JP2023173790A - 基板処理装置及びリング部材の位置合わせ方法 - Google Patents

基板処理装置及びリング部材の位置合わせ方法 Download PDF

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Abstract

【課題】基板処理装置内のリング部材を交換する際、精度よくリング部材を位置合わせする。【解決手段】プラズマ処理チャンバと、前記プラズマ処理チャンバ内に収容される支持台と、基板の周囲に設けられる内側エッジリングと、前記内側エッジリングの周囲に設けられる外側エッジリングであり、上面視で前記内側エッジリングの外周部と前記外側エッジリングの内周部とで重なり、第１位置合わせ部を有する外側エッジリングと、前記支持台の前記外側エッジリングに対向する位置に配置された外側エッジリング用の静電チャックと、前記内側エッジリング及び／又は前記外側エッジリングを上下動させるように構成されたリフタと、を有し、前記外側エッジリング用の静電チャックを駆動し前記外側エッジリングを吸着した状態で前記内側エッジリングを前記第１位置合わせ部により前記外側エッジリングと位置合わせする、基板処理装置。【選択図】図４

Description

本開示は、基板処理装置及びリング部材の位置合わせ方法に関する。
例えば、特許文献１は、載置台のウエハ載置面にウエハを載置し、載置台のリング載置面に第１リングと第２リングとを載置するプラズマ処理装置を提案する。プラズマ処理装置は、リフタピンを昇降可能に駆動する駆動機構を有し、リフタピンにより第１リングと第２リングとの少なくともいずれかを昇降させ、搬送することを提案している。
特開２０２０－１１３６０３号公報
本開示は、基板処理装置内のリング部材を交換する際、精度よくリング部材を位置合わせすることができる技術を提供する。
本開示の一の態様によれば、プラズマ処理チャンバと、前記プラズマ処理チャンバ内に収容される支持台と、基板の周囲に設けられる内側エッジリングと、前記内側エッジリングの周囲に設けられる外側エッジリングであり、上面視で前記内側エッジリングの外周部と前記外側エッジリングの内周部とで重なり、第１位置合わせ部を有する外側エッジリングと、前記支持台の前記外側エッジリングに対向する位置に配置された外側エッジリング用の静電チャックと、前記内側エッジリング及び／又は前記外側エッジリングを上下動させるように構成されたリフタと、を有し、前記外側エッジリング用の静電チャックを駆動し前記外側エッジリングを吸着した状態で前記内側エッジリングを前記第１位置合わせ部により前記外側エッジリングと位置合わせする、基板処理装置が提供される。
一の側面によれば、基板処理装置内のリング部材を交換する際、精度よくリング部材を位置合わせすることができる。
実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す断面図。 実施形態に係るエッジリング及び昇降部の一例を示す断面図。 参考例に係るエッジリングの交換時の課題を説明するための図。 実施形態に係る搬送方法の一例を示すフローチャート。 実施形態に係る搬送方法を説明するための図。 実施形態に係る搬送方法（図５の続き）を説明するための図。 実施形態に係る搬送方法の他の例を説明するための図。 実施形態に係る搬送方法の他の例を説明するための図。 実施形態に係るエッジリング及び周辺構造の変形例１～４を示す図。 実施形態に係るエッジリング及び周辺構造の変形例５～６を示す図。 実施形態に係るピンによる位置決め構造の例を示す図。 実施形態に係る基板処理システムの一例を示す図。
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
本明細書において平行、直角、直交、水平、垂直、上下、左右などの方向には、実施形態の効果を損なわない程度のずれが許容される。角部の形状は、直角に限られず、弓状に丸みを帯びてもよい。平行、直角、直交、水平、垂直、円、一致には、略平行、略直角、略直交、略水平、略垂直、略円、略一致が含まれてもよい。
［プラズマ処理装置］
以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図１は、容量結合型のプラズマ処理装置１の構成例を説明するための図である。プラズマ処理装置１は、内部にエッジリング等のリング部材が配置された基板処理装置の一例である。
プラズマ処理システムは、容量結合型のプラズマ処理装置１及び制御装置２を含む。容量結合型のプラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１（支持台）及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａ及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓに供給するための少なくとも１つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口とを有する。プラズマ処理チャンバ１０は接地される。シャワーヘッド１３及び基板支持部１１とプラズマ処理チャンバ１０の筐体とは電気的に絶縁される。
基板支持部１１は、本体部１１１及びリングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、基板Ｗを支持するための中央領域１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域１１１ｂとを有する。ウエハは基板Ｗの一例である。本体部１１１の環状領域１１１ｂは、平面視で本体部１１１の中央領域１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の中央領域１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の中央領域１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１の環状領域１１１ｂ上に配置される。従って、中央領域１１１ａは、基板Ｗを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域１１１ｂは、リングアセンブリ１１２を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。
実施形態において、本体部１１１は、基台１１１０及び静電チャック１１１１を含む。基台１１１０は、導電性部材を含む。基台１１１０の導電性部材は下部電極として機能し得る。静電チャック１１１１は、基台１１１０の上に配置される。静電チャック１１１１は、セラミック部材１１１１ａとセラミック部材１１１１ａ内に配置される第１静電電極１１４、第３静電電極１１１１ｂとを含む。静電チャック１１１１内には、後述する第２静電電極１１８（図９参照）を含んでもよい。第１静電電極１１４は、静電チャック１１１１内のリングアセンブリ１１２に対応する位置に配置されている。第３静電電極１１１１ｂは、静電チャック１１１１内の基板Ｗに対応する位置に配置されている。
セラミック部材１１１１ａは、中央領域１１１ａを有する。実施形態において、セラミック部材１１１１ａは、環状領域１１１ｂも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック１１１１を囲む他の部材が環状領域１１１ｂを有してもよい。この場合、リングアセンブリ１１２は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック１１１１と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、後述するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電源３１及び／又はＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源３２に結合される少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極がセラミック部材１１１１ａ内に配置されてもよい。この場合、少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極が下部電極として機能する。後述するバイアスＲＦ信号及び／又はＤＣ信号が少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極に供給される場合、ＲＦ／ＤＣ電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台１１１０の導電性部材と少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極とが複数の下部電極として機能してもよい。また、第３静電電極１１１１ｂが下部電極として機能してもよい。従って、基板支持部１１は、少なくとも１つの下部電極を含む。
リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。実施形態において、１又は複数の環状部材は、１又は複数のエッジリングと少なくとも１つのカバーリングとを含む。エッジリングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。
図１の例では、リングアセンブリ１１２は、内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとカバーリング１１３ａと絶縁部材１１３ｂとを含む。内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとカバーリング１１３ａと絶縁部材１１３ｂとは円環状であり、同心円状に形成される。なお、リングアセンブリ１１２については、図２を用いて後述する。
また、本体部１１１の環状領域１１１ｂには、リングアセンブリ１１２（外側エッジリング１１２ｂ）の裏面と環状領域１１１ｂとの間に伝熱用のバックサイドガスを供給するガス供給路１１６ａ、１１６ｂを有する伝熱ガス供給部が設けられている。ガス供給路１１６ａに対応する外側エッジリング１１２ｂの裏面（下面）には、数５０μｍ～数百μｍの溝２０１ａが環状に形成されている。ガス供給路１１６ｂは、ガス供給路１１６ａよりも外側に配置されている。ガス供給路１１６ｂに対応する外側エッジリング１１２ｂの裏面には、数５０μｍ～数百μｍの溝２０１ｂが環状に形成されている。ガス供給路１１６ａ、１１６ｂは、図示しないガス供給源からバックサイドガスが供給される。ガス供給路１１６ａ、１１６ｂは、総称してガス供給路１１６ともいう。ガス供給路１１６ａ、１１６ｂは、両方の位置にあることに限らず、いずれか一方の位置にあってもよい。バックサイドガスとしては、例えばＨｅガスを用いることができる。なお、本開示では、外側エッジリング１１２ｂの裏面（溝２０１ａ、２０１ｂ）と環状領域１１１ｂとの間に伝熱用のバックサイドガスを供給する。しかし、ガス供給路１１６を有する伝熱ガス供給部は、これに限らず、内側エッジリング１１２ａ及び外側エッジリング１１２ｂの少なくともいずれかの裏面と環状領域１１１ｂとの間に伝熱用のバックサイドガスを供給してもよい。外側エッジリング１１２ｂの裏面と、静電チャック１１１１の上面である環状領域１１１ｂ（リング支持面）の間の少なくとも一部に伝熱シートがあってもよい。
