JP6920244B2 - プラズマ処理方法 - Google Patents

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Description

本開示の実施形態は、プラズマ処理方法に関するものである。
電子デバイスの製造においては、基板に対するプラズマ処理が行われる。プラズマ処理が行われる際には、基板はプラズマ処理装置のチャンバ内に配置される。チャンバ内では、処理ガスのプラズマが生成される。基板は、プラズマから供給されるイオンによって処理される。
プラズマ処理が実行される際には、基板のエッジを囲むようにフォーカスリングが配置される。フォーカスリングが用いられることにより、基板の中央からエッジにわたって垂直にイオンが入射するように、プラズマとシースとの界面の形状が調整される。フォーカスリングについては、例えば下記の特許文献１に記載されている。
特開２００６−２６９８７９号公報
プラズマ処理に起因する消耗により、フォーカスリングの厚みは減少する。フォーカスリングの厚みが減少すると、基板のエッジの上方の領域で、プラズマとシースとの界面の形状が変化する。その結果、基板のエッジに対して斜めにイオンが入射する。したがって、フォーカスリングの厚みの減少が生じても、基板のエッジに対してイオンが斜めに入射することを抑制することが求められる。
一態様によれば、プラズマ処理方法が提供される。プラズマ処理方法では、プラズマ処理装置が用いられる。プラズマ処理装置は、チャンバ及び支持台を備える。支持台は、チャンバ内に設けられている。支持台は、その上に載置される基板を支持するように構成されている。プラズマ処理方法は、基板のエッジを囲むように支持台上にフォーカスリングが配置された状態で実行される。プラズマ処理方法は、（ｉ）鉛直方向におけるフォーカスリングの上面の位置と基準位置との間の差を減少させるよう、フォーカスリング上に有機膜を形成する工程と、（ｉｉ）有機膜を形成する工程の実行後に基板に対してプラズマ処理を実行する工程と、を含む。
一態様に係るプラズマ処理方法では、フォーカスリング上に有機膜が形成される。有機膜は、鉛直方向におけるフォーカスリングの上面の位置と基準位置との間の差を減少させるように形成される。基準位置は、基板のエッジに対してイオンが垂直に入射するように定められた鉛直方向におけるフォーカスリングの上面の位置である。一態様に係るプラズマ処理方法によれば、かかる有機膜によってフォーカスリングの上面の位置が補正される。したがって、フォーカスリングの厚みが減少していても、基板のエッジに対するイオンの斜めの入射が抑制される。
一実施形態において、プラズマ処理装置は、駆動機構を更に備えていてもよい。駆動機構は、フォーカスリングを上昇させるように構成されている。プラズマ処理方法は、上記の差を反映する目標補正量が駆動機構によるフォーカスリングの最小移動制御量以上である場合に、駆動機構を用いて、目標補正量以下の最大の移動量でフォーカスリングを上昇させる工程を更に含んでいてもよい。有機膜を形成する工程では、目標補正量から最大の移動量を差し引いた量を減少させるように、有機膜が形成されてもよい。
一実施形態において、有機膜を形成する工程とプラズマ処理を実行する工程が繰り返し実行されてもよい。
有機膜を形成する工程の一実施形態において、第１の有機化合物を含む第１のガス及び第２の有機化合物を含む第２のガスがチャンバ内に供給されてもよい。有機膜は、第１の有機化合物と第２の有機化合物の重合により形成されてもよい。
一実施形態において、フォーカスリング内にはヒータが設けられていてもよい。有機膜を形成する工程においてフォーカスリング上で選択的に重合が生じるように、ヒータによってフォーカスリングが加熱されてもよい。
以上説明したように、フォーカスリングの厚みの減少が生じても、基板のエッジに対してイオンが斜めに入射することを抑制することが可能となる。
一実施形態に係るプラズマ処理方法を示す流れ図である。 図１に示す方法の実行に用いることが可能な例示のプラズマ処理装置を示す図である。 フォーカスリングの状態とイオンの入射方向との例示的関係を示す図である。 フォーカスリングの状態とイオンの入射方向との例示的関係を示す図である。 フォーカスリングの状態とイオンの入射方向との例示的関係を示す図である。 フォーカスリングの状態とイオンの入射方向との例示的関係を示す図である。 フォーカスリングの状態とイオンの入射方向との例示的関係を示す図である。
以下、図面を参照して種々の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、一実施形態に係るプラズマ処理方法を示す流れ図である。図１に示すプラズマ処理方法（以下、「方法ＭＴ」という）では、プラズマ処理装置を用いて基板に対してプラズマ処理が実行される。図２は、図１に示す方法の実行に用いることが可能な例示のプラズマ処理装置を示す図である。図２に示すプラズマ処理装置１０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１０は、チャンバ１１を備えている。チャンバ１１の中には内部空間Ｓが提供されている。内部空間Ｓは、第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２を含んでいる。チャンバ１１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。チャンバ本体１２の中には、内部空間Ｓが提供されている。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は接地電位に接続されている。チャンバ本体１２の内壁面、即ち、内部空間Ｓを画成するチャンバ本体１２の表面には、耐腐食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Ｓとチャンバ１１の外部との間で搬送されるときに、通路１２ｐを通過する。通路１２ｐは、ゲートバルブ１２ｇによって開閉可能である。ゲートバルブ１２ｇは、チャンバ本体１２の側壁に沿って設けられている。
内部空間Ｓの中には、隔壁１４が設けられている。隔壁１４は、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２の境界上で延在している。隔壁１４には、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを互いに連通させるように、複数の貫通孔が形成されている。隔壁１４は、母材の表面に耐腐食性を有する膜を形成することにより構成され得る。耐腐食性を有する膜は、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。母材は、例えばアルミニウムといった材料から形成される。隔壁１４には、通路１２ｐに対面するように開口が形成されている。基板Ｗは、第１空間Ｓ１とチャンバ１１の外部との間で搬送されるときに、通路１２ｐ及び隔壁１４の開口を通過する。隔壁１４の開口は、シャッターＳＨによって開閉可能である。
