特開 2022-89061 プラズマ処理装置、消耗量特定方法、及びエッジリング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022089061

(43)【公開日】2022-06-15

(54)【発明の名称】プラズマ処理装置、消耗量特定方法、及びエッジリング

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20220608BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20220608BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20220608BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 101G

H01L21/31 C

H05H1/46 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020201283

(22)【出願日】2020-12-03

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】浅野 昌史

(72)【発明者】

【氏名】田中 尚人

(72)【発明者】

【氏名】持木 宏政

【テーマコード（参考）】

2G084

5F004

5F045

【Ｆターム（参考）】

2G084AA02

2G084BB05

2G084BB23

2G084CC05

2G084CC12

2G084CC33

2G084DD02

2G084DD15

2G084DD37

2G084DD38

2G084DD55

2G084FF07

2G084FF15

2G084HH30

2G084HH31

2G084HH37

2G084HH42

5F004BA04

5F004BB12

5F004BB13

5F004BB18

5F004BB22

5F004BB23

5F004BB29

5F045AA08

5F045BB08

5F045DP03

5F045EF05

5F045EH14

5F045EM05

5F045EM09

5F045GB15

(57)【要約】

【課題】エッジリングの消耗量を求めること。
【解決手段】支持部は、プラズマ処理の対象となる基板を支持する。エッジリングは、環状に形成され、基板の周囲を囲むように配置され、プラズマと対向する対向面に、当該対向面の消耗に応じて位置及び形状の少なくとも一方が変化するマークが形成される。特定部は、エッジリングのマークの位置及び形状の少なくとも一方を検出する検出部による検出結果に基づいて、エッジリングの消耗量を特定する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマ処理の対象となる基板を支持する支持部と、
環状に形成され、前記基板の周囲を囲むように配置され、プラズマと対向する対向面に、当該対向面の消耗に応じて位置及び形状の少なくとも一方が変化するマークが形成されたエッジリングと、
前記エッジリングの前記マークの位置及び形状の少なくとも一方を検出する検出部による検出結果に基づいて、前記エッジリングの消耗量を特定する特定部と、
を有するプラズマ処理装置。

【請求項2】

前記マークは、前記対向面に形成された凹部又は溝である
請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項3】

前記凹部又は前記溝は、前記対向面に対して所定の角度で斜めに形成されている
請求項２に記載のプラズマ処理装置。

【請求項4】

前記凹部又は前記溝は、異なる深さで複数形成されている
請求項２に記載のプラズマ処理装置。

【請求項5】

前記凹部又は前記溝は、深くなるほど径を大きく又は小さく形成されている
請求項２に記載のプラズマ処理装置。

【請求項6】

前記凹部又は前記溝は、フィリングされている
請求項２～５の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。

【請求項7】

前記マークは、前記エッジリングの周方向に沿って前記対向面に所定間隔毎又は全周に形成されている
請求項１～６の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。

【請求項8】

前記検出部は、画像を撮影するカメラであり、
前記特定部は、前記カメラにより撮影された画像から前記マークの位置及び形状の少なくとも一方の変化を求めてエッジリングの消耗量を特定する
請求項１～７の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。

【請求項9】

前記検出部は、プラズマ処理装置に設けられている
請求項１～８の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。

【請求項10】

前記検出部は、前記基板を前記支持部に搬送する搬送機構に設けられている
請求項１～８の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。

【請求項11】

前記エッジリングを昇降する昇降機構と、
前記特定部により特定された消耗量に応じて、前記昇降機構により前記エッジリングの高さを調整する調整部をさらに有する
請求項１～１０の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。

【請求項12】

前記特定部により特定された消耗量に応じて、エッチング特性の変化を抑制するようにプロセスを調整する調整部をさらに有する
請求項１～１０の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。

【請求項13】

前記エッジリングの消耗に応じた、前記マークの位置及び形状の少なくとも一方の変化に関する変化情報を記憶する記憶部をさらに有し、
前記特定部は、前記記憶部に記憶された前記変化情報を用いて、前記検出部による検出結果から前記エッジリングの消耗量を特定する
請求項１～１２の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。

