JP7321026B2 - エッジリング、載置台、基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Description

本開示は、エッジリング、載置台、基板処理装置及び基板処理方法に関する。

基板の周囲に配置されるエッジリング（フォーカスリングともいう。）の一部を上下に駆動する技術が提案されている。例えば、特許文献１は、フォーカスリングを内側フォーカスリングと外側フォーカスリングとに分割し、内側フォーカスリング又は外側フォーカスリングをプッシャーピンにより持ち上げることを提案する。これにより、持ち上げたフォーカスリングに付着した堆積物のプラズマによる分解除去を促進する。

エッジリングは、プラズマに曝露されることで消耗する。エッジリングが消耗すると、基板とエッジリングの上部に形成されるシースに段差が生じ、基板のエッジ領域においてイオンが斜めに入射することで、基板のエッジ領域におけるエッチング形状の垂直性が失われ、基板のエッジ領域のプロセス特性が変化する。そこで、例えば、特許文献２は、エッジリングの消耗に応じてエッジリングの一部を上下に駆動し、シースの段差をなくすことを提案する。

特開２０１２－１４６７４３号公報 特開２０１８－１６０６６６号公報

本開示は、複数の部材から構成されるエッジリングにおいて、一の部材を他の部材に対して上下動させた場合のプロセス特性の変動を抑制可能なエッジリング、載置台、基板処理装置及び基板処理方法を提供する。

本開示の一の態様によれば、第１のエッジリングと、前記第１のエッジリングの側面に近接する側面を有し、前記第１のエッジリングの側面に沿って上下方向に移動可能な第２のエッジリングとを備え、前記第１のエッジリングの側面と前記第２のエッジリングの側面とは、前記第２のエッジリングの移動範囲において少なくとも一部が対向する、エッジリングが提供される。

一の側面によれば、複数の部材から構成されるエッジリングにおいて、一の部材を他の部材に対して上下動させた場合のプロセス特性の変動を抑制することができる。

一実施形態に係る基板処理装置の一例を示す断面模式図。 一実施形態及び比較例に係るエッジリングのＲＦパスを示す図。 一実施形態及び比較例に係る内側エッジリングの高さとエッチングレートとの相関情報を示す図。 一実施形態の変形例に係るエッジリングの一例を示す図。 一実施形態に係るエッジリングの移動方法を含む基板処理方法の一例を示すフローチャート。

以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

［基板処理装置］
一実施形態に係る基板処理装置１について、図１を用いて説明する。図１は、一実施形態に係る基板処理装置１の一例を示す断面模式図である。

基板処理装置１は、チャンバ１０を備える。チャンバ１０は、その中に内部空間１０ｓを提供する。チャンバ１０はチャンバ本体１２を含む。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有する。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウムから形成される。チャンバ本体１２の内壁面上には、耐腐食性を有する膜が設けられている。当該膜は、酸化アルミニウム、酸化イットリウムなどのセラミックであってよい。

チャンバ本体１２の側壁には、通路１２ｐが形成されている。基板Ｗは、通路１２ｐを通して内部空間１０ｓとチャンバ１０の外部との間で搬送される。通路１２ｐは、チャンバ本体１２の側壁に沿って設けられるゲートバルブ１２ｇにより開閉される。

チャンバ本体１２の底部上には、支持部１３が設けられている。支持部１３は、絶縁材料から形成される。支持部１３は、略円筒形状を有する。支持部１３は、内部空間１０ｓの中で、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。支持部１３は、上部に支持台１４を有する。支持台１４は、内部空間１０ｓの中において、基板Ｗを支持するように構成されている。

支持台１４は、下部電極１８及び静電チャック２０を有する。支持台１４は、電極プレート１６を更に有し得る。電極プレート１６は、アルミニウムなどの導体から形成され、略円盤形状を有する。下部電極１８は、電極プレート１６上に設けられている。下部電極１８は、アルミニウムなどの導体から形成されて、略円盤形状を有する。下部電極１８は、電極プレート１６に電気的に接続されている。

静電チャック２０は、下部電極１８上に設けられている。静電チャック２０の上面に基板Ｗが載置される。静電チャック２０は、本体及び電極を有する。静電チャック２０の本体は、略円盤形状を有し、誘電体から形成される。静電チャック２０の電極は、膜状の電極であり、静電チャック２０の本体内に設けられている。静電チャック２０の電極は、スイッチ２０ｓを介して直流電源２０ｐに接続されている。静電チャック２０の電極に直流電源２０ｐからの電圧が印加されると、静電チャック２０と基板Ｗとの間に静電引力が発生する。その静電引力により、基板Ｗが静電チャック２０に保持される。

下部電極１８の周縁部上には、基板Ｗのエッジを囲むように、エッジリング２５が配置される。エッジリング２５は、基板Ｗに対するプラズマ処理の面内均一性を向上させる。エッジリング２５は、内側エッジリング２５ａと外側エッジリング２５ｂとに分割されている。内側エッジリング２５ａは概ね外側エッジリング２５ｂの内側に配置されている。外側エッジリング２５ｂの上面は、載置面に置かれている状態の内側エッジリング２５ａの上面よりも高い。

下部電極１８の内部には、流路１８ｆが設けられている。流路１８ｆには、チャンバ１０の外部に設けられているチラーユニット（図示しない）から配管２２ａを介して熱交換媒体（例えば冷媒）が供給される。流路１８ｆに供給された熱交換媒体は、配管２２ｂを介してチラーユニットに戻される。基板処理装置１では、静電チャック２０上に載置された基板Ｗの温度が、熱交換媒体と下部電極１８との熱交換により、調整される。