また、基板支持部１１は、静電チャック１１１１、リングアセンブリ１１２及び基板のうち少なくとも１つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路１１１０ａ、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路１１１０ａには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。実施形態において、流路１１１０ａが基台１１１０内に形成され、１又は複数のヒータが静電チャック１１１１のセラミック部材１１１１ａ内に配置される。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と中央領域１１１ａとの間の間隙に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部（図２のガス供給路１１５参照）を含んでもよい。
シャワーヘッド１３は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。シャワーヘッド１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス拡散室１３ｂ、及び複数のガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３ｂを通過して複数のガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。また、シャワーヘッド１３は、少なくとも１つの上部電極を含む。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ Ｇａｓ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。
ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してシャワーヘッド１３に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する１又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。
電源３０は、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ処理チャンバ１０において１又はそれ以上の処理ガスからプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を少なくとも１つの下部電極に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。
実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。実施形態において、ソースＲＦ信号は、１０ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給される。
第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つの下部電極に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。バイアスＲＦ信号の周波数は、ソースＲＦ信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号の周波数よりも低い周波数を有する。実施形態において、バイアスＲＦ信号は、１００ｋＨｚ～６０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のバイアスＲＦ信号は、少なくとも１つの下部電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。
また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａ、第２のＤＣ生成部３２ｂ及び第３のＤＣ生成部３３を含む。実施形態において、第１のＤＣ生成部３２ａは、少なくとも１つの下部電極に接続され、第１のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第１のバイアスＤＣ信号は、少なくとも１つの下部電極に印加される。実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、少なくとも１つの上部電極に接続され、第２のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第２のＤＣ信号は、少なくとも１つの上部電極に印加される。実施形態において、第３のＤＣ生成部３３は、少なくとも第１静電電極１１４に接続され、第３のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第３のＤＣ信号は、少なくとも第１静電電極１１４に印加され、これにより、第１静電電極１１４に直流電圧が印加される。生成された第３のＤＣ信号は、第２静電電極１１８に印加されてもよい。なお、第１静電電極１１４は、第３静電電極１１１１ｂが配置された誘電体と同じ誘電体（図１のセラミック部材１１１１ａ）の中に設けられてもよいし、セラミック部材１１１１ａを中央領域１１１ａと環状領域１１１ｂとに分離させ、第３静電電極１１１１ｂが配置された誘電体と別の誘電体の中に設けられてもよい。
種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。実施形態において、ＤＣ信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部が第１のＤＣ生成部３２ａと少なくとも１つの下部電極との間に接続される。従って、第１のＤＣ生成部３２ａ及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。第２のＤＣ生成部３２ｂ及び波形生成部が電圧パルス生成部を構成する場合、電圧パルス生成部は、少なくとも１つの上部電極に接続される。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、１周期内に１又は複数の正極性電圧パルスと１又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、第１及び第２のＤＣ生成部３２ａ，３２ｂは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第１のＤＣ生成部３２ａが第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。
排気システム４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１０の底部に設けられたガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整され、プラズマ処理空間１０ｓ内が真空（減圧）状態になる。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
制御装置２は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置１に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御装置２は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置１の各要素を制御するように構成され得る。実施形態において、制御装置２の一部又は全てがプラズマ処理装置１に含まれてもよい。制御装置２は、処理部２ａ１、記憶部２ａ２及び通信インターフェース２ａ３を含んでもよい。制御装置２は、例えばコンピュータ２ａにより実現される。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部２ａ２に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部２ａ２に格納され、処理部２ａ１によって記憶部２ａ２から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ２ａに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース２ａ３に接続されている通信回線であってもよい。処理部２ａ１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であってもよい。記憶部２ａ２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース２ａ３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介してプラズマ処理装置１との間で通信してもよい。
［エッジリングの搬送］
図２は、実施形態に係るエッジリングを含むリングアセンブリ１１２及び昇降部５０の一例を示す断面図である。図３は、参考例に係るエッジリングの交換時の課題を説明するための図である。
プラズマ処理装置１内にはエッジリングを含む複数のリング部材が配置される。リング部材の一例としては、基板Ｗのプラズマ処理の面内均一を高めるために基板Ｗの径方向外側に配置されるエッジリング（内側エッジリング１１２ａ、外側エッジリング１１２ｂ）及びカバーリング１１３ａ等がある。リング部材は消耗が許容範囲を超えると交換する必要がある。例えばエッジリングが消耗するとエッジリング上のシースの厚さが変化し、基板Ｗへのイオンの入射角度が変わり、基板Ｗへの処理が変化するため、リング部材の交換が必要になる。リング部材を交換する間隔（チャンバメンテナンスサイクル）が短くなると、プラズマ処理装置１の稼働率が低下し、プラズマ処理装置１の生産性が下がる。
そこで、リング部材の自動搬送を可能とする昇降部５０を設けることにより、プラズマ処理チャンバ１０を大気開放することなくリング部材の交換を行うことで、チャンバメンテナンスサイクルを短縮し、プラズマ処理装置１の生産性を向上させる。