隔壁１４は、シールド部１４ａ及びバッフルプレート１４ｂを含み得る。シールド部１４ａは、略筒形状を有している。シールド部１４ａは、内部空間Ｓの中でチャンバ本体１２の側壁に沿って鉛直方向に延在している。シールド部１４ａは、チャンバ本体１２の側壁から離間している。シールド部１４ａの上端は、チャンバ１１の上部まで延びており、当該上部に固定されている。プラズマ処理装置１０では、第１空間Ｓ１内でプラズマエッチングといった基板処理が行われる。基板処理では反応生成物といった副生成物が発生する。シールド部１４ａにより、チャンバ本体１２の表面に付着する副生成物の量が低減される。
バッフルプレート１４ｂは、シールド部１４ａに交差する方向に延びている。バッフルプレート１４ｂは、シールド部１４ａと後述する支持台との間で延在している。隔壁１４の上述の複数の貫通孔は、バッフルプレート１４ｂに形成されている。なお、シールド部１４ａ及びバッフルプレート１４ｂは一体に形成されていてもよく、互いから分離可能であってもよい。
内部空間Ｓの中では、支持部１５が、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。支持部１５は、略円筒形状を有しており、石英といった絶縁材料から形成されている。支持部１５上には支持台１６が搭載されている。支持台１６は、支持部１５によって支持されている。支持台１６は、第１空間Ｓ１の中で基板Ｗを支持するように構成されている。支持台１６は、下部電極１８及び静電チャック２０を含んでいる。支持台１６は、電極プレート２１を更に含んでいてもよい。電極プレート２１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。下部電極１８は、電極プレート２１上に設けられている。下部電極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。下部電極１８は、電極プレート２１に電気的に接続されている。
下部電極１８内には、流路１８ｆが設けられている。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、例えば、液状の冷媒、又は、その気化によって下部電極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、チラーユニットから配管２２ａを介して熱交換媒体が供給される。チラーユニットは、チャンバ本体１２の外部に設けられている。流路１８ｆに供給された熱交換媒体は、配管２２ｂを介してチラーユニットに戻される。即ち、熱交換媒体は、流路１８ｆとチラーユニットとの間で循環するように供給される。
静電チャック２０は、下部電極１８上に設けられている。静電チャック２０は、本体及び電極を有している。静電チャック２０の本体は、誘電体から形成されており、略円盤形状を有している。静電チャック２０の電極は、膜状の電極であり、静電チャック２０の本体内に設けられている。静電チャック２０の電極には、直流電源２３がスイッチ２４を介して電気的に接続されている。直流電源２３から静電チャック２０の電極に電圧が印加されると、静電チャック２０上に載置された基板Ｗと静電チャック２０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１０には、ガス供給ライン２５が設けられている。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。
静電チャック２０の中には、一つ以上のヒータＨＴ２０（例えば抵抗発熱体）が設けられていてもよい。一つ以上のヒータＨＴ２０には、ヒータコントローラＨＣ２０から電力が与えられる。一つ以上のヒータＨＴ２０とヒータコントローラＨＣ２０との間には、ヒータコントローラＨＣ２０に高周波電力が流入することを防止するために、高周波フィルタＦＴ２０が設けられていてもよい。複数のヒータＨＴ２０が静電チャック２０の中に設けられている場合には、ヒータコントローラＨＣ２０から複数のヒータＨＴ２０に与えられる電力を個別に調整することにより、静電チャック２０の複数の領域のそれぞれの温度を個別に調整し、静電チャック２０の面内（即ち、基板Ｗの面内）の温度分布を調整することが可能である。
静電チャック２０の外周領域上には、フォーカスリングＦＲが配置される。フォーカスリングＦＲは、略環状板形状を有している。フォーカスリングＦＲは、シリコン、石英、又は炭化シリコンといったシリコン含有材料から形成されている。フォーカスリングＦＲは、基板Ｗのエッジを囲むように配置される。フォーカスリングＦＲの中には、ヒータＨＴＦ（例えば抵抗発熱体）が設けられていてもよい。ヒータＨＴＦは、ヒータコントローラＨＣＦからヒータＨＴＦに電力が与えられることにより、発熱する。ヒータＨＴＦとヒータコントローラＨＣＦとの間には、ヒータコントローラＨＣＦに高周波電力が流入することを防止するために、高周波フィルタＦＴＦが設けられていてもよい。
チャンバ本体１２の底部からは、筒状部２６が上方に延在している。筒状部２６は、支持部１５の外周に沿って延在している。筒状部２６は、導電性材料から形成されており、略円筒形状を有している。筒状部２６は、接地電位に接続されている。筒状部２６の表面は、耐腐食性を有する膜から形成されていてもよい。耐腐食性を有する膜は、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。
筒状部２６上には、絶縁部２８が設けられている。絶縁部２８は、絶縁性を有し、石英といったセラミックから形成されている。絶縁部２８は、略円筒形状を有しており、電極プレート２１の外周、下部電極１８の外周、及び静電チャック２０の外周に沿って延在している。なお、上述したバッフルプレート１４ｂの縁部は、筒状部２６と絶縁部２８との間に設けられ、筒状部２６と絶縁部２８によって挟持されていてもよい。
プラズマ処理装置１０は、駆動機構２９を更に備えている。駆動機構２９は、フォーカスリングＦＲを昇降させるように構成されている。駆動機構２９は、一つ以上の駆動ユニット２９ｕを含んでいる。図示された例では、駆動機構２９は、二つの駆動ユニット２９ｕを含んでいる。
駆動ユニット２９ｕの各々は、ロッド２９ａ、リフタ２９ｂ、及び駆動装置２９ｃを含んでいる。ロッド２９ａは、柱状をなしており、鉛直方向に延在している。ロッド２９ａは、フォーカスリングＦＲを支持している。例えば、ロッド２９ａの先端が、フォーカスリングＦＲの下面に接続されている。ロッド２９ａは、内部空間Ｓの中では、例えば絶縁部２８及び筒状部２６を貫通する貫通孔を通って延在している。ヒータＨＴＦ用の給電ラインは、内部空間Ｓの中ではロッド２９ａの中で延在しており、チャンバ１１の外側まで延びて高周波フィルタＦＴＦを介してヒータコントローラＨＣＦに接続している。
駆動装置２９ｃは、リフタ２９ｂを介してロッド２９ａを昇降させる。駆動装置２９ｃは、例えばステッピングモータである。駆動機構２９は、電源システム２９ｄを更に含む。電源システム２９ｄは、パルス電流を駆動装置２９ｃに供給するように構成されている。パルス電流が電源システム２９ｄから駆動装置２９ｃに供給されると、フォーカスリングＦＲは、ロッド２９ａを介して上昇又は下降する。