基板処理装置１には、ガス供給ライン２４が設けられている。ガス供給ライン２４は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス（例えばＨｅガス）を、静電チャック２０の上面と基板Ｗの裏面との間に供給する。

基板処理装置１は、上部電極３０を更に備える。上部電極３０は、支持台１４の上方に設けられている。上部電極３０は、部材３２を介して、チャンバ本体１２の上部に支持されている。部材３２は、絶縁性を有する材料から形成される。上部電極３０と部材３２は、チャンバ本体１２の上部開口を閉じている。

上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含み得る。天板３４の下面は、内部空間１０ｓの側の下面であり、内部空間１０ｓを画成する。天板３４は、発生するジュール熱の少ない低抵抗の導電体又は半導体から形成され得る。天板３４は、天板３４をその板厚方向に貫通する複数のガス吐出孔３４ａを有する。

支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持する。支持体３６は、アルミニウムなどの導電性材料から形成される。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。支持体３６は、ガス拡散室３６ａから下方に延びる複数のガス孔３６ｂを有する。複数のガス孔３６ｂは、複数のガス吐出孔３４ａにそれぞれ連通している。支持体３６には、ガス導入口３６ｃが形成されている。ガス導入口３６ｃは、ガス拡散室３６ａに接続している。ガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。

ガス供給管３８には、バルブ群４１、流量制御器群４２、及びガスソース群４０が接続されている。ガスソース群４０、バルブ群４１、及び流量制御器群４２、は、ガス供給部を構成している。ガスソース群４０は、複数のガスソースを含む。バルブ群４１は、複数の開閉バルブを含む。流量制御器群４２は、複数の流量制御器を含む。流量制御器群４２の複数の流量制御器の各々は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。ガスソース群４０の複数のガスソースの各々は、バルブ群４１の対応の開閉バルブ、及び流量制御器群４２の対応の流量制御器を介して、ガス供給管３８に接続されている。

基板処理装置１では、チャンバ本体１２の内壁面及び支持部１３の外周に沿って、シールド４６が着脱自在に設けられている。シールド４６は、チャンバ本体１２に反応副生物が付着することを防止する。シールド４６は、例えば、アルミニウムから形成された母材の表面に耐腐食性を有する膜を形成することにより構成される。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウムなどのセラミックから形成され得る。

支持部１３とチャンバ本体１２の側壁との間には、バッフルプレート４８が設けられている。バッフルプレート４８は、例えば、アルミニウムから形成された母材の表面に耐腐食性を有する膜（酸化イットリウムなどの膜）を形成することにより構成される。バッフルプレート４８には、複数の貫通孔が形成されている。バッフルプレート４８の下方、且つ、チャンバ本体１２の底部には、排気口１２ｅが設けられている。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、圧力調整弁及びターボ分子ポンプなどの真空ポンプを含む。

基板処理装置１は、第１の高周波（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電源６２及び第２の高周波電源６４を備えている。第１の高周波電源６２は、第１の高周波電力を発生する電源である。第１の高周波電力は、プラズマの生成に適した周波数を有する。第１の高周波電力の周波数は、例えば２７ＭＨｚ～１００ＭＨｚの範囲内の周波数である。第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して上部電極３０に接続されている。整合器６６は、第１の高周波電源６２の出力インピーダンスと負荷側（上部電極３０側）のインピーダンスを整合させるための回路を有する。なお、第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して、下部電極１８に接続されていてもよい。第１の高周波電源６２は、一例のプラズマ生成部を構成している。

第２の高周波電源６４は、第２の高周波電力を発生する電源である。第２の高周波電力は、第１の高周波電力の周波数よりも低い周波数を有する。第１の高周波電力と共に第２の高周波電力が用いられる場合には、第２の高周波電力は基板Ｗにイオンを引き込むためのバイアス用の高周波電力として用いられる。第２の高周波電力の周波数は、例えば４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数である。第２の高周波電源６４は、整合器６８及び電極プレート１６を介して下部電極１８に接続されている。整合器６８は、第２の高周波電源６４の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）のインピーダンスを整合させるための回路を有する。

なお、第１の高周波電力を用いずに、第２の高周波電力を用いて、即ち、単一の高周波電力のみを用いてプラズマを生成してもよい。この場合、第２の高周波電力の周波数は、１３．５６ＭＨｚよりも大きな周波数、例えば４０ＭＨｚであってもよい。また、この場合には、基板処理装置１は、第１の高周波電源６２及び整合器６６を備えなくてもよい。第２の高周波電源６４は一例のプラズマ生成部を構成する。

基板処理装置１においてガスが、ガス供給部から内部空間１０ｓに供給されて、プラズマを生成する。また、第１の高周波電力及び／又は第２の高周波電力が供給されることにより、上部電極３０と下部電極１８との間で高周波電界が生成される。生成された高周波電界がプラズマを生成する。

