WO2025115684A1 - 上部アセンブリ及び基板処理装置 - Google Patents

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WO2025115684A1
WO2025115684A1 PCT/JP2024/040854 JP2024040854W WO2025115684A1 WO 2025115684 A1 WO2025115684 A1 WO 2025115684A1 JP 2024040854 W JP2024040854 W JP 2024040854W WO 2025115684 A1 WO2025115684 A1 WO 2025115684A1
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top plate
upper assembly
temperature
base member
processing apparatus
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智史 齋藤
亮 孫
章祥 三ツ森
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Tokyo Electron Ltd
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Tokyo Electron Ltd
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    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
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    • H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
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    • H01J37/32853—Hygiene
    • H01J37/32862—In situ cleaning of vessels and/or internal parts
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P50/20—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H10P50/24—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of semiconductor materials
    • H10P50/242—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of semiconductor materials of Group IV materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching

Definitions

  • a capacitively coupled plasma processing apparatus is used for substrate processing as one type of substrate processing apparatus.
  • the capacitively coupled plasma processing apparatus includes an upper electrode.
  • the upper electrode includes a cooling plate and an electrode plate.
  • the cooling plate is disposed on the electrode plate.
  • the electrode plate is fixed to the cooling plate by screws that are screwed into screw holes in the electrode plate.
  • Patent Document 1 discloses a plasma processing apparatus that includes such an upper electrode.
  • the present disclosure provides a technology that suppresses the occurrence or expansion of a gap between a top plate and a base member in an upper assembly above a processing space in a chamber of a substrate processing apparatus.
  • 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 a capacitively coupled plasma processing device.
  • the capacitively 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 apparatus 1 also includes a substrate support unit 11 and a gas inlet unit.
  • the gas inlet unit is configured to introduce at least one processing gas into the plasma processing chamber 10.
  • the gas inlet unit includes a shower head 13.
  • the substrate support unit 11 is disposed in the plasma processing chamber 10.
  • the shower head 13 is disposed above the substrate support unit 11. In one embodiment, the shower head 13 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 13, the sidewall 10a of the plasma processing chamber 10, and the substrate support unit 11.
  • the plasma processing chamber 10 is grounded.
  • the shower head 13 and the substrate support unit 11 may be electrically insulated from the housing of the plasma processing chamber 10.
  • 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 lower 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 described later may be disposed in the ceramic member 1111a.
  • the at least one RF/DC electrode functions as a lower electrode.
  • the RF/DC electrode is also called a bias electrode.
  • the conductive member of the base 1110 and the at least one RF/DC electrode may function as multiple lower electrodes.
  • the electrostatic electrode 1111b may function as a lower electrode.
  • the substrate support 11 includes at least one lower 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 shower head 13 is configured to introduce at least one processing gas from the gas supply unit 20 into the plasma processing space 10s.
  • the shower head 13 has at least one gas supply port 13a, at least one gas diffusion chamber 13b, and multiple gas inlets 13c.
  • the processing gas supplied to the gas supply port 13a passes through the gas diffusion chamber 13b and is introduced into the plasma processing space 10s from the multiple gas inlets 13c.
  • the shower head 13 also includes at least one upper electrode.
  • the gas introduction unit may include, in addition to the shower head 13, one or more side gas injectors (SGI) attached to one or more openings formed in the sidewall 10a.
  • 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 respective gas source 21 through a respective flow controller 22 to the showerhead 13.
  • 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 lower electrode and/or at least one upper electrode. 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 lower electrode, a bias potential is generated on the substrate W, and ion components in the formed plasma can be attracted to the substrate W.
  • the RF power supply 31 includes a first RF generating unit 31a and a second RF generating unit 31b.
  • the first RF generating unit 31a is coupled to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode via at least one impedance matching circuit and configured to generate a source RF signal (source RF power) for plasma generation.
  • the source RF signal has a frequency in the range of 10 MHz to 150 MHz.
  • the first RF generating unit 31a may be configured to generate multiple source RF signals having different frequencies. The generated one or more source RF signals are supplied to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode.
  • the second RF generator 31b is coupled to at least one lower 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 generator 31b may be configured to generate multiple bias RF signals having different frequencies.
  • the generated one or more bias RF signals are provided to at least one lower electrode. Also, in various embodiments, 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 first DC generator 32a and a second DC generator 32b.
  • the first DC generator 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 the at least one lower electrode.
  • the second DC generator 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 the at least one upper electrode.
  • the first and second DC signals 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 second DC generator 32b 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 also 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.
  • the top plate 51 is disposed on the processing space 10s.
  • the top plate 51 defines the processing space 10s from above.
  • the top plate 51 may have a substantially disk-like shape.
  • the base member 52 is disposed on the top plate 51.
  • the base member 52 may have a substantially disk-like shape.
  • the base member 52 may include a refrigerant flow path 52f extending therein.
  • the chiller unit 70 is connected to the refrigerant flow path 52f.
  • the refrigerant flow path 52f receives the refrigerant supplied from the chiller unit 70.
  • the refrigerant flows through the refrigerant flow path 52f and is returned to the chiller unit 70.
  • the temperature of the base member 52 is adjusted by the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 52f.
  • the temperature of the top plate 51 is adjusted by heat transfer between the top plate 51 and the base member 52.
  • the upper assembly 50 may further include a heat transfer sheet 53.
  • the heat transfer sheet 53 is disposed between the upper surface of the top plate 51 and the lower surface of the base member 52, and is sandwiched between the top plate 51 and the base member 52. If the upper assembly 50 does not include the heat transfer sheet 53, the upper surface of the top plate 51 and the base member 52 may be in contact with each other.
  • the top plate 51 and the base member 52 may constitute the above-mentioned upper electrode 14 in the capacitively coupled plasma processing apparatus 1.
  • the upper electrode 14 may further include a heat transfer sheet 53 together with the top plate 51 and the base member 52.
  • the top plate 51, the base member 52, and the heat transfer sheet 53 are formed from conductive materials.
  • the top plate 51 is formed from a conductive material such as silicon or a metal (e.g., aluminum).
  • the base member 52 is formed from a conductive material such as a metal (e.g., aluminum).
  • the heat transfer sheet 53 may be formed from a material having conductivity.
  • the heat transfer sheet 53 may be elastic.
  • the heat transfer sheet 53 is formed from, for example, carbon or a carbon-containing material.
  • the upper assembly 50 may further include members 55, 56, 57, and 58.
  • Member 55 is formed from a conductive material such as a metal (e.g., aluminum). Member 55 extends over the top of the sidewall of the chamber 10 and is electrically grounded. Member 55 may have a generally cylindrical shape and its lower end may define a reduced diameter portion. The reduced diameter portion has an inner diameter that is smaller than the inner diameter of the portion of member 55 above it.
  • Member 58 is disposed on member 55.
  • Member 58 is formed from a conductive material such as a metal (e.g., aluminum).
  • Member 58 has a generally disk shape and is electrically grounded.
  • Members 55 and 58 define space 50s.
  • Member 57 may be formed from an insulating material such as quartz or alumina ceramic, or a conductive material such as a metal (e.g., stainless steel). Member 57 may have a generally ring shape. The inner edge of member 57 is disposed on the peripheral edge of base member 52 such that its lower surface faces the upper surface of the peripheral edge of base member 52. The outer edge of member 57 is disposed on the outer edge of member 56. Members 56 and 57 sandwich the peripheral edge of base member 52 between them.
  • the upper assembly 50 may further include a clamp 60.
  • the clamp 60 clamps the peripheral edge of the top plate 51 and the peripheral edge of the base member 52 between its upper and lower parts.
  • the clamp 60 includes a member 61 as its lower part.
  • the clamp 60 may further include members 56 and 57 as its upper part.
  • the member 61 may have a generally ring shape.
  • the member 61 may include an inner edge and an outer edge. The inner edge of the member 61 is disposed below the peripheral edge of the top plate 51 such that its upper surface faces the lower surface of the peripheral edge of the top plate 51.
  • the outer edge of the member 61 is disposed below the upper part of the clamp 60 (e.g., members 56 and 57).
  • the clamp 60 may further include a plurality of screws 62, such as bolts, and a plurality of springs 63.
  • a number of screws 62 are screwed into the upper part of the clamp 60 (e.g., member 57), and their heads and a number of springs 63 urge the member 61 against the upper part of the clamp 60 (e.g., members 56 and 57).
  • the upper assembly 50 includes at least one actuator 54 as described above.
  • the at least one actuator 54 is configured to lift the top plate 51 and urge the top plate 51 against the base member 52. That is, the at least one actuator 54 is configured to urge the top plate 51 upward.
  • the at least one actuator 54 can be controlled by the control unit 2.
  • the actuator 54 may include a rod 54r and a drive unit 54d.
  • the rod 54r extends upward from its lower end.
  • the lower end of the rod 54r is engaged with the top plate 51.
  • the lower end of the rod 54r may be engaged with a bush 51b fixed to the top plate 51.
  • the lower end of the rod 54r is engaged with the center of the top plate 51.
  • the lower end of the rod 54r may be engaged with a bush 51b fixed to the center of the top plate 51.
  • the drive unit 54d is configured to move the rod 54r up and down.
