JP2021125637A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents

プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】基板に形成されるホールおよび溝の傾きがエッジリングの消耗に伴って変動することを抑制する。【解決手段】プラズマ処理装置であって、チャンバと、下部電極と、静電チャックと、エッジリングと、金属部材と、駆動部と、制御装置とを備える。チャンバは、内部でプラズマが生成される。下部電極は、チャンバ内に設けられる。静電チャックは、下部電極上に設けられ、基板が載置される。エッジリングは、静電チャックの周囲に設けられる。金属部材は、下部電極の外側壁に沿って配置され、接地されている。駆動部は、金属部材を下部電極の外側壁に沿って移動させる。制御装置は、エッジリングの消耗量の増加に従って、下部電極の外側壁の面と交差する方向から見た場合に下部電極の外側壁と金属部材とが重なる領域が増加するように金属部材を移動させるように駆動部を制御する。【選択図】図２

Description

本開示の種々の側面および実施形態は、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関する。
プラズマにより半導体基板（以下、基板と記載する）を処理するプラズマ処理装置では、チャンバの内部に配置された載置台に基板が載置される。載置台には、載置面に載置された基板を囲むように導電性の材料により構成されたエッジリング（フォーカスリングとも呼ばれる）が設けられている。基板の周囲にエッジリングが設けられることにより、基板の中心付近と基板のエッジ付近とのプラズマの分布の偏りが抑制され、基板に対する処理の均一性を向上させることができる。
特開２０１９−１２９１２３号公報
本開示は、基板に形成されるホールおよび溝の傾きがエッジリングの消耗に伴って変動することを抑制することができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供する。
本開示の一側面は、プラズマ処理装置であって、チャンバと、下部電極と、静電チャックと、エッジリングと、金属部材と、駆動部と、制御装置とを備える。チャンバは、内部でプラズマが生成される。下部電極は、チャンバ内に設けられる。静電チャックは、下部電極上に設けられ、基板が載置される。エッジリングは、静電チャックの周囲に設けられる。金属部材は、下部電極の外側壁に沿って配置され、接地されている。駆動部は、金属部材を下部電極の外側壁に沿って移動させる。制御装置は、エッジリングの消耗量の増加に従って、下部電極の外側壁の面と交差する方向から見た場合に下部電極の外側壁と金属部材とが重なる領域が増加するように金属部材を移動させるように駆動部を制御する。
本開示の種々の側面および実施形態によれば、基板に形成されるホールおよび溝の傾きがエッジリングの消耗に伴って変動することを抑制することができる。
図１は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理装置の一例を示す概略断面図である。 図２は、エッジ調整機構の一例を示す拡大断面図である。 図３は、エッジ調整機構の一例を示す拡大断面図である。 図４Ａは、基板のエッジ付近におけるシース領域の一例を示す模式図である。 図４Ｂは、基板のエッジ付近におけるシース領域の一例を示す模式図である。 図４Ｃは、基板のエッジ付近におけるシース領域の一例を示す模式図である。 図５は、基板のＥＲ（エッチングレート）の分布の一例を示す図である。 図６は、図５に示されたＥＲの分布の測定方向を示す図である。 図７は、図５のＥＲの分布から算出されたＥＤ（エッジドロップ）値の一例を示す図である。 図８は、プラズマ処理方法の一例を示すフローチャートである。 図９は、制御テーブルの一例を示す図である。 図１０は、カバーの他の例を示す図である。 図１１は、カバーの他の例を示す図である。
以下に、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示されるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法が限定されるものではない。