基板処理装置１は、制御部８０を更に備え得る。制御部８０は、プロセッサ、メモリなどの記憶部、入力装置、表示装置、信号の入出力インターフェイス等を備えるコンピュータであり得る。制御部８０は、基板処理装置１の各部を制御する。制御部８０では、入力装置を用いて、オペレータが基板処理装置１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができる。また、制御部８０では、表示装置により、基板処理装置１の稼働状況を可視化して表示することができる。さらに、記憶部には、制御プログラム及びレシピデータが格納されている。制御プログラムは、基板処理装置１で各種処理を実行するために、プロセッサによって実行される。プロセッサが、制御プログラムを実行し、レシピデータに従って基板処理装置１の各部を制御する。

［エッジリング］
次に、エッジリングの構造及びエッチレートについて、図２及び図３を参照しながら説明する。図２（ａ）は、比較例に係るエッジリング１２５の上下駆動とＲＦパス（高周波の経路）を示す図である。図２（ｂ）は、一実施形態に係るエッジリング２５の上下駆動とＲＦパスを示す図である。図３（ａ）は、比較例に係る内側エッジリング１２５ａの高さとエッチングレートとの相関情報を示す図である。図３（ｂ）は、一実施形態に係る内側エッジリング２５ａの高さとエッチングレートとの相関情報を示す図である。

図２（ａ）に示す比較例に係るエッジリング１２５は、内側エッジリング１２５ａと外側エッジリング１２５ｂとを有する。内側エッジリング１２５ａ及び外側エッジリング１２５ｂとは環状の部材である。内側エッジリング１２５ａは、外側エッジリング１２５ｂに近接して配置されている。外側エッジリング１２５ｂは、下部電極１８の載置面に固定されている。外側エッジリング１２５ｂは、内周側に凹部を有し、凹部の底部は、内側エッジリング１２５ａが載置される載置面１２５ｂ２となっている。内側エッジリング１２５ａは、外側エッジリング１２５ｂの内周側に凹部の載置面１２５ｂ２に載置される。この状態で、内側エッジリング１２５ａの側面１２５ａ１と外側エッジリング１２５ｂの側面１２５ｂ１とが対向する。

外側エッジリング１２５ｂの凹部の下部には、貫通孔が形成されている。貫通孔にリフトピン２７を挿通させ、リフトピン２７を上下に駆動することで、内側エッジリング１２５ａが外側エッジリング１２５ｂの載置面１２５ｂ２から離れ、上下方向に駆動する。

図２（ｂ）に示す一実施形態に係るエッジリング２５は、内側エッジリング２５ａと外側エッジリング２５ｂとを有する。内側エッジリング２５ａ及び外側エッジリング２５ｂとは環状の部材である。内側エッジリング２５ａ及び外側エッジリング２５ｂの材質は、抵抗値が高い石英、アルミナ等の誘電体以外であればよい。内側エッジリング２５ａ及び外側エッジリング２５ｂの材質は、例えば、シリコン、炭化シリコン等の半導体又は導体から形成され得る。内側エッジリング２５ａ及び外側エッジリング２５ｂは同一の材質で形成されてもよく、異なる材質で形成されてもよい。

内側エッジリング２５ａは、外側エッジリング２５ｂの側面に近接する側面を有する。外側エッジリング２５ｂは、下部電極１８の載置面に固定されている。外側エッジリング２５ｂは、固定された第１のエッジリングの一例である。

外側エッジリング２５ｂは、側面２５ｂ１の内周側に内側エッジリング２５ａを載置する載置部２５ｂ４を有する。一実施形態に係るエッジリング２５では、載置部２５ｂ４は凹部を形成している。載置部２５ｂ４の上面２５ｂ２、すなわち凹部の底部には、内側エッジリング２５ａが載置される。外側エッジリング２５ｂの側面２５ｂ１と、内側エッジリング２５ａの側面２５ａ１は、内側エッジリング２５ａの上下方向の移動範囲において、少なくとも一部が対向する。内側エッジリング２５ａは、最下位置において載置部２５ｂ４の上面２５ｂ２に配置される。この状態で、内側エッジリング２５ａの側面２５ａ１と外側エッジリング２５ｂの側面２５ｂ１とは、全面が対向する。

外側エッジリング２５ｂの凹部の下部には、貫通孔が形成されている。貫通孔にリフトピン２７を挿通させ、リフトピン２７に接続された駆動部２６がリフトピン２７を上下に駆動する（図１参照）。これにより、内側エッジリング２５ａは、リフトピン２７により押上げられ又は下げられ、上下方向に駆動する。内側エッジリング２５ａは、第１のエッジリングの側面に近接する側面を有し、前記第１のエッジリングの側面に沿って上下方向に移動可能な第２のエッジリングの一例である。

図２（ａ）及び（ｂ）は、内側エッジリング１２５ａ及び内側エッジリング２５ａを上下方向に移動させる前及び移動させた後の状態をそれぞれ図示している。図２（ａ）の左図は、内側エッジリング１２５ａが載置面１２５ｂ２に載置されている状態を示し、図２（ｂ）の左図は、内側エッジリング２５ａが載置面２５ｂ２に載置されている状態を示す。

図２（ｂ）の外側エッジリング２５ｂの底面から載置面２５ｂ２までの厚さＱ２は、図２（ａ）の外側エッジリング１２５ｂの底面から載置面１２５ｂ２までの厚さＱ１と同一である。つまり、Ｑ２＝Ｑ１である。図２（ｂ）の外側エッジリング２５ｂの底面から上面２５ｂ３までの厚さＨ２は、図２（ａ）の外側エッジリング１２５ｂの底面から上面１２５ｂ３までの厚さＨ１よりも厚い。つまり、Ｈ２＞Ｈ１である。厚さＨ１、Ｈ２以外の外側エッジリング１２５ｂと外側エッジリング２５ｂの形状は同一である。また、内側エッジリング１２５ａと内側エッジリング２５ａの形状は同一である。

