WO2025069736A1 - プラズマ処理装置及び基板処理システム - Google Patents

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edge ring
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processing apparatus
substrate
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諭 中村
学 石川
悠貴 佐藤
拓巳 今橋
裕貴 熊谷
翔 及川
亮 黒田
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Tokyo Electron Ltd
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    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching

Definitions

  • An exemplary embodiment of the present disclosure relates to a plasma processing apparatus and a substrate processing system.
  • a plasma processing apparatus is used for plasma processing of a substrate.
  • the plasma processing apparatus includes a chamber and a substrate support.
  • the substrate support is disposed within the chamber.
  • the substrate support includes a base and an electrostatic chuck.
  • a bias power supply is connected to the base, which generates an electric bias for attracting ions from the plasma to the substrate.
  • the electrostatic chuck is configured to support the substrate and an edge ring surrounding the substrate.
  • Patent Document 1 discloses a plasma processing apparatus configured to move the edge ring up and down.
  • a plasma processing apparatus in one exemplary embodiment, includes a chamber, a substrate support, an edge ring, a lift mechanism, a plasma generation unit, and a bias power supply.
  • the substrate support is disposed in the chamber.
  • the edge ring is conductive and disposed to surround the substrate on the substrate support.
  • the lift mechanism is configured to move the edge ring up and down.
  • the plasma generation unit includes a high frequency power supply and is configured to generate plasma in the chamber.
  • the bias power supply is configured to generate an electrical bias to attract ions from the plasma to the substrate on the substrate support.
  • the substrate support includes a base electrically coupled to the bias power supply and/or the high frequency power supply, and an electrostatic chuck on the base.
  • the lift mechanism includes a conductive ring, a rod, an actuator, and a connecting member.
  • the conductive ring supports the edge ring placed thereon and is electrically connected to the edge ring.
  • the rod extends vertically below the conductive ring.
  • the actuator is configured to move the edge ring up and down via the rod and the conductive ring.
  • the connecting member provides an electrical connection between the conductive ring and the base. The connection member is configured to maintain the electrical connection in response to movement of the conductive ring.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of a plasma processing system.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of an inductively coupled plasma processing apparatus.
  • FIG. 2 illustrates a substrate support and lift mechanism according to an example embodiment.
  • FIG. 1 illustrates a substrate support and lift mechanism of another exemplary embodiment.
  • FIG. 1 illustrates a substrate processing system according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 13 illustrates a substrate support and lift mechanism according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 illustrates a substrate support and lift mechanism according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 illustrates a substrate support and lift mechanism according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 illustrates a substrate support and lift mechanism according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 illustrates a substrate support and lift mechanism according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 illustrates a substrate support and lift mechanism according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 illustrates a substrate support and lift mechanism according to yet another
  • FIG. 13 illustrates a substrate support and lift mechanism according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 illustrates a substrate support and lift mechanism according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 illustrates a substrate support and lift mechanism according to yet another exemplary embodiment.
  • 1 is a flow diagram illustrating a plasma processing method according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 15(a) is a diagram illustrating an example of an imaging device that can be used with the plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments
  • FIG. 15(b) is a diagram illustrating an example of a measuring device that can be used with the plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 4 is a flow diagram illustrating a plasma processing method according to another exemplary embodiment.
  • 13 is a flow diagram illustrating a plasma processing method according to yet another exemplary embodiment.
  • 1A-1C illustrate example metrology instruments for use with plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 13 illustrates an edge ring and a conductive ring according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 illustrates an edge ring and a conductive ring according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 illustrates a substrate support and lift mechanism according to yet another exemplary embodiment.
  • 13 is a graph showing experimental results.
  • FIG. 2 illustrates a substrate support and lift mechanism according to an example embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an example of the configuration of a plasma processing system.
  • the plasma processing system includes a plasma processing device 1 and a control unit 2.
  • the plasma processing system is an example of a substrate processing system
  • the plasma processing device 1 is an example of a substrate processing device.
  • the plasma processing device 1 includes a plasma processing chamber 10, a substrate support unit 11, and a plasma generation unit 12.
  • the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space.
  • the plasma processing chamber 10 also has at least one gas supply port for supplying at least one processing gas to the plasma processing space, and at least one gas exhaust port for exhausting gas from the plasma processing space.
  • the gas supply port is connected to a gas supply unit 20 described later, and the gas exhaust port is connected to an exhaust system 40 described later.
  • the substrate support unit 11 is disposed in the plasma processing space, and has a substrate support surface for supporting a substrate.
  • the plasma generating unit 12 is configured to generate plasma from at least one processing gas supplied into the plasma processing space.
  • the plasma formed in the plasma processing space may be capacitively coupled plasma (CCP), inductively coupled plasma (ICP), ECR plasma (Electron-Cyclotron-Resonance Plasma), helicon wave plasma (HWP), or surface wave plasma (SWP), etc.
  • various types of plasma generating units may be used, including AC (Alternating Current) plasma generating units and DC (Direct Current) plasma generating units.
  • the AC signal (AC power) used in the AC plasma generating unit has a frequency in the range of 100 kHz to 10 GHz.
  • AC signals include RF (Radio Frequency) signals and microwave signals.
  • the RF signal has a frequency in the range of 100 kHz to 150 MHz.
  • the control unit 2 processes computer-executable instructions that cause the plasma processing apparatus 1 to perform the various steps described in this disclosure.
  • the control unit 2 may be configured to control each element of the plasma processing apparatus 1 to perform the various steps described herein. In one embodiment, a part or all of the control unit 2 may be included in the plasma processing apparatus 1.
  • the control unit 2 may include a processing unit 2a1, a storage unit 2a2, and a communication interface 2a3.
  • the control unit 2 is realized, for example, by a computer 2a.
  • the processing unit 2a1 may be configured to perform various control operations by reading a program from the storage unit 2a2 and executing the read program. This program may be stored in the storage unit 2a2 in advance, or may be acquired via a medium when necessary.
  • the acquired program is stored in the storage unit 2a2 and is read from the storage unit 2a2 by the processing unit 2a1 and executed.
  • the medium may be various storage media readable by the computer 2a, or may be a communication line connected to the communication interface 2a3.
  • the processing unit 2a1 may be a CPU (Central Processing Unit).
  • the memory unit 2a2 may include a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a HDD (Hard Disk Drive), a SSD (Solid State Drive), or a combination of these.
  • the communication interface 2a3 may communicate with the plasma processing device 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network).
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an example of the configuration of an inductively coupled plasma processing device.
  • the inductively coupled plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10, a gas supply unit 20, a power supply 30, and an exhaust system 40.
  • the plasma processing chamber 10 includes a dielectric window 101.
  • the plasma processing apparatus 1 also includes a substrate support unit 11, a gas introduction unit, and an antenna 14.
  • the substrate support unit 11 is disposed within the plasma processing chamber 10.
  • the antenna 14 is disposed on or above the plasma processing chamber 10 (i.e., on or above the dielectric window 101).
  • the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space 10s defined by the dielectric window 101, a sidewall 102 of the plasma processing chamber 10, and the substrate support unit 11.
  • the plasma processing chamber 10 is grounded.
  • the substrate support 11 includes a main body 111 and a ring assembly 112.
  • the main body 111 has a central region 111a for supporting the substrate W and an annular region 111b for supporting the ring assembly 112.
  • a wafer is an example of a substrate W.
  • the annular region 111b of the main body 111 surrounds the central region 111a of the main body 111 in a plan view.
  • the substrate W is disposed on the central region 111a of the main body 111
  • the ring assembly 112 is disposed on the annular region 111b of the main body 111 so as to surround the substrate W on the central region 111a of the main body 111. Therefore, the central region 111a is also called a substrate support surface for supporting the substrate W, and the annular region 111b is also called a ring support surface for supporting the ring assembly 112.
  • the main body 111 includes a base 1110 and an electrostatic chuck 1111.
  • the base 1110 includes a conductive member.
  • the conductive member of the base 1110 may function as a bias electrode.
  • the electrostatic chuck 1111 is disposed on the base 1110.
  • the electrostatic chuck 1111 includes a ceramic member 1111a and an electrostatic electrode 1111b disposed within the ceramic member 1111a.
  • the ceramic member 1111a has a central region 111a. In one embodiment, the ceramic member 1111a also has an annular region 111b. Note that other members surrounding the electrostatic chuck 1111, such as an annular electrostatic chuck or an annular insulating member, may have the annular region 111b.
  • the ring assembly 112 may be disposed on the annular electrostatic chuck or the annular insulating member, or may be disposed on both the electrostatic chuck 1111 and the annular insulating member.
  • at least one RF/DC electrode coupled to an RF power source 31 and/or a DC power source 32, which will be described later, may be disposed within the ceramic member 1111a.
  • the at least one RF/DC electrode functions as a bias electrode.
  • the conductive member of the base 1110 and the at least one RF/DC electrode may function as multiple bias electrodes.
  • the electrostatic electrode 1111b may function as a bias electrode.
  • the substrate support 11 includes at least one bias electrode.
  • the ring assembly 112 includes one or more annular members.
  • the one or more annular members include one or more edge rings and at least one cover ring.
  • the edge rings are formed of a conductive or insulating material, and the cover rings are formed of an insulating material.
  • the substrate support 11 may also include a temperature adjustment module configured to adjust at least one of the electrostatic chuck 1111, the ring assembly 112, and the substrate to a target temperature.
  • the temperature adjustment module may include a heater, a heat transfer medium, a flow passage 1110a, or a combination thereof.
  • a heat transfer fluid such as brine or a gas flows through the flow passage 1110a.
  • the flow passage 1110a is formed in the base 1110, and one or more heaters are disposed in the ceramic member 1111a of the electrostatic chuck 1111.
  • the substrate support 11 may also include a heat transfer gas supply configured to supply a heat transfer gas to a gap between the back surface of the substrate W and the central region 111a.
  • the gas introduction section is configured to introduce at least one processing gas from the gas supply section 20 into the plasma processing space 10s.
  • the gas introduction section includes a center gas injector (CGI) 13.
  • the center gas injector 13 is disposed above the substrate support section 11 and attached to a central opening formed in the dielectric window 101.
  • the center gas injector 13 has at least one gas supply port 13a, at least one gas flow path 13b, and at least one gas inlet port 13c.
  • the processing gas supplied to the gas supply port 13a passes through the gas flow path 13b and is introduced into the plasma processing space 10s from the gas inlet port 13c.
  • the gas introduction section may include one or more side gas injectors (SGI) attached to one or more openings formed in the sidewall 102.
  • SGI side gas injectors
  • the gas supply unit 20 may include at least one gas source 21 and at least one flow controller 22.
  • the gas supply unit 20 is configured to supply at least one process gas from a corresponding gas source 21 to the gas inlet via a corresponding flow controller 22.
  • Each flow controller 22 may include, for example, a mass flow controller or a pressure-controlled flow controller.
  • the gas supply unit 20 may include at least one flow modulation device that modulates or pulses the flow rate of the at least one process gas.
  • the power supply 30 includes an RF power supply 31 coupled to the plasma processing chamber 10 via at least one impedance matching circuit.
  • the RF power supply 31 is configured to supply at least one RF signal (RF power) to at least one bias electrode and the antenna 14. This causes a plasma to be formed from at least one processing gas supplied to the plasma processing space 10s.
  • the RF power supply 31 can function as at least a part of the plasma generating unit 12.
  • a bias RF signal to at least one bias electrode, a bias potential is generated on the substrate W, and ions in the formed plasma can be attracted to the substrate W.
  • the second RF generating unit 31b is coupled to at least one bias electrode via at least one impedance matching circuit and configured to generate a bias RF signal (bias RF power).
  • the frequency of the bias RF signal may be the same as or different from the frequency of the source RF signal.
  • the bias RF signal has a lower frequency than the frequency of the source RF signal.
  • the bias RF signal has a frequency in the range of 100 kHz to 60 MHz.
  • the second RF generating unit 31b may be configured to generate multiple bias RF signals having different frequencies.
  • the generated one or more bias RF signals are supplied to at least one bias electrode.
  • at least one of the source RF signal and the bias RF signal may be pulsed.
  • the power supply 30 may also include a DC power supply 32 coupled to the plasma processing chamber 10.
  • the DC power supply 32 includes a bias DC generator 32a.
  • the bias DC generator 32a is connected to at least one bias electrode and configured to generate a bias DC signal. The generated bias DC signal is applied to the at least one bias electrode.
  • the bias DC signal may be pulsed.
  • a sequence of voltage pulses is applied to at least one bias electrode.
  • the voltage pulses may have a rectangular, trapezoidal, triangular, or combination of these pulse waveforms.
  • a waveform generator for generating a sequence of voltage pulses from the DC signal is connected between the bias DC generator 32a and at least one bias electrode.
  • the bias DC generator 32a and the waveform generator constitute a voltage pulse generator.
  • the voltage pulses may have a positive polarity or a negative polarity.
  • the sequence of voltage pulses may include one or more positive voltage pulses and one or more negative voltage pulses within one period.
  • the bias DC generator 32a may be provided in addition to the RF power source 31 or may be provided instead of the second RF generator 31b.
  • the antenna 14 includes one or more coils.
  • the antenna 14 may include an outer coil and an inner coil arranged coaxially.
  • the RF power source 31 may be connected to both the outer coil and the inner coil, or to either the outer coil or the inner coil.
  • the same RF generator may be connected to both the outer coil and the inner coil, or separate RF generators may be connected separately to the outer coil and the inner coil.
  • the exhaust system 40 may be connected to, for example, a gas exhaust port 10e provided at the bottom of the plasma processing chamber 10.
  • the exhaust system 40 may include a pressure regulating valve and a vacuum pump. The pressure in the plasma processing space 10s is adjusted by the pressure regulating valve.
  • the vacuum pump may include a turbomolecular pump, a dry pump, or a combination thereof.
  • FIG. 3 is a diagram showing a substrate support and lift mechanism according to one exemplary embodiment.
  • the substrate support 11 and lift mechanism 50 shown in FIG. 3 can be employed in the plasma processing apparatus 1.
  • the substrate support 11 is configured to support an edge ring UR (upper edge ring).
  • the edge ring UR is part of the ring assembly 112.
  • the edge ring UR is arranged to surround the substrate W on the substrate support 11.
  • the edge ring UR is made of a conductive material such as silicon, silicon carbide, tungsten, etc.
  • the substrate support 11 includes a base 1110 and an electrostatic chuck 1111, as described above.
  • the base 1110 is or includes a conductive member therein.
  • At least one bias power supply such as a second RF generator 31b and/or a bias DC generator 32a, is electrically coupled to the base 1110 (or its conductive member).
  • the at least one bias power supply is configured to generate an electrical bias to attract ions from the plasma to the substrate W on the substrate support 11.
  • the electrical bias includes a sequence of bias RF signals and/or voltage pulses as described above.
  • the electrostatic chuck 1111 is disposed on the base 1110.
  • the electrostatic chuck 1111 includes a first portion P1 and a second portion P2.
  • the first portion P1 has a substrate support surface (i.e., a central region 111a) as its upper surface.
  • the first portion P1 and the substrate support surface have a substantially circular planar shape.
  • the central axis of the first portion P1 and the substrate support surface is the central axis of the substrate support portion 11.
  • the first portion P1 includes the electrostatic electrode 1111b described above. When a DC voltage is applied to the electrostatic electrode 1111b from a DC power supply, an electrostatic attractive force is generated between the first portion P1 and the substrate W.
  • the first portion P1 holds the substrate W by the generated electrostatic attractive force.
  • the second part P2 extends circumferentially around the central axis of the substrate support 11 so as to surround the first part P1.