ところで、基板に対するプラズマ処理が繰り返されると、エッジリングが消耗する。エッジリングが消耗すると、エッジリングの形状が変わり、エッジリングの上方に形成されるプラズマシースと、基板の上方に形成されるプラズマシースとの間の高さの大小関係が変動する。これにより、プラズマ中のイオン等の荷電粒子の基板への入射角度が変化する。
エッジリングの消耗に伴って基板へのイオンの入射角度の変化が大きくなると、イオンにより基板に形成されるホールや溝等の傾きのばらつきを予め定められたスペック内に抑えることが困難となる。そのため、ホールおよび溝の傾きのばらつきが予め定められたスペックを外れる前に、エッジリングを交換することになる。エッジリングを交換するためには、チャンバ内からエッジリングを取り出すためにチャンバ内の圧力を大気圧まで戻すことになる。そのため、エッジリングを頻繁に交換すると、そのたびにプロセスを停止させることになり、処理の停止時間が長くなり生産性が低下する。
そこで、本開示は、基板に形成されるホールおよび溝の傾きがエッジリングの消耗に伴って変動することを抑制することができる技術を提供する。
［プラズマ処理装置１の構成］
図１は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理装置１の一例を示す概略断面図である。本実施形態におけるプラズマ処理装置１は、容量結合型のプラズマエッチング装置である。プラズマ処理装置１は、装置本体１０と、装置本体１０を制御する制御装置１１とを備える。
装置本体１０は、チャンバ１２を有する。チャンバ１２は、その中に内部空間１２ｓを提供している。チャンバ１２は、例えばアルミニウム等により略円筒形状に形成された筐体１３を含む。内部空間１２ｓは、筐体１３の中に提供されている。筐体１３は、電気的に接地されている。筐体１３の内壁面、即ち、内部空間１２ｓを画成する壁面は、例えば陽極酸化処理等によって形成された耐プラズマ性を有する膜でコーティングされている。
筐体１３の側壁には、内部空間１２ｓとチャンバ１２の外部との間で基板Ｗが搬送される際に、基板Ｗが通過する開口部１２ｐが形成されている。開口部１２ｐは、ゲートバルブ１２ｇによって開閉される。
筐体１３内には、基板Ｗが載置される支持台１６が設けられている。支持台１６は、例えば石英等の絶縁性の材料によって略円筒状に形成された支持部１５によって支持されている。支持部１５は、筐体１３の底部から上方に延在している。
支持台１６は、下部電極１８、静電チャック２０、および絶縁プレート２１を有する。絶縁プレート２１は、例えば石英等の絶縁性の材料によって略円板状に形成されている。下部電極１８は、絶縁プレート２１上に設けられている。下部電極１８は、例えばアルミニウム等の導電性の材料によって略円板状に形成されている。
下部電極１８内には、例えばフロン等の熱交換用の媒体が流通する流路１８ｆが形成されている。熱交換用の媒体は、図示しないチラーユニットから配管２３ａを介して流路１８ｆ内に供給される。流路１８ｆ内を循環した熱交換用の媒体は、配管２３ｂを介してチラーユニットに戻される。チラーユニットによって温度制御された熱交換用の媒体が流路１８ｆ内を循環することにより、下部電極１８の温度を制御することができる。
静電チャック２０は、下部電極１８上に設けられている。基板Ｗは、静電チャック２０上に載置される。静電チャック２０は、絶縁体で形成された本体と、膜状に形成された電極とを有する。静電チャック２０の電極には、直流電源が電気的に接続されている。直流電源から静電チャック２０の電極に電圧が印加されることにより静電チャック２０上に静電気力が発生し、静電気力により基板Ｗが静電チャック２０上に吸着保持される。
静電チャック２０には、静電チャック２０と基板Ｗとの間に、例えばＨｅガス等の伝熱ガスを供給するための配管２５が設けられている。静電チャック２０と基板Ｗとの間に供給される伝熱ガスの圧力を制御することにより、静電チャック２０と基板Ｗとの間の熱伝導率を制御することができる。
静電チャック２０の外周領域上には、例えばシリコン等の導電性の材料により環状に形成されたエッジリング２２が設けられている。エッジリング２２は、フォーカスリングと呼ばれることもある。エッジリング２２は、静電チャック２０上に載置された基板Ｗを囲むように配置されている。