図２（ａ）に示す比較例において載置面１２５ｂ２に載置されている内側エッジリング１２５ａの上面１２５ａ３と外側エッジリング１２５ｂの上面１２５ｂ３とは同じ高さである。Ｈ２＞Ｈ１により、図２（ｂ）に示す本実施形態において載置面２５ｂ２に載置されている内側エッジリング２５ａの上面２５ａ３は、外側エッジリング２５ｂの上面２５ｂ３よりも低くなる。

図２（ａ）の右図は、内側エッジリング１２５ａを載置面１２５ｂ２から高さＰまで上昇させたときの状態を示し、図２（ｂ）の右図は、内側エッジリング２５ａを載置面２５ｂ２から図２（ａ）と同じ高さＰまで上昇させたときの状態を示す。

例えばエッチングレートの面内均一性を確保する等、プロセス特性を制御するためには、基板のエッジ領域の制御が重要である。そこで、以下、比較例の内側エッジリング１２５ａ及び本実施形態の内側エッジリング２５ａの駆動量に対する基板のエッジ領域の制御について考察する。なお、エッジ領域は、基板の端から数ｍｍ～１０ｍｍ程度の領域をいう。

基板（３００ｍｍのウエハ）のエッジ領域の１４８ｍｍの位置におけるエッチングレートを、内側エッジリング１２５ａ及び内側エッジリング２５ａを上下方向に移動させて測定した。その測定結果の一例が、図３（ａ）及び（ｂ）のグラフである。

図３（ａ）は、比較例に係る内側エッジリング１２５ａが載置面１２５ｂ２に載置されている状態をＰ０として、横軸に内側エッジリング１２５ａの高さＰを示し、縦軸に高さＰを変化させたときの基板のエッジ領域におけるエッチングレートを示す。

図３（ｂ）は、本実施形態に係る内側エッジリング２５ａが上面２５ｂ２に載置されている状態をＰ０として、横軸に内側エッジリング２５ａの高さＰを示し、縦軸に高さＰを変化させたときの基板のエッジ領域におけるエッチングレートを示す。図３（ａ）及び（ｂ）の縦軸のエッチングレートは、下に行くほど小さくなり（ｌｏｗ）、上に行くほど大きくなる（ｈｉｇｈ）。

これによれば、比較例に係るエッジリング１２５では、内側エッジリング１２５ａの高さが、Ｐ０～Ｐ１の間は、内側エッジリング１２５ａの上昇に応じてエッチングレートが一定の傾きで変化した。エッジリング１２５の高さがＰ１以上になると、内側エッジリング１２５ａの上昇に応じたエッチングレートの傾きが変わった。このように内側エッジリング１２５ａが上下方向に駆動する範囲においてエッチングレートの傾きが変わる特異点があると、特異点の前と比較して内側エッジリング１２５ａの制御量とエッチングレートとの相関関係が変化する部分（図３（ａ）の斜線部）が生じる。そうすると、内側エッジリング１２５ａの上下方向の移動範囲において、内側エッジリング１２５ａの高さに応じた基板のエッジ領域のプロセス特性の制御が複雑になる。

そして、比較例における特異点は、図２（ａ）の右図に示すように、内側エッジリング１２５ａの下面が外側エッジリング１２５ｂの上面１２５ｂ３に到達した位置に対応する。換言すれば、比較例における特異点は、内側エッジリング１２５ａの側面１２５ａ１が外側エッジリング１２５ｂの側面１２５ｂ１と対向しなくなった位置に対応する。

内側エッジリング１２５ａを載置面１２５ａ２から上昇させるとき、ある高さまでは、内側エッジリング１２５ａの側面１２５ａ１と外側エッジリング１２５ｂの側面１２５ｂ１との少なくとも一部が対向する。この場合、内側エッジリング１２５ａの側面１２５ａ１と外側エッジリング１２５ｂの側面１２５ｂ１との間には電位差はほぼ生じない。しかしながら、図３（ａ）の例では、図２に示す内側エッジリング１２５ａの高さＰがＰ１～Ｐ２の間になると、内側エッジリング１２５ａの側面１２５ａ１と外側エッジリング１２５ｂの側面１２５ｂ１との対向面は存在しない状態となる。そうすると、高さＰがＰ１のときを特異点として、この特異点を境界に内側エッジリング１２５ａの側面１２５ａ１と外側エッジリング１２５ｂの側面１２５ｂ１との間の電位差が大きくなる。これにより、外側エッジリング１２５ｂの側面１２５ｂ１と内側エッジリング１２５ａの側面１２５ａ１との間のＲＦパスを確保できなくなる。

直流電圧の場合、内側エッジリング１２５ａと外側エッジリング１２５ｂとの間に隙間があると抵抗値が高くなり、その隙間に電流は通らない。しかしながら、比較例及び本実施形態では、エッジリング１２５及びエッジリング２５には、第２の高周波電源６４から下部電極１８に印加された高周波電流が流れる。この場合、内側エッジリング１２５ａの側面１２５ａ１と外側エッジリング１２５ｂの側面１２５ｂ１とが近接対向していれば、真空空間の隙間がコンデンサの機能を有する。よって、隙間Ｄ（図２（ｂ）参照）の両側に位置する内側エッジリング１２５ａと外側エッジリング１２５ｂとはほぼ同電位になる。