プラズマ処理装置１０は、上部電極３０を更に備えている。上部電極３０は、支持台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Ｓ（又は第１空間Ｓ１）を画成している。天板３４には、複数のガス吐出孔３４ａが設けられている。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、母材の表面に耐腐食性を有する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。母材は、例えばアルミニウムといった導電性材料から形成される。
支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持する部品である。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得る。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、ガス導入口３６ｃが形成されている。ガス導入口３６ｃは、ガス拡散室３６ａに連通している。ガス導入口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、ガス供給部４０が接続されている。ガス供給部４０は、後述するガス供給部４２と共に、ガス供給系を構成している。ガス供給系は、第１空間Ｓ１に接続されている。ガス供給部４０は、ガスソース群４０ｓ、バルブ群４０ａ、流量制御器群４０ｂ、及びバルブ群４０ｃを有している。
ガスソース群４０ｓは、複数のガスソースを含んでいる。複数のガスソースは、方法ＭＴで用いられる複数のガスのソースを含んでいる。複数のガスソースは、後述する有機膜を形成するための第１のガス及び第２のガスのうち一方のガスのソースを含んでいる。また、複数のガスソースは、基板Ｗのプラズマ処理に用いられる一つ以上のガスのソースを含んでいる。また、複数のガスソースは、後述するパージにおいて用いられる不活性ガスのソースを含み得る。
バルブ群４０ａ及びバルブ群４０ｃの各々は、複数のバルブを含んでいる。流量制御器群４０ｂは、複数の流量制御器を含んでいる。流量制御器群４０ｂ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４０ｓの複数のガスソースの各々は、バルブ群４０ａの対応のバルブ、流量制御器群４０ｂの対応の流量制御器、及びバルブ群４０ｃ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。ガス供給部４０からのガスは、ガス供給管３８、ガス拡散室３６ａ、複数のガス孔３６ｂ、及び複数のガス吐出孔３４ａを介して、第１空間Ｓ１に供給される。
プラズマ処理装置１０は、ガス供給部４２を更に備えている。ガス供給部４２は、ガスソース４２ｓ、バルブ４２ａ、流量制御器４２ｂ、及びバルブ４２ｃを有している。ガスソース４２ｓは、第１のガス及び第２のガスのうち他方のガスのソースである。流量制御器４２ｂ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４２ｓは、バルブ４２ａ、流量制御器４２ｂ、及びバルブ４２ｃを介して、第１空間Ｓ１に接続されている。ガス供給部４２からのガスは、第１空間Ｓ１に供給される。
プラズマ処理装置１０のチャンバ本体１２の底部には、排気管５０が接続されている。排気管５０には、排気装置５２が接続されている。排気装置５２は、排気管５０を介して、第２空間Ｓ２に接続されている。また、排気装置５２は、第２空間Ｓ２及び隔壁１４の複数の貫通孔を介して第１空間Ｓ１に接続されている。排気装置５２は、圧力調整弁及び減圧ポンプを含んでいる。減圧ポンプは、圧力調整弁を介して第２空間Ｓ２に接続されている。減圧ポンプは、ターボ分子ポンプ及び／又はドライポンプであり得る。
プラズマ処理装置１０は、第１空間Ｓ１に供給されるガスのプラズマを第１空間Ｓ１内で生成することが可能である。プラズマ処理装置１０は、第１の高周波電源６１を更に備えている。第１の高周波電源６１は、プラズマ生成用の第１の高周波電力を発生する電源である。第１の高周波電力は、例えば、２７〜１００ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。第１の高周波電源６１は、整合器６３を介して上部電極３０に接続されている。整合器６３は、第１の高周波電源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ためのマッチング回路を有している。なお、第１の高周波電源６１は、整合器６３を介して下部電極１８に接続されていてもよい。この場合には、上部電極３０は電気的に接地される。
プラズマ処理装置１０は、第２の高周波電源６２を更に備え得る。第２の高周波電源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の高周波電力を発生する電源である。第２の高周波電力の周波数は、第１の高周波電力の周波数よりも低い。第２の高周波電力の周波数は、例えば、４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数である。第２の高周波電源６２は、整合器６４を介して下部電極１８に接続されている。整合器６４は、第２の高周波電源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マッチング回路を有している。
プラズマ処理装置１０では、第１空間Ｓ１にガスが供給されている状態で第１の高周波電力が供給されると、当該ガスが励起される。その結果、第１空間Ｓ１内でプラズマが生成される。第２の高周波電力が下部電極１８に供給されると、プラズマ中のイオンが基板Ｗに向けて加速される。
プラズマ処理装置１０は、直流電源７０を更に備えている。直流電源７０は、上部電極３０に接続されている。直流電源７０は負極性の直流電圧を上部電極３０に印加するように構成されている。上部電極３０に負極性の直流電圧が印加されると、第１空間Ｓ１内で生成されたプラズマ中の正イオンが上部電極３０の天板３４に衝突する。正イオンが天板３４に衝突すると、天板３４から二次電子が放出される。天板３４がシリコンから形成されている場合には、正イオンが天板３４に衝突すると、天板３４からシリコンが放出され得る。
一実施形態では、プラズマ処理装置１０は、制御部８０を更に備え得る。制御部８０は、プラズマ処理装置１０の各部を制御するよう構成されている。制御部８０は、プロセッサ、メモリといった記憶装置、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり得る。制御部８０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１０の各部を制御する。これにより、プラズマ処理装置１０は、レシピデータによって指定されたプロセスを実行する。例えば、制御部８０は、方法ＭＴの実行においてプラズマ処理装置１０の各部を制御し、且つ、後述する種々の演算及び判定といった処理を実行する。制御部８０の記憶装置には、方法ＭＴの実行において利用される各種データが登録されている。