支持台１６の側面には、支持台１６を囲むように、絶縁性の材料により略円筒状に形成されたカバー２８が設けられている。カバー２８により、内部空間１２ｓ内に生成されたプラズマから支持台１６の側面が保護される。カバー２８の周囲には、エッジ調整機構７０が設けられている。エッジ調整機構７０の周囲には、絶縁材の材料により略円筒状に形成されたカバー２９が設けられている。
図２および図３は、エッジ調整機構７０の一例を示す拡大断面図である。エッジ調整機構７０は、金属部材７１、支持棒７２、および駆動部７３を有する。なお、図２および図３では、駆動部７３の内部構造の図示については省略されている。金属部材７１は、導電性の材料により略円筒状に形成されている。支持棒７２は、金属部材７１を下方から支持する。支持棒７２は、導電性の材料により形成されている。駆動部７３は、ステッピングモータ等の動力源を有しており、支持棒７２を上下に移動させる。支持棒７２が上下に移動することにより、カバー２８の外側壁に沿って金属部材７１が上下に移動する。駆動部７３には、導電性の材料により形成された部材が含まれている。金属部材７１は、支持棒７２、駆動部７３、および筐体１３の底部を介して接地されている。
本実施形態において、駆動部７３は、支持棒７２を上下に移動させることで、少なくとも、金属部材７１の上端が、下部電極１８の下面と同じ高さとなる位置Ｌminから下部電極１８の上面と同じ高さとなる位置Ｌmaxまでの範囲で金属部材７１を上下に移動させる。支持棒７２および駆動部７３は、カバー２８の周囲に例えば３組以上設けられている。駆動部７３は、制御装置１１によって制御される。
金属部材７１の上端が位置Ｌminから位置Ｌmaxへ移動するように、金属部材７１を移動させることにより、下部電極１８の外側壁の面と交差する方向から見た場合に下部電極１８の外側壁と金属部材７１とが重なる領域が増加する。以下では、金属部材７１の上端が下部電極１８の下面と同じ高さとなる位置Ｌminにある状態を、金属部材７１が位置Ｌminにある状態と記載する。また、以下では、金属部材７１の上端が下部電極１８の上面と同じ高さとなる位置Ｌmaxにある状態を、金属部材７１が位置Ｌmaxにある状態と記載する。
例えば図２に示されるように、金属部材７１が位置Ｌminにある状態では、下部電極１８の外側壁の面と交差する方向から見た場合の下部電極１８の外側壁と金属部材７１とが重なる領域が最小となっている。一方、例えば図３に示されるように、金属部材７１が位置Ｌmaxにある状態では、下部電極１８の外側壁の面と交差する方向から見た場合の下部電極１８の外側壁と金属部材７１とが重なる領域が最大となっている。
図１に戻って説明を続ける。装置本体１０は、上部電極３０を有する。上部電極３０は、支持台１６の上方に配置されており、絶縁性の材料により形成された部材３２を介して筐体１３に支持されている。上部電極３０は、天板３４および天板支持部３６を有する。天板３４の下面は、内部空間１２ｓに面している。天板３４には、天板３４を厚さ方向に貫通する複数のガス吐出孔３４ａが形成されている。天板３４は、例えばシリコン等によって形成されている。また、天板３４は、例えば表面に耐プラズマ性のコーティングが施されたアルミニウム等で形成されていてもよい。
天板支持部３６は、天板３４を着脱自在に支持している。天板支持部３６は、例えばアルミニウム等の導電性の材料によって形成されている。天板支持部３６の内部には、ガス拡散室３６ａが形成されている。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。ガス孔３６ｂは、ガス吐出孔３４ａに連通している。天板支持部３６には、ガス拡散室３６ａに接続されたガス導入口３６ｃが設けられている。ガス導入口３６ｃには、配管３８が接続されている。
配管３８には、バルブ群４３、流量制御器群４２、およびバルブ群４１を介して、ガスソース群４０が接続されている。ガスソース群４０には、エッチングガスに含まれるガスを供給する複数のガスソースが含まれている。バルブ群４１およびバルブ群４３には、それぞれ複数のバルブ（例えば開閉バルブ）が含まれている。流量制御器群４２には、例えばマスフローコントローラ等の複数の流量制御器が含まれている。