  • the drive unit 54d may be disposed in the base member 52.
  • At least one actuator 54 may be an air cylinder.
  • the rod 54r is a cylinder rod
  • the driving unit 54d is a cylinder head.
  • the air supplier 54s is connected to the driving unit 54d, i.e., the cylinder head, via an air line.
  • at least one actuator 54 may be a hydraulic cylinder or any other actuator, as long as it can urge the top plate 51 against the base member 52.
  • the top plate 51 is biased against the base member 52 by at least one actuator 54. This prevents a gap from occurring between the top plate 51 and the base member 52 or prevents the gap from widening. This maintains adhesion between the top plate 51 and the base member 52, either directly or indirectly via the heat transfer sheet 53. In addition, thermal adhesion between the top plate 51 and the base member 52, either directly or indirectly via the heat transfer sheet 53, is maintained.
  • the plasma processing apparatus 1 may further include at least one temperature sensor 74.
  • the at least one temperature sensor 74 is configured to measure the temperature of the top plate 51.
  • the at least one temperature sensor 74 may be configured to measure the temperature of the top plate 51 in a portion of the top plate 51 actuated by the at least one actuator 54, i.e., in a portion near the portion of the top plate 51 to which the at least one actuator 54 is connected.
  • the one temperature sensor 74 is configured to measure the temperature of the top plate 51 in a portion near the center of the top plate 51.
  • the showerhead 13 including the upper electrode 14 is electrically insulated from the housing of the plasma processing chamber 10 including the member 55. Therefore, in the embodiment of FIG. 3, a temperature sensor 74 that is a non-contact thermometer such as a radiation thermometer is placed on the grounded member 58. In another embodiment, the temperature of the top plate 51 may be measured using a temperature sensor 74 that is a contact thermometer such as a fluorescent lifetime thermometer.
  • a temperature sensor 74 that utilizes a change in electrical resistance such as a resistance temperature detector may be used.
  • the control unit 2 may be configured to control the at least one actuator 54 in response to a temperature of the top plate 51 measured by the at least one temperature sensor 74.
  • the control unit 2 may control the at least one actuator 54 to reduce a difference between the measured temperature of the top plate 51 and a specified temperature for the top plate 51.
  • Fig. 4 is a diagram showing an upper assembly according to another exemplary embodiment.
  • Fig. 5 is a diagram showing the layout of multiple actuators and multiple temperature sensors in the upper assembly according to another exemplary embodiment.
  • the upper assembly 50B shown in Figs. 4 and 5 will be described in terms of its differences from the upper assembly 50 shown in Fig. 3.
  • the upper assembly 50B can also be employed in a substrate processing apparatus such as the plasma processing apparatus 1.
  • the upper assembly 50B is also disposed above the processing space 10s in the plasma processing apparatus 1.
  • the upper assembly 50B includes a plurality of actuators 54.
  • Each of the plurality of actuators 54 has a configuration similar to that of the actuator 54 of the upper assembly 50.
  • the plurality of actuators 54 are configured to urge a plurality of portions within the surface of the top plate 51 against the base member 52.
  • the plurality of actuators 54 can be individually controlled by the control unit 2.
  • the actuators 54 may be arranged on at least one circle around the central axis AX of the tabletop 51. That is, the actuators 54 may be connected to multiple parts in the tabletop 51 on at least one circle around the central axis AX, and may be configured to bias the multiple parts against the base member 52.
  • the actuators 54 are arranged on a circle Ca around the central axis AX.
  • the actuators 54 may be arranged at equal intervals.
  • the actuators 54 are connected to a plurality of portions of the top plate 51 on a circle around the central axis AX having the same radius as the circle Ca, and are configured to bias the plurality of portions against the base member 52.
  • the portions of the top plate 51 may be arranged at equal intervals.
  • the portions of the top plate 51 on a circle around the central axis AX having the same radius as the circle Ca may be located closer to the periphery of the top plate 51 than the center of the top plate 51.
  • one of the multiple actuators 54 may be connected to the center of the top plate 51, similar to the actuator 54 of the upper assembly 50, and may be configured to bias the center of the top plate 51 against the base member 52.
  • Each of the multiple actuators 54 of the upper assembly 50B may include a rod 54r and a drive unit 54d, similar to the actuators 54 of the upper assembly 50.
  • the lower end of the rod 54r of each of the multiple actuators 54 is engaged with the top plate 51.
  • the lower end of the rod 54r of each of the multiple actuators 54 may be engaged with a bush 51b fixed to the top plate 51.
  • Each of the multiple actuators 54 of the upper assembly 50B may be an air cylinder.
  • the rod 54r is a cylinder rod
  • the drive unit 54d is a cylinder head.
  • multiple air suppliers 54s may be connected to the cylinder heads of the multiple actuators 54 via corresponding air lines.
  • each of the multiple actuators 54 of the upper assembly 50B may be a hydraulic cylinder or any other actuator, as long as it can urge the top plate 51 against the base member 52.
  • the plasma processing apparatus 1 including the upper assembly 50B may include at least one temperature sensor 74 configured to measure the temperature distribution of the top plate 51. This temperature distribution is the temperature distribution in the in-plane direction of the top plate 51. In the embodiment of Figures 4 and 5, the plasma processing apparatus 1 includes multiple temperature sensors 74 configured to measure the temperature distribution of the top plate 51.
  • the multiple temperature sensors 74 may be configured to measure the temperature of the top plate 51 in multiple portions of the top plate 51 actuated by the multiple actuators 54, i.e., in portions near each of the multiple portions of the top plate 51 to which the multiple actuators 54 are connected.
  • the control unit 2 may be configured to control the multiple actuators 54 in accordance with the measured temperature distribution of the top plate 51.
  • the control unit 2 may control the multiple actuators 54 in accordance with the measured temperature distribution of the top plate 51 and a specified temperature distribution for the top plate 51, so as to bring the temperature distribution of the top plate 51 closer to a specified temperature distribution.
  • the specified temperature distribution may be a uniform temperature distribution.
  • FIG. 6 is a diagram showing a layout of multiple actuators and multiple temperature sensors in an upper assembly according to yet another exemplary embodiment.
  • the multiple actuators 54 of the upper assembly 50B may be arranged on two circles Ca and Cb around the central axis AX.
  • the two circles Ca and Cb are concentric circles.
  • the multiple actuators 54 of the upper assembly 50B may be arranged on three or more concentric circles around the central axis AX.
  • the multiple actuators 54 on each concentric circle may be arranged at equal intervals.
  • FIG. 7 illustrates an upper assembly according to yet another exemplary embodiment.
  • the upper assemblies of the present disclosure such as upper assemblies 50 and 50B, may not include the clamp 60.
  • the upper assembly 50B may not include the clamp 60.
  • the upper assembly 50B may include the clamp 60, similar to the upper assembly 50 (see FIG. 4).
  • FIG. 8 and 9 are diagram showing an upper assembly according to yet another exemplary embodiment.
  • the upper assembly 50C shown in Figure 8 and the upper assembly 50D shown in Figure 9 will be described in terms of their differences from the upper assembly 50B shown in Figure 7.
  • the upper assembly 50C and the upper assembly 50D further include a heater 80 and a seal 82.
  • the heater 80 is configured to heat the top plate 51 via the base member 52, and can be controlled by the control unit 2.
  • the heater 80 is disposed on the base member 52.
  • the heater 80 is disposed within the base member 52.
  • the heater 80 may be disposed in an area above the refrigerant flow path 52f.
  • the upper assembly 50 and the upper assembly 50B shown in FIG. 4 may also include a heater 80, like the upper assembly 50C or the upper assembly 50D.
  • FIG. 10 is a flow chart showing a temperature control method according to one exemplary embodiment.
  • the temperature control method shown in FIG. 10 (hereinafter referred to as "method MTA") is performed in a plasma processing apparatus 1 having an upper assembly 50, 50B, 50C, or 50D to control the temperature of a top plate 51.
  • Method MTA can be performed by control of each part of the plasma processing apparatus 1 by a control unit 2.
  • Method MTA can also be performed during the execution of a process in chamber 10 (e.g., plasma processing of a substrate in chamber 10, such as plasma etching).
  • step STAa one or more actuators 54 are initialized to set the contact pressure of the top plate 51 against the heat transfer sheet 53 to an initial state.
  • step STAb the temperature of the top plate 51 is measured using one or more temperature sensors 74.
  • the control unit 2 controls one or more actuators 54 to increase the contact pressure of the top plate 51 against the heat transfer sheet 53.
  • the control unit 2 controls one or more actuators 54 to decrease the contact pressure of the top plate 51 against the heat transfer sheet 53.
  • step STAc when it is determined in step STAc that the measured temperature of the top plate 51 is normal, it is determined in the subsequent step STAg whether or not the stop condition is satisfied.
  • the stop condition is a condition for stopping the process in the chamber 10 described above, and is determined in advance. If the stop condition is not satisfied, the process returns to step STAb. On the other hand, if the stop condition is satisfied, the method MTA ends.
  • the temperature of the top plate 51 is controlled by adjusting the contact pressure of the top plate 51 against the heat transfer sheet 53.