リングアセンブリ１１２は、エッジリングを有し、エッジリングは、内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとに分割されている。一実施形態に係る搬送方法では、リング部材のうち外側エッジリング１１２ｂと比較して消耗が早い内側エッジリング１１２ａを昇降部５０により搬送し、交換用の内側エッジリング１１２ａに交換する例を挙げて説明する。交換用の内側エッジリング１１２ａは、新品のもの及び比較的新しいものを含む。外側エッジリング１１２ｂは固定し、昇降部５０による搬送対象としない。ただし、これに限らず、外側エッジリング１１２ｂを搬送対象にしてもよいし、内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとの両方を搬送対象にしてもよい。
参考例のエッジリング１１２Ａについて、昇降部を用いた交換を行う場合の課題について、図３を参照しながら説明する。参考例のエッジリング１１２Ａは、内側エッジリング１１２ｃと外側エッジリング１１２ｄとを有する。内側エッジリング１１２ｃが搬送され、外側エッジリング１１２ｄは固定されている。消耗した内側エッジリング１１２ｃを搬出後、図３（ａ）に示すように、交換用の内側エッジリング１１２ｃを静電チャック１１１１に載置させるとき、その一部が中央領域１１１ａ（基板支持面）にかかる等する場合がある。図３（ａ）の「Ａ」では、内側エッジリング１１２ｃの内側が中央領域１１１ａに引っ掛かり、環状領域１１１ｂ（リング支持面）上に内側エッジリング１１２ｃを載置することができない場合の例を示す。例えば、内側エッジリング１１２ｃの内径と中央領域１１１ａの直径との差がエッジリングの搬送精度（搬送誤差）より小さく、中央領域１１１ａの位置が環状領域１１１ｂの位置より高い場合、正しく内側エッジリング１１２ｃを載置できない場合がある。
また、内側エッジリング１１２ｃと外側エッジリング１１２ｄとは径方向に分割された円環状部材であり、分割面が垂直である。この場合、内側エッジリング１１２ｃと外側エッジリング１１２ｂとの間に静電チャック１１１１表面に対して垂直な隙間ができる。その隙間からイオンが入り込むと、図３（ｂ）の「Ｂ」に示すように、隙間から露出する静電チャック１１１１がダメージを受けたり、外側エッジリング１１２ｄの隙間に近い部分が消耗したりする。
そこで、昇降部５０により内側エッジリング１１２ａを交換する際、搬送精度によらず、内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとを位置合わせして適切に内側エッジリング１１２ａを載置することができるエッジリングの構造を提供する。また、静電チャック１１１１のダメージや外側エッジリング１１２ｄの消耗を回避できるエッジリングの構造を提供する。
（エッジリング）
まず、実施形態に係るエッジリングの構造について、図２を参照して説明する。リングアセンブリ１１２は、内側エッジリング１１２ａ及び外側エッジリング１１２ｂに分割されたエッジリングを有する。リングアセンブリ１１２は、更にカバーリング１１３ａ及び絶縁部材１１３ｂを有する。リング部材は、内側エッジリング１１２ａ、外側エッジリング１１２ｂ、カバーリング１１３ａ及び絶縁部材１１３ｂを含む。
内側エッジリング１１２ａは、円環状部材であり、基板Ｗの周囲に設けられる。内側エッジリング１１２ａは導電性材料から形成されてもよく、一例は、ＳｉおよびＳｉＣを含む。内側エッジリング１１２ａは、外側エッジリング１１２ｂ上に配置される。外側エッジリング１１２ｂは、中央領域１１１ａに載置された基板Ｗよりも高さが高い外周部と、外周部の高さよりも低い内周部とを有し、内側エッジリング１１２ａは内周部の上面１２ｂ２に配置されている。
外側エッジリング１１２ｂは、円環状部材であり、内側エッジリング１１２ａの周囲に設けられる。外側エッジリングは１１２ｂの導電性材料でできていてもよく、一例はＳｉ，ＳｉＣ等を含む。外側エッジリング１１２ｂは、環状領域１１１ｂに配置される。内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとは、同じ材料で形成されていてもよい。内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとは、異なる材料で形成されてもよい。
図２の例では、外側エッジリング１１２ｂを覆うようにカバーリング１１３ａが配置されている。また、静電チャック１１１１及び基台１１１０の外周を覆い、上部にカバーリング１１３ａを支持する絶縁部材１１３ｂが配置されている。カバーリング１１３ａ及び絶縁部材１１３ｂは、誘電性材料で形成される円環状部材である。一例は、石英（ＳｉＯ２）を含む。
外側エッジリング１１２ｂは第１位置合わせ部を有し、内側エッジリング１１２ａは第２位置合わせ部を有する。外側エッジリング１１２ｂは、外周面が略垂直であり、カバーリング１１３ａの側壁に対向する。外側エッジリング１１２ｂの内周面の少なくとも一部に内側に向けて低くなるテーパー面が形成されている。本開示の外側エッジリング１１２ｂは内周面の一部がテーパー面１２ｂ１となっており、内周面の一部は水平面（上面１２ｂ２）となっている。ただし、これに限らず、外側エッジリング１１２ｂの内周面の全面がテーパー面となっていてもよい。テーパー面１２ｂ１は、第１位置合わせ部の一例である。
内側エッジリング１１２ａは、内周面（内周端部）が垂直であり、静電チャック１１１１の側壁に対向する。内側エッジリング１１２ａの外周面の少なくとも一部に内側に向けて低くなるテーパー面が形成されている。本開示の内側エッジリング１１２ａは外周面の全面がテーパー面１２ａ１となっている。ただし、これに限らず、内側エッジリング１１２ａの外周面の一部の面がテーパー面となっていてもよい。テーパー面１２ａ１は、第２位置合わせ部の一例である。
説明の便宜上、外側エッジリング１１２ｂのテーパー面１２ｂ１に対応する領域を中間部とし、中間部の外周側が外周部（上面１２ｂ３に対応する領域）、中間部の内周側が内周部（上面１２ｂ２に対応する領域）とする。内周部の上面１２ｂ２は、内側エッジリング１１２ａの載置面となっている。内側エッジリング１１２ａ及び外側エッジリング１１２ｂとは、テーパー面１２ａ１とテーパー面１２ｂ１とにより内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂの位置合わせを行うように構成される。これにより、搬送精度にかかわらず、外側エッジリング１１２ｂの上面１２ｂ２に内側エッジリング１１２ａの下面１２ａ２が対向する、正しい位置に内側エッジリング１１２ａが位置決めされる。
外側エッジリング１１２ｂの外周部は、中間部及び内周部よりも高さ方向（上下方向）に厚く形成されている。よって、外周部の上面１２ｂ３の高さは、内周部の上面１２ｂ２の高さよりも高い。テーパー面１２ｂ１は、外周部の上面１２ｂ３の高さと、内周部の上面１２ｂ２の高さとを結ぶ面であり、これによりテーパー面１２ｂ１の角度θが画定される。
内側エッジリング１１２ａが、外側エッジリング１１２ｂ上に載置されているとき、内側エッジリング１１２ａの上面１２ａ３は、基板Ｗの上面と同じ高さであり、外側エッジリング１１２ｂの外周部の上面１２ｂ３の高さよりも低い。内側エッジリング１１２ａのテーパー面１２ａ１の角度は、外側エッジリング１１２ｂのテーパー面１２ｂ１の角度θに対して（１８０°－θ）となる。テーパー面１２ｂ１の角度θは、４５°以上である。よって、テーパー面１２ａ１の角度は、１３５°以下である。テーパー面１２ｂ１の角度θは、例えば９０°未満であって、テーパー面１２ａ１、１２ｂ１を位置合わせすることにより内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂを位置決め（アライメント）できる角度であればよく、例えば４５°が好ましい。
内側エッジリング１１２ａのテーパー面１２ａ１と、外側エッジリング１１２ｂのテーパー面１２ｂ１とは周方向に全周においてテーパー形状を有する。ただし、これに限らず、テーパー面１２ａ１及びテーパー面１２ｂ１は、周方向の一部においてテーパー形状であってよい。ただし、内側エッジリング１１２ａがテーパー面１２ａ１の位置では、外側エッジリング１１２ｂもテーパー面１２ｂ１となり、位置合わせできるように構成されている。
内側エッジリング１１２ａの内径と外側エッジリング１１２ｂの内径とは同一であり、内側エッジリング１１２ａの外径は外側エッジリング１１２ｂの外径よりも小さい。内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとは、上面視で少なくとも一部が重なる。図２の例では、外側エッジリング１１２ｂは、上面視で内側エッジリング１１２ａの全部と重なるが、これに限らず、上面視で内側エッジリング１１２ａの一部と重なってもよい。すなわち、外側エッジリング１１２ｂは内側エッジリング１１２ａの周囲に設けられ、上面視で、少なくとも内側エッジリング１１２ａの外周部と外側エッジリング１１２ｂの内周部とが重なっていればよい。
昇降部５０が内側エッジリング１１２ａを交換する際、消耗した内側エッジリング１１２ａを搬出し、交換用の内側エッジリング１１２ａを外側エッジリング１１２ｂ上に載置する。その際、内側エッジリング１１２ａ及び外側エッジリング１１２ｂがテーパー構造を持つことで、水平方向の位置合わせを行うことができる。このため、内側エッジリング１１２ａの搬送によるずれを解消でき、正しい位置に交換用の内側エッジリング１１２ａを載置することができる。これにより、搬送アームＡＭ（後述する図５及び図６参照）の搬送精度によらず、内側エッジリング１１２ａのテーパー面１２ａ１が外側エッジリング１１２ｂのテーパー面１２ｂ１でガイドされる。これにより、内側エッジリング１１２ａの中心軸と外側エッジリング１１２ｂの中心軸との位置合わせを行うことができる。
また、イオンの入射角度は、基板Ｗに対して略垂直に入射する。同様に、基板Ｗの外周側に配置されるリングアセンブリ１１２に対しても、略垂直に入射する。図３に示す参考例では、内側エッジリング１１２ｃの外周面と外側エッジリング１１２ｄの内周面とが垂直となっており、内側エッジリング１１２ｃの外周面と外側エッジリング１１２ｄの内周面との間に垂直な隙間が形成される。このため、イオンがこの垂直な隙間を通り、静電チャック１１１１にダメージを与えるおそれがある。これに対し、図２に示す構成では、内側エッジリング１１２ａのテーパー面１２ａ１と外側エッジリング１１２ｂのテーパー面１２ｂ１とで形成される隙間は、角度θを有している。このため、テーパー面１２ａ１とテーパー面１２ｂ１とは対向し、その隙間にイオンが入射し難い構造となっている。更に、静電チャック１１１１が分割された内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとの隙間から露出していない。これにより、テーパー面１２ａ１とテーパー面１２ｂ１との隙間からイオンが入り込み、静電チャック１１１１がダメージを受けたり、外側エッジリング１１２ｂが消耗したりすることを抑制することができる。これにより、交換用の内側エッジリング１１２ａを大気開放せずに自動で交換しつつ、外側エッジリング１１２ｂ及び静電チャック１１１１を延命することができる。