ガスソース群４０に含まれるそれぞれのガスソースは、バルブ群４１の中の対応するバルブ、流量制御器群４２の中の対応する流量制御器、およびバルブ群４３の中の対応するバルブを介して、配管３８に接続されている。ガスソース群４０に含まれる複数のガスソースの中から選択された一以上のガスソースからのガスは、個別に調整された流量で、天板支持部３６のガス拡散室３６ａ内に供給される。ガス拡散室３６ａ内に供給されたガスは、ガス拡散室３６ａ内を拡散し、ガス孔３６ｂおよびガス吐出孔３４ａを介して、内部空間１２ｓ内にシャワー状に供給される。
カバー２９と筐体１３の内側壁との間には、例えば表面に耐プラズマ性のコーティングが施されたアルミニウム等で形成されたバッフル板４８が設けられている。バッフル板４８には、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。バッフル板４８の下方の筐体１３の底部には、排気管５２が接続されている。排気管５２には、自動圧力制御弁等の圧力制御器およびターボ分子ポンプ等の真空ポンプを有する排気装置５０が接続されている。排気装置５０によって内部空間１２ｓ内の圧力を予め定められた圧力まで減圧することができる。
下部電極１８には、第１の整合器６３を介して第１のＲＦ（Radio Frequency）電源６１が接続されている。第１のＲＦ電源６１は、プラズマ生成用の第１のＲＦ電力を発生する電源である。第１のＲＦ電力の周波数は、２７〜１００［ＭＨｚ］の範囲内の周波数、例えば６０［ＭＨｚ］の周波数である。第１の整合器６３は、第１のＲＦ電源６１の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）のインピーダンスを整合させるための整合回路を有する。なお、第１のＲＦ電源６１は、第１の整合器６３を介して、下部電極１８ではなく上部電極３０に接続されていてもよい。
また、下部電極１８には、第２の整合器６４を介して第２のＲＦ電源６２が接続されている。第２のＲＦ電源６２は、基板Ｗにイオンを引き込むためのバイアス用の第２のＲＦ電力を発生する電源である。第２のＲＦ電力の周波数は、第１のＲＦ電力の周波数よりも低い。第２のＲＦ電力の周波数は、４００［ｋＨｚ］〜１３．５６［ＭＨｚ］の範囲内の周波数であり、例えば４００［ｋＨｚ］の周波数である。第２の整合器６４は、第２のＲＦ電源６２の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）のインピーダンスを整合させるための整合回路を有する。
制御装置１１は、メモリ、プロセッサ、および入出力インターフェイスを有する。メモリ内には、レシピ等のデータやプログラム等が格納される。メモリは、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、またはＳＳＤ（Solid State Drive）等である。プロセッサは、メモリから読み出されたプログラムを実行することにより、メモリ内に格納されたレシピ等のデータに基づいて、入出力インターフェイスを介して装置本体１０の各部を制御する。プロセッサは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）等である。
プラズマ処理装置１によってプラズマエッチングが行われる場合、ゲートバルブ１２ｇが開けられ、図示しない搬送ロボットにより基板Ｗが静電チャック２０上に載置される。そして、排気装置５０によって筐体１３内のガスが排気され、ガスソース群４０からの一以上のガスがそれぞれ予め定められた流量でチャンバ１２内に供給され、チャンバ１２内の圧力が予め定められた圧力に調整される。
そして、第１のＲＦ電源６１からの第１のＲＦ電力および第２のＲＦ電源６２からの第２のＲＦ電力が下部電極１８に供給される。これにより、上部電極３０と下部電極１８との間にＲＦの電界が形成され、チャンバ１２内に供給されたガスがプラズマ化される。そして、チャンバ１２内に生成されたプラズマに含まれるイオンやラジカル等によって、基板Ｗがエッチングされる。
［イオンの入射方向の変化］
ここで、エッジリング２２の上面が、静電チャック２０上の基板Ｗの上面よりも高い場合、シース領域８０の境界８１の分布は、例えば図４Ａのようになる。この場合、基板Ｗのエッジ付近では、プラズマ中のイオン８２の入射方向が基板Ｗのエッジ側に傾く。イオン８２の入射方向が基板Ｗのエッジ側に傾く状態を、アウターチルトと定義する。