以下、再び図１を参照して、方法ＭＴについて詳細に説明する。以下の説明では、プラズマ処理装置１０が用いられる場合を例として、方法ＭＴについて記述する。また、以下の説明では、図３〜図７を参照する。図３〜図７の各々は、フォーカスリングの状態とイオンの入射方向との例示的関係を示す図である。図３〜図７において、円形の図形は、イオンを表している。
方法ＭＴでは、支持台１６（静電チャック２０）上に基板Ｗが載置される。そして、最初の工程ＳＴＰ（１）において基板Ｗに対してプラズマ処理Ｐ（１）が実行される。「Ｐ（ｉ）」は、方法ＭＴにおいてｉ回目に実行される工程ＳＴＰ（ｉ）のプラズマ処理を表している。「ｉ」は、１以上の整数である。
プラズマ処理Ｐ（ｉ）の条件は、制御部８０の記憶装置に記憶されているレシピデータにおいて指定されている。工程ＳＴＰ（ｉ）の実行時には、シャッターＳＨが隔壁１４の開口を閉じている。工程ＳＴＰ（ｉ）では、プラズマ処理Ｐ（ｉ）用の処理ガスが内部空間Ｓ（第１空間Ｓ１）に供給される。工程ＳＴＰ（ｉ）では、プラズマ処理Ｐ（ｉ）のために指定された圧力に内部空間Ｓの中の圧力を設定するよう、排気装置５２が制御される。工程ＳＴＰ（ｉ）では、第１の高周波電力が供給される。第１の高周波電力の電力レベルは、プラズマ処理Ｐ（ｉ）のために指定された電力レベルに設定される。工程ＳＴＰ（ｉ）では、第２の高周波電力が更に供給されてもよい。第２の高周波電力の電力レベルは、プラズマ処理Ｐ（ｉ）のために指定された電力レベルに設定される。その結果、工程ＳＴＰ（ｉ）では、処理ガスのプラズマが生成される。基板Ｗは、プラズマからのイオンによって処理される。例えば、基板Ｗは、プラズマからのイオンによってエッチングされる。
図３に示すように、新しいフォーカスリングＦＲが用いられて最初のプラズマ処理Ｐ（ｉ）、即ちプラズマ処理Ｐ（１）が実行されるときには、鉛直方向におけるフォーカスリングＦＲの上面の位置は、基準位置ＲＰに一致する。鉛直方向におけるフォーカスリングＦＲの上面の位置が基準位置ＲＰに略一致している場合には、シースとプラズマとの界面ＢＳの形状は、プラズマからのイオンが基板Ｗの上面の全体に垂直に入射するような形状となる。例えば、シースとプラズマとの界面ＢＳの形状は、基板の中央の上方の位置からフォーカスリングＦＲの上方の位置にわたって略平坦な形状となる。プラズマ処理がプラズマエッチングである場合には、プラズマからのイオンが基板Ｗの上面の全体に垂直に入射すると、垂直に延びる複数の開口が基板Ｗの全体で形成される。なお、基準位置ＲＰは、例えば、支持台１６上に載置された基板Ｗの上面の鉛直方向における位置であり得る。なお、基準位置ＲＰは、基板Ｗの全体にわたって、イオンが垂直に入射するように定められた位置であれば、如何なる位置であってもよい。
工程ＳＴＰ（ｉ）のプラズマ処理Ｐ（ｉ）により、フォーカスリングＦＲはエッチングされる。即ち、工程ＳＴＰ（ｉ）のプラズマ処理Ｐ（ｉ）により、フォーカスリングＦＲが消耗して、フォーカスリングＦＲの厚みが減少する。フォーカスリングＦＲの厚みが減少すると、鉛直方向におけるフォーカスリングＦＲの上面の位置と基準位置ＲＰとの間に差が生じる。鉛直方向におけるフォーカスリングＦＲの上面の位置と基準位置ＲＰとの間に差が生じると、図４に示すように、基板Ｗのエッジの上方の領域において、界面ＢＳの形状が変形する。その結果、プラズマからのイオンは、基板Ｗのエッジに斜めに入射する。プラズマ処理がプラズマエッチングである場合には、プラズマからのイオンが基板Ｗのエッジに斜めに入射すると、基板Ｗのエッジにおいて開口が斜めに形成される。
方法ＭＴでは、基準位置ＲＰと鉛直方向におけるフォーカスリングＦＲの上面の位置との差を減少させるために、工程ＳＴ１３が実行され得る。工程ＳＴ１３では、フォーカスリングＦＲ上に有機膜ＯＦが選択的に形成される。かかる工程ＳＴ１３の実行後に、工程ＳＴＰ（ｉ）においてプラズマ処理Ｐ（ｉ）が実行される。
再び図１を参照する。方法ＭＴでは、２回目以降の工程ＳＴＰ（ｉ）のプラズマ処理Ｐ（ｉ）の実行前に、工程ＳＴ１が実行される。工程ＳＴ１では、プラズマ処理Ｐ（ｉ−１）の実行後のフォーカスリングＦＲ上の有機膜ＯＦの残膜の膜厚ＦＯＦ＿Ｌが、（１）式により制御部８０によって算出される。
ＦＯＦ＿Ｌ＝ＦＯＦ＿ＣＵＲ−ＴＰ（ｉ−１）×ＥＰ＿ＯＦ（Ｐ（ｉ−１）） …（１）
なお、プラズマ処理Ｐ（ｉ−１）は、（ｉ−１）回目に実行された工程ＳＴＰ（ｉ−１）のプラズマ処理である。
（１）式において、ＦＯＦ＿ＣＵＲは、プラズマ処理Ｐ（ｉ−１）の直前に形成された有機膜ＯＦの膜厚である。ＴＰ（ｊ）は、ｊ回目に実行される工程ＳＴＰ（ｊ）のプラズマ処理Ｐ（ｊ）の実行時間長である。したがって、（１）式におけるＴＰ（ｉ−１）は、プラズマ処理Ｐ（ｉ−１）の実行時間長である。ＥＰ＿ＯＦ（Ｐ（ｊ））は、プラズマ処理Ｐ（ｊ）による有機膜ＯＦのエッチングレートである。したがって、（１）式におけるＥＰ＿ＯＦ（Ｐ（ｉ−１））は、プラズマ処理Ｐ（ｉ−１）による有機膜ＯＦのエッチングレートである。実行時間長ＴＰ（ｊ）及びエッチングレートＥＰ＿ＯＦ（Ｐ（ｊ））は、制御部８０の記憶装置に登録されている。なお、膜厚ＦＯＦ＿Ｌの下限値は０である。例えば、プラズマ処理Ｐ（２）の直前に実行される工程ＳＴ１では、その前に有機膜ＯＦが形成されていないので、膜厚ＦＯＦ＿Ｌは０である。
続く工程ＳＴ２では、有機膜ＯＦの残膜が存在するか否かが判定される。即ち、工程ＳＴ２では、膜厚ＦＯＦ＿Ｌが０より大きいか否かが判定される。膜厚ＦＯＦ＿Ｌが０である場合には、工程ＳＴ４に遷移する。一方、膜厚ＦＯＦ＿Ｌが０より大きい場合には、工程ＳＴ３が実行される。
工程ＳＴ３では、有機膜ＯＦの残膜が除去される。工程ＳＴ３の実行時には、シャッターＳＨが隔壁１４の開口を閉じている。一実施形態において、有機膜ＯＦは、プラズマエッチングによって除去される。プラズマエッチングのために、第１空間Ｓ１の中で除去ガスのプラズマが生成される。除去ガスは、酸素含有ガスを含み得る。酸素含有ガスは、酸素ガス（Ｏ２ガス）、ＣＯガス、又はＣＯ２ガスであり得る。或いは、除去ガスは、水素ガス（Ｈ２ガス）及び窒素ガス（Ｎ２ガス）の混合ガスを含み得る。別の実施形態では、有機膜ＯＦが解重合し得る場合に、有機膜ＯＦを解重合させるように、フォーカスリングＦＲがヒータＨＴＦによって加熱されてもよい。解重合によって生成された有機化合物の気体は、排気される。工程ＳＴ３において有機膜ＯＦの残膜が除去された後には、工程ＳＴ４が実行される。
工程ＳＴ３におけるプラズマエッチングの実行時間長は、ＴＲＥＭであり、以下の（２）式により算出される。
ＴＲＥＭ＝ＦＯＦ＿Ｌ／ＥＲＥＭ＿ＯＦ×Ｍ …（２）
（２）式において、ＥＲＥＭ＿ＯＦは、工程ＳＴ３のプラズマエッチングにおける有機膜ＯＦのエッチングレートであり、制御部８０の記憶装置に登録されている。（２）式において、Ｍは、制御部８０の記憶装置に登録されている数値であり、１より大きい。したがって、実行時間長ＴＲＥＭは、以下の（３）式で定義されるオーバーエッチングの時間長ＴＯＥを含む。