よって、内側エッジリング１２５ａの側面１２５ａ１と外側エッジリング１２５ｂの側面１２５ｂ１とは、内側エッジリング１２５ａの移動範囲において少なくとも一部が対向していれば、ＲＦパスが確保されることがわかった。

一方、内側エッジリング１２５ａの側面１２５ａ１と外側エッジリング１２５ｂの側面１２５ｂ１とが対向しなくなると、内側エッジリング１２５ａの側面１２５ａ１と外側エッジリング１２５ｂの側面１２５ｂ１との間の電位差が大きくなる。

この結果、内側エッジリング１２５ａの側面１２５ａ１と外側エッジリング１２５ｂの側面１２５ｂ１との対向面がない状態に変化したときを特異点として、内側エッジリング１２５ａの移動量に対する基板のエッジ領域のプロセス特性の相関関係が変化する。これにより、基板のエッジ領域の調整幅が、エッジリング１２５の高さの制御に対して特異点の前後で変わり、内側エッジリング１２５ａの移動量に対する基板のエッジ領域の制御が複雑になるために、基板のエッジ領域の制御の精度が低下する。

これに対して、本実施形態に係るエッジリング２５は、内側エッジリング２５ａが上下方向に移動する範囲内において内側エッジリング２５ａの側面２５ａ１と外側エッジリング２５ｂの側面２５ｂ１とは、少なくとも一部が対向するようにエッジリング２５を構成する。つまり、内側エッジリング２５ａの上面２５ａ３よりも外側エッジリング２５ｂの上面１２５ｂ３を上方向に延長し、外側エッジリング２５ｂの上面２５ｂ３の高さを、上面２５ｂ２に載置されている内側エッジリング２５ａの上面２５ａ３の高さよりも高くする。

これにより、内側エッジリング２５ａが駆動範囲の最上位置に制御された場合にも、内側エッジリング２５ａの側面２５ａ１と外側エッジリング２５ｂの側面２５ｂ１とは、少なくとも一部が対向する。この結果、図２（ｂ）に示すように、内側エッジリング２５ａが最上位置を含むいずれの高さに制御されたとしても、内側エッジリング２５ａの側面２５ａ１と外側エッジリング２５ｂの側面２５ｂ１との間においてＲＦパスが確保される。よって、内側エッジリング２５ａが最上位置を含むいずれの高さに制御されたとしても、内側エッジリング２５ａと外側エッジリング２５ｂとは、電気的に接続可能である。

これにより、図３（ｂ）に示すように、内側エッジリング２５ａの高さＰが基板の中心Ｐ０から基板のエッジのＰ１'（基板の端から数ｍｍ～１０ｍｍ）まで、エッチングレートを直線的に変化させることができる。これにより、内側エッジリング２５ａの制御量とエッチングレートとが上下方向の移動範囲において一律に比例するため、基板のエッジ領域のプロセス特性の制御性を容易かつ精度良く行うことができる。

なお、図２（ｂ）に示す内側エッジリング１２５ａの側面１２５ａ１と外側エッジリング１２５ｂの側面１２５ｂ１との間の隙間Ｄは、当該エッチング装置で使用される周波数の高周波の経路を確保可能な距離であればよい。

上記実施形態では、内側エッジリング２５ａと外側エッジリング２５ｂとの近接面は、両部材の側面２５ａ１及び２５ｂ１である例を挙げて説明したが、これに限られない。以下、内側エッジリング２５ａと外側エッジリング２５ｂとの近接面が側面２５ａ１及び２５ｂ１以外を含む変形例について、図４を参照しながら説明する。

［変形例］
図４は、一実施形態の変形例に係るエッジリング２５の一例を示す図である。図４（ａ）の変形例１に係るエッジリング２５は、内側エッジリング２５ａと外側エッジリング２５ｂとに２分割される。内側エッジリング２５ａは外側エッジリング２５ｂの内側に配置され、外側エッジリング２５ｂの上面２５ｂ３は内側エッジリング２５ａの上面２５ａ３よりも高い。上記実施形態との違いは、外側エッジリング２５ｂに内側エッジリング２５ａを載置する凹部がなく、内側エッジリング２５ａを載置する上面２５ｂ２がフラットに形成されている点である。変形例１に係るエッジリング２５では、内側エッジリング２５ａの上下方向の移動範囲において内側エッジリング２５ａの側面２５ａ１と外側エッジリング２５ｂの側面２５ｂ１との少なくとも一部が対向する構成になっている。

図４（ｂ）の変形例２に係るエッジリング２５は、内側エッジリング２５ａと外側エッジリング２５ｂとに２分割される。内側エッジリング２５ａは外側エッジリング２５ｂの内側に配置され、外側エッジリング２５ｂの上面２５ｂ３は内側エッジリング２５ａの上面２５ａ３よりも高い。上記実施形態との違いは、外側エッジリング２５ｂに内側エッジリング２５ａを載置する載置面がなく、内側エッジリング２５ａは下部電極１８に載置される点である。変形例２に係るエッジリング２５では、内側エッジリング２５ａの上下方向の移動範囲において内側エッジリング２５ａの側面２５ａ１と外側エッジリング２５ｂの側面２５ｂ１との少なくとも一部が対向する構成になっている。