  • FIG. 11 is a timing chart showing a substrate processing method according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 11 shows the change over time in temperature of the top plate 51 and the change over time in contact pressure of the top plate 51 against the heat transfer sheet 53 in the substrate processing method (hereinafter referred to as "method MTB").
  • Method MTB is performed in a plasma processing apparatus 1 having an upper assembly 50, 50B, 50C, or 50D.
  • Method MTB can be performed by control of each part of the plasma processing apparatus 1 by the control unit 2.
  • Method MTB includes steps STBa and STBb.
  • step STBa the control unit 2 controls each part of the plasma processing apparatus 1 to perform a first process in the chamber 10.
  • step STBa i.e., during the execution of the first process
  • the control unit 2 controls one or more actuators 54 to adjust the contact pressure of the top plate 51 against the heat transfer sheet 53 in order to set the temperature of the top plate 51 to a first target temperature.
  • the first process may be plasma processing (e.g., plasma etching) of a substrate in the chamber 10.
  • Process STBb is performed after process STBa.
  • the control unit 2 controls each part of the plasma processing apparatus 1 to perform a second process in the chamber 10.
  • the control unit 2 controls one or more actuators 54 to adjust the contact pressure of the top plate 51 against the heat transfer sheet 53 in order to set the temperature of the top plate 51 to a second target temperature.
  • the second target temperature is different from the first target temperature.
  • the second process may be plasma cleaning (i.e., dry cleaning) of the chamber 10.
  • the second target temperature is higher than the first target temperature in order to rapidly volatilize and exhaust deposits that have built up on the surfaces inside the chamber 10 during cleaning.
  • the contact pressure during the execution of the second process is lower than the contact pressure during the execution of the first process.
  • the plasma processing apparatus 1 can increase the temperature of the top plate 51 by adjusting the contact pressure, so it is possible to increase the temperature of the top plate 51 more quickly than when only the heater 80 is used. Note that in the method MTB, the heating of the top plate 51 by the heater 80 may be used in combination with the adjustment of the contact pressure.
  • FIG. 12 is a block diagram of a processing circuit that performs the operations described herein on a computer.
  • FIG. 12 illustrates a processing circuit 130 that can be used to control a control process on any computer.
  • the descriptions or blocks in the flow chart represent modules, segments, or portions of code that include one or more executable instructions for performing a particular logical function or step of the process.
  • other examples having functions that can be performed in a different order than the order shown or described, such as substantially simultaneously or in reverse order, depending on the functionality involved are included within the scope of the exemplary embodiments of the present disclosure.
  • the various elements, features, and processes described herein may be used independently of each other or may be combined in various ways. All possible combinations and subcombinations may be included within the scope of the present disclosure.
  • the processing circuitry 130 includes a CPU 1200 that performs one or more of the control processes described above/below.
  • Processing data and instructions may be stored in memory 1202. These processing data and instructions may be stored on a storage medium disk 1204, such as a hard disk drive (HDD) or a portable storage medium, or may be stored remotely.
  • a storage medium disk 1204 such as a hard disk drive (HDD) or a portable storage medium, or may be stored remotely.
  • the disclosure as claimed is not limited by the form of the computer readable medium on which the processing instructions according to the present invention are stored.
  • these instructions may be stored on a CD, DVD, flash memory, RAM, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, hard disk, or any other information processing device such as a server and/or computer with which the processing circuitry 130 communicates.
  • the disclosure as claimed may be provided as a utility application, a background daemon, a component of an operating system, or a combination thereof, and may be executed in conjunction with the CPU 1200 and an operating system known to those skilled in the art, such as Microsoft Windows (registered trademark), UNIX (registered trademark), Solaris (registered trademark), LINUX (registered trademark), Apple MAC-OS, etc.
  • Microsoft Windows registered trademark
  • UNIX registered trademark
  • Solaris registered trademark
  • LINUX registered trademark
  • Apple MAC-OS etc.
  • the hardware elements making up the processing circuit 130 can be realized by a variety of circuit elements. Furthermore, each of the functions of the above-described embodiments can be performed by a circuit including one or more processing circuits. As shown in FIG. 12, the processing circuit includes a specifically programmed processing unit, such as a processing unit (CPU) 1200. The processing circuit also includes devices such as application specific integrated circuits (ASICs) or conventional circuit components configured to perform the described functions.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • the processing circuitry 130 includes a CPU 1200 that performs the above-described processing.
  • the processing circuitry 130 may be a general-purpose computer or a specific dedicated machine.
  • the processing circuitry 130 functions as a specific dedicated machine when the processing device 1200 is programmed to control the plasma generating unit 12 and the gas supply unit 20 and/or in addition to controlling at least one actuator 54.
  • CPU 1200 may be implemented on an FPGA, ASIC, PLD, or using discrete logic circuitry, as will be appreciated by those skilled in the art. Additionally, CPU 1200 may be implemented as multiple processing devices that cooperate to perform the instructions of the process of the present invention described above in parallel.
  • the processing circuitry 130 of FIG. 12 also includes a network controller 1206, such as an Intel Ethernet PRO network interface card from Intel Corporation, USA, for interfacing with a network 1228.
  • the network 1228 may be a public network, such as the Internet, a private network, such as a LAN or WAN, or any combination thereof, and may also include sub-networks, such as PSTN or ISDN.
  • the network 1228 may also be wired, such as an Ethernet network, or wireless, such as a cellular network, including EDGE, 3G, and 4G wireless cellular systems.
  • the wireless network may also be Wi-Fi, Bluetooth, or any other known form of wireless communication.
  • the processing circuitry 130 further includes a display device controller 1208, such as a graphics card or graphics adapter, for interfacing with a display device 1210, such as a monitor.
  • a display device controller 1208 such as a graphics card or graphics adapter
  • a general purpose I/O interface 1212 interfaces with a keyboard and/or mouse 1214, and a touch panel 1216, which may be integral with or separate from the display device 1210.
  • the general purpose I/O interface is also connected to various peripheral devices 1218, such as printers and scanners.
  • the storage controller 1224 is connected to the storage media disk 1204 via a communication bus 1226, such as ISA, EISA, VESA, PCI, etc., and all components of the processing circuitry 130 are connected to each other.
  • a communication bus 1226 such as ISA, EISA, VESA, PCI, etc.
  • all components of the processing circuitry 130 are connected to each other.
  • the general features and functions of the display device 1210, keyboard and/or mouse 1214, display device controller 1208, storage controller 1224, network controller 1206, audio controller 1220, and general purpose I/O interface 1212 are not described herein as they are known.
  • circuits configured to implement the features described herein may be implemented in multiple circuit units (e.g., chips) or these features may be combined into the circuitry of a single chipset.
  • the functions and features described herein may also be performed by various components distributed across the system.
  • one or more processing devices may perform the functions of these systems, where the processing devices are distributed across multiple components communicating within a network.
  • Distributed components may include various human interface and communication devices (such as display monitors, smartphones, tablets, personal digital assistants (PDAs), etc.), as well as one or more client and server machines that may share processing.
  • the network may be a private network, such as a LAN or WAN, or a public network, such as the Internet.
  • Input to the system may be received by direct user input or remotely in real time or as a batch process.
  • some of the embodiments may be implemented on modules or hardware that are not identical to those described above. Accordingly, other embodiments are within the scope of the claims.
  • upper assemblies in the present disclosure such as upper assemblies 50, 50B, 50C, and 50D, may be employed in substrate processing apparatuses other than plasma processing apparatuses.
  • An upper assembly comprising:
  • E2 The upper assembly of E1, wherein the at least one actuator includes an actuator connected to a center of the top plate and configured to bias the center of the top plate against the base member.
  • the at least one actuator includes a plurality of actuators;
  • the plurality of actuators are configured to bias a plurality of portions within a surface of the top plate against the base member.
  • the upper assembly according to E1 or E2.
  • the at least one actuator includes a rod and a drive configured to move the rod up and down;
  • a substrate processing apparatus comprising:
  • At least one temperature sensor configured to measure a temperature of the top plate;
  • a control unit Further comprising: The control unit is configured to control the at least one actuator in response to a temperature of the top plate measured by the at least one temperature sensor.
  • the substrate processing apparatus according to E12.
  • the at least one actuator includes a plurality of actuators;
  • the actuators are configured to bias a plurality of portions of the top plate in a plane against the base member.
  • At least one temperature sensor configured to measure a temperature distribution of the top plate;
  • a control unit Further comprising: The control unit is configured to control the actuators in response to a temperature of the top plate measured by the at least one temperature sensor.
  • the substrate processing apparatus according to E14.
  • the control unit is configured to control the multiple actuators so as to bring the temperature distribution of the top plate closer to a specified temperature distribution of the top plate in accordance with the temperature distribution of the top plate measured by the at least one temperature sensor and the specified temperature distribution of the top plate.
  • the substrate processing apparatus according to E12.
  • the substrate processing apparatus according to E12.
  • the first process is a plasma treatment of a substrate in the chamber; the second process being a plasma cleaning of the chamber; the second target temperature is higher than the first target temperature; the contact pressure during the execution of the second process is lower than the contact pressure during the execution of the first process;
  • the substrate processing apparatus according to E18.