ＴＯＥ＝ＦＯＦ＿Ｌ／ＥＲＥＭ＿ＯＦ×（Ｍ−１） …（３）
工程ＳＴ４では、フォーカスリングＦＲの厚みの減少量ＤＣＵＲが制御部８０によって算出される。減少量ＤＣＵＲは、以下の（４）式により算出される。
ＤＣＵＲ＝ＴＦＲ＿ＥＴＣＨ×ＥＰ＿ＦＲ（Ｐ（ｉ−１））＋ＴＯＥ×ＥＯＥ＿ＦＲ …（４）
ＥＰ＿ＦＲ（Ｐ（ｊ））は、プラズマ処理Ｐ（ｊ）によるフォーカスリングのエッチングレートであり、制御部８０の記憶装置に登録されている。（４）式におけるＥＰ＿ＦＲ（Ｐ（ｉ−１））は、プラズマ処理Ｐ（ｉ−１）によるフォーカスリングのエッチングレートである。（４）式において、ＥＯＥ＿ＦＲは、工程ＳＴ３のオーバーエッチングによるフォーカスリングＦＲのエッチングレートであり、制御部８０の記憶装置に登録されている。（４）式において、ＴＦＲ＿ＥＴＣＨは、プラズマ処理Ｐ（ｉ−１）において、フォーカスリングＦＲ上の有機膜ＯＦが消失した時点からのプラズマ処理Ｐ（ｉ−１）の終了時点までの時間長である。時間長ＴＦＲ＿ＥＴＣＨは、以下の式（５）により求められる。
ＴＦＲ＿ＥＴＣＨ＝ＴＰ（ｉ−１）−ＦＯＦ＿ＣＵＲ／ＥＰ＿ＯＦ（Ｐ（ｉ−１）） …（５）
工程ＳＴ４に続く工程ＳＴ５では、減少量ＤＣＵＲの積算量ＤＡＣＭが、制御部８０によって算出される。積算量ＤＡＣＭは、以下の式（６）により算出される。
ＤＡＣＭ＝ＤＡＣＭ＋ＤＣＵＲ …（６）
続く工程ＳＴ６では、目標補正量ＣＴが制御部８０によって算出される。目標補正量ＣＴは、鉛直方向におけるフォーカスリングＦＲの上面の位置と基準位置ＲＰとの間の差を反映する量である。目標補正量ＣＴは、以下の（７）式により算出される。
ＣＴ＝ＤＡＣＭ−ＵＡＣＭ …（７）
（７）式において、ＵＡＣＭは、フォーカスリングＦＲが初期の位置に対して既に上昇している量（距離）の積算量である。
続く工程ＳＴ７では、フォーカスリングＦＲの厚みの減少量の積算量ＤＡＣＭが基準値ＲＴＨよりも大きいか否かが判定される。基準値ＲＴＨは、制御部８０の記憶装置に登録されている。積算量ＤＡＣＭが基準値ＲＴＨよりも大きい場合には、工程ＳＴ８において、フォーカスリングＦＲが新しいフォーカスリングＦＲに交換され、工程ＳＴＰ（ｉ）に遷移する。一方、積算量ＤＡＣＭが基準値ＲＴＨ以下である場合には、工程ＳＴ９に遷移する。
工程ＳＴ９では、目標補正量ＣＴが、最小移動制御量ＵＭＩＮ以上であるか否かが判定される。最小移動制御量ＵＭＩＮは、制御部８０の記憶装置に登録されている。駆動機構２９は、最小移動制御量ＵＭＩＮを最小距離としてフォーカスリングＦＲを上昇させることができる。即ち、駆動機構２９は、最小移動制御量ＵＭＩＮの整数倍の距離で、フォーカスリングＦＲを上昇させることができる。目標補正量ＣＴが最小移動制御量ＵＭＩＮよりも小さい場合には、工程ＳＴ１１に遷移する。目標補正量ＣＴが最小移動制御量ＵＭＩＮ以上である場合には、工程ＳＴ１０において、フォーカスリングＦＲを上昇させるよう、駆動機構２９が制御される。駆動機構２９は、目標補正量ＣＴ以下の最大の移動量ＵＣＵＲで、フォーカスリングＦＲを上昇させる。そして、移動量ＵＣＵＲを用いて積算量ＵＡＣＭが更新される。具体的には、以下の式（８）の演算が制御部８０によって行われる。
ＵＡＣＭ＝ＵＡＣＭ＋ＵＣＵＲ …（８）
しかる後に、工程ＳＴ１１が実行される。
工程ＳＴ１１では、目標成膜量ＦＴが制御部８０によって算出される。目標成膜量ＦＴは、以下の式（９）により算出される。
ＦＴ＝ＣＴ−ＵＣＵＲ …（９）
続く工程ＳＴ１２では、目標成膜量ＦＴが最小成膜制御量ＦＭＩＮ以上であるか否かが判定される。最小成膜制御量ＦＭＩＮは、制御部８０の記憶装置に登録されている。最小成膜制御量ＦＭＩＮは、最小移動制御量ＵＭＩＮよりも小さい量であり得る。後述する工程ＳＴ１３では、最小成膜制御量ＦＭＩＮを最小の厚みとして有機膜ＯＦを形成することができる。即ち、工程ＳＴ１３では、最小成膜制御量ＦＭＩＮの整数倍の厚みで、有機膜ＯＦを形成することができる。目標成膜量ＦＴが最小成膜制御量ＦＭＩＮよりも小さい場合には、工程ＳＴＰ（ｉ）に遷移する。一方、目標成膜量ＦＴが最小成膜制御量ＦＭＩＮ以上である場合には、工程ＳＴ１３が実行される。
工程ＳＴ１３では、目標補正量ＣＴから移動量ＵＣＵＲを差し引いた量を減少させるように、フォーカスリングＦＲ上に有機膜ＯＦが形成される。工程ＳＴ１３において、有機膜ＯＦは、（ＣＴ−ＵＣＵＲ）以下、即ち、目標成膜量ＦＴ以下、且つ、最小成膜制御量ＦＭＩＮ以上の最大の厚みで、形成される。
一実施形態における工程ＳＴ１３では、有機膜ＯＦを形成するために、第１のガス及び第２のガスが、交互に又は同時に第１空間Ｓ１に供給される。第１のガス及び第２のガスは、第１空間Ｓ１を介して第２空間Ｓ２にも供給される。第１のガス及び第２のガスのうち一方は、ガス供給部４０によって供給される。第１のガス及び第２のガスのうち他方は、ガス供給部４２によって供給される。工程ＳＴ１３では、内部空間Ｓの中の圧力が指定された圧力に設定されるよう、排気装置５２が制御される。工程ＳＴ１３では、内部空間Ｓの中でプラズマは生成されない。
工程ＳＴ１３において第１のガス及び第２のガスが交互に第１空間Ｓ１に供給される場合には、第１のガスの供給後、第２のガスの供給前に、内部空間Ｓのパージが実行されてもよい。また、工程ＳＴ１３において第１のガス及び第２のガスが交互に第１空間Ｓ１に供給される場合には、第２のガスの供給後、第１のガスの供給前に、内部空間Ｓのパージが実行されてもよい。内部空間Ｓのパージでは、内部空間Ｓの中のガスが排気装置５２によって排気される。加えて、内部空間Ｓのパージでは、不活性ガスがガス供給部４０から内部空間に供給されてもよい。不活性ガスは、例えば希ガス又は窒素ガスである。
第１のガスは、第１の有機化合物を含む。第２のガスは、第２の有機化合物を含む。有機膜ＯＦは、第１の有機化合物と第２の有機化合物との重合により形成される。第１の有機化合物と第２の有機化合物との重合は、第１の温度範囲内の温度の環境下で生じる。第１の温度範囲は、例えば０℃以上、１５０℃以下の温度範囲である。即ち、第１の有機化合物と第２の有機化合物との重合は、第１の温度範囲の下限温度よりも低い第２の温度範囲の温度では生じない。また、第１の有機化合物と第２の有機化合物との重合は、第１の温度範囲の上限温度よりも高い第３の温度範囲では生じない。第３の温度範囲は、例えば２５０℃以上、４００℃以下の温度である。なお、第１の有機化合物と第２の有機化合物との重合により形成される有機化合物は、第３の温度範囲内の温度の環境下では第１の有機化合物と第２の有機化合物に解重合してもよい。
一実施形態における工程ＳＴ１３では、ヒータＦＴＨによってフォーカスリングＦＲが第１の温度範囲の温度に加熱される。フォーカスリングＦＲとその周囲の部品（例えば支持台１６）との接触面積は小さい。したがって、フォーカスリングＦＲは、その周囲の部品から熱的に分離されている。したがって、フォーカスリングＦＲが選択的に加熱され、フォーカスリングＦＲ上で選択的に重合が生じる。その結果、フォーカスリングＦＲ上で選択的に有機膜ＯＦが形成される。