  • the second part P2 has a ring support surface (i.e., annular region 111b) as its upper surface.
  • the second part P2 and the ring support surface have a substantially annular planar shape.
  • the second part P2 may include at least one electrostatic electrode.
  • the second part P2 may include electrodes BEa and BEb as at least one electrostatic electrode.
  • the electrodes BEa and BEb form a bipolar electrode. A voltage is applied from at least one power source to the electrodes BEa and BEb so that a potential difference is generated between them. This generates an electrostatic attraction between the edge ring UR and the second part P2.
  • the second part P2 holds the edge ring UR by the generated electrostatic attraction.
  • the ring support surface extends at a lower position than the substrate support surface.
  • the first portion P1 includes a sidewall surface 111s extending between the substrate support surface and the ring support surface.
  • an edge ring LR (lower edge ring) may be disposed along the sidewall surface 111s and on the ring support surface.
  • the edge ring LR constitutes a part of the ring assembly 112.
  • the edge ring LR may be formed of a conductive material such as silicon, silicon carbide, tungsten, etc.
  • the edge ring LR may be formed of an insulating material such as quartz, etc.
  • the edge ring UR is disposed on the edge ring LR. The ring support surface and the sidewall surface 111s are protected by the edge ring LR.
  • the substrate support 11 may further include a cover ring CR and an insulating member IM.
  • the insulating member IM is made of an insulating material such as quartz and has a generally cylindrical shape.
  • the insulating member IM extends in the circumferential direction around the central axis of the substrate support 11 so as to surround the base 1110 and the electrostatic chuck 1111.
  • the cover ring CR has a generally disk shape and is disposed on the insulating member IM so as to surround the edge ring UR.
  • the plasma processing apparatus 1 further includes a lift mechanism 50.
  • the lift mechanism 50 includes a conductive ring 51, at least one rod 52, an actuator 53, and at least one connecting member 54.
  • the conductive ring 51 is formed of a metal or conductive material such as aluminum, and has a generally ring shape.
  • the conductive ring 51 extends in a circumferential direction around the central axis of the substrate support 11 so as to surround the base 1110 and the electrostatic chuck 1111 inside the insulating member IM.
  • the conductive ring 51 is configured to electrically couple to the edge ring UR while supporting the edge ring UR placed thereon. That is, the conductive ring 51 is configured to be conductively or capacitively coupled to the edge ring UR while supporting the edge ring UR placed thereon. In the example of FIG. 3, the conductive ring 51 is conductive to the edge ring UR while supporting the edge ring UR placed thereon.
  • the exposed area on the surface of the conductive ring 51 may be covered with a film resistant to plasma.
  • This film may be formed of a material such as an aluminum oxide film or yttrium fluoride, and may be formed by a method such as anodizing or thermal spraying.
  • At least one rod 52 extends vertically below the conductive ring 51. At least one rod 52 may be insulating. In this case, it is possible to suppress the electrical bias from flowing into the actuator 53 via the at least one rod 52.
  • the lift mechanism 50 may include a plurality of rods 52 as the at least one rod 52.
  • the multiple rods 52 are arranged in a circumferential direction around the central axis of the substrate support 11. The multiple rods 52 may be arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the actuator 53 is disposed below the at least one rod 52 and is connected to the at least one rod 52.
  • the actuator 53 is configured to move the edge ring up and down via the at least one rod 52 and the conductive ring 51.
  • the actuator 53 may be, for example, a pneumatic or hydraulic cylinder, or a motor.
  • the at least one connection member 54 provides an electrical connection between the conductive ring 51 and the base 1110 (or a conductive member thereof).
  • the at least one connection member 54 is configured to maintain the electrical connection in response to movement of the conductive ring 51.
  • the at least one connection member 54 may be configured to be deformable in response to movement of the conductive ring 51. Note that when the lift mechanism 50 includes multiple rods 52, the at least one connection member 54 may include multiple connection members 54.
  • At least one connecting member 54 includes an upper portion 54a, a deformation portion 54b, and a lower portion 54c.
  • the upper portion 54a, the deformation portion 54b, and the lower portion 54c are formed from a conductive material.
  • the upper portion 54a is disposed directly below the conductive ring 51 and is fixed to the conductive ring 51.
  • the upper portion 54a is electrically connected to the conductive ring 51.
  • the lower portion 54c is disposed below the upper portion 54a and is fixed to the base 1110.
  • the lower portion 54c is electrically connected to the base 1110.
  • the deformation portion 54b extends between the upper portion 54a and the lower portion 54c.
  • the upper end of the deformation portion 54b is fixed to the upper portion 54a, and the lower end of the deformation portion 54b is fixed to the lower portion 54c.
  • the deformation portion 54b is electrically connected to the upper portion 54a and the lower portion 54c.
  • the deformation portion 54b may be a bellows as shown in FIG. 3.
  • At least one rod 52 penetrates the lower portion 54c, passes through the deformation portion 54b, and extends to the area directly below the upper portion 54a.
  • the edge ring UR is moved upward via the upper portion 54a and the conductive ring 51 (see FIG. 23).
  • the edge ring UR is moved upward in accordance with the reduction in its thickness in order to reduce the difference between the upper end position of the plasma sheath on the substrate W and the upper end position of the plasma sheath on the edge ring UR.
  • the connection member 54 maintains the electrical connection between the base 1110 and the edge ring UR.
  • the edge ring UR since the edge ring UR is not in an electrically floating state, the edge ring UR can exert the function of reducing the difference between the upper end position of the plasma sheath on the substrate W and the upper end position of the plasma sheath on the edge ring UR.
  • connection member 54 may be a cylindrical member having a plurality of slits formed in its side wall surface so that it can be elastically deformed in the longitudinal direction.
  • connection member 54 may be a flexure.
  • FIG. 4 is a diagram showing a substrate support and lift mechanism of another exemplary embodiment.
  • the substrate support 11 and lift mechanism 50 shown in FIG. 4 can be employed in the plasma processing apparatus 1.
  • the embodiment of FIG. 4 will be described below in terms of the differences from the embodiment of FIG. 3.
  • the lift mechanism 50 may have a deformation portion 54b that is a contact band instead of a bellows.
  • the upper end of the deformation portion 54b may be fixed to the conductive ring 51.
  • the lower end of the deformation portion 54b may be fixed to the base 1110.
  • the deformation portion 54b shown in FIG. 4 has flexibility in the vertical direction.
  • the deformation portion 54b may have a generally arc shape that bulges outward.
  • the insulating member IM may provide a recess into which a portion of the deformation portion 54b is disposed.
  • FIG. 5 is a diagram showing a substrate processing system according to one exemplary embodiment.
  • the substrate processing system PS shown in FIG. 5 includes a transfer module TM, multiple process modules PM1 to PM7 (multiple substrate processing modules), and a controller MC.
  • the substrate processing system PS may further include stages LPa to LPd, containers FUa to FUd, a loader module LM, an aligner AN, a load lock module LL1, a load lock module LL2, and a stocker module RSM (ring stocker).
  • the number of stages, containers, and load lock modules in the substrate processing system PS may be any number equal to or greater than one.
  • the number of process modules in the substrate processing system PS may be any number equal to or greater than two.
  • the platforms LPa to LPd are arranged along one edge of the loader module LM.
  • the containers FUa to FUd are mounted on the platforms LPa to LPd, respectively.
  • Each of the containers FUa to FUd is, for example, a container called a FOUP (Front Opening Unified Pod).
  • Each of the containers FUa to FUd is configured to accommodate a substrate W therein.
  • the loader module LM has a transfer chamber.
  • the pressure in the transfer chamber of the loader module LM is set to atmospheric pressure.
  • the loader module LM has a transfer robot LMR.
  • the transfer robot LMR is controlled by the controller MC.
  • the transfer robot LMR is configured to transfer a substrate W through the transfer chamber of the loader module LM.
  • the transfer robot LMR can transfer the substrate W between each of the containers FUa to FUd and the aligner AN, between the aligner AN and each of the load lock modules LL1, LL2, and between each of the load lock modules LL1, LL2 and each of the containers FUa to FUd.
  • the aligner AN is connected to the loader module LM.
  • the aligner AN is configured to adjust (align) the position of the substrate W.
  • the transport module TM has a transport chamber TC (vacuum transport chamber) and a transport robot TR.
  • the transport chamber TC is configured so that the space inside it can be depressurized.
  • the transport robot TR includes a pick TP (end effector).
  • the transport robot TR may include at least two picks TP. In the illustrated example, the transport robot TR includes two picks TP. One of the two picks TP is provided above the other.
  • the transport robot TR is configured to transport a substrate W placed on any one of the two picks TP via the transport chamber TC.
  • the transport robot TR is controlled by a control unit MC.
  • the transfer module TM may be provided with position detection sensors S11 and S12.
  • the position detection sensors S11 and S12 are provided on the transfer path of the substrate W and edge ring from the transfer module TM to the process module PM1.
  • the position detection sensors S11 and S12 are used to correct the position of the substrate W and edge ring transferred from the transfer module TM to the process module PM1.
  • the position detection sensors S11 and S12 are provided, for example, near the gate valve separating the transfer module TM and the process module PM1.
  • the position detection sensors S11 and S12 are arranged, for example, such that the distance between them is smaller than the outer diameter of the substrate W and smaller than the inner diameter of the edge ring.
  • the transfer module TM may be provided with position detection sensors S21, S22, S31, S32, S41, S42, S51, S52, S61, S62, S71, and S72, similar to the position detection sensors S11 and S12.
  • the position detection sensors S21 and S22 are provided on the transport path of the substrate W and edge ring from the transport module TM to the process module PM2.
  • the position detection sensors S31 and S32 are provided on the transport path of the substrate W and edge ring from the transport module TM to the process module PM3.
  • the position detection sensors S41 and S42 are provided on the transport path of the substrate W and edge ring from the transport module TM to the process module PM4.
  • the position detection sensors S51 and S52 are provided on the transport path of the substrate W and edge ring from the transport module TM to the process module PM5.
  • the position detection sensors S61 and S62 are provided on the transport path of the substrate W and edge ring from the transport module TM to the process module PM6.
  • the position detection sensors S71 and S72 are provided on the transport path of the substrate W and edge ring from the transport module TM to the process module PM7.
  • the transport robot TR is configured to transport an edge ring for a substrate support of any one of the process modules PM1 to PM7.
  • the edge ring is an edge ring UR or a ring set including an edge ring UR and an edge ring LR.
  • the edge ring is placed on any one of the two picks TP and transported.
  • Each pick TP has a sensor TS.
  • the sensor TS is an optical sensor and configured to measure the position of a ring member such as an edge ring on the substrate support.
  • Each of the process modules PM1 to PM7 is an apparatus configured to perform dedicated substrate processing, and has a processing chamber (substrate processing chamber).
  • a gate valve is provided between the processing chamber and the transfer chamber TC.
  • At least one of the process modules PM1 to PM7 is a plasma processing apparatus 1.
  • the stocker module RSM (ring stocker) is connected to the transfer chamber TC via a gate valve.
  • the stocker module RSM has a chamber and can accommodate multiple edge rings therein.
  • the control unit MC is configured to control each part of the substrate processing system PS.
  • the control unit MC may be a computer equipped with a processor, a storage device, an input device, a display device, etc.
  • the control unit MC executes a control program stored in the storage device, and controls each part of the substrate processing system PS based on the recipe data stored in the storage device.
  • the plasma processing apparatus 1 used as a process module of the substrate processing system PS may include a substrate support 11 as shown in any one of Figures 6 to 9.
  • Each of Figures 6 to 9 illustrates a substrate support and a lift mechanism according to yet another exemplary embodiment.
  • the edge ring of the plasma processing apparatus 1 can be transported by a transport robot TR and replaced with a corresponding edge ring in the stocker module RSM.
  • the substrate support portion 11 provides a plurality of through holes that pass through it in a vertical direction.
  • the plurality of through holes in the substrate support portion 11 are arranged in a circumferential direction around the central axis of the substrate support portion 11.
  • the plurality of through holes in the substrate support portion 11 may be arranged at equal intervals.
  • the edge ring LR is formed with a plurality of through holes that are aligned with the plurality of through holes in the substrate support portion 11.
  • the edge ring UR can be lifted upward from the substrate support 11 by a lift mechanism 60.
  • the lift mechanism 60 includes a plurality of lift pins 61 and an actuator 62.
  • the plurality of lift pins 61 are inserted into a plurality of through holes in the substrate support 11, respectively.
  • the actuator 62 is connected to the plurality of lift pins 61 and is configured to move the plurality of lift pins 61 up and down.
  • the edge ring UR is lifted upward from the substrate support 11.
  • the transport robot TR moves the pick TP below the edge ring UR.
  • the edge ring UR is handed over to the pick TP.
  • the edge ring UR is then transported to the stocker module RSM by the transport robot TR.
  • the replacement edge ring UR is transported from the stocker module RSM into the chamber 10 by the transport robot TR.
  • the edge ring UR is then handed over to the multiple lift pins 61 as the multiple lift pins 61 are moved upward by the actuator 62.
  • the pick TP then moves outside the chamber 10, and the multiple lift pins 61 move downward.
  • the replacement edge ring UR is placed on the substrate support 11.
  • the substrate support 11 provides a plurality of through holes passing vertically therethrough.
  • the plurality of through holes in the substrate support 11 are arranged circumferentially around the central axis of the substrate support 11.
  • the plurality of through holes in the substrate support 11 may be arranged at equal intervals along the circumferential direction.
  • the edge ring LR does not have a plurality of through holes that are aligned with the plurality of through holes in the substrate support 11.
  • the lift mechanism 70 can lift the ring set including the edge ring UR and the edge ring LR upward from the substrate support 11.
  • the lift mechanism 70 includes a plurality of lift pins 71 and an actuator 72.
  • the plurality of lift pins 71 are inserted into a plurality of through holes in the substrate support 11, respectively.
  • the actuator 72 is connected to the plurality of lift pins 71 and is configured to move the plurality of lift pins 71 up and down.
  • the ring set is lifted upward from the substrate support portion 11.
  • the transport robot TR moves the pick TP below the ring set.
  • the ring set is handed over to the pick TP.
  • the ring set is then transported to the stocker module RSM by the transport robot TR.
  • the replacement ring set is transported from the stocker module RSM into the chamber 10 by the transport robot TR.
  • the multiple lift pins 71 are then moved upward by the actuator 72, and the ring set is handed over to the multiple lift pins 71.
  • the pick TP then moves outside the chamber 10, and the multiple lift pins 71 move downward. This places the replacement ring set on the substrate support 11.
  • the conductive ring 51 extends to a region on the edge ring LR so as to support the edge ring UR by its upper inner edge.
  • an outer ring OR is disposed on the conductive ring 51 so as to surround the edge ring UR.
  • the outer ring OR may be formed of an insulating material such as quartz.
  • the substrate support 11 also provides a plurality of through holes passing therethrough. The plurality of through holes in the substrate support 11 are arranged in a circumferential direction around the central axis of the substrate support 11. The plurality of through holes in the substrate support 11 may be arranged at equal intervals in a circumferential direction.
  • the edge ring LR is formed with a plurality of through holes that are aligned with the plurality of through holes in the substrate support 11.
  • the operation of the lift mechanism 60 and the transport robot TR for replacing the edge ring UR in the embodiment of FIG. 8 is similar to the operation of the lift mechanism 60 and the transport robot TR for replacing the edge ring UR in the embodiment of FIG. 6.
  • the edge ring LR has an outer diameter smaller than the outer diameter of the edge ring UR.
  • the edge ring UR is disposed on the edge ring LR such that its outer edge protrudes radially outward relative to the edge ring LR.