なお、変形例１及び変形例２では、外側エッジリング２５ｂは、第１のエッジリングの一例である。内側エッジリング２５ａは、第１のエッジリングの側面に近接する側面を有し、第１のエッジリングの側面に沿って上下方向に移動可能な第２のエッジリングの一例である。

図４（ｃ）の変形例３に係るエッジリング２５は、内側エッジリング２５ａと外側エッジリング２５ｂとに２分割される。内側エッジリング２５ａは外側エッジリング２５ｂの内側に配置され、内側エッジリング２５ａの上面２５ａ３は外側エッジリング２５ｂの上面２５ｂ３よりも高い。変形例２との違いは、内側エッジリング２５ａが固定され、外側エッジリング２５ｂが上下に駆動可能である点である。このように、ＲＦパスが確保できれば駆動側のエッジリングが固定側のエッジリングの外側にあってもよい。変形例３に係るエッジリング２５では、外側エッジリング２５ｂの上下方向の駆動範囲において外側エッジリング２５ｂの側面２５ｂ５と内側エッジリング２５ａの側面２５ａ４との少なくとも一部が対向する構成になっている。

なお、変形例３では、外側エッジリング２５ｂは、上下方向に移動可能な第２のエッジリングの一例であり、内側エッジリング２５ａは、第２のエッジリングに近接して固定される第１のエッジリングの一例である。

図４（ｄ）の変形例４に係るエッジリング２５は、内側エッジリング２５ａと外側エッジリング２５ｂと最内エッジリング２５ｃとに３分割される。内側エッジリング２５ａは外側エッジリング２５ｂの内側に配置され、外側エッジリング２５ｂの上面２５ｂ３は内側エッジリング２５ａの上面２５ａ３よりも高い。上記実施形態との違いは、外側エッジリング２５ｂが、内側エッジリング２５ａに近接する側面２５ｂ１において最内エッジリング２５ｃと分割されている点である。変形例４の構造では、内側エッジリング２５ａは最内エッジリング２５ｃに形成された載置面２５ｃ２に載置されている。変形例４に係るエッジリング２５では、内側エッジリング２５ａの上下方向の駆動範囲において内側エッジリング２５ａの側面２５ａ１と外側エッジリング２５ｂの側面２５ｂ１との少なくとも一部が対向する構成になっている。

図４（ｅ）の変形例５に係るエッジリング２５は、内側エッジリング２５ａと外側エッジリング２５ｂと最内エッジリング２５ｃとに３分割される。内側エッジリング２５ａは外側エッジリング２５ｂの内側に配置され、外側エッジリング２５ｂの上面２５ｂ３は内側エッジリング２５ａの上面２５ａ３よりも高い。変形例４との違いは、最内エッジリング２５ｃは内側エッジリング２５ａの内周面よりも内側に配置され、内側エッジリング２５ａは下部電極１８の載置面に載置される点である。なお、変形例５では、外側エッジリング２５ｂの上面２５ｂ３が内側エッジリング２５ａの上面２５ａ３よりも高くなっているが、最内エッジリング２５ｃの上面２５ｃ３が内側エッジリング２５ａの上面２５ａ３よりも高くなっていてもよい。外側エッジリング２５ｂの上面２５ｂ３と最内エッジリング２５ｃの上面２５ｃ３の両面が、内側エッジリング２５ａの上面２５ａ３よりも高くなっていてもよい。

なお、変形例４及び変形例５では、内側エッジリング２５ａは、上下方向に移動可能な第２のエッジリングの一例である。また、外側エッジリング２５ｂ及び最内エッジリング２５ｃは、第２のエッジリングに近接して固定される第１のエッジリングの一例である。変形例４及び変形例５は、第１のエッジリングが複数の部材から構成される場合の一例である。

このように、第１のエッジリングは、複数に分割されてもよい。第１のエッジリングが複数に分割されている場合、第２のエッジリングと、複数の第１のエッジリングの少なくともいずれかと、の側面の少なくとも一部が第２のエッジリングの上下方向の移動範囲において対向していればよい。

図４（ｆ）の変形例６に係るエッジリング２５は、内側エッジリング２５ａと外側エッジリング２５ｂとに２分割される。内側エッジリング２５ａは外側エッジリング２５ｂの内側に配置され、外側エッジリング２５ｂの外周側の面２５ｂ６と側面２５ｂ１との交点が内側エッジリング２５ａの上面２５ａ３よりも高い。上記実施形態との違いは、外側エッジリング２５ｂの外周側の面２５ｂ６が上面２５ｂ２に垂直ではなく、ラウンドしている点である。

なお、変形例６では、内側エッジリング２５ａは、上下方向に駆動可能な第２のエッジリングの一例であり、外側エッジリング２５ｂは、第２のエッジリングに近接して固定される第１のエッジリングの一例である。変形例６に係るエッジリング２５では、内側エッジリング２５ａの上下方向の移動範囲において内側エッジリング２５ａの側面２５ａ１と外側エッジリング２５ｂの側面２５ｂ１との少なくとも一部が対向する構成になっている。

駆動側の第２のエッジリングが基板側にある場合、第２のエッジリングを基板の近傍で上下に移動させることができる。これにより、基板のエッジ領域の制御性を高めることができる。ただし、固定側の第１のエッジリングが基板側にある場合にも、上記に説明したように第２のエッジリングの上下方向の移動範囲において第１のエッジリングの側面と第２のエッジリングの側面との少なくとも一部が対向する構成にする。これにより、基板のエッジ領域の制御性を高め、基板のエッジ領域においても良好なプロセス特性を得ることができる。