  • the substrate processing apparatus is a capacitively coupled plasma processing apparatus, and further includes a substrate support disposed in the chamber; the top plate and the base member constitute an upper electrode of the capacitively coupled plasma processing apparatus.
  • the substrate processing apparatus according to any one of E12 to E19.
  • 1...plasma processing device 2...control unit, 10...chamber, 11...substrate support unit, 50...upper assembly, 51...top plate, 52...base member, 54...actuator.

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Abstract

開示される上部アセンブリは、天板、ベース部材、及び少なくとも一つのアクチュエータを含む。天板は、基板処理装置のチャンバ内の処理空間上に配置される。ベース部材は、天板上に配置されている。少なくとも一つのアクチュエータは、天板を吊り上げて、該天板をベース部材に対して付勢するように構成されている。

Description

上部アセンブリ及び基板処理装置
　本開示の例示的実施形態は、上部アセンブリ及び基板処理装置に関するものである。
　容量結合型のプラズマ処理装置が、基板処理装置の一種として基板処理のために用いられている。容量結合型のプラズマ処理装置は、上部電極を含む。上部電極は、クーリングプレートと電極板を含む。クーリングプレートは、電極板上に配置されている。電極板は、電極板のねじ孔に螺合されるねじにより、クーリングプレートに対して固定される。下記の特許文献１は、このような上部電極を含むプラズマ処理装置を開示している。
特開２００３－２９７８０６号公報
　本開示は、基板処理装置のチャンバ内の処理空間上の上部アセンブリにおいて天板とベース部材との間の間隙の発生又は拡大を抑制する技術を提供する。
　一つの例示的実施形態において、上部アセンブリが提供される。上部アセンブリは、天板、ベース部材、及び少なくとも一つのアクチュエータを含む。天板は、基板処理装置のチャンバ内の処理空間上に配置される。ベース部材は、天板上に配置されている。少なくとも一つのアクチュエータは、天板を吊り上げて、該天板をベース部材に対して付勢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、基板処理装置のチャンバ内の処理空間上の上部アセンブリにおいて天板とベース部材との間の間隙の発生又は拡大を抑制する技術が提供される。
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。 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。 一つの例示的実施形態に係る上部アセンブリを示す図である。 別の例示的実施形態に係る上部アセンブリを示す図である。 別の例示的実施形態に係る上部アセンブリにおける複数のアクチュエータ及び複数の温度センサのレイアウトを示す図である。 更に別の例示的実施形態に係る上部アセンブリにおける複数のアクチュエータ及び複数の温度センサのレイアウトを示す図である。 更に別の例示的実施形態に係る上部アセンブリを示す図である。 更に別の例示的実施形態に係る上部アセンブリを示す図である。 更に別の例示的実施形態に係る上部アセンブリを示す図である。 一つの例示的実施形態に係る温度制御方法を示す流れ図である。 一つの例示的実施形態に係る基板処理方法を示すタイミングチャートである。 本明細書に記載の動作をコンピュータ上で実施する処理回路のブロック図である。
　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２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。
　容量結合型のプラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａ及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。プラズマ処理チャンバ１０は接地される。シャワーヘッド１３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ていてもよい。
　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の導電性部材は下部電極として機能し得る。静電チャック１１１１は、基台１１１０の上に配置される。静電チャック１１１１は、セラミック部材１１１１ａとセラミック部材１１１１ａ内に配置される静電電極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電極が下部電極として機能する。後述するバイアスＲＦ信号及び／又はＤＣ信号が少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極に供給される場合、ＲＦ／ＤＣ電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台１１１０の導電性部材と少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極とが複数の下部電極として機能してもよい。また、静電電極１１１１ｂが下部電極として機能してもよい。従って、基板支持部１１は、少なくとも１つの下部電極を含む。
　リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。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。
　シャワーヘッド１３は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。シャワーヘッド１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス拡散室１３ｂ、及び複数のガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３ｂを通過して複数のガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。また、シャワーヘッド１３は、少なくとも１つの上部電極を含む。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ　Ｇａｓ　Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。
　ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。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を介してシャワーヘッド１３に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する少なくとも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つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ生成部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つの下部電極に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。
　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少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。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、少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給される。
　第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つの下部電極に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。バイアスＲＦ信号の周波数は、ソースＲＦ信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。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つの下部電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。
　また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部３２ｂを含む。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及び第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。
　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上部アセンブリを示す図である。図３に示す上部アセンブリ５０は、プラズマ処理装置１のような基板処理装置において採用され得る。なお、図３に示す実施形態において、上部電極１４を含むシャワーヘッド１３は、後述の部材５５を含むプラズマ処理チャンバ１０の筐体とは電気的に絶縁されている。