【請求項14】

環状に形成され、プラズマ処理の対象となる基板の周囲を囲むように配置され、プラズマと対向する対向面に、当該対向面の消耗に応じて位置及び形状の少なくとも一方が変化するマークが形成されたエッジリングの前記マークの位置及び形状の少なくとも一方を検出部により検出し、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記エッジリングの消耗量を特定する、
消耗量特定方法。

【請求項15】

環状に形成され、プラズマ処理の対象となる基板の周囲を囲むように配置されるエッジリングであって、
プラズマと対向する対向面に、当該対向面の消耗に応じて位置及び形状の少なくとも一方が変化するマークが形成された
エッジリング。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

以下の開示は、プラズマ処理装置、消耗量特定方法、及びエッジリングに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、距離センサが設けられたセンサ基板を処理容器内に搬送し、距離センサからフォーカスリングまでの距離に応じた物理量の情報を取得し、取得した物理量の情報に基づいて、フォーカスリングの消耗量を測定する技術を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１００４０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、エッジリングの消耗量を求める技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様によるプラズマ処理装置は、支持部と、エッジリングと、特定部とを有する。支持部は、プラズマ処理の対象となる基板を支持する。エッジリングは、環状に形成され、基板の周囲を囲むように配置され、プラズマと対向する対向面に、当該対向面の消耗に応じて位置及び形状の少なくとも一方が変化するマークが形成される。特定部は、エッジリングのマークの位置及び形状の少なくとも一方を検出する検出部による検出結果に基づいて、エッジリングの消耗量を特定する。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、エッジリングの消耗量を求めることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態に係る基板処理システムの構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、実施形態に係るプラズマ処理装置の構成の一例を示す図である。

【図3】図３は、実施形態に係るエッジリングの一例を示す図である。

【図4】図４は、実施形態に係るマークの一例を説明する図である。

【図5】図５は、実施形態に係る第２の搬送装置に検出部を設けた一例を示す図である。

【図6】図６は、実施形態に係るマークの他の一例を説明する図である。

【図7】図７は、実施形態に係るマークの他の一例を説明する図である。

【図8】図８は、実施形態に係るマークの他の一例を説明する図である。

【図9】図９は、実施形態に係るプラズマ処理装置の構成の他の一例を示す図である。

【図10】図１０は、実施形態に係るプラズマ処理装置の構成の他の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して本願の開示するプラズマ処理装置、消耗量特定方法、及びエッジリングの実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示するプラズマ処理装置、消耗量特定方法、及びエッジリングが限定されるものではない。

【0009】

エッチングなどのプラズマ処理を行うプラズマ処理装置では、チャンバ内に載置された半導体ウエハの周囲に、フォーカスリングなどのエッジリングが配置される。エッジリングは、エッチングの度に消耗する。プラズマ処理装置は、エッジリングの消耗により半導体ウエハ外周付近のエッチング特性が変化する。エッジリングは、消耗量がある基準を越えた場合に、交換する必要がある。プラズマ処理装置は、エッジリングの交換時期を判定するため、エッジリングの消耗量をモニタする必要がある。そこで、特許文献１の技術により、例えば、距離センサが設けられたセンサ基板を搬送装置によりチャンバ内に搬送し、距離センサからエッジリングまでの距離を計測して、エッジリングの消耗量を測定する。しかし、センサを利用した技術では、エッジリングの消耗量を精度良く測定できない場合がある。例えば、搬送装置によりセンサ基板をチャンバ内に搬送した場合、センサ基板の高さが搬送毎に若干変動して距離センサからエッジリングまでの距離が変化してしまい、エッジリングの消耗量を精度良く測定できない。距離センサにより距離を精度よく計測するには、距離センサのキャリブレーションが必要になる。

【0010】

そこで、エッジリングの消耗量を求める技術が期待されている。

【0011】

［実施形態］
［基板処理システムの構成］
図１は、実施形態に係る基板処理システム１０００の構成の一例を示す図である。基板処理システム１０００は、基板Ｗに対してプラズマエッチングなどのプラズマ処理を含む基板処理を実施するシステムである。実施形態では、基板Ｗを半導体ウエハとする。図１は、基板処理システム１０００の上面図である。基板処理システム１０００は、収納容器ＦＰ、大気搬送室ＡＴＭ、ロードロックモジュールＬＬＭ、真空搬送室ＶＴＭ、処理装置ＰＭを備える。大気搬送室ＡＴＭ内には、第１の搬送装置ＴＭ１が配置される。真空搬送室ＶＴＭ内には、第２の搬送装置ＴＭ２が配置される。なお、図１には、３つの収納容器ＦＰ１～ＦＰ３、６つの処理装置ＰＭ１～ＰＭ６、２つのロードロックモジュールＬＬＭ１～ＬＬＭ２を示す。ただし、各部の数は図示する数に限定されず、図示する数より少なくても多くてもよい。また、各部を特に区別する必要がないときは収納容器、処理装置、ロードロックモジュールはそれぞれ集合的にＦＰ，ＰＭ，ＬＬＭと表示する。