また、エッジリングを第１のエッジリングと第２のエッジリングとに分割することで、例えば消耗した側のエッジリングだけを交換するなど、エッジリングの一部のみを交換することができ、コストを低減することができる。特に、分割されたエッジリングのうち、基板に近い側のエッジリングの消耗は、基板のエッジ領域のプロセス特性に与える影響が大きいため、基板に近い側のエッジリングだけを変えることができるというメリットがある。

［エッジリングの移動方法を含む基板処理方法］
次に、一実施形態のエッジリング２５の移動方法を含む基板処理方法について、図５を参照しながら説明する。図５は、一実施形態に係るエッジリングの移動方法を含む基板処理方法の一例を示すフローチャートである。本処理は、制御部８０により制御される。

なお、本処理を開始するタイミングは、エッジリング２５の消耗量、特に基板の周囲に配置された内側エッジリング２５ａの消耗量に応じて設定してもよい。本処理を開始するタイミングは、第１の高周波電源６２及び／又は第２の高周波電源６４からの高周波電力の印加時間に応じて設定してもよい。本処理を開始するタイミングは、基板のエッジ領域のプロセス特性（例えば、エッチングレート）の測定結果に応じて設定してもよい。また、本処理を開始するタイミングは、１枚の基板が処理される毎、複数枚の基板が処理される毎、ロット毎又は複数ロットが処理される毎に設定してもよい。

本処理が開始されると、制御部８０は、予め測定された内側エッジリング２５aの高さと基板のエッジ領域（例えば１４８ｍｍ）におけるエッチングレートとの相関情報を取得する（ステップＳ１）。この相関情報は、エッチングレートの値に応じて制御すべき内側エッジリング２５ａの高さを示す。エッチングレートに応じた内側エッジリング２５ａの高さに内側エッジリング２５ａを上下方向に移動することで、基板のエッジ領域におけるプロセス特性を精度良く制御できる。プロセス特性の一例としては、エッチングレートの他、エッチング形状、ＣＤ（Critical Dimension）値が挙げられる。

次に、制御部８０は、取得した相関情報に基づき、所望のエッチングレートに対する内側エッジリング２５ａの目標の高さまでの移動量を決定する（ステップＳ２）。次に、制御部８０は、内側エッジリング２５ａの上下方向の移動を開始する（ステップＳ３）。

次に、制御部８０は、内側エッジリング２５ａが目標の高さに到達したか否かを判定する（ステップＳ４）。制御部８０は、内側エッジリング２５ａが目標の高さに到達していないと判定した場合、内側エッジリング２５ａの移動量が、内側エッジリング２５ａの上下方向の移動範囲を超えたか否かを判定する（ステップＳ５）。内側エッジリング２５ａの上下方向の移動範囲を超えたか否かは、内側エッジリング２５ａの移動範囲の上限値に基づき判定される。内側エッジリング２５ａの移動範囲の上限値は、内側エッジリング２５ａの側面と外側エッジリング２５ｂの側面の少なくとも一部が対向する条件を満たす値に予め設定されている。制御部８０は、内側エッジリング２５ａの移動量が、内側エッジリング２５ａの上下方向の移動範囲を超えていないと判定した場合、ステップＳ４に戻る。そして、制御部８０は、内側エッジリング２５ａが目標の高さに到達したか、又は、内側エッジリング２５ａの移動量が内側エッジリング２５ａの上下方向の移動範囲を超えたと判定されるまで、ステップＳ４及びステップＳ５の処理を繰り返し実行する。

制御部８０は、内側エッジリング２５ａが目標の高さになったと判定したか又は内側エッジリング２５ａの移動量がその上下方向の移動範囲を超えたと判定した場合、内側エッジリング２５ａの上下方向の移動を停止し（ステップＳ６）、本処理を終了する。

以上、本実施形態及び変形例のエッジリング、載置台、基板処理装置及び基板処理方法によれば、内側エッジリング２５ａ及び外側エッジリング２５ｂに分割したエッジリング２５において、分割された一方のエッジリングを上下方向に移動させる。エッジリング２５の上下方向の移動範囲において、内側エッジリング２５ａの側面２５a１と外側エッジリング２５ｂの側面２５ｂ１との少なくとも一部が対向しているため、ＲＦパスは確保される。よって、内側エッジリング２５ａと外側エッジリング２５ｂとは電気的に接続される。これにより、移動側のエッジリングを、上下方向の移動範囲において移動させることで、基板のエッジ領域の制御を安定して行うことができる。

以上に説明したように、本実施形態及び変形例は、複数の部材から構成され、一の部材を他の部材に対して上下方向に移動させた場合のプロセス特性の変動を抑制可能なエッジリング２５を提供できる。また、分割したエッジリング２５の上下方向の移動に対して、分割された一方の部材から他方の部材に伝わる交流電圧の抵抗を変化し難くすることができる。

今回開示された一実施形態に係るエッジリング、載置台、基板処理装置及び基板処理方法は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

本開示の基板処理装置は、Atomic Layer Deposition(ALD)装置、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna(RLSA)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のいずれのタイプのプラズマ処理装置においても適用可能である。