　図３に示すように、上部アセンブリ５０は、プラズマ処理装置１において処理空間１０ｓ上に配置され得る。上部アセンブリ５０は、天板５１、ベース部材５２、及び少なくとも一つのアクチュエータ５４を含んでいる。
　天板５１は、処理空間１０ｓ上に配置されている。天板５１は、処理空間１０ｓを上方から画成している。天板５１は、略円盤形状を有し得る。ベース部材５２は、天板５１上に配置されている。ベース部材５２は、略円盤形状を有し得る。ベース部材５２は、その中で延在する冷媒流路５２ｆを含んでいてもよい。冷媒流路５２ｆには、チラーユニット７０が接続されている。冷媒流路５２ｆは、チラーユニット７０から供給される冷媒を受ける。冷媒は、冷媒流路５２ｆの中で流れて、チラーユニット７０に戻される。ベース部材５２の温度は、冷媒流路５２ｆの中を流れる冷媒により調整される。また、天板５１の温度は、天板５１とベース部材５２との間の伝熱により調整される。
　上部アセンブリ５０は、伝熱シート５３を更に含んでいてもよい。伝熱シート５３は、天板５１の上面とベース部材５２の下面との間に配置されており、天板５１とベース部材５２とによって挟持されている。なお、上部アセンブリ５０が伝熱シート５３を含まない場合には、天板５１の上面とベース部材５２が互いに接触していてもよい。
　一実施形態において、天板５１及びベース部材５２は、容量結合型のプラズマ処理装置１において、上述の上部電極１４を構成していてもよい。上部電極１４は、天板５１及びベース部材５２と共に、伝熱シート５３を更に含んでいてもよい。この場合において、天板５１、ベース部材５２、及び伝熱シート５３は、導電性材料から形成される。天板５１は、シリコン又は金属（例えばアルミニウム）のような導電性材料から形成される。ベース部材５２は、金属（例えばアルミニウム）のような導電性材料から形成される。伝熱シート５３は、導電性を有する材料から形成され得る。伝熱シート５３は、弾性を有してもよい。伝熱シート５３は、例えば炭素又は炭素含有材料から形成される。
　一実施形態において、上部アセンブリ５０は、部材５５、部材５６、部材５７、及び部材５８を更に含んでいてもよい。部材５５は、金属（例えばアルミニウム）のような導電性材料から形成されている。部材５５は、チャンバ１０の側壁の頂部上で延在しており、電気的に接地されている。部材５５は、略円筒形状を有していてもよく、その下端は縮径部を構成していてもよい。縮径部は、それよりも上側の部材５５の部分の内径よりも小さい内径を有する。
　部材５８は、部材５５上に配置されている。部材５８は、金属（例えばアルミニウム）のような導電性材料から形成されている。部材５８は、略円盤形状を有しており、電気的に接地されている。部材５５と部材５８は、空間５０ｓを画成している。
　部材５６は、石英又はアルミナセラミックのような絶縁性材料から形成されている。部材５６は、略環形状を有していてもよい。部材５６の内縁部は、その上面がベース部材５２の周縁部の下面に対面するように、ベース部材５２の周縁部の下に配置されている。部材５６の外縁部は、部材５５の縮径部上で支持されている。
　部材５７は、石英若しくはアルミナセラミックのような絶縁性材料又は金属（例えばステンレス）のような導電性材料から形成され得る。部材５７は、略環形状を有していてもよい。部材５７の内縁部は、その下面がベース部材５２の周縁部の上面に対面するように、ベース部材５２の周縁部の上に配置されている。部材５７の外縁部は、部材５６の外縁部上で配置されている。部材５６及び部材５７は、それらの間でベース部材５２の周縁部を挟持している。
　一実施形態において、上部アセンブリ５０は、クランプ６０を更に含んでいてもよい。クランプ６０は、その上部と下部との間で、天板５１の周縁部とベース部材５２の周縁部を挟持している。クランプ６０は、その下部として、部材６１を含んでいる。クランプ６０は、その上部として、部材５６及び部材５７を更に含んでいてもよい。部材６１は、略環形状を有していてもよい。部材６１は、内縁部及び外縁部を含んでいてもよい。部材６１の内縁部は、その上面が天板５１の周縁部の下面に対面するように、天板５１の周縁部の下に配置されている。部材６１の外縁部は、クランプ６０の上部（例えば、部材５６及び部材５７）の下に配置されている。クランプ６０は、ボルトのような複数のねじ６２及び複数のばね６３を更に含んでいてもよい。複数のねじ６２は、クランプ６０の上部（例えば部材５７）に螺合されており、それらの頭部と複数のばね６３により、部材６１をクランプ６０の上部（例えば、部材５６及び部材５７）に対して付勢している。
　上部アセンブリ５０は、上述したように少なくとも一つのアクチュエータ５４を含んでいる。少なくとも一つのアクチュエータ５４は、天板５１を吊り上げて、天板５１をベース部材５２に対して付勢するように構成されている。即ち、少なくとも一つのアクチュエータ５４は、天板５１を上方に付勢するように構成されている。少なくとも一つのアクチュエータ５４は、制御部２によって制御され得る。
　図３の実施形態では、上部アセンブリ５０は、一つのアクチュエータ５４を含んでいる。アクチュエータ５４は、図３に示すように、天板５１の中央に接続されていてもよく、天板５１の中央をベース部材５２に対して付勢するように構成されていてもよい。
　アクチュエータ５４は、ロッド５４ｒ及び駆動部５４ｄを含んでいてもよい。ロッド５４ｒは、その下端から上方に延びている。ロッド５４ｒの下端は、天板５１に係止されている。ロッド５４ｒの下端は、天板５１に固定されたブッシュ５１ｂに係止されていてもよい。図３の実施形態では、ロッド５４ｒの下端は、天板５１の中央に係止されている。図３に示すように、ロッド５４ｒの下端は、天板５１の中央に固定されたブッシュ５１ｂに係止されていてもよい。駆動部５４ｄは、ロッド５４ｒを上下動させるように構成されている。駆動部５４ｄは、ベース部材５２の中に配置されていてもよい。
　一実施形態において、少なくとも一つのアクチュエータ５４は、エアシリンダであってもよい。この場合には、ロッド５４ｒはシリンダロッドであり、駆動部５４ｄはシリンダヘッドである。この場合において、駆動部５４ｄ、即ちシリンダヘッドには、エアラインを介してエア供給器５４ｓが接続される。なお、少なくとも一つのアクチュエータ５４は、天板５１をベース部材５２に対して付勢することができる限り、油圧式のシリンダであってもよく、他の如何なるアクチュエータであってもよい。
　以上説明した上部アセンブリ５０によれば、天板５１が、少なくとも一つのアクチュエータ５４により、ベース部材５２に対して付勢される。したがって、天板５１とベース部材５２との間の間隙の発生又は当該間隙の拡大が抑制される。故に、天板５１とベース部材５２との間の直接的な又は伝熱シート５３を介した間接的な密着性が維持される。また、天板５１とベース部材５２との間の直接的な又は伝熱シート５３を介した間接的な熱的密着性が維持される。
　一実施形態において、プラズマ処理装置１は、少なくとも一つの温度センサ７４を更に含んでいてもよい。少なくとも一つの温度センサ７４は、天板５１の温度を測定するように構成されている。少なくとも一つの温度センサ７４は、少なくとも一つのアクチュエータ５４が付勢している天板５１の部分、即ち、少なくとも一つのアクチュエータ５４が接続されている天板５１の部分の近傍の部分における天板５１の温度を測定するように構成されていてもよい。図３の実施形態では、一つの温度センサ７４が、天板５１の中央の近傍の部分における天板５１の温度を測定するように構成されている。
　なお、上述したように、図３の実施形態では、上部電極１４を含むシャワーヘッド１３は、部材５５を含むプラズマ処理チャンバ１０の筐体とは電気的に絶縁されている。したがって、図３の実施形態では、放射温度計のような非接触温度計である温度センサ７４が、接地されている部材５８上に配置されている。別の実施形態では、蛍光寿命式温度計のような接触温度計である温度センサ７４を用いて、天板５１の温度が測定されてもよい。上部電極１４を含むシャワーヘッド１３が部材５５を含むプラズマ処理チャンバ１０の筐体と電気的に導通している場合には、測温抵抗体のような電気抵抗変化を利用する温度センサ７４が用いられてもよい。
　制御部２は、少なくとも一つの温度センサ７４によって測定された天板５１の温度に応じて、少なくとも一つのアクチュエータ５４を制御するように構成されていてもよい。制御部２は、測定された天板５１の温度と天板５１のための指定された温度との間の差を減少させるように、少なくとも一つのアクチュエータ５４を制御してもよい。
　以下、図４及び図５を参照する。図４は、別の例示的実施形態に係る上部アセンブリを示す図である。図５は、別の例示的実施形態に係る上部アセンブリにおける複数のアクチュエータ及び複数の温度センサのレイアウトを示す図である。以下、図４及び図５に示す上部アセンブリ５０Ｂについて、図３に示す上部アセンブリ５０に対するその相違点の観点から説明する。
　上部アセンブリ５０Ｂも、上部アセンブリ５０と同様に、プラズマ処理装置１のような基板処理装置において採用され得る。上部アセンブリ５０Ｂも、プラズマ処理装置１において処理空間１０ｓ上に配置される。
　上部アセンブリ５０Ｂは、複数のアクチュエータ５４を含んでいる。複数のアクチュエータ５４の各々は、上部アセンブリ５０のアクチュエータ５４と同様の構成を有する。複数のアクチュエータ５４は、天板５１の面内における複数の部分をベース部材５２に対して付勢するように構成されている。複数のアクチュエータ５４は、制御部２によって個別に制御され得る。
　複数のアクチュエータ５４は、天板５１の中心軸線ＡＸ周りの少なくとも一つの円上で配列されていてもよい。即ち、複数のアクチュエータ５４は、中心軸線ＡＸ周りの少なくとも一つの円上の天板５１内の複数の部分に接続されていてもよく、当該複数の部分をベース部材５２に対して付勢するように構成されていてもよい。