  • the conductive ring 51 supports the outer edge of the edge ring UR by its upper inner edge.
  • an outer ring OR is disposed on the conductive ring 51 so as to surround the edge ring UR.
  • the outer ring OR may be formed from an insulating material such as quartz.
  • another outer ring BOR is disposed below the upper end of the conductive ring 51 so as to surround the edge ring LR.
  • the outer ring BOR may be formed from an insulating material such as quartz.
  • the substrate support 11 provides a plurality of through holes passing therethrough, similar to the embodiment of FIG. 7.
  • the plurality of through holes in the substrate support 11 are arranged circumferentially around the central axis of the substrate support 11.
  • the plurality of through holes in the substrate support 11 may be equally spaced apart in the circumferential direction.
  • the edge ring LR does not have a plurality of through holes that are aligned with the plurality of through holes in the substrate support 11.
  • the operation of the lift mechanism 70 and the transport robot TR for replacing the edge ring in the embodiment of FIG. 9 is similar to the operation of the lift mechanism 70 and the transport robot TR for replacing the edge ring in the embodiment of FIG. 7.
  • the plasma processing apparatus 1 may be configured to selectively replace only the edge ring UR and replace the above-mentioned ring set.
  • the plasma processing apparatus 1 may have both the lift mechanism 60 and the lift mechanism 70.
  • the multiple lift pins 61 and the multiple lift pins 71 are arranged alternately along the circumferential direction. Above each of the multiple lift pins 71, no through-hole is formed in the edge ring LR.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a configuration example of a capacitively coupled plasma processing apparatus.
  • the plasma processing apparatus 1 shown in FIG. 10 includes a substrate support portion 11 and a lift mechanism 50 of a plasma processing apparatus according to any one of the various exemplary embodiments described above.
  • the plasma processing apparatus 1 shown in FIG. 10 may include the lift mechanism 60 and/or the lift mechanism 70 described above.
  • the plasma processing apparatus 1 shown in FIG. 10 may also be employed as a process module in a substrate processing system PS.
  • the capacitively coupled plasma processing apparatus 1 shown in FIG. 10 will be described from the viewpoint of differences from the inductively coupled plasma processing apparatus 1 shown in FIG. 2.
  • the gas introduction section includes a shower head 13A.
  • the shower head 13A is disposed above the substrate support section 11.
  • the shower head 13A constitutes at least a part of the ceiling of the plasma processing chamber 10.
  • the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space 10s defined by the shower head 13A, a sidewall 10a of the plasma processing chamber 10, and the substrate support section 11.
  • the plasma processing chamber 10 is grounded.
  • the shower head 13A and the substrate support section 11 are electrically insulated from the housing of the plasma processing chamber 10.
  • the shower head 13A is configured to introduce at least one processing gas from the gas supply unit 20 into the plasma processing space 10s.
  • the shower head 13A has at least one gas supply port 13Aa, at least one gas diffusion chamber 13Ab, and multiple gas inlets 13Ac.
  • the processing gas supplied to the gas supply port 13Aa passes through the gas diffusion chamber 13Ab and is introduced into the plasma processing space 10s from the multiple gas inlets 13Ac.
  • the shower head 13A also includes at least one upper electrode.
  • the gas introduction unit may include, in addition to the shower head 13A, one or more side gas injectors (SGI) attached to one or more openings formed in the sidewall 10a.
  • SGI side gas injectors
  • the DC power supply 32 may further include a second DC generating unit 32b in addition to the bias DC generating unit 32a, i.e., the first DC generating unit 32a.
  • the first DC generating unit 32a is connected to at least one lower electrode and configured to generate a first DC signal.
  • the generated first DC signal is applied to at least one lower electrode.
  • the second DC generating unit 32b is connected to at least one upper electrode and configured to generate a second DC signal.
  • the generated second DC signal is applied to at least one upper electrode.
  • a second DC signal may be pulsed.
  • a sequence of voltage pulses is applied to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode.
  • the voltage pulses may have a rectangular, trapezoidal, triangular or combination thereof pulse waveform.
  • a waveform generator for generating a sequence of voltage pulses from the DC signal is connected between the first DC generator 32a and at least one lower electrode.
  • the first DC generator 32a and the waveform generator constitute a voltage pulse generator.
  • the voltage pulse generator is connected to at least one upper electrode.
  • the voltage pulses may have a positive polarity or a negative polarity.
  • the sequence of voltage pulses may include one or more positive polarity voltage pulses and one or more negative polarity voltage pulses within one period.
  • the first and second DC generating units 32a and 32b may be provided in addition to the RF power source 31, or the first DC generating unit 32a may be provided in place of the second RF generating unit 31b.
  • FIG. 11 is a diagram showing a substrate support and lift mechanism according to yet another exemplary embodiment.
  • the substrate support 11 and lift mechanism 50 shown in FIG. 11 can be employed in the inductively coupled plasma processing apparatus 1 or the capacitively coupled plasma processing apparatus 1 described above. Below, the substrate support 11 and lift mechanism 50 shown in FIG. 11 will be described from the perspective of the differences from the substrate support 11 and lift mechanism 50 shown in FIG. 3.
  • the lift mechanism 50 shown in FIG. 11 can electrically couple (e.g., conduct) the conductive ring 51 to the edge ring UR while the edge ring UR on the conductive ring 51 is supported by the conductive ring 51. That is, the lift mechanism 50 shown in FIG. 11 can also form a first state in which the edge ring UR and the base 1110 are electrically coupled to each other (e.g., a conductive state between the edge ring UR and the base 1110). The lift mechanism 50 shown in FIG. 11 can also lower the conductive ring 51 downward via the rod 52 by the actuator 53, thereby separating the conductive ring 51 from the edge ring UR. That is, the lift mechanism 50 shown in FIG.
  • the lift mechanism 50 shown in FIG. 11 constitutes a switch that is configured to be able to switch between the first state and the second state.
  • FIG. 12 is a diagram showing a substrate support and lift mechanism according to yet another exemplary embodiment.
  • the substrate support 11 and lift mechanism 50 shown in FIG. 12 can be employed in the inductively coupled plasma processing apparatus 1 or the capacitively coupled plasma processing apparatus 1 described above. Below, the substrate support 11 and lift mechanism 50 shown in FIG. 12 will be described from the perspective of the differences from the substrate support 11 and lift mechanism 50 shown in FIG. 4.
  • the plasma processing apparatus 1 including the lift mechanism 50 shown in FIG. 12 further includes a switch 56.
  • the switch 56 may be part of the lift mechanism 50.
  • the switch 56 includes a switching element and is connected between the connection member 54 and the conductive ring 51 or between the connection member 54 and the base 1110.
  • a first state e.g., a conductive state between the edge ring UR and the base 1110 in which the edge ring UR and the base 1110 are electrically coupled to each other is formed.
  • FIG. 13 is a diagram showing a substrate support and lift mechanism according to yet another exemplary embodiment.
  • the substrate support 11 and lift mechanism 50 shown in FIG. 13 can be employed in the inductively coupled plasma processing apparatus 1 or the capacitively coupled plasma processing apparatus 1 described above. Below, the substrate support 11 and lift mechanism 50 shown in FIG. 13 will be described from the perspective of the differences from the substrate support 11 and lift mechanism 50 shown in FIG. 6.
  • the plasma processing apparatus 1 including the lift mechanism 50 shown in FIG. 13 includes a lift mechanism 60 as a switch configured to be able to switch between the first state and the second state described above.
  • all the lift pins 61 are made of an insulating material.
  • a first state e.g., a conductive state between the edge ring UR and the base 1110 is formed.
  • a second state (e.g., a non-conductive state between the edge ring UR and the base 1110) is formed.
  • the switch described with reference to Figs. 11 to 13 makes it possible to switch between the first state and the second state as necessary.
  • the switch can be controlled by the control unit 2.
  • Figs. 14 to 18 a plasma processing method performed in the plasma processing apparatus 1 including the switch shown in Figs. 11 to 13 will be described.
  • FIG. 14 is a flow chart showing a plasma processing method according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 15(a) is a diagram showing an example of an imaging device used with a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • an imaging device 80 shown in FIG. 15(a) may be used.
  • the imaging device 80 may be disposed in the aligner AN.
  • the imaging device 80 may be disposed in any location as long as it is capable of acquiring an image of the substrate W.
  • the method MT is performed with the substrate W placed on the substrate support 11.
  • the method MT starts with step STa.
  • step STa the recipe is read by the control unit 2.
  • the control unit 2 determines whether electrical connection (e.g., conduction) between the edge ring UR and the base 1110 is necessary. In process STJ, if the control unit 2 determines that the plasma density on the edge ring UR should be increased, it may determine that electrical connection between the edge ring UR and the base 1110 is necessary. On the other hand, in process STJ, if the control unit 2 determines that the plasma density on the edge ring UR should not be increased, it may determine that electrical connection between the edge ring UR and the base 1110 is not necessary.
  • electrical connection e.g., conduction
  • control unit 2 determines that the plasma density on the edge ring UR should be increased, it controls the switch to form a first state (e.g., a conductive state between the edge ring UR and the base 1110) in step STb.
  • control unit 2 determines that the plasma density on the edge ring UR should not be increased, it controls the switch to form a second state (e.g., a non-conductive state between the edge ring UR and the base 1110) in step STc.
  • process STd is performed.
  • the control unit 2 controls each part of the plasma processing apparatus 1 so as to perform plasma processing according to the above-mentioned recipe.
  • the edge ring UR and the base 1110 are electrically coupled to each other (for example, they are conductive to each other)
  • the plasma density on the edge ring UR increases due to the source RF signal and/or electrical bias supplied from the base 1110 to the edge ring UR via the conductive ring 51.
  • the control unit 2 may obtain, from the imaging device 80, an image of the upper surface of the substrate W that has been processed using the same recipe in the plasma processing device 1 before the substrate W placed on the substrate support 11 for the purpose of judgment in the step STJ.
  • the control unit 2 may determine whether or not the density of the plasma on the edge ring UR should be increased based on this image.
  • a plurality of holes may be formed in the substrate W by the plasma processing based on the recipe. In this case, when the control unit 2 determines in the step STJ from the image obtained from the imaging device 80 that the circularity of the hole in the edge region and the upper surface of the substrate W is equal to or less than the threshold value, it performs the step STb.
  • control unit 2 determines in the step STJ from the image obtained from the imaging device 80 that the circularity is greater than the threshold value, it performs the step STc.
  • the circularity may be the ratio of the minimum width to the maximum width of the hole in the edge region and the upper surface of the substrate W.
  • FIG. 15(b) illustrates an example of a measuring device used with a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • a measuring device 82 shown in FIG. 15(b) may be used.
  • the measuring device 82 is attached to a pick TP.
  • the measuring device 82 is configured to measure the thickness of the deposit on the edge ring UR.
  • the measuring device 82 may include an image sensor that captures an image of the edge ring UR, or may include other optical sensors that are configured to measure the thickness of the deposit on the edge ring UR.
  • the control unit 2 may determine whether or not to increase the density of the plasma on the edge ring UR according to the thickness of the deposit on the edge ring UR measured by the measuring device 82.
  • the inside of the chamber 10 is cleaned by a plasma process based on a recipe.
  • the control unit 2 determines in the process STJ that the thickness of the deposit on the edge ring UR measured by the measuring device 82 is equal to or greater than the threshold value, the control unit 2 performs the process STb.
  • the control unit 2 determines in the process STJ that the thickness of the deposit on the edge ring UR measured by the measuring device 82 is smaller than the threshold value, the control unit 2 performs the process STc.
  • the process STd When the process STd is performed after the process STb, the density of the plasma on the edge ring UR is increased, and the removal of the deposit on the edge ring UR is promoted.
  • a cleaning gas containing an oxygen-containing gas such as O2 gas or other gas is used, and cleaning can be performed by the plasma generated from the cleaning gas.
  • no object may be placed on the central region 111a of the substrate support 11, and a dummy wafer may be placed on the central region 111a.
  • FIG. 16 is a flow chart showing a plasma processing method according to another exemplary embodiment.
  • the plasma processing method shown in FIG. 16 (hereinafter referred to as "method MTA") starts with step STa, which is similar to step STa of method MT.
  • Method MTA is performed with the substrate W placed on the substrate support 11.
  • the control unit 2 selects the first process specified in the recipe.
  • the recipe includes multiple processes, and the recipe specifies setting information regarding the electrical connection (e.g., conductivity) between the edge ring UR and the base 1110 for each process.
  • the setting information is information that specifies the first state (e.g., conductive state) or the second state (e.g., non-conductive state) described above.
  • the control unit 2 determines whether electrical connection between the edge ring UR and the base 1110 is necessary from the setting information specified in the recipe for the selected process. If the control unit 2 determines that electrical connection between the edge ring UR and the base 1110 is necessary in process STAJ, it performs process STb in the same manner as method MT. On the other hand, if the control unit 2 determines that electrical connection between the edge ring UR and the base 1110 is not necessary in process STAJ, it performs process STc in the same manner as method MT. Then, the control unit 2 controls each part of the plasma processing apparatus 1 to perform the process selected in process STAe.
  • control unit 2 determines whether or not all processes included in the recipe have been completed. If the control unit 2 determines that all processes have not been completed, it selects the next process included in the recipe in process STAf and continues processing from process STAJ. On the other hand, if the control unit 2 determines that all processes have been completed in process STAJb, it ends the method MTA.
  • Figure 17 is a flow chart showing a plasma processing method according to yet another exemplary embodiment.
  • Figure 18 is a diagram showing an example of a measuring device used with plasma processing apparatuses according to various exemplary embodiments.
  • a measuring device 200 shown in Figure 18 can be used.
  • the measuring device 200 includes a focusing lens 202, an optical fiber 204, a light source 206, a photodetector 208, and a calculation unit 210.
  • the focusing lens 202 is provided above the ceiling 10U of the chamber 10, and is optically coupled to the substrate W on the substrate support 11 via an optical window in the ceiling 10U.
  • the ceiling 10U is the dielectric window 101 or the shower head 13A.
  • the condenser lens 202 is optically connected to a light source 206 and a photodetector 208 (polychrometer) via an optical fiber 204.
  • the light source 206 emits light Ls.
  • the light Ls emitted from the light source 206 is irradiated onto the substrate W via the optical fiber 204 and the condenser lens 202.
  • the light Ls is reflected at multiple points in the substrate W at different height positions, generating interference light Li.
  • the interference light Li is input to the photodetector 208 via the condenser lens 202 and the optical fiber 204.
  • the photodetector 208 is configured to detect the light intensity of the interference light Li.
  • the calculation unit 210 is configured to measure the etching depth of the substrate W based on the change in the light intensity of the interference light Li detected by the photodetector 208.
  • the light intensity of the interference light Li changes periodically according to the etching depth of the substrate W. Therefore, the calculation unit 210 can identify the etching depth of the substrate W from the change in the light intensity of the interference light Li.
  • step STa which is the same as step STa of method MT.
  • Method MTB is performed with the substrate W placed on the substrate support 11.
  • the control unit 2 starts plasma processing according to the recipe, specifically, plasma etching of the substrate W.
  • the control unit 2 controls each part of the plasma processing apparatus 1 according to the recipe.
  • a second state e.g., a non-conductive state between the edge ring UR and the base 1110 is formed.
  • Steps STBJ to STBJb are performed during the period in which the plasma etching started in step STBd is being performed.
  • the control unit 2 determines whether electrical connection (e.g., conduction) between the edge ring UR and the base 1110 is necessary. Specifically, the control unit 2 determines whether the etching depth measured by the measuring device 200 has reached a threshold value. If the control unit 2 determines that the etching depth has reached the threshold value, it performs step STb. On the other hand, if the control unit 2 determines that the etching depth has not reached the threshold value, it performs step STc and maintains the second state (e.g., non-conductive state).