以下、第１の有機化合物及び第２の有機化合物、並びに、第１の有機化合物と第２の有機化合物との重合により生成される有機化合物、即ち有機膜ＯＦを構成する有機化合物について例示する。
第１の有機化合物は、以下の式（１）又は式（２）に示すイソシアネートであることができ、第２の有機化合物は、以下の式（３）又は式（４）に示すアミンであることができる。即ち、第１の有機化合物は、一官能性イソシアネート又は二官能性イソシアネートであることができ、第２の有機化合物は、一官能性アミン又は二官能性アミンであることができる。
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式（１）及び式（２）において、Ｒは、アルキル基（直鎖状アルキル基若しくは環状アルキル基）等の飽和炭化水素基、アリール基等の不飽和炭化水素基、又はＮ、Ｏ、Ｓ、Ｆ、若しくはＳｉ等のヘテロ原子を含む基である。ヘテロ原子を含む基は、その一部の元素がＮ、Ｏ、Ｓ、Ｆ、若しくはＳｉ等で置換された飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基を含む。第１の有機化合物であるイソシアネートとしては、例えば脂肪族化合物又は芳香族化合物を用いることができる。脂肪族化合物としては、脂肪族鎖式化合物又は脂肪族環式化合物を用いることができる。脂肪族化合物としては、例えばヘキサメチレンジイソシアネートが挙げられる。また、脂肪族環式化合物としては、例えば１，３−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン（Ｈ６ＸＤＩ）が挙げられる。
式（３）及び式（４）において、Ｒは、アルキル基（直鎖状アルキル基若しくは環状アルキル基）等の飽和炭化水素基、アリール基等の不飽和炭化水素基、又はＮ、Ｏ、Ｓ、Ｆ、若しくはＳｉ等のヘテロ原子を含む基である。ヘテロ原子を含む基は、その一部の元素がＮ、Ｏ、Ｓ、Ｆ、若しくはＳｉ等で置換された飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基を含む。なお、式（１）及び式（２）においてＲで示される原子団は、式（３）及び式（４）においてＲで示される原子団と同一であってもよく、異なっていてもよい。第２の有機化合物であるアミンとしては、例えば脂肪族化合物又は芳香族化合物を用いることができる。脂肪族化合物としては、脂肪族鎖式化合物又は脂肪族環式化合物を用いることができる。脂肪族化合物としては、例えば１，１２−ジアミノドデカン（ＤＡＤ）が挙げられる。脂肪族環式化合物としては、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン（Ｈ６ＸＤＡ）が挙げられる。なお、第２の有機化合物であるアミンは、二級アミンであってもよい。
イソシアネートとアミンとの重合（付加縮合）によって得られる有機化合物としては、以下の式（５）〜式（８）に示す尿素結合を有する化合物が挙げられる。式（５）に示す化合物は、式（１）に示す化合物と式（３）に示す化合物との重合により、生成される。式（６）に示す化合物は、式（１）に示す化合物と式（４）に示す化合物との重合により、生成される。或いは、式（６）に示す化合物は、式（２）に示す化合物と式（３）に示す化合物との重合により、生成される。式（７）に示す化合物は、式（２）に示す化合物と式（４）に示す化合物との重合により、生成される。また、式（８）に示す化合物は、式（７）に示すポリマーの両末端をそれぞれ、イソシアネート基を有するモノマー（例えば式（１）に示す化合物）、アミノ基を有するモノマー（例えば式（３）に示す化合物）で終端させた構造を有する。なお、式（７）及び式（８）において、ｎは２以上の整数である。
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別の例では、第１の有機化合物は、式（１）又は式（２）に示すイソシアネートであることができ、第２の有機化合物は、以下の式（９）又は式（１０）に示す水酸基を有する化合物であることができる。即ち、第１の有機化合物は、一官能性イソシアネート又は二官能性イソシアネートであることができ、第２の有機化合物は、水酸基を有する一官能性化合物又は水酸基を有する二官能性化合物であることができる。
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式（９）及び式（１０）において、Ｒは、アルキル基（直鎖状アルキル基若しくは環状アルキル基）等の飽和炭化水素基、アリール基等の不飽和炭化水素基、又はＮ、Ｏ、Ｓ、Ｆ、若しくはＳｉ等のヘテロ原子を含む基である。ヘテロ原子を含む基は、その一部の元素がＮ、Ｏ、Ｓ、Ｆ、若しくはＳｉ等で置換された飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基を含む。なお、式（１）及び式（２）においてＲで示される原子団は、式（９）及び式（１０）においてＲで示される原子団と同一であってもよく、異なっていてもよい。水酸基を有する化合物は、アルコール又はフェノールである。第２の有機化合物であるアルコールとしては、例えばエチレングリコールが挙げられる。また、第２の有機化合物であるフェノールとしては、例えばヒドロキノンが挙げられる。
イソシアネートと水酸基を有する化合物との重合（重付加）によって得られる有機化合物としては、以下の式（１１）〜式（１５）に示すウレタン結合を有する化合物が挙げられる。式（１１）に示す化合物は、式（１）に示す化合物と式（９）に示す化合物との重合により、生成される。式（１２）に示す化合物は、式（１）に示す化合物と式（１０）に示す化合物との重合により、生成される。式（１３）に示す化合物は、式（２）に示す化合物と式（９）に示す化合物との重合により、生成される。式（１４）に示す化合物は、式（２）に示す化合物と式（１０）に示す化合物との重合により、生成される。また、式（１５）に示す化合物は、式（１４）に示すポリマーの両末端をそれぞれ、イソシアネート基を有するモノマー（例えば式（１）に示す化合物）、水酸基を有するモノマー（例えば式（９）に示す化合物）で終端させた構造を有する。なお、式（１４）及び式（１５）において、ｎは２以上の整数である。
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更に別の例では、第１の有機化合物は、以下の式（１６）又は式（１７）に示すカルボン酸であることができ、第２の有機化合物は、式（３）又は式（４）に示すアミンであることができる。即ち、第１の有機化合物は、一官能性カルボン酸又は二官能性カルボン酸であることができ、第２の有機化合物は、一官能性アミン又は二官能性アミンであることができる。
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式（１６）及び式（１７）において、Ｒは、アルキル基（直鎖状アルキル基若しくは環状アルキル基）等の飽和炭化水素基、アリール基等の不飽和炭化水素基、又はＮ、Ｏ、Ｓ、Ｆ、若しくはＳｉ等のヘテロ原子を含む基である。ヘテロ原子を含む基は、その一部の元素がＮ、Ｏ、Ｓ、Ｆ、若しくはＳｉ等で置換された飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基を含む。なお、式（３）及び式（４）においてＲで示される原子団は、式（１６）及び式（１７）においてＲで示される原子団と同一であってもよく、異なっていてもよい。第１の有機化合物であるカルボン酸としては、例えばテレフタル酸が挙げられる。