【0012】

第１の搬送装置ＴＭ１は、収納容器ＦＰに収納された基板Ｗ又はエッジリングＥＲを収納容器ＦＰから搬出し、ロードロックモジュールＬＬＭに搬入する。第２の搬送装置ＴＭ２は、ロードロックモジュールＬＬＭから基板Ｗ又はエッジリングＥＲを搬出し、プラズマ処理が実行される処理装置ＰＭ内に搬入する。また、プラズマ処理の完了後、第２の搬送装置ＴＭ２は、処理装置ＰＭから基板Ｗ又はエッジリングＥＲを搬出し、次に処理が実行される処理装置ＰＭ、又はロードロックモジュールＬＬＭに搬送する。真空搬送室ＶＴＭからロードロックモジュールＬＬＭに搬入された基板Ｗ又はエッジリングＥＲは、第１の搬送装置ＴＭ１により、ロードロックモジュールＬＬＭから大気搬送室ＡＴＭ内へ搬送され、再び収納容器ＦＰ内に戻される。なお、図１には示していないが、エッジリングＥＲを収納した収納容器ＦＰを真空搬送室ＶＴＭに直接接続してもよい。この場合、エッジリングＥＲの交換時期になると、第２の搬送装置ＴＭ２は、交換対象の使用済みエッジリングＥＲを処理装置ＰＭから搬出して収納容器ＦＰに収納する。また、第２の搬送装置ＴＭ２は、収納容器ＦＰから未使用のエッジリングＥＲを取り出し、処理装置ＰＭに搬送する。

【0013】

なお、大気搬送室ＡＴＭは、大気雰囲気に維持される。ロードロックモジュールＬＬＭは、排気装置と、大気搬送室ＡＴＭ及び真空搬送室ＶＴＭの各々と接続する複数の開口部と、各開口部を開閉自在に覆うゲートバルブと、を備える。ロードロックモジュールＬＬＭは、真空搬送室ＶＴＭと連通する前に排気装置により減圧雰囲気に減圧される。真空搬送室ＶＴＭ及び処理装置ＰＭは、同様に、排気装置を備える。また、真空搬送室ＶＴＭと各処理装置ＰＭとの間には、開口部及び当該開口部を開閉自在に覆うゲートバルブが設けられる。

【0014】

かかる構成を備えることにより、基板処理システム１０００は、基板Ｗ及びエッジリングＥＲを人手によらず、プラズマ処理が実行される処理装置ＰＭと収納容器ＦＰとの間で搬送することができる。

【0015】

［プラズマ処理装置の構成］
図２は、実施形態に係るプラズマ処理装置１の構成の一例を示す図である。プラズマ処理装置１は、図１に示す処理装置ＰＭに相当する。図１に示す処理装置ＰＭ１～ＰＭ６全てが図２のプラズマ処理装置１と同様に構成されてもよく、処理装置ＰＭ１～ＰＭ６の一部が図２のプラズマ処理装置１と同様に構成されてもよい。

【0016】

プラズマ処理装置１は、チャンバ１０、ガス供給部２０、高周波（Radio Frequency：ＲＦ）電力供給部３０、排気システム４０及び昇降機構５０を含む。また、プラズマ処理装置１は、載置台１１及び上部電極シャワーヘッド１２を含む。載置台１１は、チャンバ１０内のプラズマ処理空間１０ｓの下部領域に配置される。上部電極シャワーヘッド１２は、載置台１１の上方に配置され、チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の一部として機能し得る。