（昇降部）
次に、図２を参照して昇降部５０の構成について説明する。実施形態に係るプラズマ処理装置は、静電チャック１１１１上に載置されるエッジリングを搬送するための昇降部５０を有する。本実施形態では、昇降部５０が、内側エッジリング１１２ａを搬送する例を挙げて説明する。
昇降部５０は、リフタ５４を有する。リフタ５４は、内側エッジリング１１２ａ及び外側エッジリング１１２ｂの少なくともいずれかを上下動させるように構成される。本開示では、リフタ５４は、内側エッジリング１１２ａを上下動させるように構成される。リフタ５４は、ピン５１と、ピン５１を上下動するアクチュエータ５３とを有する。
内側エッジリング１１２ａ及び外側エッジリング１１２ｂが載置されているとき、内側エッジリング１１２ａは外側エッジリング１１２ｂの内周部及び中間部を上から覆う。このため、外側エッジリング１１２ｂの内周部及び中間部はプラズマ処理空間に露出していない。また、外側エッジリング１１２ｂの内周部には、外側エッジリング１１２ｂを上下方向（厚さ方向）に貫通する貫通孔１２ｂ４が形成されている。
静電チャック１１１１の環状領域１１１ｂには、貫通孔１２ｂ４に連通する位置に、静電チャック１１１１を上下方向に貫通する貫通孔６３が形成されている。また、基台１１１０には、貫通孔６３に連通する位置に、基台１１１０を上下方向に貫通する貫通孔６４が形成されている。
ピン５１は貫通孔６３及び貫通孔６４内に収容され、下方でアクチュエータ５３に接続されている。以下、アクチュエータ５３に接続するピン５１の下端部を基端、上端部を先端と呼ぶ。封止部５２は貫通孔６４内に配置され、先端側の真空空間を、基端側の大気空間から封止しながら、ピン５１の上下動を可能とする。ピン５１は封止部５２を通って下方に延びる。封止部５２はたとえば、軸シール、ベローズ等である。アクチュエータ５３は、ピン５１を昇降可能に駆動する。アクチュエータ５３の種類は特に限定されない。アクチュエータ５３はたとえば、ピエゾアクチュエータ、モータ等である。
ピン５１は、第１保持部５１ａ、第２保持部５１ｂ、突出部５１ｃを有する。第１保持部５１ａは、ピン５１の先端から突出部５１ｃまでの所定の長さを有する。第１保持部５１ａは、貫通孔１２ｂ４に所定のクリアランスで嵌合する断面を有する。第２保持部５１ｂは、第１保持部５１ａの基端側に軸方向に連接される。第２保持部５１ｂと第１保持部５１ａとが連接する位置に、第１保持部５１ａから外側に向けて突出する突出部５１ｃが形成されている。突出部５１ｃが形成される位置における第２保持部５１ｂの断面は、貫通孔１２ｂ４に嵌合しない大きさまたは形状である。すなわち、ピン５１を外側エッジリング１１２ｂの下面側から貫通孔１２ｂ４に挿入すると、第１保持部５１ａは貫通孔１２ｂ４を通り抜け、外側エッジリング１１２ｂの上面１２ｂ２から突出可能に昇降する。そして、突出部５１ｃが外側エッジリング１１２ｂの下面に当接するまでピン５１を上昇させることができる。第２保持部５１ｂは突出部５１ｃにより、貫通孔１２ｂ４の入口で止まり外側エッジリング１１２ｂを下面から支持するよう構成される。これにより、ピン５１により内側エッジリング１１２ａのみを上昇させ、交換することができる。なお、外側エッジリング１１２ｂが固定されておらず、内側エッジリング１１２ａとともに外側エッジリング１１２ｂを搬送する場合には、第２保持部５１ｂは突出部５１ｃにより、外側エッジリング１１２ｂを下面から支持する。この状態でピン５１により内側エッジリング１１２ａ及び外側エッジリング１１２ｂを上昇させ、交換する。
第１保持部５１ａ、第２保持部５１ｂ、突出部５１ｃの具体的な形状は特に限定されない。たとえば、第１保持部５１ａ、第２保持部５１ｂは、同軸の棒状部材であってよい。第１保持部５１ａ、第２保持部５１ｂが円筒形状である場合、第１保持部５１ａの直径は、第２保持部５１ｂの直径よりも小さい。突出部５１ｃは、第２保持部５１ｂの直径と同じ長さまで周方向に突出する。貫通孔１２ｂ４の内径は、第１保持部５１ａの直径よりも大きく、第２保持部５１ｂの直径よりも小さい。
第１保持部５１ａ、第２保持部５１ｂは、断面多角形状であってもよい。また、第１保持部５１ａの断面積は必ずしも第２保持部５１ｂの断面積よりも小さくなくてよい。少なくとも第２保持部５１ｂの先端側に外側に突出する突出部５１ｃが形成されていればよい。かかる構造については、後述する（図１１等参照）。
ピン５１は、周方向に３本以上設けられる。なお、外側エッジリング１１２ｂに貫通孔１２ｂ４が設けられず、ピン５１が外側エッジリング１１２ｂを貫通しない構造もあり得る。かかる構造については、後述する（図７，１０等参照）。
（双極型の静電チャック）
静電チャック１１１１は、外側エッジリング１１２ｂに対向する位置に配置された外側エッジリング用の静電チャック１１１１ｃを有する。静電チャック１１１１は、内側エッジリング１１２ａに対向する位置に配置された内側エッジリング用の静電チャック１１１１ｄ（図９参照）を有してもよい。外側エッジリング用の静電チャック１１１１ｃは双極型の静電チャックであり、第１静電電極１１４として内周電極１１４ａ及び外周電極１１４ｂを有する。内周電極１１４ａ及び外周電極１１４ｂは、外側エッジリング用の静電チャック１１１１ｃのセラミック部材１１１１ａ（図１）内に配置される。内周電極１１４ａ及び外周電極１１４ｂは、金属板であってもよいし、金属メッシュであってもよい。
外側エッジリング用の静電チャック１１１１ｃは、内周電極１１４ａ及び外周電極１１４ｂの間の電位差によりＳｉ又はＳｉＣで形成された外側エッジリング１１２ｂを吸着保持することができる。内周電極１１４ａ及び外周電極１１４ｂは、上面視で外側エッジリング１１２ｂに重なる、外側エッジリング用の静電チャック１１１１ｃの位置に設けられている。なお、本開示では、内周電極１１４ａ及び外周電極１１４ｂは、外側エッジリング１１２ｂの外周部及び中間部に対応する位置に設けられているが、これに限らず、内周部に対応する位置に設けられてもよい。本開示の外側エッジリング用の静電チャック１１１１ｃは、双極型の静電チャックに限らず、単極型の静電チャックであってもよい。単極の場合にはプラズマと第１静電電極１１４の間の電位差により外側エッジリング１１２ｂを吸着保持することができる。
内周電極１１４ａは、外周電極１１４ｂよりも内周側の外側エッジリング１１２ｂの中間部に環状に配置され、外周電極１１４ｂは、外側エッジリング１１２ｂの外周部に環状に配置されている。内周電極１１４ａは、スイッチ２９ａを介して直流電源３３ａに電気的に接続されている。内周電極１１４ａには、スイッチ２９ａを介して直流電源３３ａから、外側エッジリング１１２ｂを静電チャック１１１１に吸着するための正の電圧又は負の電圧が選択的に印加される。直流電源３３ａから内周電極１１４ａに印加する電圧が有する極性の切り換えは、制御装置２（図１）によって行われる。直流電源３３ａは、第３のＤＣ生成部３３の一例である。
外周電極１１４ｂは、スイッチ２９ｂを介して直流電源３３ｂに電気的に接続されている。外周電極１１４ｂには、スイッチ２９ｂを介して直流電源３３ｂから、外側エッジリング１１２ｂを静電チャック１１１１に吸着するための正の電圧又は負の電圧が選択的に印加される。直流電源３３ｂから外周電極１１４ｂに印加される電圧が有する極性の切り替えは、制御装置２によって行われる。直流電源３３ｂは、第３のＤＣ生成部３３の一例である。内周電極１１４ａ及び外周電極１１４ｂには直流電圧に限らず、交流電圧が印加されてもよい。
［搬送方法］
次に、図２，図４及び図５（ａ）～（ｅ）を参照し、昇降部５０による消耗した内側エッジリング１１２ａの搬送（搬出）について説明する。また、図２、図４及び図６（ａ）～（ｅ）を参照し、昇降部５０による交換用の内側エッジリング１１２ａの搬送（搬入）について説明する。図４は、実施形態に係る搬送方法の一例を示すフローチャートである。図５は、実施形態に係る搬送方法を説明するための図である。図６は、実施形態に係る搬送方法（図５の続き）を説明するための図である。図５（ｅ）と図６（ａ）は同一図である。
図５（ａ）は、図２と同じ状態の図を簡略化して示す。図５（ａ）に示すように、ピン５１はエッジリングの搬送時以外は貫通孔６３及び貫通孔６４内に収容される。なお、図５（ａ）の例では、ピン５１の先端が外側エッジリング１１２ｂの貫通孔１２ｂ４内に挿通された状態となっているが、ピン５１の先端は、外側エッジリング１１２ｂよりも下に収納されていてもよい。
内側エッジリング１１２ａの搬送は、基板Ｗが搬出された後に行われる。本開示の搬送方法は、制御装置２により制御される。本実施形態に係る搬送方法は、エッジリングの位置合わせ方法に限らず、カバーリング等のリング部材の位置合わせ方法を含む。
本開示の搬送方法が開始されると、制御装置２は、伝熱ガス供給部を制御し、ガス供給路１１６から外側エッジリング１１２ｂの裏面と静電チャック１１１１（環状領域１１１ｂ）との間へのＨｅガスの供給を停止する（ステップＳ１）。
次に、制御装置２は、スイッチ２９ａ又はスイッチ２９ｂを制御し、第１静電電極である内周電極１１４ａと外周電極１１４ｂとの間に電位差を生じさせる直流電圧を選択し、印加する（ステップＳ３）。例えば、基板Ｗの処理時に内周電極１１４ａに２５００Ｖの直流電圧が印加され、外周電極１１４ｂに２５００Ｖの直流電圧が印加されていた場合、直流電源３３ａから内周電極１１４ａに印加される直流電圧はそのままにする。一方、外周電極１１４ｂは、スイッチ２９ｂを切り替えて直流電源３３ｂから外周電極１１４ｂに印加される直流電圧が有する極性を切り替え、たとえば、－２５００Ｖの直流電圧を印加するように制御する。これにより、内周電極１１４ａと外周電極１１４ｂとの間に電位差を生じさせることにより、外側エッジリング１１２ｂを静電チャック１１１１に吸着させる。
このようにして外側エッジリング１１２ｂを静電チャック１１１１に固定した状態で、制御装置２は、アクチュエータ５３を制御してピン５１を駆動する。ピン５１が上昇すると、第１保持部５１ａが外側エッジリング１１２ｂの貫通孔１２ｂ４を貫通して内側エッジリング１１２ａの下面に当接して内側エッジリングを上方に持ち上げる（ステップＳ５）。図５（ｂ）は、実施形態に係る昇降部５０により内側エッジリング１１２ａが持ち上げられた状態例を示す。
図４に戻り、次に、制御装置２は、プラズマ処理チャンバ１０内へ搬送用のロボットアーム（以下、「搬送アームＡＭ」という。）を進入させる（ステップＳ７）。図５（ｃ）は、昇降部５０により持ち上げられた内側エッジリング１１２ａを搬送アームＡＭ上に載置する直前の状態例を示す図である。このとき、ピン５１が内側エッジリング１１２ａを持ち上げた後、制御装置２は搬送アームＡＭをプラズマ処理チャンバ１０の外から基板支持部１１の上方に進入させる。搬送アームＡＭは、ピン５１の先端の高さよりも低い高さで水平方向に進む。