また、基板処理装置の一例としてプラズマ処理装置を挙げて説明したが、基板処理装置は、基板に所定の処理（例えば、成膜処理、エッチング処理等）を施す装置であればよく、プラズマ処理装置に限定されるものではない。

１ 基板処理装置
１０ チャンバ
１４ 支持台
１６ 電極プレート
１８ 下部電極
２０ 静電チャック
２５ エッジリング
２５ａ 内側エッジリング
２５ｂ 外側エッジリング
２５ｂ４ 載置部
６２ 第１の高周波電源
６４ 第２の高周波電源
８０ 制御部

Claims (15)

1. 第１のエッジリングと、
   前記第１のエッジリングの側面に近接する側面を有し、前記第１のエッジリングの側面に沿って上下方向に移動可能な第２のエッジリングと、を備えるエッジリングであり、
   前記第１のエッジリングの側面と前記第２のエッジリングの側面とは、前記第２のエッジリングの移動範囲において少なくとも一部が対向し、
   前記エッジリングがプラズマに暴露されることで消耗する前の状態において、前記第１のエッジリングの側面の高さは、前記第２のエッジリングの側面の高さよりも高い、エッジリング。
2. 前記第１のエッジリングと前記第２のエッジリングは、電気的に接続可能である、
   請求項１に記載のエッジリング。
3. 前記第２のエッジリングは、前記第１のエッジリングよりも内周側に配置される、
   請求項１又は２に記載のエッジリング。
4. 前記第１のエッジリングは、前記第２のエッジリングの側面と少なくとも一部が対向する側面の内周側に前記第２のエッジリングを載置する載置部を有し、
   前記第２のエッジリングは、最下位置において前記載置部の上面に配置される、
   請求項３に記載のエッジリング。
5. 前記第１のエッジリングは、複数の部材から構成される、
   請求項１～４のいずれか一項に記載のエッジリング。
6. 前記第１のエッジリングと前記第２のエッジリングとは、同一の材質である、
   請求項１～５のいずれか一項に記載のエッジリング。
7. 前記第１のエッジリングと前記第２のエッジリングとの材質は、Ｓｉ又はＳｉＣである、
   請求項１～６のいずれか一項に記載のエッジリング。
8. 基板が載置される載置面と、
   前記基板が載置される領域を囲むように前記載置面の上に配置される請求項１～７のいずれか一項に記載のエッジリングと、
   前記エッジリングが備える第２のエッジリングを上下方向に移動させるための移動手段と、
   を備える、載置台。
9. 前記基板を処理するためのチャンバと、
   前記チャンバ内に配置される請求項８に記載の載置台と、
   を備える、基板処理装置。
10. 基板を処理するためのチャンバと、
    前記基板が載置される領域を囲むように載置台上に配置される第１のエッジリングと、
    前記第１のエッジリングの側面に近接する側面を有し、前記第１のエッジリングの側面に沿って上下方向に移動可能な第２のエッジリングと、を備えるエッジリングと、を有する基板処理装置において実行される基板処理方法であって、
    前記エッジリングは、前記第１のエッジリングの側面と前記第２のエッジリングの側面とは、前記第２のエッジリングの移動範囲において少なくとも一部が対向し、
    前記エッジリングがプラズマに暴露されることで消耗する前の状態において、前記第１のエッジリングの側面の高さは、前記第２のエッジリングの側面の高さよりも高く、
    前記基板処理方法は、
    エッジリングの高さと基板のエッジのプロセス特性との相関情報を取得する工程と、
    前記相関情報に基づき、前記第２のエッジリングの高さを決定する工程と、
    前記第１のエッジリングの側面と前記第２のエッジリングの側面とは、前記第２のエッジリングの移動範囲において少なくとも一部が対向する範囲で、決定した前記第２のエッジリングの高さまで前記第２のエッジリングを上下方向に移動させる工程と、
    を有する、基板処理方法。
11. 第１のエッジリング及び第２のエッジリングを含み、
    前記第１のエッジリングは、前記第２のエッジリングの内周側に配置される第１の部分と、前記第２のエッジリングの外周側に配置され、第１の側面を有する第２の部分と、を含み、
    前記第２のエッジリングは、前記第１の側面に近接する第２の側面を有し、前記第１の側面に沿って垂直方向に移動可能に構成され、
    前記第１の側面と前記第２の側面とは、前記第２のエッジリングの移動範囲において少なくとも一部が対向可能に構成され、
    前記第１の部分と前記第２の部分とは、同一の材料で構成される、エッジリング。
12. 前記第１のエッジリングは、前記第１の部分と前記第２の部分とを連結する第３の部分を含み、
    前記第２のエッジリングは、前記第３の部分の上方で、垂直方向に移動可能に構成される、請求項１１に記載のエッジリング。
13. 前記エッジリングがプラズマに暴露されることで消耗する前の状態において、前記第２の部分の高さは、前記第１の部分の高さよりも高い、請求項１１又は１２に記載のエッジリング。
14. 前記エッジリングがプラズマに暴露されることで消耗する前の状態において、前記第２のエッジリングが前記移動範囲の最も下の位置にある場合に、前記第２の部分の上面は、前記第２のエッジリングの上面よりも高い、請求項１１又は１２に記載のエッジリング。
15. 前記エッジリングがプラズマに暴露されることで消耗する前の状態において、前記第２の部分は、前記第２のエッジリングの厚さより厚い、請求項１１～１４のいずれか一項に記載のエッジリング。

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