また、エッジリング２２の上面が、静電チャック２０上の基板Ｗの上面と同程度の高さである場合、シース領域８０の境界８１の分布は、例えば図４Ｂのようになる。この場合、基板Ｗのエッジ付近でも、プラズマ中のイオン８２の入射方向が基板Ｗに対して略垂直な方向となる。
また、エッジリング２２の上面が、静電チャック２０上の基板Ｗの上面よりも低い場合、シース領域８０の境界８１の分布は、例えば図４Ｃのようになる。この場合、基板Ｗのエッジ付近では、プラズマ中のイオン８２の入射方向が基板Ｗのセンター側に傾く。イオン８２の入射方向が基板Ｗのセンター側に傾く状態を、インナーチルトと定義する。
プラズマ処理が実行された時間の経過に従って、プラズマに晒されているエッジリング２２は消耗する。エッジリング２２が消耗すると、エッジリング２２が薄くなり、エッジリング２２の上方におけるシース領域８０の境界８１が低くなる。これにより、シース領域８０境界８１の分布が例えば図４Ｃのようになり、やがて、基板Ｗに形成されるホールや溝の傾きがスペックを満たさなくなる。そのため、基板Ｗに形成されるホールや溝の傾きがスペックを満たさなくなる前に、エッジリング２２が交換される。
なお、プラズマ処理が実行された時間と、エッジリング２２の消耗量との間には相関がある。即ち、プラズマ処理が実行された時間が長くなるほど、エッジリング２２の消耗量が大きくなる。そのため、プラズマ処理が実行され累積時間からエッジリング２２の消耗量を推定することができる。
また、イオン８２の入射角度は、基板Ｗのエッジ付近のＥＲ（エッチングレート）の分布に基づいて算出されたＥＤ（エッジドロップ）値と相関がある。ＥＤ値が小さい場合、イオン８２の入射角度はインナーチルトとなり、ＥＤ値が大きい場合、イオン８２の入射角度はアウターチルトとなる。
ＥＤ値は、例えば下記の算出式によって算出される。
ED値＝ER(R＝R1[mm])−ER(R＝R2[mm])
上記算出式において、ER(R＝X[mm])は、基板ＷのセンターからＸ［ｍｍ］離れた位置におけるエッチングレートを表す。本実施形態において、Ｒ1は、例えば１３５［ｍｍ］であり、Ｒ2は、例えば１４７［ｍｍ］または１４９［ｍｍ］である。
エッジリング２２が消耗すると、例えば図４Ｃのようにエッジリング２２の上面が静電チャック２０上の基板Ｗの上面よりも低くなり、イオン８２の入射方向がインナーチルトとなり、ＥＤ値も小さくなる。エッジリング２２が消耗した場合でも、ＥＤ値を増加させることができれば、イオン８２の入射方向をアウターチルティングの方に傾けることができ、基板Ｗに形成されるホールや溝の傾きのスペックアウトを抑制することができる。これにより、エッジリング２２の交換周期を長くすることができ、プロセスのスループットを向上させることができる。
［金属部材７１の位置とＥＲの分布との関係］
図５は、基板ＷのＥＲの分布の一例を示す図である。図５では、例えば図６に示されるように、基板Ｗに設けられたノッチ８５と干渉しない方向をＸ軸とした場合のＸ軸方向におけるＥＲの分布が示されている。例えば図５に示されるように、金属部材７１が位置Ｌminにある状態と位置Ｌmaxにある状態とでは、基板Ｗのエッジ付近におけるＥＲの傾きが異なっている。
図７は、図５のＥＲの分布から算出されたＥＤ（エッジドロップ）値の一例を示す図である。図７において、「Ｒ１３５−Ｒ１４７」は、基板Ｗのセンターから１３５［ｍｍ］離れた位置と、基板Ｗのセンターから１４７［ｍｍ］離れた位置とにおけるＥＤ値を示している。また、図７において、「Ｒ１３５−Ｒ１４９」は、基板Ｗのセンターから１３５［ｍｍ］離れた位置と、基板Ｗのセンターから１４９［ｍｍ］離れた位置とにおけるＥＤ値を示している。
図７を参照すると、＋Ｘ方向および−Ｘ方向のいずれの場合においても、金属部材７１が位置Ｌmaxにある状態におけるＥＤ値は、位置Ｌminにある状態におけるＥＤ値よりも大きくなっている。即ち、金属部材７１を上昇させ、下部電極１８の外側壁の面と交差する方向から見た場合の下部電極１８の外側壁と金属部材７１とが重なる領域を増加させることにより、ＥＤ値を増加させることができる。ＥＤ値を増加させることができれば、エッジリング２２の消耗に伴ってインナーチルトに傾いたイオン８２の入射方向を、アウターチルト側に戻すことができる。