図４に戻り、ピン５１により持ち上げられた内側エッジリング１１２ａの下方に搬送アームＡＭが配置されると、制御装置２は、アクチュエータ５３を制御してピン５１を下降させる（ステップＳ９）。図５（ｄ）は、昇降部５０により持ち上げられた内側エッジリング１１２ａが搬送アームＡＭ上に載置された状態例を示す。ピン５１が下降することで、ピン５１上に保持された内側エッジリング１１２ａは搬送アームＡＭ上に載置される。内側エッジリング１１２ａが搬送アームＡＭ上に載置された後、ピン５１は下方へとそのまま下降を続ける。
図４に戻り、次に、ピン５１が貫通孔６３及び貫通孔６４内に収容されると、制御装置２は、内側エッジリング１１２ａが載置された搬送アームＡＭをプラズマ処理チャンバ１０外へ移動させる（ステップＳ１１）。図５（ｅ）は、昇降部５０による内側エッジリング１１２ａの搬送完了時の状態例を示す。搬送アームＡＭが内側エッジリング１１２ａをプラズマ処理チャンバ１０外へと搬出し、ピン５１が搬送開始前の位置に退避して、内側エッジリング１１２ａの搬送は完了する。
図４に戻り、次に、制御装置２は、搬送アームを用いて収納容器から交換用の内側エッジリング１１２ａを取り出し、大気開放せずに、交換用の内側エッジリング１１２ａをプラズマ処理チャンバ１０まで搬送する（ステップＳ１３）。収納容器については後述する。交換用の内側エッジリング１１２ａを搬送する搬送アームは、搬送アームＡＭであってもよいし、搬送アームＡＭを含む複数の搬送アームを連携させて搬送させてもよい。
次に、制御装置２は、プラズマ処理チャンバ１０内へ交換用の内側エッジリング１１２ａを載置した搬送アームＡＭを進入させる（ステップＳ１５）。図６（ｂ）は、交換用の内側エッジリング１１２ａを載置した搬送アームＡＭをプラズマ処理チャンバ１０内へ進入させた状態例を示す。
図４に戻り、次に、制御装置２は、アクチュエータ５３を制御してピン５１を上昇させる（ステップＳ１７）。図６（ｃ）は、ピン５１により搬送アームＡＭ上に載置された交換用の内側エッジリング１１２ａが持ち上げられた状態例を示す。ピン５１が上昇することで、搬送アームＡＭ上に載置された交換用の内側エッジリング１１２ａがピン５１により持ち上げられ、保持される。
図４に戻り、内側エッジリング１１２ａがピン５１上に保持された後、搬送アームＡＭはプラズマ処理チャンバ１０外へと移動する（ステップＳ１９）。図６（ｄ）は、ピン５１により交換用の内側エッジリング１１２ａが持ち上げられ、搬送アームＡＭが退避した状態例を示す。
図４に戻り、次に、制御装置２は、アクチュエータ５３を制御して交換用の内側エッジリング１１２ａを載置したピン５１を下降させる（ステップＳ２１）。このとき、外側エッジリング１１２ｂが外側エッジリング用の静電チャック１１１１ｃに静電吸着された状態で内側エッジリング１１２ａを載置したピン５１が下降する。図６（ｄ）及び（ｅ）は、ピン５１により持ち上げられた交換用の内側エッジリング１１２ａが、静電吸着された外側エッジリング１１２ｂ上に載置された状態例を示す。ピン５１が下降することで、ピン５１上に保持された内側エッジリング１１２ａは外側エッジリング１１２ｂと位置合わせされ、載置される（ステップＳ２３）。内側エッジリング１１２ａが載置された後、ピン５１はそのまま下降を続ける。これにより本処理を終了する。なお、制御装置２は、伝熱ガス供給部を制御し、ガス供給路１１６から外側エッジリング１１２ｂの裏面と静電チャック１１１１（環状領域１１１ｂ）との間へのＨｅガスの供給を開始し、基板Ｗの処理を実行する。
交換用の内側エッジリング１１２ａの交換時、内側エッジリング１１２ａのテーパー面１２ａ１と外側エッジリング１１２ｂのテーパー面１２ｂ１とにより内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂの位置合わせが行われる。これにより、昇降部５０による搬送精度にかかわらず、外側エッジリング１１２ｂの上面１２ｂ２に交換用の内側エッジリング１１２ａの下面１２ａ２が対向するように交換用の内側エッジリング１１２ａが精度よく位置決めされ、載置される。また、交換用の内側エッジリング１１２ａの交換時、外側エッジリング１１２ｂが外側エッジリング用の静電チャック１１１１ｃに固定されている。これにより、位置合わせの精度を高めることができる。外側エッジリング１１２ｂが静電吸着されていない状態で内側エッジリング１１２ａを下降させてもよい。ただし、外側エッジリング１１２ｂが静電吸着された状態で内側エッジリング１１２ａを下降させると、内側エッジリング１１２ａの外側が固定されるので内側の内側エッジリング１１２ａの載置精度をより向上させることができる。例えば、ステップＳ３の処理は、必ずしも図４のステップＳ１とＳ５との間に行うことに限らない。ステップＳ３の処理は、ステップＳ２１でピン５１が下降してステップＳ２３で内側エッジリング１１２ａが外側エッジリング１１２ｂに載置されるまでに実施されてもよい。すなわち、ステップＳ３の処理は、ステップＳ２３の処理が実行されるまでに実施されてもよい。
このようにして、内側エッジリング１１２ａを、昇降部５０を使用して自動交換する際、テーパー面１２ａ１とのテーパー面１２ｂ１の位置合わせにより、正しい位置に交換用の内側エッジリング１１２ａを載置することができる。これにより、搬送エラーを抑制することができる。
また、テーパー面１２ａ１及びテーパー面１２ｂ１により、内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとの隙間にイオンは入射し難い。また、内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとの隙間から静電チャック１１１１が露出していない。これにより、隙間からイオンが入り込み、静電チャック１１１１がダメージを受けたり、外側エッジリング１１２ｂが消耗したりすることを抑制することができる。これにより、交換用の内側エッジリング１１２ａを大気開放せずに自動で交換しつつ、外側エッジリング１１２ｂ及び静電チャック１１１１を延命することができる。
以上、内側エッジリング１１２ａを、昇降部５０を使用して自動交換する例を挙げたが、これに限らない。例えば、図７及び図８に示すように、外側エッジリング１１２ｂがリフタ５４により持ち上げられ、自動搬送されてもよい。図７では、外側エッジリング１１２ｂが内側エッジリング１１２ａと同時に持ち上げられ、自動搬送される。図７（ａ）～（ｅ）の搬送対象は、外側エッジリング１１２ｂ及び内側エッジリング１１２ａであり、図６（ａ）～（ｅ）の搬送対象である内側エッジリング１１２ａと異なる。また、本例では、外側エッジリング１１２ｂ又は内側エッジリング１１２ａを貫通しないため、ピン５１は基端から先端まで同じ太さであってもよい。ただし、この場合にも、ピン５１は先端が基端よりも細い形状であってもよい。図７（ａ）～（ｅ）の搬入動作は、図６（ａ）～（ｅ）の搬入動作に対応するため、説明は省略する。この場合も、内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとはテーパー面１２ａ１、１２ｂ１（図２参照）により位置決めされる。なお、図７の搬入動作の前に行う外側エッジリング１１２ｂ及び内側エッジリング１１２ａの搬出動作は、図７（ｅ）から図７（ａ）へ行う動作であり、説明を省略する。
同様に、図８では、外側エッジリング１１２ｂのみが持ち上げられ、自動搬送される。図８（ａ）～（ｅ）の搬送対象は、外側エッジリング１１２ｂであり、図６（ａ）～（ｅ）の搬送対象である内側エッジリング１１２ａと異なる。一方、図８（ａ）～（ｅ）の搬入動作は、図６（ａ）～（ｅ）の搬入動作に対応するため、説明は省略する。この場合も、内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとは、図８に示すテーパー面１２ａ１０、１２ｂ１０により位置決めされる。なお、図８の搬入動作の前に行う外側エッジリング１１２ｂの搬出動作は、図８（ｅ）から図８（ａ）へ行う動作であり、説明を省略する。なお、図示は省略するが、図８の内側エッジリング１１２ａは、双極型の静電チャックで固定されてもよい。
［変形例］
以上に説明したエッジリング及びその周辺構造の変形例１～４について、図９を参照しながら説明する。図９は、実施形態に係るエッジリング及び周辺構造の変形例１～４を示す図である。図９（ａ）～（ｄ）に示す変形例１～４のエッジリングも、内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとに分割されている。また、内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとは、上面視で少なくとも一部が重なっている。なお、図示は省略するが、図９（ｂ）の内側エッジリング１１２ａは、双極型の静電チャックで固定されてもよい。
図９（ａ）は、本開示のエッジリングの変形例１を示す。変形例１は、内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとが対向する面に、２か所のテーパー面を持つテーパー構造のエッジリングを示す。内側エッジリング１１２ａのテーパー面１２ａ１と外側エッジリング１１２ｂのテーパー面１２ｂ１とが対向し、内側エッジリング１１２ａのテーパー面１２ａ５と外側エッジリング１１２ｂのテーパー面１２ｂ５とが対向する。外側エッジリング１１２ｂのテーパー面１２ｂ１及びテーパー面１２ｂ５は、第１位置合わせ部の一例である。内側エッジリング１１２ａのテーパー面１２ａ１及びテーパー面１２ａ５は、第２位置合わせ部の一例である。内側エッジリング１１２ａのテーパー面１２ａ１及びテーパー面１２ａ５と、外側エッジリング１１２ｂのテーパー面１２ｂ１及びテーパー面１２ｂ５とにより内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂの位置合わせを行う。
なお、変形例１では、外側エッジリング１１２ｂと、内側エッジリング１１２ａの一部が環状領域１１１ｂに載置されている。また、変形例１では、ガス供給路１１６ａ及びガス供給路１１６ｂを有する伝熱ガス供給部からバックサイドガスが供給される。ガス供給路１１６ｂに対応する外側エッジリング１１２ｂの裏面には、５０μｍ～数百μｍの溝２０１ｂが環状に形成されている。
静電チャック１１１１は、外側エッジリング１１２ｂに対向する位置に配置された外側エッジリング用の静電チャック１１１１ｃと、内側エッジリング１１２ａに対向する位置に配置された内側エッジリング用の静電チャック１１１１ｄとを有する。外側エッジリング用の静電チャック１１１１ｃは双極型の静電チャックであり、第１静電電極１１４として内周電極１１４ａ及び外周電極１１４ｂを有する。内周電極１１４ａ及び外周電極１１４ｂは、外側エッジリング用の静電チャック１１１１ｃのセラミック部材１１１１ａ（図１）内に配置される。内側エッジリング用の静電チャック１１１１ｄは単極型の静電チャックであり、第２静電電極１１８を有する。第２静電電極１１８、内周電極１１４ａ及び外周電極１１４ｂは、金属板であってもよいし、金属メッシュであってもよい。