【0017】

載置台１１は、プラズマ処理空間１０ｓにおいて基板Ｗを支持するように構成される。一実施形態において、載置台１１は、下部電極１１１及び静電チャック１１２を含む。載置台１１には、基板Ｗが配置される。静電チャック１１２は、下部電極１１１上に配置され、静電チャック１１２の上面で基板Ｗを支持するように構成される。静電チャック１１２は、内部に電極が設けられ、当該電極に直流電圧が印加されることで、基板Ｗを静電吸着する。載置台１１には、基板Ｗの周囲を取り囲むようにフォーカスリングやカバーリングなどのエッジリングＥＲが配置される。フォーカスリングは、シリコン等の導電性材料により構成され、プラズマの均一化のために基板Ｗの外周に設置される。カバーリングは、石英等の誘電体により構成され、エッチングから載置台１１を保護するために載置台１１の外周に設置される。カバーリングは、フォーカスリングの外周に設置される場合もある。エッジリングＥＲは、フォーカスリングであってもよく、カバーリングであってもよい。エッジリングＥＲは、環状に形成されている。エッジリングＥＲは、下部電極１１１の周縁部上面において基板Ｗを囲むように配置される。また、図示は省略するが、一実施形態において、載置台１１は、静電チャック１１２及び基板Ｗ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、流路、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路には、冷媒、伝熱ガスのような温調流体が流れる。

【0018】

載置台１１の上面は、基板Ｗが載置される第１載置面１１ａと、エッジリングＥＲが載置される第２載置面１１ｂとに分かれている。第１載置面１１ａは、載置台１１の中央に位置する、基板Ｗよりわずかに小径の円形面として構成される。第２載置面１１ｂは、第１載置面１１ａの外周を囲み、第１載置面１１ａよりも下方すなわちチャンバ１０の底面側に位置する。

【0019】

上部電極シャワーヘッド１２は、ガス供給部２０からの１又はそれ以上の処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓに供給するように構成される。一実施形態において、上部電極シャワーヘッド１２は、ガス入口１２ａ、ガス拡散室１２ｂ、及び複数のガス出口１２ｃを有する。ガス入口１２ａは、ガス供給部２０及びガス拡散室１２ｂと流体連通している。複数のガス出口１２ｃは、ガス拡散室１２ｂ及びプラズマ処理空間１０ｓと流体連通している。一実施形態において、上部電極シャワーヘッド１２は、１又はそれ以上の処理ガスをガス入口１２ａからガス拡散室１２ｂ及び複数のガス出口１２ｃを介してプラズマ処理空間１０ｓに供給するように構成される。

【0020】

ガス供給部２０は、１又はそれ以上のガスソース２１及び１又はそれ以上の流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、１又はそれ以上の処理ガスを、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を介してガス入口１２ａ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、１又はそれ以上の処理ガスの流量を変調又はパルス化する１又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。

【0021】

ＲＦ電力供給部３０は、ＲＦ電力、例えば１又はそれ以上のＲＦ信号を、下部電極１１１、上部電極シャワーヘッド１２、又は、下部電極１１１及び上部電極シャワーヘッド１２の双方のような１又はそれ以上の電極に供給するように構成される。図２の例では、ＲＦ電力供給部３０は、下部電極１１１にＲＦ信号を供給する構成を示す。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された１又はそれ以上の処理ガスからプラズマが生成される。一実施形態において、ＲＦ電力供給部３０は、２つのＲＦ生成部３１ａ，３１ｂ及び２つの整合回路３２ａ，３２ｂを含む。なお、整合回路３２ａ，３２ｂに加えて、フィルタを配置してもよい。

【0022】

一実施形態において、ＲＦ電力供給部３０は、第１のＲＦ信号を第１のＲＦ生成部３１ａから第１の整合回路３２ａを介して下部電極１１１に供給するように構成される。例えば、第１のＲＦ信号は、２７ＭＨｚ～１００ＭＨｚの範囲内の周波数を有してもよい。

【0023】

また、一実施形態において、ＲＦ電力供給部３０は、第２のＲＦ信号を第２のＲＦ生成部３１ｂから第２の整合回路３２ｂを介して下部電極１１１に供給するように構成される。例えば、第２のＲＦ信号は、２００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数を有してもよい。