  • the second state e.g., non-conductive state
  • step STBJb it is determined whether or not to terminate the process started in step STd, i.e., plasma etching. If plasma etching is not to be terminated, the process is repeated from step STBJ. On the other hand, if plasma etching is to be terminated, the control unit 2 terminates method MTB.
  • FIG. 19 is a diagram showing an edge ring and a conductive ring according to yet another exemplary embodiment.
  • the conductive ring 51 may contact the edge ring UR and be conductive with the edge ring UR to form a conductive state between the edge ring UR and the base 1110 as a first state.
  • the conductive ring 51 may be conductive with the edge ring UR via a member 51c to form a conductive state between the edge ring UR and the base 1110 as a first state.
  • the member 51c is made of a conductive material such as a metal. When the first state is formed, the member 51c is sandwiched between the edge ring UR and the conductive ring 51.
  • the member 51c may have elasticity.
  • the member 51c may be a diagonally wound coil spring.
  • FIG. 20 is a diagram showing an edge ring and a conductive ring according to yet another exemplary embodiment.
  • the conductive ring 51 may form a first state by capacitively coupling to the edge ring UR.
  • the conductive ring 51 may include a dielectric region 51f on its upper surface.
  • the conductive ring 51 capacitively couples to the edge ring UR while supporting the edge ring UR placed on the dielectric region 51f.
  • the dielectric region 51f may be a film formed from a dielectric material.
  • the dielectric region 51f may cover the surface of the conductive ring 51.
  • the dielectric region 51f may be formed by thermal spraying of a material such as yttrium oxide.
  • FIG. 21 illustrates a substrate support and a lift mechanism according to yet another exemplary embodiment.
  • the edge ring UR and the edge ring LR may have the structure shown in FIG. 21.
  • the edge ring LR includes an inner periphery LRi, an intermediate portion LRm, and an outer periphery LRo.
  • the inner periphery LRi is ring-shaped and is disposed on the ring support surface along the side wall surface 111s.
  • the edge region of the substrate W is located above the inner periphery LRi.
  • the outer periphery LRo is ring-shaped and extends radially outward relative to the inner periphery LRi.
  • the edge ring UR is disposed on the outer periphery LRo.
  • the intermediate portion LRm is ring-shaped and extends between the inner periphery LRi and the outer periphery LRo.
  • the intermediate portion LRm is interposed between the edge of the substrate W on the substrate support surface and the inner periphery of the edge ring UR.
  • the height position of the upper surface of the intermediate portion LRm is higher than the height position of the upper surface of the inner peripheral portion LRi and the height position of the upper surface of the outer peripheral portion LRo.
  • the intermediate portion LRm may have a thickness greater than the thickness of the inner peripheral portion LRi and the thickness of the outer peripheral portion LRo.
  • the edge ring UR When the edge ring UR is placed on the edge ring LR in contact with the edge ring LR, the edge ring UR exchanges heat with the base 1110 via the edge ring LR and the electrostatic chuck 1111.
  • the edge ring UR when the edge ring UR is raised upward relative to the edge ring LR, the temperature of the edge ring UR may rise.
  • the intermediate portion LRm as shown in FIG. 21, the inner peripheral surface of the edge ring UR is separated from the edge of the substrate W by a distance D in the radial direction. Therefore, even if the temperature of the edge ring UR rises, the temperature of the edge region of the substrate W is suppressed from rising.
  • the difference between the upper end position of the plasma sheath on the substrate W and the upper end position of the plasma sheath on the edge ring UR can be reduced.
  • ions can be supplied vertically to the edge region of the substrate W to vertically form a recess such as a hole in the edge region of the substrate W.
  • the distance D may be 10 mm or less, 6 mm or less, or approximately 6 mm.
  • FIG. 22 is a graph showing the results of the experiment.
  • the horizontal axis indicates the drive amount of the conductive ring 51.
  • the drive amount is 0.
  • the drive amount is larger as the edge ring UR is raised upward from the edge ring LR and the vertical distance between the edge ring UR and the edge ring LR is larger.
  • the vertical axis indicates the hole angle.
  • the rectangular plot is the hole angle obtained when a non-worn edge ring UR is used in the plasma processing apparatus 1 having the configuration shown in FIG. 3 and the drive amount is 0.
  • FIG. 22 the horizontal axis indicates the drive amount of the conductive ring 51.
  • any of the above-mentioned containers FUa to FUd may be used as the stocker module RSM.
  • a chamber a substrate support disposed within the chamber; an edge ring having electrical conductivity and disposed to surround the substrate on the substrate support; a lift mechanism configured to move the edge ring up and down;
  • a plasma generating unit including a high frequency power source and configured to generate plasma in the chamber; a bias power supply configured to generate an electrical bias to attract ions from the plasma to the substrate on the substrate support; Equipped with
  • the substrate support includes: a base electrically coupled to the bias power supply and/or the high frequency power supply; an electrostatic chuck on the base; Including,
  • the lift mechanism includes: a conductive ring that is electrically coupled to the edge ring while supporting the edge ring placed thereon; a rod extending vertically below the conductive ring; an actuator configured to move the edge ring up and down via the rod and the conductive ring; a connecting member providing an electrical connection between the conductive ring and the base, the connecting member being configured to maintain the electrical connection in response to movement of the conductive ring; and Including, Plasma processing equipment.
  • connection member includes a bellows, a contact band, or a cylindrical member having a plurality of slits formed in a side wall surface thereof so as to be elastically deformable in the longitudinal direction.
  • the edge ring is a top edge ring;
  • the plasma processing apparatus further comprises a lower edge ring on which the upper edge ring is disposed;
  • the electrostatic chuck comprises: a first portion having a substrate support surface; a second portion having a ring support surface extending below the substrate support surface and extending outwardly of the first portion; Including, the first portion includes a sidewall surface extending between the substrate support surface and the ring support surface; the lower edge ring is disposed along the sidewall surface and on the ring support surface.
  • the lower edge ring is an inner periphery disposed along the side wall surface; an outer periphery extending radially outwardly from the inner periphery and on which the upper edge ring is disposed; an intermediate portion extending between the inner periphery and the outer periphery and interposed between an edge of a substrate on the substrate support surface and an inner periphery of the upper edge ring; Including, The plasma processing apparatus according to E6.
  • E11 The plasma processing apparatus described in any one of E1 to E10, further comprising a switch configured to be able to switch between a first state in which the edge ring and the base are electrically coupled to each other and a second state in which the edge ring and the base are electrically isolated from each other.
  • E15 The plasma processing apparatus of E11, further comprising a control unit configured to control the switch to form the first state or the second state according to a loaded recipe.
  • E16 a measurement device configured to measure an etch depth of a substrate on the substrate support; a controller configured to control the switch to switch from the second state to the first state when the etching depth measured by the measuring device reaches a threshold value;
  • the plasma processing apparatus of E11 further comprising:
  • E10 The plasma processing apparatus according to E10, a transfer module including a transfer chamber and a transfer robot connected to the plasma processing apparatus; a ring stocker configured to accommodate the upper edge ring or the upper edge ring and the ring set therein; A control unit; Equipped with the control unit is configured to control the separate lift mechanism and the transfer robot to exchange the upper edge ring or the ring set in the chamber of the plasma processing apparatus with the upper edge ring or the ring set in the chamber via the transfer chamber. Substrate processing system.
  • a plasma processing apparatus an imaging device configured to capture an image of a substrate etched by the plasma processing device;
  • a control unit; Equipped with the control unit is configured to control the switch to form the first state when etching the substrate later in the plasma processing apparatus when the circularity of a hole in an edge region of a previously processed substrate is equal to or less than a threshold value from the image of the substrate.