従って、制御装置１１は、プラズマ処理が実行された累積時間の長さに応じて、金属部材７１を上昇させ、下部電極１８の外側壁の面と交差する方向から見た場合の下部電極１８の外側壁と金属部材７１とが重なる領域を増加させるように駆動部７３を制御する。これにより、インナーチルト側へのイオン８２の入射方向の傾きの増加を抑制することができ、基板Ｗに形成されるホールや溝の傾きのスペックアウトを抑制することができる。これにより、エッジリング２２の交換周期を長くすることができ、プロセスのスループットを向上させることができる。
［プラズマ処理方法］
図８は、プラズマ処理方法の一例を示すフローチャートである。図８に例示されたプラズマ処理方法は、例えば、制御装置１１内のプロセッサが制御装置１１内のメモリに格納されたプログラムを読み出して実行し、制御装置１１内の入出力インターフェイスを介して装置本体１０の各部を制御することによって実現される。
なお、制御装置１１のメモリ内には、例えば図９に示されるような制御テーブル１１０が予め格納されている。図９は、制御テーブル１１０の一例を示す図である。制御テーブル１１０には、プラズマ処理の累積時間の閾値に対応付けて、金属部材７１の上昇量が格納されている。
まず、制御装置１１は、処理に用いられる各パラメータを初期化する（Ｓ１０）。ステップＳ１０では、プラズマ処理の累積時間ｔaが０に初期化され、金属部材７１の上昇量Ｌが最小値Ｌminに初期化され、変数ｎが０に初期化される。
次に、基板Ｗがチャンバ１２内に搬入される（Ｓ１１）。ステップＳ１１では、ゲートバルブ１２ｇが開けられ、図示しない搬送ロボットにより基板Ｗが筐体１３内に搬入され、静電チャック２０上に載置される。そして、ゲートバルブ１２ｇが閉じられる。
次に、プラズマ処理が実行される（Ｓ１２）。ステップＳ１２では、排気装置５０によってチャンバ１２内のガスが排気され、ガスソース群４０からエッチングガスがチャンバ１２内に供給され、チャンバ１２内の圧力が予め定められた圧力に調整される。そして、下部電極１８に第１のＲＦ電力および第２のＲＦ電力が供給される。これにより、チャンバ１２内に供給されたエッチングガスがプラズマ化され、プラズマに含まれる活性種やイオン等により静電チャック２０上に載置された基板Ｗがエッチングされる。
そして、プラズマ処理が終了した場合、排気装置５０によってチャンバ１２内のガスが排気され、ゲートバルブ１２ｇが開けられ、図示しない搬送ロボットにより基板Ｗがチャンバ１２内から搬出される（Ｓ１３）。
次に、制御装置１１は、プラズマ処理の累積時間ｔaに、ステップＳ１２におけるプラズマ処理の時間ｔpを加算する（Ｓ１４）。プラズマ処理の累積時間ｔaとエッジリング２２の消耗量との間には相関があるため、本実施形態において、エッジリング２２の消耗量は、プラズマ処理の累積時間ｔaに基づいて推定される。ステップＳ１４は、推定ステップの一例である。
次に、制御装置１１は、制御テーブル１１０からｎ番目の閾値ｔth（ｎ）を取得する。そして、制御装置１１は、累積時間ｔaが閾値ｔth（ｎ）以上であるか否かを判定する（Ｓ１５）。累積時間ｔaが閾値ｔth（ｎ）未満である場合（Ｓ１５：Ｎｏ）、制御装置１１は、再びステップＳ１１に示された処理を実行する。
一方、累積時間ｔaが閾値ｔth（ｎ）以上である場合（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、制御装置１１は、変数ｎを１増やし（Ｓ１６）、変数ｎの値が最大値ｎmax以下であるか否かを判定する（Ｓ１７）。
変数ｎの値が最大値ｎmax以下である場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、制御装置１１は、制御テーブル１１０からｎ番目の上昇量Ｌ（ｎ）を取得する。そして、制御装置１１は、上昇量Ｌ（ｎ）の位置まで金属部材７１を上昇させるように駆動部７３を制御する（Ｓ１８）。ステップＳ１８は、制御ステップの一例である。これにより、イオン８２の入射方向の傾きがアウターチルト側に戻される。そして、制御装置１１は、再びステップＳ１１に示された処理を実行する。
一方、変数ｎの値が最大値ｎmaxより大きい場合（Ｓ１７：Ｎｏ）、金属部材７１は、既に最大値Ｌmaxまで上昇している。そのため、制御装置１１は、図示しない表示装置等を介してプラズマ処理装置１のユーザにエッジリング２２の交換が必要であることを通知する（Ｓ１９）。そして、制御装置１１は、本フローチャートに示された処理を終了する。