【0024】

基板Ｗのプラズマ処理中、たとえばＲＦ生成部３１ａは、比較的高い周波数たとえば６０ＭＨｚのプラズマ生成用の高周波電力を下部電極１１１に印加してもよい。他方、ＲＦ生成部３１ｂは、比較的低い周波数たとえば２ＭＨｚのイオン引き込み用の高周波電力を下部電極１１１に印加してもよい。

【0025】

第１のＲＦ生成部３１ａに代えて、ＤＣ（Direct Current）パルス生成部を用いてもよい。なお、図２の例では、ＲＦ信号（又はＤＣパルス）は、下部電極１１１に供給される構成とするが、下部電極１１１に代えて、静電チャック１１２内に配置される電極に供給される構成としてもよい。なお、ＤＣ電圧は上部電極シャワーヘッド１２に印加されてもよい。

【0026】

排気システム４０は、例えばチャンバ１０の底部に設けられた排気口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力弁及び真空ポンプを含んでもよい。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、粗引きポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。

【0027】

チャンバ１０の側壁には、開閉自在なゲートバルブＧ１を有する開口部１３が形成されている。開口部１３はたとえば、図１に示す真空搬送室ＶＴＭに連通する。真空搬送室ＶＴＭ内の空間とチャンバ１０内のプラズマ処理空間１０ｓとは、ゲートバルブＧ１により遮断される。基板Ｗ及びエッジリングＥＲは、上述の基板処理システム１０００が備える第２の搬送装置ＴＭ２により、開口部１３を介して真空搬送室ＶＴＭとチャンバ１０との間を搬送される。

【0028】

昇降機構５０は、第１リフタピン５１ａ、第１アクチュエータ５２ａ、第２リフタピン５１ｂ、第２アクチュエータ５２ｂを備える。第１リフタピン５１ａは、第１貫通孔１１ｃ内に配置される。第１貫通孔１１ｃは、載置台１１内を上下方向に延び、第１載置面１１ａで開口する。第１リフタピン５１ａは、第１アクチュエータ５２ａにより上下方向に運動する。第１載置面１１ａ上に載置される基板Ｗは、第１リフタピン５１ａの上昇に伴い、第１載置面１１ａから持ち上げられる。第２の搬送装置ＴＭ２が備えるアーム等の把持部が、ゲートバルブＧ１を介してチャンバ１０内に入り、第１リフタピン５１ａにより持ち上げられた基板Ｗを受け取り、チャンバ１０外に搬出する。基板Ｗをチャンバ１０内に搬入する時は、各部は搬出時とは逆の順序で動作する。なお、図２には、１つの第１リフタピン５１ａ及び第１貫通孔１１ｃを示すが、第１リフタピン５１ａ及び第１貫通孔１１ｃの数は特に限定されない。第１リフタピン５１ａ及び第１貫通孔１１ｃは、持ち上げたときの基板Ｗが安定する数だけ設ければよい。

【0029】

第２リフタピン５１ｂは、第２貫通孔１１ｄ内に配置される。第２貫通孔１１ｄは、載置台１１内を上下方向に延び、第２載置面１１ｂで開口する。第２リフタピン５１ｂは、第２アクチュエータ５２ｂにより上下方向に運動する。第２載置面１１ｂ上に載置されるエッジリングＥＲは、第２リフタピン５１ｂの上昇に伴い、第２載置面１１ｂから持ち上げられる。エッジリングＥＲは、基板Ｗと同様に、第２の搬送装置ＴＭ２によりチャンバ１０から搬出され、また、チャンバ１０内に搬入されることができる。第２リフタピン５１ｂ及び第２貫通孔１１ｄの数も特に限定されず、持ち上げたときのエッジリングＥＲが安定する数が設けられればよい。

【0030】

なお、図２の例では、第１、第２アクチュエータ５２ａ，５２ｂによって第１、第２リフタピン５１ａ，５１ｂを昇降させるものとするが、第１，第２リフタピン５１ａ，５１ｂを昇降させるための機構は、特に限定されない。また、複数の第１リフタピン５１ａに共通の昇降機構を一つ設けてもよく、同様に複数の第２リフタピン５１ｂに共通の昇降機構を一つ設けてもよい。また、リフタピン毎に昇降機構を設けてもよい。