  • E11 a plasma processing apparatus according to the present invention; a gage configured to measure a thickness of the edge ring deposit; and A control unit; Equipped with the control unit is configured to control the switch to form the second state when a thickness of the deposit is smaller than a threshold value during a cleaning process in the chamber, and to form the first state when a thickness of the deposit is equal to or greater than the threshold value.
  • Substrate processing system a plasma processing apparatus according to the present invention.
  • 1...plasma processing apparatus 10...chamber, 11...substrate support section, 12...plasma generation section, 1110...base, 1111...electrostatic chuck, 50...lift mechanism, 51...conductive ring, 52...rod, 53...actuator, 54...connecting member, PS...substrate processing system, TM...transport module, RSM...stocker module, MC...control section.

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Abstract

開示されるプラズマ処理装置は、チャンバ、基板支持部、エッジリング、リフト機構、プラズマ生成部、及びバイアス電源を含む。基板支持部は、チャンバ内に配置されている。リフト機構は、基板支持部に対してエッジリングを上下に移動させるように構成されている。基板支持部は、バイアス電源及び／又はプラズマ生成部の高周波電源と電気的に結合された基台及び基台上の静電チャックを含む。リフト機構は、導電リング及び接続部材を含む、導電リングは、その上に載置されるエッジリングを支持した状態でエッジリングに電気的に結合する。接続部材は、リフト機構によるエッジリング及び導電リングの移動に応じて導電リングと基台との間の電気的接続を維持するように構成されている。

Description

プラズマ処理装置及び基板処理システム
　本開示の例示的実施形態は、プラズマ処理装置及び基板処理システムに関するものである。
　プラズマ処理装置が、基板に対するプラズマ処理で用いられている。プラズマ処理装置は、チャンバ及び基板支持部を含む。基板支持部は、チャンバ内に配置されている。基板支持部は、基台及び静電チャックを含む。基台には、プラズマからイオンを基板に引き込むための電気バイアスを発生するバイアス電源が接続されている。静電チャックは、基板及び該基板を囲むエッジリングを支持するように構成されている。下記の特許文献１は、エッジリングを上下に移動させるように構成されたプラズマ処理装置を開示している。
特開２０２０－１１３７５３号公報
　本開示は、エッジリング上のプラズマシースの上端位置と基板上のプラズマシースの上端位置との差を減少させる技術を提供する。
　一つの例示的実施形態において、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、基板支持部、エッジリング、リフト機構、プラズマ生成部、及びバイアス電源を含む。基板支持部は、チャンバ内に配置されている。エッジリングは、導電性を有し、基板支持部上の基板を囲むように配置される。リフト機構は、エッジリングを上下に移動させるように構成されている。プラズマ生成部は、高周波電源を含み、チャンバ内でプラズマを生成するように構成されている。バイアス電源は、基板支持部上の基板にプラズマからイオンを引き込むために電気バイアスを発生するように構成されている。基板支持部は、バイアス電源及び／又は高周波電源と電気的に結合された基台と、基台上の静電チャックと、を含む。リフト機構は、導電リング、ロッド、アクチュエータ、及び接続部材を含む。導電リングは、その上に載置されるエッジリングを支持した状態でエッジリングに電気的に結合する。ロッドは、導電リングの下方で鉛直方向に延びている。アクチュエータは、ロッド及び導電リングを介してエッジリングを上下に移動させるように構成されている。接続部材は、導電リングと基台との間の電気的接続を提供する。接続部材は、導電リングの移動に応じて当該電気的接続を維持するように構成されている。
　一つの例示的実施形態によれば、エッジリング上のプラズマシースの上端位置と基板上のプラズマシースの上端位置との差を減少させることが可能である。
プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。 誘導結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。 一つの例示的実施形態に係る基板支持部及びリフト機構を示す図である。 別の例示的実施形態の基板支持部及びリフト機構を示す図である。 一つの例示的実施形態に係る基板処理システムを示す図である。 更に別の例示的実施形態に係る基板支持部及びリフト機構を示す図である。 更に別の例示的実施形態に係る基板支持部及びリフト機構を示す図である。 更に別の例示的実施形態に係る基板支持部及びリフト機構を示す図である。 更に別の例示的実施形態に係る基板支持部及びリフト機構を示す図である。 容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。 更に別の例示的実施形態に係る基板支持部及びリフト機構を示す図である。 更に別の例示的実施形態に係る基板支持部及びリフト機構を示す図である。 更に別の例示的実施形態に係る基板支持部及びリフト機構を示す図である。 一つの例示的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１５の（ａ）は種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置と共に用いられる撮像装置の例を示す図であり、図１５の（ｂ）は種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置と共に用いられる測定器の例を示す図である。 別の例示的実施形態に係るプラズマ処理方法を示す流れ図である。 更に別の例示的実施形態に係るプラズマ処理方法を示す流れ図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置と共に用いられる測定器の例を示す図である。 更に別の例示的実施形態に係るエッジリング及び導電リングを示す図である。 更に別の例示的実施形態に係るエッジリング及び導電リングを示す図である。 更に別の例示的実施形態に係る基板支持部及びリフト機構を示す図である。 実験結果を示すグラフである。 一つの例示的実施形態に係る基板支持部及びリフト機構を示す図である。
　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、プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。一実施形態において、プラズマ処理システムは、プラズマ処理装置１及び制御部２を含む。プラズマ処理システムは、基板処理システムの一例であり、プラズマ処理装置１は、基板処理装置の一例である。プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、基板支持部１１及びプラズマ生成部１２を含む。プラズマ処理チャンバ１０は、プラズマ処理空間を有する。また、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。ガス供給口は、後述するガス供給部２０に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム４０に接続される。基板支持部１１は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。
　プラズマ生成部１２は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマを生成するように構成される。プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ（ＣＣＰ：Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ）、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ）、ＥＣＲプラズマ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ－Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ－Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　Ｐｌａｓｍａ）、ヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ：Ｈｅｌｉｃｏｎ　Ｗａｖｅ　Ｐｌａｓｍａ）、又は、表面波プラズマ（ＳＷＰ：Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｗａｖｅ　Ｐｌａｓｍａ）等であってもよい。また、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ　Ｃｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部及びＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｃｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。一実施形態において、ＡＣプラズマ生成部で用いられるＡＣ信号（ＡＣ電力）は、１００ｋＨｚ～１０ＧＨｚの範囲内の周波数を有する。従って、ＡＣ信号は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、ＲＦ信号は、１００ｋＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。
　制御部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。制御部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。一実施形態において、制御部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。制御部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。制御部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。
　以下に、プラズマ処理装置１の一例としての誘導結合型のプラズマ処理装置の構成例について説明する。図２は、誘導結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。
　誘導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。プラズマ処理チャンバ１０は、誘電体窓１０１を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１、ガス導入部及びアンテナ１４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。アンテナ１４は、プラズマ処理チャンバ１０上又はその上方（すなわち誘電体窓１０１上又はその上方）に配置される。プラズマ処理チャンバ１０は、誘電体窓１０１、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０２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は接地される。
　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。ウェハは基板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。
　一実施形態において、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の導電性部材はバイアス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内に配置される静電電極１１１１ｂとを含む。セラミック部材１１１１ａは、中央領域１１１ａを有する。一実施形態において、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電源３１及び／又はＤＣ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電極がバイアス電極として機能する。なお、基台１１１０の導電性部材と少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極とが複数のバイアス電極として機能してもよい。また、静電電極１１１１ｂがバイアス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つのバイアス電極を含む。
　リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、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。
　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。一実施形態において、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を含んでもよい。
　ガス導入部は、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。一実施形態において、ガス導入部は、中央ガス注入部（ＣＧＩ：Ｃｅｎｔｅｒ　Ｇａｓ　Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）１３を含む。中央ガス注入部１３は、基板支持部１１の上方に配置され、誘電体窓１０１に形成された中央開口部に取り付けられる。中央ガス注入部１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス流路１３ｂ、及び少なくとも１つのガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス流路１３ｂを通過してガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。なお、ガス導入部は、中央ガス注入部１３に加えて又はその代わりに、側壁１０２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。一実施形態において、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を介してガス導入部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少なくとも１つ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つのバイアス電極及びアンテナ１４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、プラズマ生成部１２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つのバイアス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を基板Ｗに引き込むことができる。
　一実施形態において、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アンテナ１４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。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１０ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、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、アンテナ１４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つのバイアス電極に結合され、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。一実施形態において、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。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、１００ｋＨｚ～６０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、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つのバイアス電極に供給される。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、バイアスＤＣ生成部３２ａを含む。一実施形態において、バイアスＤＣ生成部３２ａは、少なくとも１つのバイアス電極に接続され、バイアスＤＣ信号を生成するように構成される。生成されたバイアスＤＣ信号は、少なくとも１つのバイアス電極に印加される。
　種々の実施形態において、バイアスＤＣ信号は、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つのバイアス電極に印加される。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。一実施形態において、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バイアスＤＣ生成部３２ａと少なくとも１つのバイアス電極との間に接続される。従って、バイアス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。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、バイアスＤＣ生成部３２ａは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。
　アンテナ１４は、１又は複数のコイルを含む。一実施形態において、アンテナ１４は、同軸上に配置された外側コイル及び内側コイルを含んでもよい。この場合、ＲＦ電源３１は、外側コイル及び内側コイルの双方に接続されてもよく、外側コイル及び内側コイルのうちいずれか一方に接続されてもよい。前者の場合、同一のＲＦ生成部が外側コイル及び内側コイルの双方に接続されてもよく、別個のＲＦ生成部が外側コイル及び内側コイルに別々に接続されてもよい。
　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。
　以下、図３を参照する。図３は、一つの例示的実施形態に係る基板支持部及びリフト機構を示す図である。図３に示す基板支持部１１及びリフト機構５０は、プラズマ処理装置１において採用され得る。
　上述したように、基板支持部１１は、エッジリングＵＲ（上部エッジリング）を支持するように構成されている。エッジリングＵＲは、リングアセンブリ１１２の一部である。エッジリングＵＲは、基板支持部１１上の基板Ｗを囲むように配置される。エッジリングＵＲは、シリコン、炭化ケイ素、タングステン等のような導電性を有する材料から形成される。