　図４及び図５の実施形態では、複数のアクチュエータ５４は、中心軸線ＡＸ周りの円Ｃａ上で配列されている。複数のアクチュエータ５４は、等間隔に配列されていてもよい。また、図４及び図５の実施形態では、複数のアクチュエータ５４は、円Ｃａと同じ半径を有する中心軸線ＡＸ周りの円上の天板５１内の複数の部分に接続されており、当該複数の部分をベース部材５２に対して付勢するように構成されている。天板５１内の当該複数の部分は、等間隔に配列されていてもよい。また、円Ｃａと同じ半径を有する中心軸線ＡＸ周りの円上の天板５１内の当該複数の部分は、天板５１の中心よりも天板５１の周縁部の近くに位置していてもよい。
　また、複数のアクチュエータ５４のうち一つは、上部アセンブリ５０のアクチュエータ５４と同様に、天板５１の中央に接続されていてもよく、天板５１の中央をベース部材５２に対して付勢するように構成されていてもよい。
　上部アセンブリ５０Ｂの複数のアクチュエータ５４の各々は、上部アセンブリ５０のアクチュエータ５４と同様に、ロッド５４ｒ及び駆動部５４ｄを含んでいてもよい。複数のアクチュエータ５４の各々のロッド５４ｒの下端は、天板５１に係止されている。複数のアクチュエータ５４の各々のロッド５４ｒの下端は、天板５１に固定されたブッシュ５１ｂに係止されていてもよい。
　上部アセンブリ５０Ｂの複数のアクチュエータ５４の各々は、エアシリンダであってもよい。この場合には、ロッド５４ｒはシリンダロッドであり、駆動部５４ｄはシリンダヘッドである。この場合において、複数のアクチュエータ５４のシリンダヘッドには、複数のエア供給器５４ｓがそれぞれ対応するエアラインを介して接続されていてもよい。なお、上部アセンブリ５０Ｂの複数のアクチュエータ５４の各々は、天板５１をベース部材５２に対して付勢することができる限り、油圧式のシリンダであってもよく、他の如何なるアクチュエータであってもよい。
　一実施形態において、上部アセンブリ５０Ｂを備えるプラズマ処理装置１は、天板５１の温度分布を測定するように構成された少なくとも一つの温度センサ７４を含んでいてもよい。この温度分布は、天板５１の面内方向における温度分布である。図４及び図５の実施形態では、プラズマ処理装置１は、天板５１の温度分布を測定するように構成された複数の温度センサ７４を含んでいる。
　複数の温度センサ７４は、複数のアクチュエータ５４が付勢している天板５１の複数の部分、即ち、複数のアクチュエータ５４が接続されている天板５１の複数の部分のそれぞれの近傍の部分における天板５１の温度を測定するように構成されていてもよい。
　制御部２は、測定された天板５１の温度分布に応じて、複数のアクチュエータ５４を制御するように構成されていてもよい。制御部２は、測定された天板５１の温度分布と天板５１のための指定された温度分布とに応じて、天板５１の温度分布を指定された温度分布に近づけるよう、複数のアクチュエータ５４を制御してもよい。指定された温度分布は、均一な温度分布であってもよい。
　以下、図６を参照する。図６は、更に別の例示的実施形態に係る上部アセンブリにおける複数のアクチュエータ及び複数の温度センサのレイアウトを示す図である。図６に示すように、上部アセンブリ５０Ｂの複数のアクチュエータ５４は、中心軸線ＡＸ周りの二つの円Ｃａ及びＣｂ上で配列されていてもよい。二つの円Ｃａ及びＣｂは、同心円である。なお、上部アセンブリ５０Ｂの複数のアクチュエータ５４は、中心軸線ＡＸ周りの三つ以上の同心円上で配列されていてもよい。各同心円上の複数のアクチュエータ５４は、等間隔に配列されていてもよい。
　以下、図７を参照する。図７は、更に別の例示的実施形態に係る上部アセンブリを示す図である。上部アセンブリ５０及び５０Ｂのような本開示における上部アセンブリは、クランプ６０を含んでいなくてもよい。例えば、図７に示すように、上部アセンブリ５０Ｂは、クランプ６０を含んでいなくてもよい。なお、上部アセンブリ５０Ｂは、上部アセンブリ５０と同様に、クランプ６０を含んでいてもよい（図４参照）。
　以下、図８及び図９を参照する。図８及び図９の各々は、更に別の例示的実施形態に係る上部アセンブリを示す図である。以下、図８に示す上部アセンブリ５０Ｃ及び図９に示す上部アセンブリ５０Ｄについて、図７に示す上部アセンブリ５０Ｂに対するその相違点の観点から説明する。
　上部アセンブリ５０Ｃ及び上部アセンブリ５０Ｄの各々も、上部アセンブリ５０Ｂと同様に、プラズマ処理装置１のような基板処理装置において採用され得る。上部アセンブリ５０Ｃ及び上部アセンブリ５０Ｄの各々も、プラズマ処理装置１において処理空間１０ｓ上に配置される。
　上部アセンブリ５０Ｃ及び上部アセンブリ５０Ｄは、ヒータ８０及びシール８２を更に含んでいる。ヒータ８０は、ベース部材５２を介して天板５１を加熱するように構成されており、制御部２によって制御され得る。上部アセンブリ５０Ｃでは、ヒータ８０は、ベース部材５２上に配置されている。上部アセンブリ５０Ｄでは、ヒータ８０は、ベース部材５２内に配置されている。上部アセンブリ５０Ｄにおいて、ヒータ８０は、冷媒流路５２ｆの上方の領域に配置されていてもよい。なお、上部アセンブリ５０及び図４に示す上部アセンブリ５０Ｂも、上部アセンブリ５０Ｃ又は上部アセンブリ５０Ｄのように、ヒータ８０を含んでいてもよい。
　シール８２は、伝熱シート５３が配置された天板５１とベース部材５２との間の領域を封止するように構成されている。シール８２は、伝熱シート５３を囲むように天板５１とベース部材５２との間で挟持されている。シール８２は、弾性を有しており、天板５１とベース部材５２との間の距離が変化しても、天板５１及びベース部材５２の各々への接触を維持するように構成されている。なお、上部アセンブリ５０及び図４に示す上部アセンブリ５０Ｂも、上部アセンブリ５０Ｃ又は上部アセンブリ５０Ｄのように、シール８２を含んでいてもよい。
　以下、図１０を参照して、一つの例示的実施形態に係る温度制御方法について説明する。図１０は、一つの例示的実施形態に係る温度制御方法を示す流れ図である。図１０に示す温度制御方法（以下、「方法ＭＴＡ」という）は、天板５１の温度を制御するために、上部アセンブリ５０、５０Ｂ、５０Ｃ、又は５０Ｄを有するプラズマ処理装置１において行われる。方法ＭＴＡは、プラズマ処理装置１の各部に対する制御部２による制御により行われ得る。また、方法ＭＴＡは、チャンバ１０内でのプロセス（例えば、プラズマエッチングのようなチャンバ１０内での基板のプラズマ処理）の実行中に行われ得る。
　方法ＭＴＡは、工程ＳＴＡａで開始する。工程ＳＴＡａでは、天板５１の伝熱シート５３に対する接触圧力を初期状態に設定するよう、一つ又は複数のアクチュエータ５４の初期設定が行われる。続く工程ＳＴＡｂでは、天板５１の温度が、一つ又は複数の温度センサ７４を用いて測定される。
　続く工程ＳＴＡｃでは、測定された天板５１の温度が、天板５１の目標温度に対して正常であるか否かが判定される。測定された天板５１の温度が正常でない場合には、続く工程ＳＴＡｄにおいて、測定された天板５１の温度が目標温度よりも高いか否かが判定される。測定された天板５１の温度が目標温度よりも高い場合には、続く工程ＳＴＡｅにおいて、制御部２は、天板５１の伝熱シート５３に対する接触圧力を増大させるよう、一つ又は複数のアクチュエータ５４を制御する。一方、測定された天板５１の温度が目標温度よりも低い場合には、続く工程ＳＴＡｆにおいて、制御部２は、天板５１の伝熱シート５３に対する接触圧力を減少させるよう、一つ又は複数のアクチュエータ５４を制御する。工程ＳＴＡｅ及び工程ＳＴＡｆの各々の後、処理は工程ＳＴＡｂに戻る。
　また、測定された天板５１の温度が正常であると工程ＳＴＡｃにおいて判定されると、続く工程ＳＴＡｇにおいて、停止条件が満たされるか否かが判定される。停止条件は、上述のチャンバ１０内でのプロセスを停止させる条件であり、予め定められている。停止条件が満たされない場合には、処理は工程ＳＴＡｂに戻る。一方、停止条件が満たされる場合には、方法ＭＴＡは終了する。以上説明したように、プラズマ処理装置１によれば、天板５１の温度が、天板５１の伝熱シート５３に対する接触圧力の調整により、制御される。
　以下、図１１を参照して、一つの例示的実施形態に係る基板処理方法について説明する。図１１は、一つの例示的実施形態に係る基板処理方法を示すタイミングチャートである。図１１は、基板処理方法（以下、「方法ＭＴＢ」という）における天板５１の温度の時間変化及び天板５１の伝熱シート５３に対する接触圧力の時間変化を示している。方法ＭＴＢは、上部アセンブリ５０、５０Ｂ、５０Ｃ、又は５０Ｄを有するプラズマ処理装置１において行われる。方法ＭＴＢは、プラズマ処理装置１の各部に対する制御部２による制御により行われ得る。
　方法ＭＴＢは、工程ＳＴＢａと工程ＳＴＢｂを含む。工程ＳＴＢａにおいて、制御部２は、チャンバ１０内で第１のプロセスを行うよう、プラズマ処理装置１の各部を制御する。工程ＳＴＢａ（即ち、第１のプロセスの実行期間）において、制御部２は、天板５１の温度を第１の目標温度に設定するために、天板５１の伝熱シート５３に対する接触圧力を調整するよう、一つ又は複数のアクチュエータ５４を制御する。第１のプロセスは、チャンバ１０内で基板に対するプラズマ処理（例えば、プラズマエッチング）であってもよい。
　工程ＳＴＢｂは、工程ＳＴＢａの後に行われる。工程ＳＴＢｂにおいて、制御部２は、チャンバ１０内で第２のプロセスを行うよう、プラズマ処理装置１の各部を制御する。工程ＳＴＢｂ（即ち、第２のプロセスの実行期間）において、制御部２は、天板５１の温度を第２の目標温度に設定するために、天板５１の伝熱シート５３に対する接触圧力を調整するよう、一つ又は複数のアクチュエータ５４を制御する。第２の目標温度は、第１の目標温度と異なる。
　第２のプロセスは、チャンバ１０のプラズマクリーニング（即ち、ドライクリーニング）であってもよい。この場合には、チャンバ１０内の表面に堆積している堆積物を、クリーニングにおいて高速に揮発させて排気するために、第２の目標温度は、第１の目標温度よりも高い。この場合には、第２のプロセスの実行期間における上記接触圧力は、第１のプロセスの実行期間における上記接触圧力よりも低い。
　プラズマ処理装置１によれば、接触圧力の調整により天板５１の温度を上昇させることができるので、ヒータ８０だけを用いる場合に比べて、天板５１の温度を高速に上昇させることが可能である。なお、方法ＭＴＢにおいて、接触圧力の調整と共にヒータ８０による天板５１の加熱が併用されてもよい。