カルボン酸とアミンとの重合（重縮合）によって得られる有機化合物としては、以下の式（１８）〜式（２２）に示すアミド結合を有する化合物、例えばポリアミドが挙げられる。式（１８）に示す化合物は、式（１６）に示す化合物と式（３）に示す化合物との重合により、生成される。式（１９）に示す化合物は、式（１６）に示す化合物と式（４）に示す化合物との重合により、生成される。式（２０）に示す化合物は、式（１７）に示す化合物と式（３）に示す化合物との重合により、生成される。式（２１）に示す化合物は、式（１７）に示す化合物と式（４）に示す化合物との重合により、生成される。また、式（２２）に示す化合物は、式（２１）に示すポリマーの両末端をそれぞれ、カルボキシル基を有するモノマー（例えば式（１６）に示す化合物）、アミノ基を有するモノマー（例えば式（３）に示す化合物）で終端させた構造を有する。なお、式（２１）及び式（２２）において、ｎは２以上の整数である。カルボン酸とアミンとの重合反応では、水分子も生成される。生成された水分子は、減圧環境下においては処理空間から排気される。したがって、カルボン酸とアミンとの重合反応は、不可逆である。
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なお、式（３）又は式（４）に示すアミンとの重合に用いられる第１の有機化合物は、以下の式（２３）に示すカルボン酸ハロゲン化物であってもよい。式（２３）において、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩである。また、式（２３）においてＲで示す原子団は、式（１６）及び式（１７）においてＲで示す原子団と同じ原子団であり得る。
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更に別の例では、第１の有機化合物は、式（１６）又は式（１７）に示すカルボン酸であることができ、第２の有機化合物は、式（９）又は式（１０）に示す水酸基を有する化合物であることができる。即ち、第１の有機化合物は、一官能性カルボン酸又は二官能性カルボン酸であることができ、第２の有機化合物は、水酸基を有する一官能性化合物又は水酸基を有する二官能性化合物であることができる。なお、式（１６）及び式（１７）においてＲで示される原子団は、式（９）及び式（１０）においてＲで示される原子団と同一であってもよく、異なっていてもよい。
カルボン酸と水酸基を有する化合物との重合（重縮合）によって得られる有機化合物としては、以下の式（２４）〜式（２８）に示すエステル結合を有する化合物、例えばポリエステルが挙げられる。式（２４）に示す化合物は、式（１６）に示す化合物と式（９）に示す化合物との重合により、生成される。式（２５）に示す化合物は、式（１６）に示す化合物と式（１０）に示す化合物との重合により、生成される。式（２６）に示す化合物は、式（１７）に示す化合物と式（９）に示す化合物との重合により、生成される。式（２７）に示す化合物は、式（１７）に示す化合物と式（１０）に示す化合物との重合により、生成される。また、式（２８）に示す化合物は、式（２７）に示すポリマーの両末端をそれぞれ、カルボキシル基を有するモノマー（例えば式（１６）に示す化合物）、水酸基を有するモノマー（例えば式（９）に示す化合物）で終端させた構造を有する。なお、式（２７）及び式（２８）において、ｎは２以上の整数である。カルボン酸と水酸基を有する化合物との重合反応では、水分子も生成される。生成された水分子は、減圧環境下においては処理空間から排気される。したがって、カルボン酸と水酸基を有する化合物との重合反応は、不可逆である。
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なお、式（９）又は式（１０）に示す水酸基を有する化合物との重合に用いられる第１の有機化合物は、上記の式（２３）に示すカルボン酸ハロゲン化物であってもよい。
更に別の例では、第１の有機化合物は、以下の式（２９）又は式（３０）に示す無水カルボン酸であることができ、第２の有機化合物は、式（３）又は式（４）に示すアミンであることができる。
Figure 0006920244
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式（２９）及び式（３０）において、Ｒは、アルキル基（直鎖状アルキル基若しくは環状アルキル基）等の飽和炭化水素基、アリール基等の不飽和炭化水素基、又はＮ、Ｏ、Ｓ、Ｆ、若しくはＳｉ等のヘテロ原子を含む基である。ヘテロ原子を含む基は、その一部の元素がＮ、Ｏ、Ｓ、Ｆ、若しくはＳｉ等で置換された飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基を含む。なお、式（２９）及び式（３０）においてＲで示される原子団は、式（３）及び式（４）においてＲで示される原子団と同一であってもよく、異なっていてもよい。第１の有機化合物である無水カルボン酸としては、例えば無水ピロメリット酸が挙げられる。
無水カルボン酸とアミンとの重合によって得られる有機化合物としては、以下の式（３１）又は式（３２）に示すイミド化合物が挙げられる。式（３１）に示す化合物は、式（２９）に示す化合物と式（３）に示す化合物との重合により、生成される。式（３２）に示す化合物は、式（３０）に示す化合物と式（４）に示す化合物との重合により、生成される。なお、式（３１）及び式（３２）において、ｎは２以上の整数である。無水カルボン酸とアミンとの重合反応では、水分子も生成される。生成された水分子は、減圧環境下においては処理空間から排気される。したがって、無水カルボン酸とアミンとの重合反応は、不可逆である。なお、無水カルボン酸とアミンとの重合においては、一官能性無水カルボン酸、二官能性の無水カルボン酸、一官能性アミン、及び二官能性アミンを用いてもよい。
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なお、有機膜ＯＦが、第１の有機化合物及び第２の有機化合物として、イソシアネートとアミンとの重合により生成された有機化合物から構成されている場合、又は、イソシアネートと水酸基を有する化合物との重合により生成された有機化合物から構成されている場合には、工程ＳＴ３において、解重合により有機膜ＯＦを除去することができる。解重合を生じさせるために、フォーカスリングＦＲは、ヒータＨＴＦによって第３の温度範囲内の温度に加熱される。