　基板支持部１１は、上述したように、基台１１１０及び静電チャック１１１１を含む。基台１１１０は、導電性部材であるか、或いは、その中に導電性部材を含む。基台１１１０（又はその導電性部材）には、第２のＲＦ生成部３１ｂ及び／又はバイアスＤＣ生成部３２ａのような少なくとも一つのバイアス電源が電気的に結合されている。少なくとも一つのバイアス電源は、基板支持部１１上の基板Ｗにプラズマからイオンを引き込むために電気バイアスを発生するように構成されている。電気バイアスは、上述のバイアスＲＦ信号及び／又は電圧パルスのシーケンスを含む。
　静電チャック１１１１は、基台１１１０上に配置されている。静電チャック１１１１は、第１部分Ｐ１及び第２部分Ｐ２を含む。第１部分Ｐ１は、その上面として、基板支持面（即ち、中央領域１１１ａ）を有する。第１部分Ｐ１及び基板支持面は、略円形の平面形状を有している。第１部分Ｐ１及び基板支持面の中心軸線は、基板支持部１１の中心軸線である。第１部分Ｐ１は、上述の静電電極１１１１ｂを含む。静電電極１１１１ｂに直流電源から直流電圧が印加されると、第１部分Ｐ１と基板Ｗとの間で静電引力が発生する。第１部分Ｐ１は、発生した静電引力により基板Ｗを保持する。
　第２部分Ｐ２は、第１部分Ｐ１を囲むように、基板支持部１１の中心軸線の周りで周方向に延在している、第２部分Ｐ２は、その上面として、リング支持面（即ち、環状領域１１１ｂ）を有する。第２部分Ｐ２及びリング支持面は、略環状の平面形状を有している。第２部分Ｐ２は、少なくとも一つの静電電極を含んでいてもよい。第２部分Ｐ２は、少なくとも一つの静電電極として、電極ＢＥａ及び電極ＢＥｂを含んでいてもよい。電極ＢＥａ及び電極ＢＥｂは、双極電極を構成する。電極ＢＥａ及び電極ＢＥｂには、互いの間で電位差が生じるように、少なくとも一つの電源から電圧が印加される。これにより、エッジリングＵＲと第２部分Ｐ２との間で静電引力が発生する。第２部分Ｐ２は、発生した静電引力によりエッジリングＵＲを保持する。
　一実施形態において、リング支持面は、基板支持面よりも低い位置で延在している。この場合に、第１部分Ｐ１は、基板支持面とリング支持面との間で延びる側壁面１１１ｓ含む。この場合において、エッジリングＬＲ（下部エッジリング）が、側壁面１１１ｓに沿って、且つ、リング支持面上に配置されてもよい。エッジリングＬＲは、リングアセンブリ１１２の一部を構成する。エッジリングＬＲは、シリコン、炭化ケイ素、タングステン等のような導電性を有する材料から形成されていてもよい。或いは、エッジリングＬＲは、石英等のような絶縁性材料から形成されていてもよい。この場合には、エッジリングＵＲは、エッジリングＬＲ上に配置される。リング支持面及び側壁面１１１ｓは、エッジリングＬＲによって保護される。
　図３に示すように、基板支持部１１は、カバーリングＣＲ及び絶縁部材ＩＭを更に含んでいてもよい。絶縁部材ＩＭは、石英等のような絶縁材料から形成されており、略筒形状を有している。絶縁部材ＩＭは、基台１１１０及び静電チャック１１１１を囲むように、基板支持部１１の中心軸線の周りで周方向に延在している。カバーリングＣＲは、略円盤形状を有しており、エッジリングＵＲを囲むように、絶縁部材ＩＭ上に配置される。
　プラズマ処理装置１は、リフト機構５０を更に備える。リフト機構５０は、導電リング５１、少なくとも一つのロッド５２、アクチュエータ５３、及び少なくとも一つの接続部材５４を含む。
　導電リング５１は、アルミニウムのような金属又は導電性材料から形成されており、略リング形状を有する。導電リング５１は、絶縁部材ＩＭの内側で、基台１１１０及び静電チャック１１１１を囲むように、基板支持部１１の中心軸線の周りで周方向に延在している。導電リング５１は、その上に載置されるエッジリングＵＲを支持した状態でエッジリングＵＲに電気的に結合するように構成されている。即ち、導電リング５１は、その上に載置されるエッジリングＵＲを支持した状態でエッジリングＵＲに導通又は容量結合するように構成されている。図３の例では、導電リング５１は、その上に載置されるエッジリングＵＲを支持した状態でエッジリングＵＲに導通する。なお、導電リング５１の表面において露出されている領域は、プラズマに対して耐性を有する膜によって覆われていてもよい。この膜は、酸化アルミニウム膜又はフッ化イットリウムのような材料から形成されていてもよく、陽極酸化処理又は溶射のような手法で形成されていてもよい。
　少なくとも一つのロッド５２は、導電リング５１の下方で、鉛直方向に延びている。少なくとも一つのロッド５２は、絶縁性を有していてもよい。この場合には、電気バイアスが、少なくとも一つのロッド５２を介してアクチュエータ５３に流入することを抑制することができる。一実施形態において、リフト機構５０は、少なくとも一つのロッド５２として、複数のロッド５２を含んでいてもよい。複数のロッド５２は、基板支持部１１の中心軸線の周りで周方向に沿って配列されている。複数のロッド５２は、周方向に沿って等間隔に配置されていてもよい。
　アクチュエータ５３は、少なくとも一つのロッド５２の下方に配置されており、少なくとも一つのロッド５２に連結されている。アクチュエータ５３は、少なくとも一つのロッド５２及び導電リング５１を介してエッジリングを上下に移動させるように構成されている。アクチュエータ５３は、例えば、エア圧式又は油圧式のシリンダ、或いは、モータであってもよい。
　少なくとも一つの接続部材５４は、導電リング５１と基台１１１０（又はその導電性部材）との間の電気的接続を提供する。少なくとも一つの接続部材５４は、導電リング５１の移動に応じて当該電気的接続を維持するように構成されている。少なくとも一つの接続部材５４は、導電リング５１の移動に応じて変形可能に構成されていてもよい。なお、リフト機構５０は、複数のロッド５２を含んでいる場合には、少なくとも一つの接続部材５４として、複数の接続部材５４を含んでいてもよい。
　図３に示す例において、少なくとも一つの接続部材５４は、上部５４ａ、変形部５４ｂ、及び下部５４ｃを含む。上部５４ａ、変形部５４ｂ、及び下部５４ｃは、導電性材料から形成されている。上部５４ａは、導電リング５１の直下に配置されており、導電リング５１に固定されている。上部５４ａは、導電リング５１に導通している。下部５４ｃは、上部５４ａの下方に配置されており、基台１１１０に固定されている。下部５４ｃは、基台１１１０に導通している。
　変形部５４ｂは、上部５４ａと下部５４ｃとの間で延在している。変形部５４ｂの上端は上部５４ａに固定されており、変形部５４ｂの下端は、下部５４ｃに固定されている。変形部５４ｂは、上部５４ａと下部５４ｃに導通している。変形部５４ｂは、図３に示すようにベローズであってもよい。
　少なくとも一つのロッド５２は、下部５４ｃを貫通して、変形部５４ｂの中を通って、上部５４ａの直下の領域まで延びている。少なくとも一つのロッド５２が、アクチュエータ５３によって上方に移動されると、上部５４ａ及び導電リング５１を介してエッジリングＵＲが上方に移動される（図２３参照）。エッジリングＵＲは、基板Ｗ上のプラズマシースの上端位置とエッジリングＵＲ上のプラズマシースの上端位置との間の差を減少させるために、その厚さの減少に応じて、上方に移動される。プラズマ処理装置１では、エッジリングＵＲが、静電チャック１１１１から上方に移動されても、接続部材５４によって基台１１１０とエッジリングＵＲとの間の電気的接続が維持される。プラズマ処理装置１では、エッジリングＵＲが電気的なフロート状態にならないので、エッジリングＵＲは、基板Ｗ上のプラズマシースの上端位置とエッジリングＵＲ上のプラズマシースの上端位置との間の差を減少させる機能を発揮することができる。
　なお、接続部材５４は、その長手方向において弾性変形可能であるように複数のスリットがその側壁面に形成された筒状の部材であってもよい。例えば、接続部材５４は、フレクサスであってもよい。
　以下、図４を参照する。図４は、別の例示的実施形態の基板支持部及びリフト機構を示す図である。図４に示す基板支持部１１及びリフト機構５０は、プラズマ処理装置１において採用され得る。以下、図４の実施形態について、図３の実施形態に対する相違点の観点から説明する。
　図４に示すように、リフト機構５０は、ベローズの代わりに、コンタクトバンドである変形部５４ｂを有していてもよい。変形部５４ｂの上端は、導電リング５１に固定されていてもよい。変形部５４ｂの下端は、基台１１１０に固定されていてもよい。図４に示す変形部５４ｂは、鉛直方向において可撓性を有する。図４に示すように、変形部５４ｂは、外側に膨らんだ略弧形状を有していてもよい。この場合には、絶縁部材ＩＭは、変形部５４ｂの一部がその中に配置される凹所を提供していてもよい。
　以下、図５を参照する。図５は、一つの例示的実施形態に係る基板処理システムを示す図である。図５に示す基板処理システムＰＳは、搬送モジュールＴＭ、複数のプロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ７（複数の基板処理モジュール）、及び制御部ＭＣを備えている。基板処理システムＰＳは、台ＬＰａ～ＬＰｄ、容器ＦＵａ～ＦＵｄ、ローダモジュールＬＭ、アライナＡＮ、ロードロックモジュールＬＬ１、ロードロックモジュールＬＬ２、及びストッカモジュールＲＳＭ（リングストッカ）を更に備えていてもよい。なお、基板処理システムＰＳにおける台の個数、容器の個数、ロードロックモジュールの個数は一つ以上の任意の個数であり得る。また、基板処理システムＰＳにおけるプロセスモジュールの個数は、二つ以上の任意の個数であり得る。
　台ＬＰａ～ＬＰｄは、ローダモジュールＬＭの一縁に沿って配列されている。容器ＦＵａ～ＦＵｄはそれぞれ、台ＬＰａ～ＬＰｄ上に搭載されている。容器ＦＵａ～ＦＵｄの各々は、例えば、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ　Ｏｐｅｎｉｎｇ　Ｕｎｉｆｉｅｄ　Ｐｏｄ）と称される容器である。容器ＦＵａ～ＦＵｄの各々は、その内部に基板Ｗを収容するように構成されている。
　ローダモジュールＬＭは、搬送チャンバを有する。ローダモジュールＬＭの搬送チャンバ内の圧力は、大気圧に設定される。ローダモジュールＬＭは、搬送ロボットＬＭＲを有する。搬送ロボットＬＭＲは、制御部ＭＣによって制御される。搬送ロボットＬＭＲは、ローダモジュールＬＭの搬送チャンバを介して基板Ｗを搬送するように構成されている。搬送ロボットＬＭＲは、容器ＦＵａ～ＦＵｄの各々とアライナＡＮとの間、アライナＡＮとロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２の各々との間、ロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２の各々と容器ＦＵａ～ＦＵｄの各々との間で、基板Ｗを搬送し得る。アライナＡＮは、ローダモジュールＬＭに接続されている。アライナＡＮは、基板Ｗの位置の調整（アライメント）を行うように構成されている。
　ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２の各々は、ローダモジュールＬＭの搬送チャンバと搬送モジュールＴＭの搬送チャンバＴＣとの間で接続されている。ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２の各々は、予備減圧室を提供している。ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２の各々の予備減圧室とローダモジュールＬＭの搬送チャンバとの間には、ゲートバルブが設けられている。また、ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２の各々の予備減圧室と搬送モジュールＴＭの搬送チャンバＴＣとの間には、ゲートバルブが設けられている。
　搬送モジュールＴＭは、搬送チャンバＴＣ（真空搬送チャンバ）及び搬送ロボットＴＲを有する。搬送チャンバＴＣは、その内部の空間の減圧が可能であるように構成されている。搬送ロボットＴＲは、ピックＴＰ（エンドエフェクタ）を含んでいる。搬送ロボットＴＲは、少なくとも二つのピックＴＰを含んでいてもよい。図示された例では、搬送ロボットＴＲは、二つのピックＴＰを含んでいる。二つのピックＴＰのうち一方は、他方に対して上側に設けられている。搬送ロボットＴＲは、二つのピックＴＰのうち任意の一つのピックＴＰ上に配置された基板Ｗを、搬送チャンバＴＣを介して搬送するように構成されている。搬送ロボットＴＲは、制御部ＭＣによって制御される。
　搬送モジュールＴＭには、位置検出センサＳ１１，Ｓ１２が設けられてもよい。位置検出センサＳ１１、Ｓ１２は、搬送モジュールＴＭからプロセスモジュールＰＭ１への基板Ｗ及びエッジリングの搬送経路上に設けられる。位置検出センサＳ１１，Ｓ１２は、搬送モジュールＴＭからプロセスモジュールＰＭ１へ搬送される基板Ｗ及びエッジリングの位置を補正するために用いられる。位置検出センサＳ１１，Ｓ１２は、例えば搬送モジュールＴＭとプロセスモジュールＰＭ１とを仕切るゲートバルブの近傍に設けられる。位置検出センサＳ１１，Ｓ１２は、例えば互いの距離が基板Ｗの外径よりも小さく、且つ、エッジリングの内径よりも小さくなるように配置される。搬送モジュールＴＭには、位置検出センサＳ１１、Ｓ１２と同様に、位置検出センサＳ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ４１，Ｓ４２，Ｓ５１，Ｓ５２，Ｓ６１，Ｓ６２，Ｓ７１，Ｓ７２が設けられてもよい。位置検出センサＳ２１，Ｓ２２は、搬送モジュールＴＭからプロセスモジュールＰＭ２への基板Ｗ及びエッジリングの搬送経路上に設けられる。位置検出センサＳ３１，Ｓ３２は、搬送モジュールＴＭからプロセスモジュールＰＭ３への基板Ｗ及びエッジリングの搬送経路上に設けられる。位置検出センサＳ４１，Ｓ４２は、搬送モジュールＴＭからプロセスモジュールＰＭ４への基板Ｗ及びエッジリングの搬送経路上に設けられる。位置検出センサＳ５１，Ｓ５２は、搬送モジュールＴＭからプロセスモジュールＰＭ５への基板Ｗ及びエッジリングの搬送経路上に設けられる。位置検出センサＳ６１，Ｓ６２は、搬送モジュールＴＭからプロセスモジュールＰＭ６への基板Ｗ及びエッジリングの搬送経路上に設けられる。位置検出センサＳ７１，Ｓ７２は、搬送モジュールＴＭからプロセスモジュールＰＭ７への基板Ｗ及びエッジリングの搬送経路上に設けられる。
　一実施形態において、搬送ロボットＴＲは、複数のプロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ７のうち任意の一つのプロセスモジュールの基板支持部用のエッジリングを搬送するように構成されている。エッジリングは、エッジリングＵＲ又はエッジリングＵＲとエッジリングＬＲを含むリングセットである。エッジリングは、二つのピックＴＰのうち任意の一つのピックＴＰ上に配置されて、搬送される。各ピックＴＰは、センサＴＳを有している。センサＴＳは、光学センサであり、エッジリングのようなリング部材の基板支持部上での位置を測定するように構成されている。
　プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ７の各々は、専用の基板処理を行うように構成された装置であり、処理チャンバ（基板処理チャンバ）を有する。処理チャンバと搬送チャンバＴＣとの間には、ゲートバルブが設けられている。プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ７のうち少なくとも一つのプロセスモジュールは、プラズマ処理装置１である。
　ストッカモジュールＲＳＭ（リングストッカ）は、搬送チャンバＴＣにゲートバルブを介して接続されている。ストッカモジュールＲＳＭは、チャンバを有しており、その中に複数のエッジリングを収容することが可能である。
　制御部ＭＣは、基板処理システムＰＳの各部を制御するように構成されている。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得る。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基板処理システムＰＳの各部を制御する。
　基板処理システムＰＳのプロセスモジュールとして用いられるプラズマ処理装置１は、図６～図９の何れかに示す基板支持部１１を含み得る。図６～図９の各々は、更に別の例示的実施形態に係る基板支持部及びリフト機構を示す図である。図６～図９の各々の実施形態では、プラズマ処理装置１のエッジリングを搬送ロボットＴＲにより搬送して、ストッカモジュールＲＳＭ内の対応のエッジリングと交換すること可能である。
　図６の実施形態において、基板支持部１１は、その中を鉛直方向に沿って貫通する複数の貫通孔を提供している。基板支持部１１の複数の貫通孔は、基板支持部１１の中心軸線の周りで周方向に沿って、配列されている。基板支持部１１の複数の貫通孔は、等間隔に配列されていてもよい。また、エッジリングＬＲには、基板支持部１１の複数の貫通孔とそれぞれ整列する複数の貫通孔が形成されている。
　図６の実施形態では、リフト機構６０によって、エッジリングＵＲを基板支持部１１から上方に持ち上げることが可能である。リフト機構６０は、複数のリフトピン６１とアクチュエータ６２を含む。複数のリフトピン６１はそれぞれ、基板支持部１１の複数の貫通孔に挿入されている。アクチュエータ６２は、複数のリフトピン６１に連結されており、複数のリフトピン６１を上下に移動させるように構成されている。
　複数のリフトピン６１の上端がエッジリングＵＲに当接した状態で、複数のリフトピン６１がアクチュエータ６２によって上方に移動されると、エッジリングＵＲが基板支持部１１から上方に持ち上げられる。この状態で、搬送ロボットＴＲは、ピックＴＰをエッジリングＵＲの下方に移動させる。そして、複数のリフトピン６１が下方に移動することにより、エッジリングＵＲがピックＴＰに受け渡される。しかる後に、エッジリングＵＲは、搬送ロボットＴＲによってストッカモジュールＲＳＭに搬送される。
　そして、交換品のエッジリングＵＲが、ストッカモジュールＲＳＭから搬送ロボットＴＲによってチャンバ１０内に搬送される。そして、複数のリフトピン６１がアクチュエータ６２によって上方に移動されることにより、エッジリングＵＲが複数のリフトピン６１に受け渡される。そして、ピックＴＰがチャンバ１０の外部に移動して、複数のリフトピン６１が下方に移動する。これにより、交換品のエッジリングＵＲが、基板支持部１１上に配置される。
　図７の実施形態において、基板支持部１１は、その中を鉛直方向に沿って貫通する複数の貫通孔を提供している。基板支持部１１の複数の貫通孔は、基板支持部１１の中心軸線の周りで周方向に沿って配列されている。基板支持部１１の複数の貫通孔は、周方向に沿って等間隔に配列されていてもよい。エッジリングＬＲには、基板支持部１１の複数の貫通孔とそれぞれ整列する複数の貫通孔は形成されていない。
　図７の実施形態では、リフト機構７０によって、エッジリングＵＲ及びエッジリングＬＲを含むリングセットを基板支持部１１から上方に持ち上げることが可能である。リフト機構７０は、複数のリフトピン７１とアクチュエータ７２を含む。複数のリフトピン７１はそれぞれ、基板支持部１１の複数の貫通孔に挿入されている。アクチュエータ７２は、複数のリフトピン７１に連結されており、複数のリフトピン７１を上下に移動させるように構成されている。
　複数のリフトピン７１の上端がエッジリングＬＲに当接した状態で、複数のリフトピン７１がアクチュエータ７２によって上方に移動されると、リングセットが基板支持部１１から上方に持ち上げられる。この状態で、搬送ロボットＴＲは、ピックＴＰをリングセットの下方に移動させる。そして、複数のリフトピン７１が下方に移動することにより、リングセットがピックＴＰに受け渡される。しかる後に、リングセットは、搬送ロボットＴＲによってストッカモジュールＲＳＭに搬送される。
　そして、交換品のリングセットが、ストッカモジュールＲＳＭから搬送ロボットＴＲによってチャンバ１０内に搬送される。そして、複数のリフトピン７１がアクチュエータ７２によって上方に移動されることにより、リングセットが複数のリフトピン７１に受け渡される。そして、ピックＴＰがチャンバ１０の外部に移動して、複数のリフトピン７１が下方に移動する。これにより、交換品のリングセットが、基板支持部１１上に配置される。
　図８の実施形態において、導電リング５１は、その上端内縁部によってエッジリングＵＲを支持するよう、エッジリングＬＲ上の領域まで延びている。図８の実施形態では、エッジリングＵＲを囲むようにアウターリングＯＲが導電リング５１上に配置されている。アウターリングＯＲは、石英等の絶縁性材料から形成され得る。図８の実施形態においても、図６の実施形態と同様に、基板支持部１１は、その中を貫通する複数の貫通孔を提供している。基板支持部１１の複数の貫通孔は、基板支持部１１の中心軸線の周りで周方向に沿って配列されている。基板支持部１１の複数の貫通孔は、周方向に沿って等間隔に配列されていてもよい。また、エッジリングＬＲには、基板支持部１１の複数の貫通孔とそれぞれ整列する複数の貫通孔が形成されている。
　図８の実施形態におけるエッジリングＵＲの交換のためのリフト機構６０及び搬送ロボットＴＲの動作は、図６の実施形態におけるエッジリングＵＲの交換のためのリフト機構６０及び搬送ロボットＴＲの動作と同様である。