【0031】

一実施形態において、プラズマ処理装置１は、制御部６０を含む。制御部６０は、例えば、コンピュータである。制御部６０は、処理装置ＰＭ一つに一つずつ設けられてもよい。別の例では、処理装置ＰＭ６つ全てに共通の制御部を設けて複数の処理装置ＰＭが統括的に制御されるものとしてもよい。また、処理装置ＰＭ一つに一つずつ設けられた複数の制御部６０を統合的に制御する上位の制御部を設けてもよい。

【0032】

一実施形態において、制御部６０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６０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。

【0033】

上記のように構成されたプラズマ処理装置１は、制御部６０によって、その動作が統括的に制御される。制御部６０は、コントローラ６１と、記憶部６２と、通信インターフェース６３とを有する。

【0034】

記憶部６２には、プラズマ処理装置１で実行される各種処理をコントローラ６１の制御にて実現するためのプログラム（ソフトウエア）や、処理条件データ等が記憶されたレシピデータが格納されている。なお、プログラムやレシピデータは、コンピュータで読み取り可能なコンピュータ記録媒体（例えば、ハードディスク、ＣＤ、フレキシブルディスク、半導体メモリ等）などに格納された状態のものを利用してもよい。或いは、プログラムやレシピデータは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。

【0035】

通信インターフェース６３は、プラズマ処理装置１の各部や他の装置と通信可能とされ、各種のデータを入出力する。

【0036】

コントローラ６１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ及びプログラムやデータを格納するための内部メモリを有し、記憶部６２に記憶されたプログラムを読み出し、読み出したプログラムの処理を実行する。コントローラ６１は、プログラムが動作することにより各種の処理部として機能する。例えば、コントローラ６１は、特定部６１ａと、調整部６１ｂの機能を有する。なお、本実施形態では、コントローラ６１が、特定部６１ａ及び調整部６１ｂの機能を有する場合を例に説明する。しかし、特定部６１ａ及び調整部６１ｂの機能は、複数のコントローラで分散して実現してもよい。

【0037】

なお、制御部６０は、図１に示す基板処理システム１０００が備える複数の処理装置ＰＭ１～ＰＭ６を統合的に制御する処理部（ＣＰＵ等）として構成してもよい。また、基板処理システム１０００全体の動作を、制御部６０が制御するものとしてもよい。また、各処理装置ＰＭを制御する制御部６０の上位装置として別の制御装置を設けて各部を統合的に制御してもよい。

【0038】

ところで、エッジリングＥＲは、エッチングの度に、プラズマと対向する対向面が消耗する。プラズマ処理装置１は、エッジリングＥＲの消耗により基板Ｗ外周付近のエッチング特性が変化する。プラズマ処理装置１は、エッジリングＥＲの交換時期を判定するため、エッジリングＥＲの消耗量をモニタする必要がある。

【0039】

そこで、本実施形態では、エッジリングＥＲに、プラズマと対向する対向面である上面ＥＲａに、当該上面ＥＲａの消耗に応じて位置及び形状の少なくとも一方が変化するマーク７０を形成する。

【0040】

［エッジリングの構成］
図３は、実施形態に係るエッジリングＥＲの一例を示す図である。図３には、エッジリングＥＲの概略構成の一例を示す平面図が示されている。エッジリングＥＲは、環状に形成されており、上面ＥＲａが平坦に形成されている。図３では、エッジリングＥＲの周方向に沿って上面ＥＲａに所定間隔毎に、８個のマーク７０が形成されている。なお、マーク７０の数は、８個に限定されるものではなく、何れの個数であってもよい。

【0041】

［マークの構成］
図４は、実施形態に係るマーク７０の一例を説明する図である。図４の左側には、エッジリングＥＲが示されている。図４の右側の上部の（Ａ）には、マーク７０部分の断面図が示されている。図４の右側の下部の（Ｂ）には、マーク７０部分を上面ＥＲａ側から見た上面図が示されている。エッジリングＥＲは、上面ＥＲａにマーク７０として凹部７１が形成されている。凹部７１は、上面ＥＲａに対して所定の角度θで斜めに形成されている。凹部７１は、例えば、直径が０．１～１ｍｍ程度の孔とする。角度θは、例えば、４５°以下とする。凹部７１の向きは、何れであってもよいが、エッジリングＥＲの径方向に向かっている方が好ましい。図４では、凹部７１は、エッジリングＥＲの径方向に向けて外側から内側に斜めに形成されているが、内側から外側に斜めに形成されてもよい。このように形成された凹部７１は、上面ＥＲａの消耗に応じて位置が移動する。例えば、図４では、凹部７１は、上面ＥＲａの消耗に応じて、エッジリングＥＲの径方向に外側から内側へ移動する。よって、エッジリングＥＲの凹部７１の移動を検出することで、上面ＥＲａの消耗量を求めることができる。