図１に示すように、方法ＭＴでは、次いで、工程ＳＴＰ（ｉ）のプラズマ処理Ｐ（ｉ）が実行される。プラズマ処理Ｐ（ｉ）の実行前に、工程ＳＴ１０及び工程ＳＴ１３の双方が実行されている場合、又は、工程ＳＴ１０及び工程ＳＴ１３のうち工程ＳＴ１３のみが実行されている場合には、フォーカスリングＦＲの鉛直方向における上面の位置と基準位置ＲＰとの差が低減されている。具体的には、図５又は図６に示すように、フォーカスリングＦＲと有機膜ＯＦの複合体の鉛直方向における上面の位置と基準位置ＲＰとの差が低減されている。したがって、プラズマ処理Ｐ（ｉ）では、シースとプラズマとの界面ＢＳの形状は、プラズマからのイオンが基板Ｗの上面の全体に垂直に入射するような形状となる。
プラズマ処理Ｐ（ｉ）の実行前に、工程ＳＴ１０及び工程ＳＴ１３のうち工程ＳＴ１０のみが実行されている場合には、図７に示すように、フォーカスリングＦＲの鉛直方向における上面の位置と基準位置ＲＰとの差が低減されている。したがって、プラズマ処理Ｐ（ｉ）では、シースとプラズマとの界面ＢＳの形状は、プラズマからのイオンが基板Ｗの上面の全体に垂直に入射するような形状となる。
工程ＳＴＰ（ｉ）に続く工程ＳＴ１４では、停止条件が満たされるか否かが判定される。停止条件は、例えば、工程ＳＴＰ（ｉ）の実行回数が所定回数に達している場合に満たされるものと判定される。工程ＳＴ１４において、停止条件が満たされていないと判定されると、工程ＳＴ１からの処理が繰り返される。即ち、一実施形態においては、工程ＳＴ１３及び工程ＳＴＰ（ｉ）が繰り返される。なお、同一の基板Ｗに対して、工程ＳＴＰ（ｉ）が二回以上実行されてもよい。或いは、工程ＳＴ１４と工程ＳＴ１との間で、処理される基板が交換されてもよい。一方、工程ＳＴ１４において、停止条件が満たされていると判定されると、方法ＭＴは終了する。
以上説明した方法ＭＴでは、フォーカスリングＦＲ上に有機膜ＯＦが形成される。有機膜ＯＦは、鉛直方向におけるフォーカスリングＦＲの上面の位置と基準位置ＲＰとの間の差を減少させるように形成される。基準位置ＲＰは、基板のエッジに対してイオンが垂直に入射するように定められた鉛直方向におけるフォーカスリングＦＲの上面の位置である。方法ＭＴによれば、かかる有機膜ＯＦによってフォーカスリングＦＲの上面の位置が補正される。したがって、フォーカスリングＦＲの厚みが減少していても、基板Ｗのエッジに対するイオンの斜めの入射が抑制される。
以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、方法ＭＴは、プラズマ処理装置１０以外のプラズマ処理装置を用いて実行されてもよい。そのような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、又は、マイクロ波といった表面波によりプラズマを生成するプラズマ処理装置が例示される。
１０…プラズマ処理装置、１１…チャンバ、１６…支持台、ＦＲ…フォーカスリング、ＯＦ…有機膜、ＭＴ…方法。

Claims (9)

  1. フォーカスリングが基板のエッジを囲むように支持台上に配置された状態でプラズマ処理装置によって行われるプラズマ処理方法であって、該プラズマ処理装置は、チャンバと、該チャンバ内に設けられ、その上に載置される前記基板を支持するように構成された前記支持台と、を備え、
    該方法は、
    鉛直方向における前記フォーカスリングの上面の位置と基準位置との間の差を算出して、該差を減少させるよう、前記フォーカスリング上に有機膜を形成する工程であり、該基準位置は、前記基板の全体にわたって、イオンが垂直に入射するように予め定められた位置である、該工程と、
    前記有機膜の形成後に前記基板に対してプラズマ処理を実行する工程と、
    を含み、
    有機膜を形成する前記工程では、第１の有機化合物を含む第１のガス及び第２の有機化合物を含む第２のガスが前記チャンバ内に供給され、
    前記有機膜は、前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物の重合により形成される、
    プラズマ処理方法。
  2. 有機膜を形成する前記工程とプラズマ処理を実行する前記工程が繰り返し実行される、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
  3. 前記フォーカスリング内にはヒータが設けられており、
    有機膜を形成する前記工程において前記フォーカスリング上で選択的に重合が生じるように、前記ヒータによって前記フォーカスリングが加熱される、
    請求項１又は２に記載のプラズマ処理方法。
  4. フォーカスリングが基板のエッジを囲むように支持台上に配置された状態でプラズマ処理装置によって行われるプラズマ処理方法であって、該プラズマ処理装置は、チャンバと、該チャンバ内に設けられ、その上に載置される前記基板を支持するように構成された前記支持台と、を備え、
    該方法は、
    鉛直方向における前記フォーカスリングの上面の位置と基準位置との間の差を算出して、該差を減少させるよう、前記フォーカスリング上に有機膜を形成する工程であり、該基準位置は、前記基板の全体にわたって、イオンが垂直に入射するように予め定められた位置である、該工程と、
    前記有機膜の形成後に前記基板に対してプラズマ処理を実行する工程と、
    を含み、
    前記プラズマ処理装置は、前記フォーカスリングを上昇させるように構成された駆動機構を更に備え、
    該プラズマ処理方法は、前記差を反映する目標補正量が前記駆動機構による前記フォーカスリングの最小移動制御量以上である場合に、前記駆動機構を用いて、前記目標補正量以下の最大の移動量で前記フォーカスリングを上昇させる工程を更に含み、
    有機膜を形成する前記工程では、前記目標補正量から前記最大の移動量を差し引いた量を減少させるように、前記有機膜が形成される、
    プラズマ処理方法。
  5. 有機膜を形成する前記工程とプラズマ処理を実行する前記工程が繰り返し実行される、請求項４に記載のプラズマ処理方法。
  6. 有機膜を形成する前記工程では、第１の有機化合物を含む第１のガス及び第２の有機化合物を含む第２のガスが前記チャンバ内に供給され、
    前記有機膜は、前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物の重合により形成される、
    請求項４又は５に記載のプラズマ処理方法。
  7. 前記フォーカスリング内にはヒータが設けられており、
    有機膜を形成する前記工程において前記フォーカスリング上で選択的に重合が生じるように、前記ヒータによって前記フォーカスリングが加熱される、
    請求項４〜６の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。
  8. 前記フォーカスリング上に有機膜を形成する前記工程において、前記フォーカスリングの温度が、０℃以上、１５０℃以下の温度に設定される、請求項１〜３、６、及び７の何れか一項に記載の方法。
  9. 前記第１の有機化合物は、イソシアネート又はカルボン酸であり、前記第２の有機化合物は、アミン又は水酸基を有する化合物である、請求項１〜３及び６の何れか一項に記載の方法。
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