　図９の実施形態において、エッジリングＬＲは、エッジリングＵＲの外径よりも小さい外径を有する。エッジリングＵＲは、エッジリングＬＲ上でその外縁部がエッジリングＬＲに対して径方向外側に突き出すように配置されている。導電リング５１は、その上端内縁部によってエッジリングＵＲの外縁部を支持している。図９の実施形態では、エッジリングＵＲを囲むようにアウターリングＯＲが導電リング５１上に配置されている。アウターリングＯＲは、石英等のような絶縁性材料から形成されていてもよい。また、図９の実施形態では、エッジリングＬＲを囲むように別のアウターリングＢＯＲが、導電リング５１の上端部の下に配置されている。アウターリングＢＯＲは、石英等のような絶縁性材料から形成されていてもよい。
　図９の実施形態においても、基板支持部１１は、図７の実施形態と同様に、その中を貫通する複数の貫通孔を提供している。基板支持部１１の複数の貫通孔は、基板支持部１１の中心軸線の周りで周方向に沿って配列されている。基板支持部１１の複数の貫通孔は、周方向に沿って等間隔に配置されていてもよい。エッジリングＬＲには、基板支持部１１の複数の貫通孔とそれぞれ整列する複数の貫通孔は形成されていない。
　図９の実施形態におけるエッジリングの交換のためのリフト機構７０及び搬送ロボットＴＲの動作は、図７の実施形態におけるエッジリングの交換のためのリフト機構７０及び搬送ロボットＴＲの動作と同様である。
　なお、更に別の例示的実施形態においては、プラズマ処理装置１は、エッジリングＵＲだけの交換と上述のリングセットの交換を選択的に行うように構成されていてもよい。例えば、プラズマ処理装置１は、リフト機構６０及びリフト機構７０の双方を有していてもよい。この場合には、複数のリフトピン６１及び複数のリフトピン７１は、周方向に沿って交互に配置される。複数のリフトピン７１それぞれの上方では、エッジリングＬＲに貫通孔は形成されていない。この場合には、リフト機構６０を用いて図６に示すエッジリングＵＲだけを交換することと、リフト機構７０を用いて図６に示すエッジリングＵＲ及びエッジリングＬＲを含むリングセットを交換することを選択的に行うことが可能である。或いは、リフト機構６０を用いて図９に示すエッジリングＵＲだけを交換することと、リフト機構７０を用いて図９に示すエッジリングＵＲ及びエッジリングＬＲを含むリングセットを交換することを選択的に行うことが可能である。
　以下に、プラズマ処理装置１の別の一例としての容量結合型のプラズマ処理装置の構成例について説明する。図１０は、容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。なお、図１０に示すプラズマ処理装置１は、上述の種々の例示的実施形態のうち何れかに係るプラズマ処理装置の基板支持部１１及びリフト機構５０を含む。図１０に示すプラズマ処理装置１は、上述のリフト機構６０及び／又はリフト機構７０を含んでいてもよい。また、図１０に示すプラズマ処理装置１は、基板処理システムＰＳにおけるプロセスモジュールとして採用され得る。以下、図１０に示す容量結合型のプラズマ処理装置１について、図２に示す誘導結合型のプラズマ処理装置１に対する相違点の観点から説明する。
　図１０に示すプラズマ処理装置１において、ガス導入部は、シャワーヘッド１３Ａを含む。シャワーヘッド１３Ａは、基板支持部１１の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド１３Ａ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１３Ａ、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は接地される。シャワーヘッド１３Ａ及び基板支持部１１は、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。
　シャワーヘッド１３Ａ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１３Ａは、少なくとも１つのガス供給口１３Ａａ、少なくとも１つのガス拡散室１３Ａｂ、及び複数のガス導入口１３Ａｃを有する。ガス供給口１３Ａａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３Ａｂを通過して複数のガス導入口１３Ａｃ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１３Ａ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１３Ａ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。
　図１０に示すプラズマ処理装置１において、基台１１１０（又はその導電性部材）、即ち下部電極には、高周波電源及び／又は少なくとも一つのバイアス電源が電気的に結合されている。高周波電源は、第１のＲＦ生成部３１ａであり、プラズマ生成部１２を構成する。少なくとも一つのバイアス電源は、第２のＲＦ生成部３１ｂ及び／又はバイアスＤＣ生成部３２ａ（即ち、第１のＤＣ生成部）を含む。少なくとも一つのバイアス電源は、基板支持部１１上の基板Ｗにプラズマからイオンを引き込むために電気バイアスを発生するように構成されている。電気バイアスは、上述のバイアスＲＦ信号及び／又は電圧パルスのシーケンスを含む。
　図１０に示すプラズマ処理装置１において、ＤＣ電源３２は、バイアスＤＣ生成部３２ａ、即ち第１のＤＣ生成部３２ａに加えて、第２のＤＣ生成部３２ｂを更に含んでいてもよい。一実施形態において、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ＤＣ信号は、少なくとも１つの下部電極に印加される。一実施形態において、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。
　種々の実施形態において、第１のＤＣ信号に加えて、第２のＤＣ信号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。一実施形態において、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。
　以下、図１１を参照する。図１１は、更に別の例示的実施形態に係る基板支持部及びリフト機構を示す図である。図１１に示す基板支持部１１及びリフト機構５０は、上述の誘導結合型のプラズマ処理装置１又は容量結合型のプラズマ処理装置１において採用され得る。以下、図１１に示す基板支持部１１及びリフト機構５０について、図３に示す基板支持部１１及びリフト機構５０に対する相違点の観点から説明する。
　図１１に示すリフト機構５０は、図３に示すリフト機構５０と同様に、導電リング５１上のエッジリングＵＲを導電リング５１によって支持した状態で、導電リング５１をエッジリングＵＲに電気的に結合させること（例えば、導通させること）ができる。即ち、図１１に示すリフト機構５０においても、エッジリングＵＲと基台１１１０とが互いに電気的に結合された第１の状態（例えば、エッジリングＵＲと基台１１１０との間の導通状態）を形成することができる。また、図１１に示すリフト機構５０は、アクチュエータ５３によってロッド５２を介して導電リング５１を下方に降下させて、導電リング５１をエッジリングＵＲから引き離すことが可能である。即ち、図１１に示すリフト機構５０では、導電リング５１をエッジリングＵＲから分離することにより、エッジリングＵＲと基台１１１０とが互いから電気的に分離された第２の状態（例えば、エッジリングＵＲと基台１１１０との間の非導通状態）を形成することができる。したがって、図１１に示すリフト機構５０は、第１の状態と第２の状態を切り替え可能に構成された切替器を構成する。
　以下、図１２を参照する。図１２は、更に別の例示的実施形態に係る基板支持部及びリフト機構を示す図である。図１２に示す基板支持部１１及びリフト機構５０は、上述の誘導結合型のプラズマ処理装置１又は容量結合型のプラズマ処理装置１において採用され得る。以下、図１２に示す基板支持部１１及びリフト機構５０について、図４に示す基板支持部１１及びリフト機構５０に対する相違点の観点から説明する。
　図１２に示すリフト機構５０を含むプラズマ処理装置１は、切替器５６を更に含む。切替器５６は、リフト機構５０の一部であり得る。切替器５６は、スイッチング素子を含み、接続部材５４と導電リング５１との間又は接続部材５４と基台１１１０との間で接続されている。切替器５６のスイッチング素子がＯＮ状態（閉状態）であるときには、エッジリングＵＲと基台１１１０とが互いに電気的に結合された第１の状態（例えば、エッジリングＵＲと基台１１１０との間の導通状態）が形成される。切替器５６のスイッチング素子がＯＦＦ状態（開状態）であるときには、エッジリングＵＲと基台１１１０とが互いから電気的に分離された第２の状態（例えば、エッジリングＵＲと基台１１１０との間の非導通状態）が形成される。
　以下、図１３を参照する。図１３は、更に別の例示的実施形態に係る基板支持部及びリフト機構を示す図である。図１３に示す基板支持部１１及びリフト機構５０は、上述の誘導結合型のプラズマ処理装置１又は容量結合型のプラズマ処理装置１において採用され得る。以下、図１３に示す基板支持部１１及びリフト機構５０について、図６に示す基板支持部１１及びリフト機構５０に対する相違点の観点から説明する。
　図１３に示すリフト機構５０を含むプラズマ処理装置１は、上述の第１の状態と第２の状態を切り替え可能に構成された切替器として、リフト機構６０を含む。リフト機構６０において、全てのリフトピン６１は、絶縁性材料から形成されている。エッジリングＵＲが導電リング５１上で支持されて導電リング５１に電気的に接続するようにリフト機構６０が全てのリフトピン６１を位置させているときには、第１の状態（例えば、エッジリングＵＲと基台１１１０との間の導通状態）が形成される。リフト機構６０がエッジリングＵＲを導電リング５１から上方に持ち上げて導電リング５１から引き離しているときには、第２の状態（例えば、エッジリングＵＲと基台１１１０との間の非導通状態）が形成される。
　図１１～図１３を参照して説明した切替器によれば、上述の第１の状態と第２の状態を必要に応じて切り替えることが可能である。切替器は、制御部２によって制御され得る。以下、図１４～図１８を参照して、図１１～図１３に示した切替器を含むプラズマ処理装置１において行われるプラズマ処理方法について説明する。
　図１４及び図１５の（ａ）を参照する。図１４は、一つの例示的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１５の（ａ）は、種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置と共に用いられる撮像装置の例を示す図である。図１４に示すプラズマ処理方法（以下、「方法ＭＴ」という）では、図１５の（ａ）に示す撮像装置８０が用いられ得る。撮像装置８０は、アライナＡＮの中に配置され得る。撮像装置８０は、基板Ｗの画像を取得可能であれば、任意の場所に配置されていてもよい。
　方法ＭＴは、基板Ｗが基板支持部１１上に載置された状態で行われる。方法ＭＴは、工程ＳＴａで開始する。工程ＳＴａでは、制御部２によってレシピが読み込まれる。
　続く工程ＳＴＪにおいて、エッジリングＵＲと基台１１１０との間の電気的結合（例えば、導通）が必要か否かが制御部２によって判定される。工程ＳＴＪにおいて、制御部２は、エッジリングＵＲ上でのプラズマの密度を上昇させるべきと判定した場合に、エッジリングＵＲと基台１１１０との間の電気的結合が必要であると判定してもよい。一方、工程ＳＴＪにおいて、制御部２は、エッジリングＵＲ上でのプラズマの密度を上昇させるべきではないと判定した場合に、エッジリングＵＲと基台１１１０との間の電気的結合が必要ではないと判定してもよい。
　制御部２は、エッジリングＵＲ上でのプラズマの密度を上昇させるべきと判定した場合には、工程ＳＴｂにおいて、第１の状態（例えば、エッジリングＵＲと基台１１１０との間の導通状態）を形成するよう、切替器を制御する。一方、制御部２は、エッジリングＵＲ上でのプラズマの密度を上昇させるべきではないと判定した場合には、工程ＳＴｃにおいて、第２の状態（例えば、エッジリングＵＲと基台１１１０との間の非導通状態）を形成するよう、切替器を制御する。
　次いで、工程ＳＴｄが行われる。工程ＳＴｄでは、上述のレシピに従ったプラズマ処理を行うように、制御部２によってプラズマ処理装置１の各部が制御される。工程ＳＴｄが行われているときに、エッジリングＵＲと基台１１１０とが互いに電気的に結合している場合（例えば、それらが互いに導通している場合）には、基台１１１０から導電リング５１を介してエッジリングＵＲに供給されるソースＲＦ信号及び／又は電気バイアスにより、エッジリングＵＲ上でのプラズマ密度が上昇する。
　制御部２は、工程ＳＴＪでの判定のために、基板支持部１１上に載置されている基板Ｗよりも先にプラズマ処理装置１において同じレシピを用いて処理された基板Ｗの上面の画像を撮像装置８０から取得してもよい。制御部２は、この画像に応じて、エッジリングＵＲ上でのプラズマの密度を上昇させるべきか否かを判定してもよい。一実施形態において、工程ＳＴｄでは、レシピに基づくプラズマ処理により、基板Ｗに複数のホールが形成されてもよい。この場合には、制御部２は、撮像装置８０から取得した画像から基板Ｗのエッジ領域且つ基板Ｗの上面におけるホールの真円度が閾値以下であると工程ＳＴＪにおいて判定した場合には、工程ＳＴｂを行う。一方、制御部２は、撮像装置８０から取得した画像から当該真円度が閾値よりも大きいと工程ＳＴＪにおいて判定した場合には、工程ＳＴｃを行う。なお、真円度は、基板Ｗのエッジ領域且つ基板Ｗの上面におけるホールについての最大幅に対する最小幅の比であってもよい。
　以下、図１４と共に図１５の（ｂ）を参照する。図１５の（ｂ）は種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置と共に用いられる測定器の例を示す図である。方法ＭＴでは、図１５の（ｂ）に示す測定器８２が用いられてもよい。測定器８２は、ピックＴＰに取り付けられている。測定器８２は、エッジリングＵＲ上の堆積物の厚さを測定するように構成されている。測定器８２は、エッジリングＵＲの画像を取得する画像センサを含んでいてもよく、或いは、エッジリングＵＲ上の堆積物の厚さを測定するように構成された他の光学センサを含んでいてもよい。
　制御部２は、測定器８２によって測定されたエッジリングＵＲ上の堆積物の厚さに応じて、エッジリングＵＲ上でのプラズマの密度を上昇させるべきか否かを判定してもよい。一実施形態において、工程ＳＴｄでは、レシピに基づくプラズマ処理により、チャンバ１０内のクリーニングが行われる。この場合には、制御部２は、測定器８２によって測定されたエッジリングＵＲ上の堆積物の厚さが閾値以上であると工程ＳＴＪにおいて判定した場合には、工程ＳＴｂを行う。一方、制御部２は、測定器８２によって測定されたエッジリングＵＲ上の堆積物の厚さが閾値よりも小さいと工程ＳＴＪにおいて判定した場合には、工程ＳＴｃを行う。工程ＳＴｂの後に工程ＳＴｄが行われる場合には、エッジリングＵＲ上でのプラズマの密度が高くなり、エッジリングＵＲ上の堆積物の除去が促進される。なお、工程ＳＴｄのクリーニングにおいては、Ｏ２ガスのような酸素含有ガス又は他のガスを含むクリーニングガスが用いられて、当該クリーニングガスから生成されたプラズマによりクリーニングが行われ得る。また、工程ＳＴｄのクリーニングの際には、基板支持部１１の中央領域１１１ａ上に物体が載置されていなくてもよく、中央領域１１１ａ上にダミーウエハが載置されていてもよい。
　以下、図１６を参照する。図１６は、別の例示的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１６に示すプラズマ処理方法（以下、「方法ＭＴＡ」という）は、方法ＭＴの工程ＳＴａと同様の工程ＳＴａで開始する。方法ＭＴＡは、基板Ｗが基板支持部１１上に載置された状態で行われる。
　続く工程ＳＴＡｄでは、制御部２は、レシピ内で指定された最初の工程を選択する。レシピは複数の工程を含んでおり、レシピ内では各工程についてのエッジリングＵＲと基台１１１０との間の電気的結合（例えば、導通）に関する設定情報が指定されている。設定情報は、上述の第１の状態（例えば、導通状態）又は第２の状態（例えば、非導通状態）を指定する情報である。
　続く工程ＳＴＡＪにおいて、制御部２は、選択された工程に対してレシピ内で指定されている設定情報からエッジリングＵＲと基台１１１０との間の電気的結合が必要であるか否かを判定する。制御部２は、工程ＳＴＡＪにおいてエッジリングＵＲと基台１１１０との間の電気的結合が必要であると判定した場合には、方法ＭＴと同様に工程ＳＴｂを行う。一方、制御部２は、工程ＳＴＡＪにおいてエッジリングＵＲと基台１１１０との間の電気的結合が必要ではないと判定した場合には、方法ＭＴと同様に工程ＳＴｃを行う。そして、制御部２は、工程ＳＴＡｅにおいて選択された工程の処理を行うよう、プラズマ処理装置１の各部を制御する。
　続く工程ＳＴＡＪｂにおいて、制御部２は、レシピに含まれている全工程が終了したか否かを判定する。制御部２は、全工程が終了していないと判定した場合には、工程ＳＴＡｆにおいてレシピに含まれる次の工程を選択し、工程ＳＴＡＪからの処理を継続する。一方、制御部２は、工程ＳＴＡＪｂにおいて全工程が終了していると判定した場合には、方法ＭＴＡを終了する。
　以下、図１７及び図１８を参照する。図１７は、更に別の例示的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１８は、種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置と共に用いられる測定器の例を示す図である。図１７に示すプラズマ処理方法（以下、「方法ＭＴＢ」という）では、図１８に示す測定器２００が用いられ得る。
　測定器２００は、集光レンズ２０２、光ファイバ２０４、光源２０６、光検出器２０８、及び演算部２１０を含む。集光レンズ２０２は、チャンバ１０の天部１０Ｕの上方に設けられており、天部１０Ｕの光学窓を介して基板支持部１１上の基板Ｗに光学的に結合される。なお、天部１０Ｕは、誘電体窓１０１又はシャワーヘッド１３Ａである。
　集光レンズ２０２は、光ファイバ２０４を介して光源２０６及び光検出器２０８（ポリクロメータ）に光学的に接続されている。光源２０６は、光Ｌｓを出射する。光源２０６から出射された光Ｌｓは、光ファイバ２０４及び集光レンズ２０２を介して、基板Ｗに照射される。光Ｌｓは、互いに高さ位置が異なる基板Ｗ内の複数の箇所で反射されて、干渉光Ｌｉを生じさせる。干渉光Ｌｉは、集光レンズ２０２及び光ファイバ２０４を介して光検出器２０８に入力される。光検出器２０８は、干渉光Ｌｉの光強度を検出するように構成されている。演算部２１０は、光検出器２０８によって検出された干渉光Ｌｉの光強度の変化に基づいて、基板Ｗのエッチング深さを測定するように構成されている。干渉光Ｌｉの光強度は、基板Ｗのエッチング深さに応じて周期的に変化する。したがって、演算部２１０は、干渉光Ｌｉの光強度の変化から基板Ｗのエッチング深さを特定することができる。
　図１７に示すように、方法ＭＴＢは、方法ＭＴの工程ＳＴａと同様の工程ＳＴａで開始する。方法ＭＴＢは、基板Ｗが基板支持部１１上に載置された状態で行われる。続く工程ＳＢｄにおいて、制御部２は、レシピに従ったプラズマ処理、具体的には基板Ｗに対するプラズマエッチングを開始する。制御部２は、プラズマエッチングにおいて、プラズマ処理装置１の各部をレシピに従って制御する。なお、工程ＳＴＢｄにおけるプラズマエッチングの開始時には、第２の状態（例えば、エッジリングＵＲと基台１１１０との間の非導通状態）が形成されている。
　工程ＳＴＢＪ～工程ＳＴＢＪｂは、工程ＳＴＢｄにおいて開始されたプラズマエッチングが行われている期間において行われる。工程ＳＴＢＪにおいて、制御部２は、エッジリングＵＲと基台１１１０との間の電気的結合（例えば、導通）が必要であるか否かを判定する。具体的に、制御部２は、測定器２００によって測定されたエッチング深さが閾値に到達しているか否かを判定する。制御部２は、エッチング深さが閾値に到達していると判定した場合には、工程ＳＴｂを行う。一方、制御部２は、エッチング深さが閾値に到達していないと判定した場合には、工程ＳＴｃを行って、第２の状態（例えば、非導通状態）を維持する。
　続く工程ＳＴＢＪｂでは、工程ＳＴｄで開始された処理、即ちプラズマエッチングを終了するか否かが判定される。プラズマエッチングを終了しない場合には、工程ＳＴＢＪからの処理が繰り返される。一方、プラズマエッチングを終了する場合には、制御部２は方法ＭＴＢを終了する。
　以下、図１９を参照する。図１９は、更に別の例示的実施形態に係るエッジリング及び導電リングを示す図である。上述したように、種々の例示的実施形態において導電リング５１は、エッジリングＵＲに接してエッジリングＵＲと導通することにより、第１の状態としてエッジリングＵＲと基台１１１０との間の導通状態を形成してもよい。或いは、図１９に示すように、導電リング５１は、エッジリングＵＲに部材５１ｃを介して導通することにより、第１の状態としてエッジリングＵＲと基台１１１０との間の導通状態を形成してもよい。部材５１ｃは、金属のような導電性材料から形成されている。部材５１ｃは、第１の状態が形成される場合には、エッジリングＵＲと導電リング５１との間で挟持される。部材５１ｃは、弾性を有していてもよい。部材５１ｃは、斜め巻きコイルスプリングであってもよい。
