側ロッドの直径は、前記上側ロッドの直径よりも大きい、
   請求項１又は請求項２に記載の基板支持器。
4. 前記上側ロッドは、
   前記下側ロッドから上方に延びる第１の部分と、
   前記第１の部分から上方に延び、先端部を含む第２の部分と、
   を有し、
   前記第１の部分は前記第２の部分よりも太い、
   請求項３に記載の基板支持器。
5. 前記下側ロッド、前記第１の部分、及び前記第２の部分は、円柱形状を有し、
   前記第１の部分は、前記下側ロッドの直径よりも小さく、前記第２の部分の直径よりも大きい直径を有する、
   請求項４に記載の基板支持器。
6. 前記上側ロッドは、前記第１の部分と前記第２の部分の間にテーパー部分を更に含む、請求項５に記載の基板支持器。
7. 前記第２のリングは、前記上側ロッドの前記先端部が嵌まる凹部を有する、請求項６に記載の基板支持器。
8. 前記本体部は、基台と、前記基台上に配置される静電チャックとを含む、請求項１〜７の何れか一項に記載の基板支持器。
9. チャンバと、
   前記チャンバ内に配置される、請求項１〜８の何れか一項に記載の基板支持器と、
   前記リフトピンを昇降させるように構成された駆動装置と、
   を備えるプラズマ処理装置。
10. 前記チャンバ内にクリーニングガスを供給するように構成されたガス供給部と、
    前記チャンバ内で前記クリーニングガスからプラズマを生成するためのエネルギーを供給するように構成されたエネルギー源と、
    制御部と、
    を更に備え、
    前記制御部は、
    前記リフトピンが前記第１のリング及び第２のリング又は前記第２のリングを前記基板支持器から持ち上げるよう前記駆動装置を制御し、
    前記第１のリング及び第２のリング又は前記第２のリングが前記基板支持器から持ち上げられている間、前記クリーニングガスを前記チャンバ内に供給し、該クリーニングガスからプラズマを生成するよう前記ガス供給部及び前記エネルギー源を制御するように構成される、
    請求項９に記載のプラズマ処理装置。

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