内周電極１１４ａは、スイッチ２９ａを介して直流電源３３ａに電気的に接続されている。外周電極１１４ｂは、スイッチ２９ｂを介して直流電源３３ｂに電気的に接続されている。内周電極１１４ａ及び外周電極１１４ｂには、直流電源３３ａ、３３ｂから直流電圧が印加される。第２静電電極１１８は、スイッチ２９ｃを介して直流電源３３ｃに電気的に接続されている。第２静電電極１１８には、直流電源３３ｃから直流電圧が印加される。
エッジリング用の静電チャック１１１１ｃ及び内側エッジリング用の静電チャック１１１１ｄは、双極型の静電チャックであってもよいし、単極型の静電チャックであってもよい。内周電極１１４ａ及び外周電極１１４ｂにスイッチ２９ａ、２９ｂを介して直流電源３３ａから特定の直流電圧を印加することで、外側エッジリング１１２ｂを静電チャック１１１１ｃに吸着させることができる。また、第２静電電極１１８にスイッチ２９ｃを介して直流電源３３ｃから特定の直流電圧を印加することで、内側エッジリング１１２ａを静電チャック１１１１ｄに吸着させることができる。直流電源３３ａ、３３ｂ、３３ｃは、第３のＤＣ生成部３３の一例である。
図９（ｂ）は、本開示のエッジリングの変形例２を示す。変形例２は、内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとが対向する面に、１か所のテーパー面を持つテーパー構造のエッジリングを示す。内側エッジリング１１２ａのテーパー面１２ａ１と外側エッジリング１１２ｂのテーパー面１２ｂ１とが対向する。外側エッジリング１１２ｂのテーパー面１２ｂ１は、第１位置合わせ部の一例である。内側エッジリング１１２ａのテーパー面１２ａ１は、第２位置合わせ部の一例である。内側エッジリング１１２ａのテーパー面１２ａ１と、外側エッジリング１１２ｂのテーパー面１２ｂ１とにより内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂの位置合わせを行う。
変形例２では、外側エッジリング１１２ｂ及び内側エッジリング１１２ａが環状領域１１１ｂに載置されている。第１静電電極１１４と第２静電電極１１８の構成及び機能については変形例１と同じである。
変形例２には、外側エッジリング１１２ｂにピン５１が挿通される貫通孔はない。ピン５１は、環状領域１１１ｂに載置された内側エッジリング１１２ａの下面を直接持ち上げるようになっている。したがって、変形例２では、ピン５１を図９（ａ）に示すような段付きの構造にする必要はなく、基端から先端まで同じ太さである。ただし、変形例２においても段付きのピン５１を用いてもよい。図９（ｃ）及び図９（ｄ）のピン５１も同様に、段付きのピン５１を用いてもよい。
図９（ｃ）は、本開示のエッジリングの変形例３を示す。変形例３は、内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとが対向する面に、１か所のテーパー面を持つテーパー構造のエッジリングを示す。内側エッジリング１１２ａのテーパー面１２ａ５と外側エッジリング１１２ｂのテーパー面１２ｂ５とが対向する。外側エッジリング１１２ｂのテーパー面１２ｂ５は、第１位置合わせ部の一例である。内側エッジリング１１２ａのテーパー面１２ａ５は、第２位置合わせ部の一例である。内側エッジリング１１２ａのテーパー面１２ａ５と、外側エッジリング１１２ｂのテーパー面１２ｂ５とにより内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂの位置合わせを行う。
変形例３では、外側エッジリング１１２ｂ及び内側エッジリング１１２ａの一部が環状領域１１１ｂに載置されている。第１静電電極１１４と第２静電電極１１８の構成及び機能については変形例１と同じである。
変形例３には、外側エッジリング１１２ｂにピン５１が挿通される貫通孔はない。ピン５１は、環状領域１１１ｂに載置された外側エッジリング１１２ｂの下面を直接持ち上げるようになっている。これにより、変形例３では、外側エッジリング１１２ｂ及び内側エッジリング１１２ａの両方を搬送することができる。
図９（ｄ）は、本開示のエッジリングの変形例４を示す。変形例４では、内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとが対向する面に、テーパー面はない。内側エッジリング１１２ａの水平面１２ａ６と外側エッジリング１１２ｂの水平面１２ｂ６とが対向する。水平面１２ａ６には環状の凹部１２ａ７が形成されている。ただし、凹部１２ａ７は周方向に全周に設けられることに限らず、少なくとも一部に設けられてもよい。水平面１２ｂ６には、凹部１２ａ７に対応する位置に凸部１２ｂ７が形成されている。凹部１２ａ７が周方向に全周に設けられている場合、凸部１２ｂ７も周方向に全周に設けられている。凹部１２ａ７が周方向に一部に設けられている場合、凸部１２ｂ７も周方向の凹部１２ａ７に対応する位置に設けられている。なお、ピン５１は、周方向の凸部１２ｂ７と異なる位置に配置される。又は、ピン５１は、凸部１２ｂ７よりも径方向に内側又は外側にあってもよい。
外側エッジリング１１２ｂの凸部１２ｂ７は、第１位置合わせ部の一例である。内側エッジリング１１２ａの凹部１２ａ７は、第２位置合わせ部の一例である。内側エッジリング１１２ａの凹部１２ａ７と、外側エッジリング１１２ｂの凸部１２ｂ７とにより内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂの位置合わせを行う。なお、内側エッジリング１１２ａに凸部を有し、外側エッジリング１１２ｂの対応する位置に凹部を有してもよい。
位置合わせ部は、テーパー面と凹凸との両方を有してもよい。また、位置合わせ部は、外側エッジリング１１２ｂのみに形成されてもよい。例えば、外側エッジリング１１２ｂの下面に図示しない凹部又は凸部を形成してもよい。そして、静電チャック１１１１（環状領域１１１ｂ）の外側エッジリング１１２ｂに対応する位置に外側エッジリング１１２ｂに形成された凹部又は凸部と係合するように凸部又は凹部を形成してもよい。これによっても、外側エッジリング１１２ｂの交換時に外側エッジリング１１２ｂと静電チャック１１１１との凹凸を合わせることで、外側エッジリング１１２ｂを静電チャック１１１１に自動で位置合わせすることができる。
図９（ａ）～（ｄ）に示す変形例１～４では、図２の内側エッジリング１１２ａと比較して内側エッジリング１１２ａの最も厚い部分の厚さが厚い。内側エッジリング１１２ａの内周側壁と、外側エッジリング１１２ｂの内周部（図２の内側エッジリング１１２ａが載置されている部分）が特にプラズマにより消耗し易い。そこで、変形例１～４では、内側エッジリング１１２ａの厚さ及び／又は外側エッジリング１１２ｂの内周部の厚さを増やす。これにより、内側エッジリング１１２ａの交換間隔を延ばし、外側エッジリング１１２ｂを延命させることができる。
図９（ａ）～（ｄ）に示す変形例１～４では、静電チャック１１１１は、基板支持部１１の外側エッジリング１１２ｂに対向する位置に配置された外側エッジリング用の静電チャック１１１１ｃを有する。外側エッジリング用の静電チャック１１１１ｃは双極型の静電チャックであり、第１静電電極１１４として内周電極１１４ａ及び外周電極１１４ｂを有する。内周電極１１４ａ及び外周電極１１４ｂは、静電チャック１１１１ｃのセラミック部材１１１１ａ内に配置される。内周電極１１４ａ及び外周電極１１４ｂは、金属板であってもよいし、金属メッシュであってもよい。加えて、静電チャック１１１１は、基板支持部１１の内側エッジリング１１２ａに対向する位置に配置され、内側エッジリング用の静電チャック１１１１ｄを有する。内側エッジリング用の静電チャック１１１１ｄは単極型の静電チャックであり、第２静電電極１１８を有する。ただし、内側エッジリング用の静電チャック１１１１ｄは双極型の静電チャックとして第２静電電極１１８の代わりに内周電極及び外周電極を有してもよい。第２静電電極１１８は、静電チャック１１１１ｄのセラミック部材内に配置される。第２静電電極１１８は、金属板であってもよいし、金属メッシュであってもよい。
エッジリング及びその周辺構造の変形例５～６について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、実施形態に係るエッジリング及び周辺構造の変形例５～６を示す図である。図１０（ａ）～（ｂ）に示す変形例５～６のエッジリングも、内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとに分割されている。また、内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとは、上面視で少なくとも一部が重なっている。
図１０（ａ）は、本開示のエッジリングの変形例５を示す。変形例５では、カバーリング１１３ａの内周面１１３ａ１（外側エッジリング１１２ｂと対向する面）と外側エッジリング１１２ｂの外周面１２ｂ８は、いずれも内側に向けて低くなるテーパー面であり、テーパー面により位置決めされる構造となっている。そして、図１０（ａ）では、外側エッジリング１１２ｂ及び内側エッジリング１１２ａをピン５１により搬送可能に構成する。カバーリング１１３ａをピン５１により搬送可能に構成してもよい。
図１０（ｂ）は、本開示のエッジリングの変形例６を示す。変形例６では、カバーリング１１３ａの内周面１１３ａ１及び外側エッジリング１１２ｂの外周面１２ｂ８は、いずれも垂直面であり、位置決めのための構造となっていない。図１０（ｂ）では、静電チャック１１１１の環状領域１１１ｂに凸部１１１ｂ１が形成され、外側エッジリング１１２ｂの裏面の、凸部１１１ｂ１の位置に対応する位置に凹部１２ｂ９が形成される。凹部１２ｂ９は、凸部１１１ｂ１の形状に対応する凹みであり、凸部１１１ｂ１が凹部１２ｂ９内に収まり、位置決めされる構造となっている。図９（ｄ）と同様に、凹凸は周方向に全周に設けられることに限らず、少なくとも一部に設けられてもよい。また、凸部１１１ｂ１及び凹部１２ｂ９の数は径方向に１つに限らず、複数であり得る。図９（ｄ）の凹凸の数についても径方向に１つに限らず、複数であり得る。
ピン５１による位置決め構造の一例について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、実施形態に係るピン５１による位置決め構造の例を示す図である。ピン５１は、第１保持部５１ａ、第２保持部５１ｂ、突出部５１ｃを有する。第１保持部５１ａは、ピン５１の先端から突出部５１ｃまでの所定の長さを有する。第２保持部５１ｂは、第１保持部５１ａの基端側に軸方向に連接される。第２保持部５１ｂと第１保持部５１ａとが連接する位置に、第１保持部５１ａから外側の斜め下に向けて突出する突出部５１ｃが形成されている。突出部５１ｃは、例えば、ピン５１の軸と垂直な水平面と突出部５１ｃのテーパー面とがなす角度が６０°であってもよい。ただし、この角度は６０°に限らず、９０°未満であればよい。