　以下、図２０を参照する。図２０は、更に別の例示的実施形態に係るエッジリング及び導電リングを示す図である。導電リング５１は、エッジリングＵＲに容量結合することにより、第１の状態を形成してもよい。図２０に示すように、導電リング５１は、その上面に誘電体領域５１ｆを含んでいてもよい。この場合には、導電リング５１は、誘電体領域５１ｆ上に載置されるエッジリングＵＲを支持した状態で、エッジリングＵＲと容量結合する。誘電体領域５１ｆは、誘電体材料から形成された膜であってもよい。誘電体領域５１ｆは、導電リング５１の表面を覆っていてもよい。誘電体領域５１ｆは、酸化イットリウム等の材料の溶射により形成されていてもよい。
　以下、図２１を参照する。図２１は、更に別の例示的実施形態に係る基板支持部及びリフト機構を示す図である。上述の種々の例示的実施形態において、エッジリングＵＲ及びエッジリングＬＲは、図２１に示す構造を有していてもよい。図２１に示すように、エッジリングＬＲは、内周部ＬＲｉ、中間部ＬＲｍ、及び外周部ＬＲｏを含んでいる。内周部ＬＲｉは、リング状をなしており、リング支持面上で、側壁面１１１ｓに沿って配置されている。基板Ｗのエッジ領域は、内周部ＬＲｉの上方に位置する。外周部ＬＲｏは、リング状をなしており、内周部ＬＲｉに対して径方向外側で延在している。エッジリングＵＲは、外周部ＬＲｏ上に配置される。中間部ＬＲｍは、リング状をなしており、内周部ＬＲｉと外周部ＬＲｏとの間で延在する。中間部ＬＲｍは、基板支持面上の基板ＷのエッジとエッジリングＵＲの内周面との間に介在する。中間部ＬＲｍの上面の高さ方向の位置は、内周部ＬＲｉの上面の高さ方向の位置及び外周部ＬＲｏの上面の高さ方向の位置よりも高い。中間部ＬＲｍは、内周部ＬＲｉの厚さ及び外周部ＬＲｏの厚さよりも大きい厚さを有していてもよい。
　エッジリングＵＲがエッジリングＬＲに接してエッジリングＬＲ上に配置されている場合には、エッジリングＵＲはエッジリングＬＲ及び静電チャック１１１１を介して基台１１１０との熱交換を行う。一方、エッジリングＵＲがエッジリングＬＲに対して上方に持ち上げられている場合には、エッジリングＵＲの温度が上昇し得る。中間部ＬＲｍによれば、図２１に示すように、エッジリングＵＲの内周面が基板Ｗのエッジから径方向において距離Ｄだけ離される。したがって、エッジリングＵＲの温度上昇が生じても、基板Ｗのエッジ領域の温度が上昇することが抑制される。また、図２１に示す、エッジリングＵＲが用いられる場合にも、基板Ｗ上のプラズマシースの上端位置とエッジリングＵＲ上のプラズマシースの上端位置との間の差を低減させることができる。その結果、基板Ｗのエッジ領域に垂直にイオンを供給して、基板Ｗのエッジ領域にホールのような凹部を垂直に形成することができる。なお、距離Ｄは、１０ｍｍ以下であってもよく、６ｍｍ以下であってもよく、略６ｍｍであってもよい。
　以下、図３及び図２１それぞれの実施形態の評価のために行った実験の結果について説明する。実験では、図１０に示すプラズマ処理装置１を用いてサンプル基板のシリコン含有膜のプラズマエッチングを行って、シリコン含有膜に形成されるホールの角度を求めた。ホールの角度は、ホールがサンプル基板の厚さ方向、即ち垂直方向に延びている場合には、９０°であり、ホールがサンプル基板の外側に傾倒している場合には、９０°より小さく、ホールがサンプル基板の中心方向に傾倒している場合には、９０°より大きい。
　図２２は実験の結果を示すグラフである。図２２において、横軸は、導電リング５１の駆動量を示している。エッジリングＵＲがエッジリングＬＲに接してエッジリングＬＲ上に配置されている状態では、駆動量は０である。エッジリングＵＲがエッジリングＬＲから上方に持ち上げられてエッジリングＵＲとエッジリングＬＲとの間の鉛直方向に沿った距離が大きいほど、駆動量は大きい。図２２において縦軸は、ホールの角度を示している。図２２において矩形のプロットは、図３に示す構成を有するプラズマ処理装置１において消耗していないエッジリングＵＲを用い、且つ、駆動量が０である場合に得られたホールの角度である。図２２において円形のプロットは、図３に示す構成を有するプラズマ処理装置１において消耗していないエッジリングＵＲに対して１ｍｍ小さい厚さを有するエッジリングＵＲを用いた場合に得られたホールの角度である。図２２において三角形のプロットは、図２１に示す構成を有するプラズマ処理装置１において消耗していないエッジリングＵＲに対して１ｍｍ小さい厚さを有し且つ６ｍｍの距離Ｄを有するエッジリングＵＲを用いた場合に得られたホールの角度である。図２２に示すように、図２１の構成を用いた場合にも、図３に示した構成を用いた場合と同様に、駆動量に応じてホールの角度を調整することが可能であることが確認された。また、図２１の構成によれば、図３の構成を用いた場合に比して、駆動量の増加に対するホールの角度の増加量が小さくなっていた。このことから、図２１の構成によれば、ホールの角度の高い制御分解能が得られることが確認された。
　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、様々な追加、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、上述の容器ＦＵａ～ＦＵｄのうち何れかが、ストッカモジュールＲＳＭとして用いられてもよい。
　ここで、本開示に含まれる種々の例示的実施形態を、以下の［Ｅ１］～［Ｅ１９］に記載する。
［Ｅ１］
　チャンバと、
　前記チャンバ内に配置された基板支持部と、
　導電性を有し、前記基板支持部上の基板を囲むように配置されるエッジリングと、
　前記エッジリングを上下に移動させるように構成されたリフト機構と、
　高周波電源を含み、前記チャンバ内でプラズマを生成するように構成されたプラズマ生成部と、
　前記基板支持部上の前記基板に前記プラズマからイオンを引き込むために電気バイアスを発生するように構成されたバイアス電源と、
を備え、
　前記基板支持部は、
　　前記バイアス電源及び／又は前記高周波電源と電気的に結合された基台と、
　　該基台上の静電チャックと、
　を含み、
　前記リフト機構は、
　　その上に載置される前記エッジリングを支持した状態で該エッジリングに電気的に結合する導電リングと、
　　前記導電リングの下方で鉛直方向に延びるロッドと、
　　前記ロッド及び前記導電リングを介して前記エッジリングを上下に移動させるように構成されたアクチュエータと、
　　前記導電リングと前記基台との間の電気的接続を提供する接続部材であり、前記導電リングの移動に応じて該電気的接続を維持するように構成された、該接続部材と、
　を含む、
プラズマ処理装置。
［Ｅ２］
　前記接続部材は、前記導電リングの移動に応じて変形可能である、Ｅ１に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ３］
　前記接続部材は、ベローズ、コンタクトバンド、又はその長手方向において弾性変形可能であるように複数のスリットがその側壁面に形成された筒状の部材を含む、Ｅ２に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ４］
　前記ロッドは、絶縁性を有する、Ｅ１～Ｅ３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ５］
　前記導電リングの表面において露出されている領域は、前記プラズマに対して耐性を有する膜によって覆われている、Ｅ１～Ｅ４の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ６］
　前記エッジリングは、上部エッジリングであり、
　該プラズマ処理装置は、その上に前記上部エッジリングが配置される下部エッジリングを更に備え、
　前記静電チャックは、
　　基板支持面を有する第１部分と、
　　前記基板支持面よりも低い位置で延在するリング支持面を有し、前記第１部分の外側で延在する第２部分と、
　を含み、
　前記第１部分は、前記基板支持面と前記リング支持面との間で延びる側壁面を含み、
　前記下部エッジリングは、前記側壁面に沿って、且つ、前記リング支持面上に配置される、
Ｅ１～Ｅ５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ７］
　前記下部エッジリングは、
　　前記側壁面に沿って配置される内周部と、
　　前記内周部に対して径方向外側で延在し、その上に前記上部エッジリングが配置される外周部と、
　　前記内周部と前記外周部との間で延在し、前記基板支持面上の基板のエッジと前記上部エッジリングの内周面との間に介在する中間部と、
　を含む、
Ｅ６に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ８］
　前記下部エッジリングは導電性を有する、Ｅ６又はＥ７に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ９］
　前記下部エッジリングは絶縁性を有する、Ｅ６又はＥ７に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ１０］
　前記上部エッジリング又は前記上部エッジリングと前記下部エッジリングを含むリングセットを前記静電チャックから持ち上げるように構成された別のリフト機構を更に備える、Ｅ６～Ｅ９の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ１１］
　前記エッジリングと前記基台とが互いに電気的に結合される第１の状態と前記エッジリングと前記基台とが互いから電気的に分離される第２の状態を切り替え可能に構成された切替器を更に備える、Ｅ１～Ｅ１０の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ１２］
　前記リフト機構は、前記切替器であり、前記エッジリングから前記導電リングを引き離すように前記導電リングを前記アクチュエータによって降下させることにより前記第２の状態を形成するように構成されている、Ｅ１１に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ１３］
　前記切替器は、前記接続部材と前記導電リングとの間又は前記接続部材と前記基台との間で接続されたスイッチング素子を含む、Ｅ１１に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ１４］
　前記切替器は、前記エッジリングを前記導電リングから持ち上げることにより前記第２の状態を形成するように構成された別のリフト機構を含む、Ｅ１１に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ１５］
　読み込んだレシピに従って前記第１の状態又は前記第２の状態を形成するよう前記切替器を制御するように構成された制御部を更に備える、Ｅ１１に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ１６］
　前記基板支持部上の基板のエッチング深さを測定するように構成された測定器と、
　前記測定器によって測定された前記エッチング深さが閾値に到達したときに前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう前記切替器を制御するように構成された制御部と、
を更に備えるＥ１１に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ１７］
　Ｅ１０に記載のプラズマ処理装置と、
　前記プラズマ処理装置に接続された搬送チャンバ及び搬送ロボットを含む搬送モジュールと、
　前記上部エッジリング又は前記上部エッジリングと前記リングセットをその中に収容可能に構成されたリングストッカと、
　制御部と、
　を備え、
　前記制御部は、前記別のリフト機構及び前記搬送ロボットを制御して、前記プラズマ処理装置の前記チャンバ内の前記上部エッジリング又は前記リングセットを、前記チャンバ内の前記上部エッジリング又は前記リングセットと、前記搬送チャンバを介して交換するように構成されている、
基板処理システム。
［Ｅ１８］
　Ｅ１１に記載のプラズマ処理装置と、
　前記プラズマ処理装置によってエッチングされた基板の画像を取得するように構成された撮像装置と、
　制御部と、
を備え、
　前記制御部は、先に処理された基板の前記画像から該基板のエッジ領域におけるホールの真円度が閾値以下である場合に、前記プラズマ処理装置において後に基板に対してエッチングを行う際に、前記第１の状態を形成するよう前記切替器を制御するように構成されている、
基板処理システム。
［Ｅ１９］
　Ｅ１１に記載のプラズマ処理装置と、
　前記エッジリングの堆積物の厚さを測定するように構成された測定器と、
　制御部と、
を備え、
　前記制御部は、前記チャンバ内でのクリーニング処理の際に、前記堆積物の厚さが閾値よりも小さい場合には前記第２の状態を形成し、前記堆積物の厚さが前記閾値以上である場合には前記第１の通状態を形成するよう前記切替器を制御するように構成されている、
基板処理システム。
　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。
　１…プラズマ処理装置、１０…チャンバ、１１…基板支持部、１２…プラズマ生成部、１１１０…基台、１１１１…静電チャック、５０…リフト機構、５１…導電リング、５２…ロッド、５３…アクチュエータ、５４…接続部材、ＰＳ…基板処理システム、ＴＭ…搬送モジュール、ＲＳＭ…ストッカモジュール、ＭＣ…制御部。

Claims (19)

  1. 　チャンバと、
    　前記チャンバ内に配置された基板支持部と、
    　導電性を有し、前記基板支持部上の基板を囲むように配置されるエッジリングと、
    　前記エッジリングを上下に移動させるように構成されたリフト機構と、
    　高周波電源を含み、前記チャンバ内でプラズマを生成するように構成されたプラズマ生成部と、
    　前記基板支持部上の前記基板に前記プラズマからイオンを引き込むために電気バイアスを発生するように構成されたバイアス電源と、
    を備え、
    　前記基板支持部は、
    　　前記バイアス電源及び／又は前記高周波電源と電気的に結合された基台と、
    　　該基台上の静電チャックと、
    　を含み、
    　前記リフト機構は、
    　　その上に載置される前記エッジリングを支持した状態で該エッジリングに電気的に結合する導電リングと、
    　　前記導電リングの下方で鉛直方向に延びるロッドと、
    　　前記ロッド及び前記導電リングを介して前記エッジリングを上下に移動させるように構成されたアクチュエータと、
    　　前記導電リングと前記基台との間の電気的接続を提供する接続部材であり、前記導電リングの移動に応じて該電気的接続を維持するように構成された、該接続部材と、
    　を含む、
    プラズマ処理装置。
  2. 　前記接続部材は、前記導電リングの移動に応じて変形可能である、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. 　前記接続部材は、ベローズ、コンタクトバンド、又はその長手方向において弾性変形可能であるように複数のスリットがその側壁面に形成された筒状の部材を含む、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  4. 　前記ロッドは、絶縁性を有する、請求項１～３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  5. 　前記導電リングの表面において露出されている領域は、前記プラズマに対して耐性を有する膜によって覆われている、請求項１～３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  6. 　前記エッジリングは、上部エッジリングであり、
    　該プラズマ処理装置は、その上に前記上部エッジリングが配置される下部エッジリングを更に備え、
    　前記静電チャックは、
    　　基板支持面を有する第１部分と、
    　　前記基板支持面よりも低い位置で延在するリング支持面を有し、前記第１部分の外側で延在する第２部分と、
    　を含み、
    　前記第１部分は、前記基板支持面と前記リング支持面との間で延びる側壁面を含み、
    　前記下部エッジリングは、前記側壁面に沿って、且つ、前記リング支持面上に配置される、
    請求項１～３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  7. 　前記下部エッジリングは、
    　　前記側壁面に沿って配置される内周部と、
    　　前記内周部に対して径方向外側で延在し、その上に前記上部エッジリングが配置される外周部と、
    　　前記内周部と前記外周部との間で延在し、前記基板支持面上の基板のエッジと前記上部エッジリングの内周面との間に介在する中間部と、
    　を含む、
    請求項６に記載のプラズマ処理装置。
  8. 　前記下部エッジリングは導電性を有する、請求項６に記載のプラズマ処理装置。
  9. 　前記下部エッジリングは絶縁性を有する、請求項６に記載のプラズマ処理装置。
  10. 　前記上部エッジリング又は前記上部エッジリングと前記下部エッジリングを含むリングセットを前記静電チャックから持ち上げるように構成された別のリフト機構を更に備える、請求項６に記載のプラズマ処理装置。
  11. 　前記エッジリングと前記基台とが互いに電気的に結合される第１の状態と前記エッジリングと前記基台とが互いから電気的に分離される第２の状態を切り替え可能に構成された切替器を更に備える、請求項１～３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  12. 　前記リフト機構は、前記切替器であり、前記エッジリングから前記導電リングを引き離すように前記導電リングを前記アクチュエータによって降下させることにより前記第２の状態を形成するように構成されている、請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
  13. 　前記切替器は、前記接続部材と前記導電リングとの間又は前記接続部材と前記基台との間で接続されたスイッチング素子を含む、請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
  14. 　前記切替器は、前記エッジリングを前記導電リングから持ち上げることにより前記第２の状態を形成するように構成された別のリフト機構を含む、請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
  15. 　読み込んだレシピに従って前記第１の状態又は前記第２の状態を形成するよう前記切替器を制御するように構成された制御部を更に備える、請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
  16. 　前記基板支持部上の基板のエッチング深さを測定するように構成された測定器と、
    　前記測定器によって測定された前記エッチング深さが閾値に到達したときに前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう前記切替器を制御するように構成された制御部と、
    を更に備える請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
  17. 　請求項１０に記載のプラズマ処理装置と、
    　前記プラズマ処理装置に接続された搬送チャンバ及び搬送ロボットを含む搬送モジュールと、
    　前記上部エッジリング又は前記上部エッジリングと前記リングセットをその中に収容可能に構成されたリングストッカと、
    　制御部と、
    を備え、
    　前記制御部は、前記別のリフト機構及び前記搬送ロボットを制御して、前記プラズマ処理装置の前記チャンバ内の前記上部エッジリング又は前記リングセットを、前記チャンバ内の前記上部エッジリング又は前記リングセットと、前記搬送チャンバを介して交換するように構成されている、
    基板処理システム。
  18. 　請求項１１に記載のプラズマ処理装置と、
    　前記プラズマ処理装置によってエッチングされた基板の画像を取得するように構成された撮像装置と、
    　制御部と、
    を備え、
    　前記制御部は、先に処理された基板の前記画像から該基板のエッジ領域におけるホールの真円度が閾値以下である場合に、前記プラズマ処理装置において後に基板に対してエッチングを行う際に、前記第１の状態を形成するよう前記切替器を制御するように構成されている、
    基板処理システム。
  19. 　請求項１１に記載のプラズマ処理装置と、
    　前記エッジリングの堆積物の厚さを測定するように構成された測定器と、
    　制御部と、
    を備え、
    　前記制御部は、前記チャンバ内でのクリーニング処理の際に、前記堆積物の厚さが閾値よりも小さい場合には前記第２の状態を形成し、前記堆積物の厚さが前記閾値以上である場合には前記第１の状態を形成するよう前記切替器を制御するように構成されている、
    基板処理システム。
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