以上、一実施形態について説明した。上記したように、本実施形態におけるプラズマ処理装置１は、チャンバ１２と、下部電極１８と、静電チャック２０と、エッジリング２２と、金属部材７１と、駆動部７３と、制御装置１１とを備える。チャンバ１２は、内部でプラズマが生成される。下部電極１８は、チャンバ１２内に設けられる。静電チャック２０は、下部電極１８上に設けられ、基板Ｗが載置される。エッジリング２２は、静電チャック２０の周囲に設けられる。金属部材７１は、下部電極１８の外側壁に沿って配置され、接地されている。駆動部７３は、金属部材７１を下部電極１８の外側壁に沿って移動させる。制御装置１１は、エッジリング２２の消耗量の増加に従って、下部電極１８の外側壁の面と交差する方向から見た場合に下部電極１８の外側壁と金属部材７１とが重なる領域が増加するように金属部材７１を移動させるように駆動部７３を制御する。これにより、プラズマ処理が実行された時間の経過に伴ってイオン８２の入射方向の傾きがインナーチルト側へ増加することを抑制することができ、基板Ｗに形成されるホールや溝の傾きのスペックアウトを抑制することができる。これにより、エッジリング２２の交換周期を長くすることができ、プロセスのスループットを向上させることができる。
また、上記した実施形態において、制御装置１１は、チャンバ１２内でプラズマが生成された累積時間の長さに応じて、下部電極１８の外側壁と金属部材７１とが重なる領域が増加するように金属部材７１を移動させるように駆動部７３を制御する。これにより、プラズマ処理が実行された時間の経過に伴ってイオン８２の入射方向の傾きがインナーチルト側へ増加することを抑制することができる。
また、上記した実施形態において、制御装置１１は、推定ステップと、制御ステップとを実行する。推定ステップでは、エッジリング２２の消耗量が推定される。制御ステップでは、エッジリング２２の消耗量の増加に従って、下部電極１８の外側壁の面と交差する方向から見た場合に下部電極１８の外側壁と金属部材７１とが重なる領域が増加するように金属部材７１を移動させるように駆動部７３が制御される。これにより、プラズマ処理が実行された時間の経過に伴ってイオン８２の入射方向の傾きがインナーチルト側へ増加することを抑制することができ、基板Ｗに形成されるホールや溝の傾きのスペックアウトを抑制することができる。これにより、エッジリング２２の交換周期を長くすることができ、プロセスのスループットを向上させることができる。
［その他］
なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
例えば、支持台１６の周囲に設けられたカバー２８は、例えば図１０に示されるような形状であってもよい。図１０は、カバー２８の他の例を示す図である。図１０の例では、カバー２８には、金属部材７１の上方に突出する突出部２８ａが設けられている。これにより、基板Ｗの上方で生成されたプラズマから基板Ｗの方向へ入射するイオン８２等から金属部材７１が保護される。これにより、金属部材７１の消耗を抑制することができる。
また、支持台１６の周囲に設けられたカバー２８は、例えば図１１に示されるような形状であってもよい。図１１は、カバー２８の他の例を示す図である。図１１の例では、カバー２８には、金属部材７１が移動する範囲において金属部材７１を覆う筒状部２８ｂが設けられている。これにより、バッフル板４８付近に存在するイオン８２や活性種によって金属部材７１が受けるダメージを低減することができる。また、金属部材７１および支持棒７２に付着する反応副生成物を抑制することができ、金属部材７１および支持棒７２のスムーズな移動を維持することができる。
また、上記した実施形態において、支持台１６の周囲には、略円筒状の１つの金属部材７１が配置されるが、開示の技術はこれに限られない。例えば、金属部材７１は、金属部材７１の移動方向と交差する方向に複数のブロックに分割されてもよい。それぞれのブロックの金属部材７１には、少なくとも１つの支持棒７２および駆動部７３が設けられ、それぞれのブロックは、互いに独立して移動する。これにより、基板Ｗの周方向において、エッジリング２２の消耗量が異なる場合でも、ブロック毎にＥＤ値を独立して調整することができ、基板Ｗに形成されるホールや溝の傾きのスペックアウトを抑制することができる。