　以下、制御部２のようなプラズマ処理装置１における一つ以上の処理回路として用いられ得る処理回路の例について説明する。図１２は、本明細書に記載の動作をコンピュータ上で実施する処理回路のブロック図である。図１２は、任意のコンピュータ上の制御処理を制御するために使用され得る処理回路１３０を図示している。フローチャートにおける記述又はブロックは、処理の特定の論理機能又はステップを実施するための一つ以上の実行可能な命令を含むモジュール、セグメント、又はコードの一部を表すものである。当業者によって理解されるように、関連する機能に応じて、略同時、又は逆の順序等、図示又は記載の順序とは異なる順序で実行可能な機能を有する別の実施例が、本開示の例示的実施形態の範囲内に含まれる。本明細書に記載の様々な要素、特徴、及び処理は互いに独立に使用されてもよく、様々な方法で組み合わせられてもよい。考えられ得るあらゆる組合せ及び部分的な組合せが、本開示の範囲に含まれ得る。
　図１２では、処理回路１３０は、上述／後述の一つ以上の制御処理を実施するＣＰＵ１２００を含む。処理データ及び命令は、メモリ１２０２に格納されてもよい。これらの処理データ及び命令は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ:Hard Disk Drive）や可搬記憶媒体等の記憶媒体ディスク１２０４に格納されても、遠隔で格納されてもよい。更に、特許請求の範囲に記載する本開示は、本発明による処理の命令が格納されるコンピュータ可読媒体の形態によって限定されるものではない。例えば、これらの命令は、ＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスク、又は処理回路１３０が通信するサーバ及び／又はコンピュータ等の任意の他の情報処理装置に格納されてもよい。
　更に、特許請求の範囲に記載する本開示は、ユーティリティアプリケーション、バックグラウンドデーモン、オペレーティングシステムの構成要素、又はそれらの組合せとして提供されてもよく、ＣＰＵ１２００及びマイクロソフトウィンドウズ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）、Ｓｏｌａｒｉｓ（登録商標）、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ　ＭＡＣ－ＯＳ等の当業者に既知のオペレーティングシステムと連動して実行されてもよい。
　処理回路１３０を構築するハードウェア要素は、様々な回路要素によって実現することができる。更に、上述の実施形態の各機能は、一つ以上の処理回路を含む回路によって実施することができる。図１２に示すように、処理回路は、特定のプログラムがなされた処理装置、例えば処理装置（ＣＰＵ）１２００を含む。処理回路はまた、特定用途向け回路（ＡＳＩＣ: application specific integrated circuit）や記載の機能を実施するように構成された従来の回路部品等のデバイスを含む。
　図１２では、処理回路１３０は上述の処理を実施するＣＰＵ１２００を含む。処理回路１３０は、汎用コンピュータ又は特定の専用機であってもよい。一実施形態では、処理装置１２００がプラズマ生成部１２及びガス供給部２０の制御、或いは又は加えて、少なくとも一つのアクチュエータ５４の制御を行うようにプログラミングされている場合には、処理回路１３０は特定の専用機として機能する。
　或いは又は更に、ＣＰＵ１２００は、当業者には理解されるように、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ上で、又は離散した論理回路を用いて実装されてもよい。更に、ＣＰＵ１２００は、上述の本発明の処理の命令を並行して実施するように協働する複数の処理装置として実施してもよい。
　図１２の処理回路１３０はまた、ネットワーク１２２８とインターフェース接続するためのネットワーク制御器１２０６、例えば米国インテル株式会社のIntel Ethernet PROネットワークインターフェースカード等を含む。ネットワーク１２２８は、理解可能なように、インターネット等のパブリックネットワーク、ＬＡＮやＷＡＮ等のプライベートネットワーク、又はそれらの任意の組合せでよく、また、ＰＳＴＮやＩＳＤＮ等のサブネットワークを含んでもよい。ネットワーク１２２８はまた、イーサネットネットワーク等のような有線でもよく、ＥＤＧＥ、３Ｇ、４Ｇ無線セルラシステムを含むセルラネットワーク等の無線でもよい。無線ネットワークはまた、Wi-Fi、Bluetooth（登録商標）、又は他の任意の既知の無線通信形態でもよい。
　処理回路１３０は、モニタ等の表示装置１２１０とインターフェース接続するためのグラフィックカードやグラフィックアダプタ等の表示装置制御器１２０８を更に含む。汎用Ｉ／Ｏインターフェース１２１２が、キーボード及び／又はマウス１２１４、並びに表示装置１２１０と一体、又は別体のタッチパネル１２１６とインターフェース接続されている。汎用Ｉ／Ｏインターフェースはまた、プリンタ及びスキャナ等の様々な周辺機器１２１８に接続されている。
　記憶装置制御器１２２４は、ＩＳＡ、ＥＩＳＡ、ＶＥＳＡ、ＰＣＩ等の通信バス１２２６を介して記憶媒体ディスク１２０４に接続され、処理回路１３０のすべての構成要素が互いに接続されている。表示装置１２１０、キーボード及び／又はマウス１２１４、並びに表示装置制御器１２０８、記憶装置制御器１２２４、ネットワーク制御器１２０６、音声制御器１２２０、及び汎用Ｉ／Ｏインターフェース１２１２の一般的な特徴及び機能については、本明細書では簡略化のために既知のものとして説明を省略する。
　本開示で記載する例示的な回路要素は、他の要素と置換え可能であり、本明細書に記載の例と異なる構造を有してもよい。更に、本明細書に記載の特徴を実施するように構成された回路は、複数の回路ユニット（例えば、チップ）で実施されても、又はこれらの特徴が単一のチップセットの回路に組みこまれてもよい。
　本明細書に記載の機能及び特徴はまた、システム上で分散配置された様々な構成要素によって実行されてもよい。例えば、一つ以上の処理装置がこれらのシステムの機能を実行してもよく、その場合、処理装置はネットワーク内で通信している複数の構成要素にわたって分散して配置される。分散配置された構成要素として、様々なヒューマンインターフェース及び通信装置（表示モニタ、スマートフォン、タブレット、個人情報端末（ＰＤＡ:Personal Digital Assistant）等）に加えて、処理を共有できる一つ以上のクライアント機及びサーバ機が含まれ得る。ネットワークは、ＬＡＮやＷＡＮ等のプライベートネットワークでも、インターネット等のパブリックネットワークでもよい。システムへの入力は、ユーザによる直接入力によって受け付けても、リアルタイムで又はバッチ処理として遠隔に受け付けてもよい。更に、実施例の一部を上述のものと同一ではないモジュール又はハードウェア上で実施してもよい。したがって、他の実施例も特許請求の範囲に含まれる。
　以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、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、上部アセンブリ５０、５０Ｂ、５０Ｃ、及び５０Ｄのような本開示における上部アセンブリは、プラズマ処理装置以外の他の基板処理装置において採用されてもよい。
　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］～［Ｅ２０］に記載する。
［Ｅ１］
　基板処理装置のチャンバ内の処理空間上に配置される天板と、
　前記天板上に配置されたベース部材と、
　前記天板を吊り上げて、該天板を前記ベース部材に対して付勢するように構成された少なくとも一つのアクチュエータと、
を備える上部アセンブリ。
［Ｅ２］
　前記少なくとも一つのアクチュエータは、前記天板の中央に接続されており、前記天板の中央を前記ベース部材に対して付勢するように構成されたアクチュエータを含む、Ｅ１に記載の上部アセンブリ。
［Ｅ３］
　前記少なくとも一つのアクチュエータは、複数のアクチュエータを含み、
　前記複数のアクチュエータは、前記天板の面内における複数の部分を前記ベース部材に対して付勢するように構成されている、
Ｅ１又はＥ２に記載の上部アセンブリ。
［Ｅ４］
　前記複数の部分は、前記天板の中心軸線周りの少なくとも一つの円上で配列されている、Ｅ３に記載の上部アセンブリ。
［Ｅ５］
　前記少なくとも一つのアクチュエータは、ロッドと該ロッドを上下動させるように構成された駆動部を含み、
　前記ロッドは、前記天板に係止された下端を含み、上方に延びている、Ｅ１～Ｅ４の何れか一項に記載の上部アセンブリ。
［Ｅ６］
　前記駆動部は、前記ベース部材内に配置されている、Ｅ５に記載の上部アセンブリ。
［Ｅ７］
　前記少なくとも一つのアクチュエータは、エアシリンダを含む、Ｅ５又はＥ６に記載の上部アセンブリ。
［Ｅ８］
　前記天板の周縁部と前記ベース部材の周縁部を挟持するクランプを更に備える、Ｅ１～Ｅ７の何れか一項に記載の上部アセンブリ。
［Ｅ９］
　前記天板と前記ベース部材との間に配置された伝熱シートを更に備える、Ｅ１～Ｅ８の何れか一項に記載の上部アセンブリ。
［Ｅ１０］
　前記ベース部材は、冷媒流路を有する、Ｅ１～Ｅ９の何れか一項に記載の上部アセンブリ。
［Ｅ１１］
　前記天板及び前記ベース部材は、前記基板処理装置である容量結合型プラズマ処理装置の上部電極を構成する、Ｅ１～Ｅ１０の何れか一項に記載の上部アセンブリ。
［Ｅ１２］
　チャンバと、
　前記チャンバ内の処理空間上に配置された上部アセンブリと、
を備え、
　前記上部アセンブリは、
　　前記処理空間上に配置された天板と、
　　前記天板上に配置されたベース部材と、
　　前記天板を吊り上げて、該天板を前記ベース部材に対して付勢するように構成された少なくとも一つのアクチュエータと、
　を含む、基板処理装置。
［Ｅ１３］
　前記天板の温度を測定するように構成された少なくとも一つの温度センサと、
　制御部と、
を更に備え、