図１１（ａ）に示すように、外側エッジリング１１２ｂに形成され、ピン５１が貫通する貫通孔１２ｂ４の下面側の開口の形状を、突出部５１ｃのテーパー面に対応するテーパー面１２ｂ４１とする。これにより、第１保持部５１ａが貫通孔１２ｂ４に挿通される際に、突出部５１ｃがテーパー面１２ｂ４１により形成された貫通孔１２ｂ４内の空間に収まり、位置決めされる構造となっている。
［収納容器からの搬送］
次に、エッジリングの交換時、収納容器からのエッジリングの搬送方法の一例について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、実施形態に係る基板処理システム４００の一例を示す図である。基板処理システム４００では、基板Ｗに対して例えばエッチング、成膜、拡散などのプラズマ処理を行う。
基板処理システム４００は、大気部４１０と減圧部４１１とを有し、これら大気部４１０と減圧部４１１とがロードロックモジュール４２０、４２１を介して一体に接続されている。大気部４１０は、大気圧雰囲気下において基板Ｗに所望の処理を行う大気モジュールを備える。減圧部４１１は、減圧雰囲気下において基板Ｗに所望の処理を行う減圧モジュールを備える。
ロードロックモジュール４２０、４２１は、ゲートバルブ（図示せず）を介して、大気部４１０のローダモジュール４３０と、減圧部４１１のトランスファモジュール４５０を連結するように設けられている。ロードロックモジュール４２０、４２１は、内部を大気圧雰囲気と減圧雰囲気（真空状態）とに切り替えられるように構成されている。
大気部４１０は、搬送装置４４０を備えたローダモジュール４３０と、複数のフープ４３１ａを載置するロードポート４３２とを有している。フープ４３１ａは、複数の基板Ｗを保管可能なものである。複数のエッジリングを保管可能なフープ４３１ｂが載置されてもよい。なお、ローダモジュール４３０には、基板Ｗやエッジリングの水平方向の向きを調節するオリエンタモジュール（図示せず）が設けられていてもよい。
ローダモジュール４３０は内部が矩形の筐体からなり、筐体の内部は大気圧雰囲気に維持されている。ローダモジュール４３０の筐体の長辺を構成する一側面には、複数、例えば５つのロードポート４３２が並設されている。ローダモジュール４３０の筐体の長辺を構成する他側面には、ロードロックモジュール４２０、４２１が並設されている。
ローダモジュール４３０の内部には、基板Ｗやエッジリングを搬送する搬送装置４４０が設けられている。搬送装置４４０は、基板Ｗやエッジリングを支持して移動する搬送アーム４４１と、搬送アーム４４１を回転可能に支持する回転台４４２と、回転台４４２を搭載した基台４４３とを有している。また、ローダモジュール４３０の内部には、ローダモジュール４３０の長手方向に延伸するガイドレール４４４が設けられている。基台４４３はガイドレール４４４上に設けられ、搬送装置４４０はガイドレール４４４に沿って移動可能に構成されている。
減圧部４１１は、基板Ｗやエッジリングを搬送するトランスファモジュール４５０と、トランスファモジュール４５０から搬送された基板Ｗに所望のプラズマ処理を行うプラズマ処理装置１としての処理モジュール４６０を有している。トランスファモジュール４５０及び処理モジュール４６０の内部はそれぞれ、減圧雰囲気に維持される。１つのトランスファモジュール４５０に対し、処理モジュール４６０は複数、例えば６つ設けられている。なお、処理モジュール４６０の数や配置はこれに限らない。
本実施形態では、処理モジュール４６０のトランスファモジュール４５０に面しない側にゲートバルブ４６５を介して収納容器４６４が配置されている。すべての処理モジュール４６０に収納容器４６４が配置されてもよいし、一部の処理モジュール４６０に収納容器４６４が配置されてもよい。トランスファモジュール４５０は内部が多角形状（図示の例では五角形状）の筐体からなり、上述したようにロードロックモジュール４２０、４２１に接続されている。トランスファモジュール４５０は、ロードロックモジュール４２０に搬入された基板Ｗを一の処理モジュール４６０に搬送すると共に、処理モジュール４６０でプラズマ処理が行われた基板Ｗを、ロードロックモジュール４２１を介して大気部４１０に搬出する。
処理モジュール４６０は、基板Ｗに対し、プラズマを用いて例えばエッチング、成膜、拡散などのプラズマ処理を行う。処理モジュール４６０は、ゲートバルブ４６１を介してトランスファモジュール４５０に接続されている。トランスファモジュール４５０の内部には、基板Ｗやエッジリングを搬送する搬送装置４７０が設けられている。搬送装置４７０は、基板Ｗやエッジリングを支持して移動する支持部としての搬送アーム４７１と、搬送アーム４７１を回転可能に支持する回転台４７２と、回転台４７２を搭載した基台４７３とを有している。また、トランスファモジュール４５０の内部には、トランスファモジュール４５０の長手方向に延伸するガイドレール４７４が設けられている。基台４７３はガイドレール４７４上に設けられ、搬送装置４７０はガイドレール４７４に沿って移動可能に構成されている。例えば、上述した図５及び図６の搬送アームＡＭは、搬送アーム４７１と同じものである。
トランスファモジュール４５０では、ロードロックモジュール４２０内で保持された基板Ｗを搬送アーム４７１で受け取り、処理モジュール４６０に搬入する。また、処理モジュール４６０内で保持された基板Ｗを搬送アーム４７１で受け取り、ロードロックモジュール４２１に搬出する。
さらに、基板処理システム４００は制御装置４８０を有する。実施形態において、制御装置４８０は、本開示において述べられる種々の工程を基板処理システム４００に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御装置４８０は、ここで述べられる種々の工程を実行するように基板処理システム４００の他の要素それぞれを制御するように構成され得る。制御装置４８０は、例えばコンピュータ４９０を含んでもよい。コンピュータ４９０は、例えば、処理部４９１、記憶部４９２及び通信インターフェース４９３を含んでもよい。処理部４９１は、記憶部４９２に格納されたプログラムに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。通信インターフェース４９３は、ＬＡＮ等の通信回線を介して基板処理システム４００の他の要素との間で通信してもよい。
基板処理システム４００は、収納容器４６４にエッジリングが収納されている。なお、収納容器４６４の数や配置は本実施形態に限定されず、任意に設定することができ、少なくとも１つ設けられていればよい。収納容器４６４の内部も、トランスファモジュール４５０及び処理モジュール４６０の内部と同様、減圧雰囲気に維持される。
トランスファモジュール４５０では、収納容器４６４に収納されているエッジリングを搬送アーム４７１で受け取り、トランスファモジュール４５０を介さずに処理モジュール４６０に搬送する。また、トランスファモジュール４５０では、処理モジュール４６０内で保持されたエッジリングを搬送アーム４７１で受け取り、トランスファモジュール４５０を介さずに収納容器４６４に搬送する。つまり、収納容器４６４に収容されたエッジリングについては、搬送装置４７０が搬送アーム４７１を伸ばして、ゲートバルブ４６１，処理モジュール４６０，ゲートバルブ４６５を介してアクセスする。
これにより、処理モジュール４６０に隣接して収納容器４６４を配置し、収納容器４６４にエッジリングを保管することで、搬送時間を短縮でき、スループットを向上させることができる。また、トランスファモジュール４５０に収納容器を設けることを不要とすることができる。また、トランスファモジュール４５０を通らずに、エッジリングを交換できるため、エッジリングに付着したパーティクルをトランスファモジュール４５０内に持ち込むことを回避することができる。なお、本開示では、トランスファモジュール４５０に隣接して収納容器４６２が配置されている。収納容器４６２には、エッジリング以外のカバーリング等の消耗部品や治具等を格納してもよい。収納容器４６２，４６４のいずれかのみが配置されてもよい。
昇降部５０は、プラズマ処理装置１内をクリーニングする場合にも使用することができる。例えば搬送対象の固定されていない側のエッジリング（例えば内側エッジリング１１２ａ）は上下移動可能である。よって、クリーニング時に搬送対象の例えば内側エッジリング１１２ａを上昇させることで、内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂとの間、及びこれらのエッジリングと静電チャック１１１１との間をクリーニングすることができる。クリーニング以外のタイミングに内側エッジリング１１２ａを上昇させたときに、内側エッジリング１１２ａと外側エッジリング１１２ｂの間に反応生成物が溜まる場合がある。この場合、クリーニング時に内側エッジリング１１２ａを上昇させることでこれを取り除くことができる。このクリーニング方法は、エッジリングを交換するほど消耗していないが、搬送対象のエッジリングに反応生成物が付着しているときも有効である。
以上に説明したように、本実施形態の基板処理装置、リング部材の位置合わせ方法及び搬送方法によれば、基板処理装置内のリング部材を交換する際、精度よくリング部材を位置合わせすることができる。
今回開示された実施形態に係る基板処理装置及びリング部材の位置合わせ方法は、すべての点において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。実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
本明細書に開示の基板処理装置は、プラズマを用いて基板を処理する装置に限らず、プラズマを用いずに基板を処理する装置であってもよい。
以上に開示された実施形態は、例えば、以下の態様を含む。
［付記１］
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内に収容される支持台と、
基板の周囲に設けられる内側エッジリングと、
前記内側エッジリングの周囲に設けられる外側エッジリングであり、上面視で前記内側エッジリングの外周部と前記外側エッジリングの内周部とで重なり、第１位置合わせ部を有する外側エッジリングと、
前記支持台の前記外側エッジリングに対向する位置に配置された外側エッジリング用の静電チャックと、
前記内側エッジリング及び／又は前記外側エッジリングを上下動させるように構成されたリフタと、
を有し、
前記外側エッジリング用の静電チャックを駆動し前記外側エッジリングを吸着した状態で前記内側エッジリングを前記第１位置合わせ部により前記外側エッジリングと位置合わせする、基板処理装置。
［付記２］
前記リフタは、ピンと、前記ピンを上下動するアクチュエータと、を有する、
付記１に記載の基板処理装置。
［付記３］
前記第１位置合わせ部は、前記外側エッジリングの内周面の少なくとも一部に形成されたテーパー面を含む、
付記１又は付記２に記載の基板処理装置。
［付記４］
前記第１位置合わせ部は、上面視で前記内側エッジリングと重なる部分の面の少なくとも一部に形成されたに凸部及び／又は凹部を含む、