また、上記した実施形態では、プラズマ処理の累積時間でエッジリング２２の消耗量が推定され、プラズマ処理の累積時間に応じて金属部材７１の上昇量が制御されるが、開示の技術はこれに限られない。例えば、エッジリング２２の重さや電気抵抗値等に基づいてエッジリング２２の消耗量が推定され、エッジリング２２の重さや電気抵抗値等に応じて金属部材７１の上昇量が制御されてもよい。あるいは、エッジリング２２の実際の厚さを測定し、測定された厚さに応じて金属部材７１の上昇量が制御されてもよい。
また、上記した実施形態では、エッジリング２２の上昇量の値は、プラズマ処理の累積時間の長さに応じて離散的な値となるが、開示の技術はこれに限られない。例えば、エッジリング２２は、プラズマ処理の累積時間の長さに応じて連続的に上昇させてもよい。
なお、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
Ｗ 基板
１ プラズマ処理装置
１０ 装置本体
１１ 制御装置
１１０ 制御テーブル
１２ チャンバ
１６ 支持台
１８ 下部電極
２０ 静電チャック
２２ エッジリング
２８ カバー
２８ａ 突出部
２８ｂ 筒状部
２９ カバー
３０ 上部電極
３４ 天板
３６ 天板支持部
４０ ガスソース群
４１ バルブ群
４２ 流量制御器群
４３ バルブ群
４８ バッフル板
５０ 排気装置
６１ 第１のＲＦ電源
６２ 第２のＲＦ電源
６３ 第１の整合器
６４ 第２の整合器
７０ エッジ調整機構
７１ 金属部材
７２ 支持棒
７３ 駆動部
８０ シース領域
８１ 境界
８２ イオン
８５ ノッチ

Claims (5)

  1. 内部でプラズマが生成されるチャンバと、
    前記チャンバ内に設けられた下部電極と、
    前記下部電極上に設けられ、基板が載置される静電チャックと、
    前記静電チャックの周囲に設けられたエッジリングと、
    前記下部電極の外側壁に沿って配置され、接地されている金属部材と、
    前記金属部材を前記下部電極の外側壁に沿って移動させる駆動部と、
    前記エッジリングの消耗量の増加に従って、前記下部電極の外側壁の面と交差する方向から見た場合に前記下部電極の外側壁と前記金属部材とが重なる領域が増加するように前記金属部材を移動させるように前記駆動部を制御する制御装置と
    を備えるプラズマ処理装置。
  2. 前記制御装置は、
    前記チャンバ内でプラズマが生成された累積時間の長さに応じて、前記下部電極の外側壁と前記金属部材とが重なる領域が増加するように前記金属部材を移動させるように前記駆動部を制御する請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. 前記金属部材は、
    前記金属部材の移動方向と交差する方向に複数に分割されており、
    前記駆動部は、
    分割されたそれぞれの前記金属部材を独立に移動させる請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
  4. プラズマに対して前記金属部材を覆うカバーをさらに備える請求項１から３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
  5. プラズマ処理装置におけるプラズマ処理方法であって、
    前記プラズマ処理装置は、
    内部でプラズマが生成されるチャンバと、
    前記チャンバ内に設けられた下部電極と、
    前記下部電極上に設けられ、基板が載置される静電チャックと、
    前記静電チャックの周囲に設けられたエッジリングと、
    前記下部電極の外側壁に沿って配置され、接地されている金属部材と、
    前記金属部材を前記下部電極の外側壁に沿って移動させる駆動部と、
    制御装置と
    を備え、
    前記制御装置は、
    前記エッジリングの消耗量を推定する推定ステップと、
    前記エッジリングの消耗量の増加に従って、前記下部電極の外側壁の面と交差する方向から見た場合に前記下部電極の外側壁と前記金属部材とが重なる領域が増加するように前記金属部材を移動させるように前記駆動部を制御する制御ステップと
    を実行するプラズマ処理方法。
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