【0042】

実施形態に係る基板処理システム１０００は、エッジリングＥＲのマーク７０の位置及び形状の少なくとも一方を検出する検出部を有する。例えば、基板処理システム１０００は、基板Ｗ又はエッジリングＥＲを処理装置ＰＭに搬送する第２の搬送装置ＴＭ２に検出部を設ける。図５は、実施形態に係る第２の搬送装置ＴＭ２に検出部を設けた一例を示す図である。図５には、プラズマ処理装置１に基板Ｗを搬送する際の状態を示している。第２の搬送装置ＴＭ２は、伸縮可能なアーム８０の先端にフォーク８１が設けられ、フォーク８１の上面で基板Ｗ又はエッジリングＥＲを支持する。フォーク８１の下面には、検出部として、画像を撮影するカメラ９０が設けられている。例えば、実施形態に係る基板処理システム１０００は、第２の搬送装置ＴＭ２のアーム８０及びフォーク８１を移動させてエッジリングＥＲの各マーク７０の上部にカメラ９０を移動し、カメラ９０により各マーク７０の画像を撮影する。

【0043】

特定部６１ａは、検出部による検出結果に基づいて、エッジリングＥＲの消耗量を特定する。例えば、特定部６１ａは、カメラ９０により撮影された画像からマーク７０の位置及び形状の少なくとも一方の変化を求めてエッジリングＥＲの消耗量を特定する。

【0044】

例えば、エッジリングＥＲは、リング部分の径や各マーク７０を設けた径方向の初期位置などの各種のサイズが実物の測定やエッジリングＥＲの設計情報から定まる。特定部６１ａは、撮影された画像からエッジリングＥＲのリング部分の内側のエッジ、外側のエッジ、及びマーク７０を検出し、画像内でリング部分の径に対するマーク７０の径方向の位置を特定する。特定部６１ａは、エッジリングＥＲのリング部分の実際の径を用いて、画像内でリング部分の径に対するマーク７０の径方向の位置から、マーク７０の径方向の実際の位置を算出する。特定部６１ａは、マーク７０の径方向の初期位置と実際の位置から、マーク７０の移動量を算出し、上面ＥＲａの消耗量を特定する。例えば、マーク７０が図４に示した凹部７１である場合、角度θが定まっているため、特定部６１ａは、凹部７１の移動量×ｔａｎθにより上面ＥＲａの消耗量を算出することで消耗量を特定する。

【0045】

調整部６１ｂは、特定部６１ａにより特定された消耗量に応じて、昇降機構５０によりエッジリングＥＲの高さを調整する。例えば、調整部６１ｂは、第２アクチュエータ５２ｂを制御して第２リフタピン５１ｂを上方向に消耗量分移動させ、エッジリングＥＲが消耗量分上昇するように調整する。

【0046】

なお、上述した実施形態では、マーク７０を上面ＥＲａに対して斜めに形成された凹部７１とした場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。マーク７０は、上面ＥＲａの消耗に応じて位置及び形状の少なくとも一方が変化するものであれば、何れであってもよい。

【0047】

例えば、マーク７０は、異なる深さの複数の凹部７２であってもよい。図６は、実施形態に係るマーク７０の他の一例を説明する図である。図６では、マーク７０として、上面ＥＲａに異なる深さの３つの凹部７２が形成されている。凹部７２は、例えば、直径が０．１～１ｍｍ程度であり、深さが０．１～１ｍｍ程度の孔とする。このように形成された複数の凹部７２は、深さが異なるため、上面ＥＲａの消耗に応じて、浅い凹部７２から順に消失する。特定部６１ａは、カメラ９０により撮影された画像からエッジリングＥＲの凹部７２の数を検出することで、上面ＥＲａの消耗量を特定できる。例えば、特定部６１ａは、各凹部７２の深さは定まっており、上面ＥＲａの消耗量に応じて、残る凹部７２の数も定まっているため、凹部７２の数を検出することで、上面ＥＲａの消耗量を特定できる。