　前記制御部は、前記少なくとも一つの温度センサによって測定された前記天板の温度に応じて、前記少なくとも一つのアクチュエータを制御するように構成されている、
Ｅ１２に記載の基板処理装置。
［Ｅ１４］
　前記少なくとも一つのアクチュエータは、複数のアクチュエータを含み、
　前記複数のアクチュエータは、前記天板の面内における複数の部分を前記ベース部材に対して付勢するように構成されている、
Ｅ１２に記載の基板処理装置。
［Ｅ１５］
　前記天板の温度分布を測定するように構成された少なくとも一つの温度センサと、
　制御部と、
を更に備え、
　前記制御部は、前記少なくとも一つの温度センサによって測定された前記天板の温度分に応じて、前記複数のアクチュエータを制御するように構成されている、
Ｅ１４に記載の基板処理装置。
［Ｅ１６］
　前記制御部は、前記少なくとも一つの温度センサによって測定された前記天板の温度分布と該天板の指定された温度分布に応じて、該天板の温度分布を該指定された温度分布に近づけるよう、前記複数のアクチュエータを制御するように構成されている、Ｅ１５に記載の基板処理装置。
［Ｅ１７］
　前記天板の温度を測定するように構成された少なくとも一つの温度センサと、
　制御部と、
を更に備え、
　前記上部アセンブリは、前記天板と前記ベース部材との間に配置された伝熱シートを更に含み、
　前記制御部は、
　　前記少なくとも一つの温度センサによって測定された前記天板の温度が目標温度よりも高い場合に、前記天板の前記伝熱シートに対する接触圧力を増大させるよう、前記少なくとも一つのアクチュエータを制御し、
　　前記少なくとも一つの温度センサによって測定された前記天板の温度が前記目標温度よりも低い場合に、前記天板の前記伝熱シートに対する接触圧力を減少させるよう、前記少なくとも一つのアクチュエータを制御する
　ように構成されている、
Ｅ１２に記載の基板処理装置。
［Ｅ１８］
　前記天板の温度を測定するように構成された少なくとも一つの温度センサと、
　制御部と、
を更に備え、
　前記上部アセンブリは、前記天板と前記ベース部材との間に配置された伝熱シートを更に含み、
　前記制御部は、
　　前記チャンバ内で第１のプロセスの実行期間において前記天板の温度を第１の目標温度に設定するために、前記天板の前記伝熱シートに対する接触圧力を調整するよう、前記少なくとも一つのアクチュエータを制御し、
　　前記チャンバ内で第２のプロセスの実行期間において前記天板の温度を前記第１の目標温度と異なる第２の目標温度に設定するために、前記天板の前記伝熱シートに対する接触圧力を調整するよう、前記少なくとも一つのアクチュエータを制御する
　ように構成されている、
Ｅ１２に記載の基板処理装置。
［Ｅ１９］
　前記第１のプロセスは、前記チャンバ内での基板に対するプラズマ処理であり、
　前記第２のプロセスは、前記チャンバのプラズマクリーニングであり、
　前記第２の目標温度は、前記第１の目標温度よりも高く、
　前記第２のプロセスの実行期間における前記接触圧力は、前記第１のプロセスの実行期間における前記接触圧力よりも低い、
Ｅ１８に記載の基板処理装置。
［Ｅ２０］
　該基板処理装置は、容量結合型のプラズマ処理装置であり、前記チャンバ内に配置された基板支持部を更に備え、
　　前記天板及び前記ベース部材は、前記容量結合型のプラズマ処理装置の上部電極を構成する、
Ｅ１２～Ｅ１９の何れか一項に記載の基板処理装置。
　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、２…制御部、１０…チャンバ、１１…基板支持部、５０…上部アセンブリ、５１…天板、５２…ベース部材、５４…アクチュエータ。

Claims (20)

  1. 　基板処理装置のチャンバ内の処理空間上に配置される天板と、
    　前記天板上に配置されたベース部材と、
    　前記天板を吊り上げて、該天板を前記ベース部材に対して付勢するように構成された少なくとも一つのアクチュエータと、
    を備える上部アセンブリ。
  2. 　前記少なくとも一つのアクチュエータは、前記天板の中央に接続されており、前記天板の中央を前記ベース部材に対して付勢するように構成されたアクチュエータを含む、請求項１に記載の上部アセンブリ。
  3. 　前記少なくとも一つのアクチュエータは、複数のアクチュエータを含み、
    　前記複数のアクチュエータは、前記天板の面内における複数の部分を前記ベース部材に対して付勢するように構成されている、
    請求項１に記載の上部アセンブリ。
  4. 　前記複数の部分は、前記天板の中心軸線周りの少なくとも一つの円上で配列されている、請求項３に記載の上部アセンブリ。
  5. 　前記少なくとも一つのアクチュエータは、ロッドと該ロッドを上下動させるように構成された駆動部を含み、
    　前記ロッドは、前記天板に係止された下端を含み、上方に延びている、請求項１～４の何れか一項に記載の上部アセンブリ。
  6. 　前記駆動部は、前記ベース部材内に配置されている、請求項５に記載の上部アセンブリ。
  7. 　前記少なくとも一つのアクチュエータは、エアシリンダを含む、請求項５に記載の上部アセンブリ。
  8. 　前記天板の周縁部と前記ベース部材の周縁部を挟持するクランプを更に備える、請求項１～４の何れか一項に記載の上部アセンブリ。
  9. 　前記天板と前記ベース部材との間に配置された伝熱シートを更に備える、請求項１～４の何れか一項に記載の上部アセンブリ。
  10. 　前記ベース部材は、冷媒流路を有する、請求項１～４の何れか一項に記載の上部アセンブリ。
  11. 　前記天板及び前記ベース部材は、前記基板処理装置である容量結合型プラズマ処理装置の上部電極を構成する、請求項１～４の何れか一項に記載の上部アセンブリ。
  12. 　チャンバと、
    　前記チャンバ内の処理空間上に配置された上部アセンブリと、
    を備え、
    　前記上部アセンブリは、
    　　前記処理空間上に配置された天板と、
    　　前記天板上に配置されたベース部材と、
    　　前記天板を吊り上げて、該天板を前記ベース部材に対して付勢するように構成された少なくとも一つのアクチュエータと、
    　を含む、基板処理装置。
  13. 　前記天板の温度を測定するように構成された少なくとも一つの温度センサと、
    　制御部と、
    を更に備え、
    　前記制御部は、前記少なくとも一つの温度センサによって測定された前記天板の温度に応じて、前記少なくとも一つのアクチュエータを制御するように構成されている、
    請求項１２に記載の基板処理装置。
  14. 　前記少なくとも一つのアクチュエータは、複数のアクチュエータを含み、
    　前記複数のアクチュエータは、前記天板の面内における複数の部分を前記ベース部材に対して付勢するように構成されている、
    請求項１２に記載の基板処理装置。
  15. 　前記天板の温度分布を測定するように構成された少なくとも一つの温度センサと、
    　制御部と、
    を更に備え、
    　前記制御部は、前記少なくとも一つの温度センサによって測定された前記天板の温度分に応じて、前記複数のアクチュエータを制御するように構成されている、
    請求項１４に記載の基板処理装置。
  16. 　前記制御部は、前記少なくとも一つの温度センサによって測定された前記天板の温度分布と該天板の指定された温度分布に応じて、該天板の温度分布を該指定された温度分布に近づけるよう、前記複数のアクチュエータを制御するように構成されている、請求項１５に記載の基板処理装置。
  17. 　前記天板の温度を測定するように構成された少なくとも一つの温度センサと、
    　制御部と、
    を更に備え、
    　前記上部アセンブリは、前記天板と前記ベース部材との間に配置された伝熱シートを更に含み、
    　前記制御部は、
    　　前記少なくとも一つの温度センサによって測定された前記天板の温度が目標温度よりも高い場合に、前記天板の前記伝熱シートに対する接触圧力を増大させるよう、前記少なくとも一つのアクチュエータを制御し、
    　　前記少なくとも一つの温度センサによって測定された前記天板の温度が前記目標温度よりも低い場合に、前記天板の前記伝熱シートに対する接触圧力を減少させるよう、前記少なくとも一つのアクチュエータを制御する
    　ように構成されている、
    請求項１２に記載の基板処理装置。
  18. 　前記天板の温度を測定するように構成された少なくとも一つの温度センサと、
    　制御部と、
    を更に備え、
    　前記上部アセンブリは、前記天板と前記ベース部材との間に配置された伝熱シートを更に含み、
    　前記制御部は、
    　　前記チャンバ内で第１のプロセスの実行期間において前記天板の温度を第１の目標温度に設定するために、前記天板の前記伝熱シートに対する接触圧力を調整するよう、前記少なくとも一つのアクチュエータを制御し、
    　　前記チャンバ内で第２のプロセスの実行期間において前記天板の温度を前記第１の目標温度と異なる第２の目標温度に設定するために、前記天板の前記伝熱シートに対する接触圧力を調整するよう、前記少なくとも一つのアクチュエータを制御する
    　ように構成されている、
    請求項１２に記載の基板処理装置。
  19. 　前記第１のプロセスは、前記チャンバ内での基板に対するプラズマ処理であり、
    　前記第２のプロセスは、前記チャンバのプラズマクリーニングであり、
    　前記第２の目標温度は、前記第１の目標温度よりも高く、
    　前記第２のプロセスの実行期間における前記接触圧力は、前記第１のプロセスの実行期間における前記接触圧力よりも低い、
    請求項１８に記載の基板処理装置。
  20. 　該基板処理装置は、容量結合型のプラズマ処理装置であり、前記チャンバ内に配置された基板支持部を更に備え、
    　　前記天板及び前記ベース部材は、前記容量結合型のプラズマ処理装置の上部電極を構成する、
    請求項１２～１９の何れか一項に記載の基板処理装置。
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