付記１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
［付記５］
前記内側エッジリングは、第２位置合わせ部を有し、
前記第１位置合わせ部と前記第２位置合わせ部とにより前記内側エッジリングと前記外側エッジリングとの位置合わせを行う、
付記１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
［付記６］
前記第２位置合わせ部は、前記内側エッジリングの外周面の少なくとも一部に形成されたテーパー面を含み、前記内側エッジリングのテーパー面と前記外側エッジリングのテーパー面とにより前記内側エッジリングと前記外側エッジリングの位置合わせを行う、
付記５に記載の基板処理装置。
［付記７］
前記第２位置合わせ部は、上面視で前記外側エッジリングと重なる部分の面の少なくとも一部に形成されたに凸部及び／又は凹部を含み、前記内側エッジリングの凸部及び／又は凹部と前記外側エッジリングの凸部及び／又は凹部とにより前記内側エッジリングと前記外側エッジリングの位置合わせを行う、
付記５又は付記６に記載の基板処理装置。
［付記８］
前記外側エッジリング用の静電チャックは、双極型の静電チャックである、
付記１乃至７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
［付記９］
前記内側エッジリングと前記外側エッジリングとは、同心円状に配置される、
付記１乃至８のいずれか１項に記載の基板処理装置。
［付記１０］
前記内側エッジリングと前記外側エッジリングとは、同じ材料で形成されている、
付記１乃至９のいずれか１項に記載の基板処理装置。
［付記１１］
前記支持台の前記内側エッジリングに対向する位置に配置され、内側エッジリング用の静電チャックを有する、
付記１乃至１０のいずれか１項に記載の基板処理装置。
［付記１２］
前記外側エッジリングは、上面視で前記内側エッジリングと重なる部分に前記外側エッジリングを厚さ方向に貫通する貫通孔を有し、
前記リフタは、前記貫通孔を貫通し、昇降する、
付記１乃至１１のいずれか１項に記載の基板処理装置。
［付記１３］
前記基板処理装置に隣接して配置され、交換用の内側エッジリング及び交換用の外側エッジリングの少なくともいずれかを格納する収納容器を有する、
付記１乃至１２のいずれか１項に記載の基板処理装置。
［付記１４］
前記プラズマ処理チャンバ内にクリーニングガスを供給するガス供給部を有し、
前記アクチュエータは、前記クリーニングガスの供給に応じて、前記ピンを昇降可能に駆動し、
前記ピンは、前記内側エッジリング及び／又は前記外側エッジリングを上昇させるように構成される、
付記２に記載の基板処理装置。
［付記１５］
付記２に記載の基板処理装置は更に制御装置を有し、
前記制御装置は、
アクチュエータによりピンを昇降させてプラズマ処理チャンバから内側エッジリング及び外側エッジリングの少なくともいずれかを搬出することと、
前記アクチュエータにより前記ピンを上昇させて交換用の内側エッジリング及び交換用の外側エッジリングの少なくともいずれかを前記ピンに保持することと、
前記アクチュエータにより前記ピンを下降させて前記交換用の内側エッジリング及び前記交換用の外側エッジリングの少なくともいずれかを、外側エッジリングに設けられた第１位置合わせ部により位置合わせすることと、
を含む処理を制御する、基板処理装置。
［付記１６］
付記２に記載の基板処理装置が実行するリング部材の位置合わせ方法であって
アクチュエータによりピンを昇降させてプラズマ処理チャンバから内側エッジリング及び外側エッジリングの少なくともいずれかを搬出することと、
前記アクチュエータにより前記ピンを上昇させて交換用の内側エッジリング及び交換用の外側エッジリングの少なくともいずれかを前記ピンに保持することと、
前記アクチュエータにより前記ピンを下降させて前記交換用の内側エッジリング及び前記交換用の外側エッジリングの少なくともいずれかを、外側エッジリングに設けられた第１位置合わせ部により位置合わせすることと、
を含む処理を実行する、リング部材の位置合わせ方法。
１ プラズマ処理装置
２ 制御装置
１０ プラズマ処理チャンバ
１１ 基板支持部
１３ シャワーヘッド
２１ ガスソース
２０ ガス供給部
３０ 電源
３１ ＲＦ電源
３１ａ 第１のＲＦ生成部
３１ｂ 第２のＲＦ生成部
３２ａ 第１のＤＣ生成部
３２ｂ 第２のＤＣ生成部
３３ 第３のＤＣ生成部
４０ 排気システム
５０ 昇降部
５１ ピン
５４ リフタ
５３ アクチュエータ
１１１ 本体部
１１２ リングアセンブリ
１１２ａ 内側エッジリング
１１２ｂ 外側エッジリング
１１３ａ カバーリング
１１４ 第１静電電極
４００ 基板処理システム

Claims (16)

  1. プラズマ処理チャンバと、
    前記プラズマ処理チャンバ内に収容される支持台と、
    基板の周囲に設けられる内側エッジリングと、
    前記内側エッジリングの周囲に設けられる外側エッジリングであり、上面視で前記内側エッジリングの外周部と前記外側エッジリングの内周部とで重なり、第１位置合わせ部を有する外側エッジリングと、
    前記支持台の前記外側エッジリングに対向する位置に配置された外側エッジリング用の静電チャックと、
    前記内側エッジリング及び／又は前記外側エッジリングを上下動させるように構成されたリフタと、
    を有し、
    前記外側エッジリング用の静電チャックを駆動し前記外側エッジリングを吸着した状態で前記内側エッジリングを前記第１位置合わせ部により前記外側エッジリングと位置合わせする、基板処理装置。
  2. 前記リフタは、ピンと、前記ピンを上下動するアクチュエータと、を有する、
    請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記第１位置合わせ部は、前記外側エッジリングの内周面の少なくとも一部に形成されたテーパー面を含む、
    請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記第１位置合わせ部は、上面視で前記内側エッジリングと重なる部分の面の少なくとも一部に形成されたに凸部及び／又は凹部を含む、
    請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
  5. 前記内側エッジリングは、第２位置合わせ部を有し、
    前記第１位置合わせ部と前記第２位置合わせ部とにより前記内側エッジリングと前記外側エッジリングとの位置合わせを行う、
    請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
  6. 前記第２位置合わせ部は、前記内側エッジリングの外周面の少なくとも一部に形成されたテーパー面を含み、前記内側エッジリングのテーパー面と前記外側エッジリングのテーパー面とにより前記内側エッジリングと前記外側エッジリングの位置合わせを行う、
    請求項５に記載の基板処理装置。
  7. 前記第２位置合わせ部は、上面視で前記外側エッジリングと重なる部分の面の少なくとも一部に形成されたに凸部及び／又は凹部を含み、前記内側エッジリングの凸部及び／又は凹部と前記外側エッジリングの凸部及び／又は凹部とにより前記内側エッジリングと前記外側エッジリングの位置合わせを行う、
    請求項５に記載の基板処理装置。
  8. 前記外側エッジリング用の静電チャックは、双極型の静電チャックである、
    請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
  9. 前記内側エッジリングと前記外側エッジリングとは、同心円状に配置される、
    請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
  10. 前記内側エッジリングと前記外側エッジリングとは、同じ材料で形成されている、
    請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
  11. 前記支持台の前記内側エッジリングに対向する位置に配置され、内側エッジリング用の静電チャックを有する、
    請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
  12. 前記外側エッジリングは、上面視で前記内側エッジリングと重なる部分に前記外側エッジリングを厚さ方向に貫通する貫通孔を有し、
    前記リフタは、前記貫通孔を貫通し、昇降する、
    請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
  13. 前記基板処理装置に隣接して配置され、交換用の内側エッジリング及び交換用の外側エッジリングの少なくともいずれかを格納する収納容器を有する、
    請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
  14. 前記プラズマ処理チャンバ内にクリーニングガスを供給するガス供給部を有し、
    前記アクチュエータは、前記クリーニングガスの供給に応じて、前記ピンを昇降可能に駆動し、
    前記ピンは、前記内側エッジリング及び／又は前記外側エッジリングを上昇させるように構成される、
    請求項２に記載の基板処理装置。
  15. 請求項２に記載の基板処理装置は更に制御装置を有し、
    前記制御装置は、
    アクチュエータによりピンを昇降させてプラズマ処理チャンバから内側エッジリング及び外側エッジリングの少なくともいずれかを搬出することと、
    前記アクチュエータにより前記ピンを上昇させて交換用の内側エッジリング及び交換用の外側エッジリングの少なくともいずれかを前記ピンに保持することと、
    前記アクチュエータにより前記ピンを下降させて前記交換用の内側エッジリング及び前記交換用の外側エッジリングの少なくともいずれかを、外側エッジリングに設けられた第１位置合わせ部により位置合わせすることと、
    を含む処理を制御する、基板処理装置。
  16. 請求項２に記載の基板処理装置が実行するリング部材の位置合わせ方法であって
    アクチュエータによりピンを昇降させてプラズマ処理チャンバから内側エッジリング及び外側エッジリングの少なくともいずれかを搬出することと、
    前記アクチュエータにより前記ピンを上昇させて交換用の内側エッジリング及び交換用の外側エッジリングの少なくともいずれかを前記ピンに保持することと、
    前記アクチュエータにより前記ピンを下降させて前記交換用の内側エッジリング及び前記交換用の外側エッジリングの少なくともいずれかを、外側エッジリングに設けられた第１位置合わせ部により位置合わせすることと、
    を含む処理を実行する、リング部材の位置合わせ方法。
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