【0048】

また、例えば、マーク７０は、深くなるほど径を大きく又は小さく形成されている凹部７３であってもよい。図７は、実施形態に係るマーク７０の他の一例を説明する図である。図７では、マーク７０として、上面ＥＲａに凹部７３が形成されている。凹部７３は、深くなるほど径を小さく形成されている。凹部７３は、例えば、テーパ角が４５°以下の円錐型の孔とする。このように形成された凹部７３は、深くなるほど径（幅）が小さいため、上面ＥＲａの消耗に応じて、上面ＥＲａでの径が小さくなる。特定部６１ａは、カメラ９０により撮影された画像からエッジリングＥＲの凹部７３の径（幅）を検出することで、上面ＥＲａの消耗量を特定できる。なお、凹部７３は、深くなるほど径を大きく形成してもよい。この場合、凹部７３は、深くなるほど径が大きいため、上面ＥＲａの消耗に応じて、上面ＥＲａでの径が大きくなる。

【0049】

また、図４、図６及び図７では、マーク７０として、凹部７１～７３を形成した例を説明したが、マーク７０として溝を形成してもよい。溝は、エッジリングＥＲの上面ＥＲａにエッジリングＥＲの周方向に沿って全周に設けてもよく、周方向に沿って所定間隔ごとに部分的に設けてもよい。マーク７０として溝を全周に設けることで、エッジリングＥＲの周方向の任意の位置で上面ＥＲａの消耗量を特定できる。

【0050】

例えば、上面ＥＲａにエッジリングＥＲの周方向に沿って、異なる深さで複数の溝を形成してもよい。図８は、実施形態に係るマーク７０の他の一例を説明する図である。図８では、マーク７０として、上面ＥＲａにエッジリングＥＲの周方向に沿って全周に、異なる深さの複数の溝７４が形成されている。溝７４は、例えば、スリット径（幅）が０．１～１ｍｍ程度であり、深さが０．１～１ｍｍ程度とする。このように形成された複数の溝７４は、深さが異なるため、上面ＥＲａの消耗に応じて、浅い溝７４から順に消失する。特定部６１ａは、カメラ９０により撮影された画像からエッジリングＥＲの溝７４の数を検出することで、上面ＥＲａの消耗量を特定できる。例えば、特定部６１ａは、各溝７４の深さは定まっており、上面ＥＲａの消耗量に応じて、残る溝７４の数も定まっているため、溝７４の数を検出することで、上面ＥＲａの消耗量を特定できる。

【0051】

また、例えば、上面ＥＲａにエッジリングＥＲの周方向に沿って、上面ＥＲａに対して角度θで斜めスリット状の溝を形成してもよい。このような斜めスリット状の溝は、上面ＥＲａの消耗に応じて位置が移動する。特定部６１ａは、カメラ９０により撮影された画像からエッジリングＥＲの溝の移動を検出することで、上面ＥＲａの消耗量を特定できる。

【0052】

また、例えば、エッジリングＥＲの上面ＥＲａにエッジリングＥＲの周方向に沿って全周に、深くなるほどスリット径（幅）が大きい又は小さい、断面が三角形状の溝を形成してもよい。このような断面が三角形状の溝は、上面ＥＲａの消耗に応じて、上面ＥＲａでの径が変化する。特定部６１ａは、カメラ９０により撮影された画像からエッジリングＥＲの溝のスリット径（幅）を検出することで、上面ＥＲａの消耗量を特定できる。

【0053】

また、上述した実施形態では、第２の搬送装置ＴＭ２に検出部を設けた場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。検出部は、プラズマ処理装置１に設けてもよい。

【0054】

例えば、プラズマ処理装置１に、エッジリングＥＲのマーク７０に対向するように検出部を設けてもよい。図９は、実施形態に係るプラズマ処理装置１の構成の他の一例を示す図である。例えば、上部電極シャワーヘッド１２は、エッジリングＥＲのマーク７０に上部となる位置の透過性の窓９４が設けられている。また、上部電極シャワーヘッド１２は、窓９４の上部に、検出部として、カメラ９１が設けられている。このような構成により、カメラ９１は、窓９４を介してマーク７０を撮影できる。

【0055】

また、例えば、プラズマ処理装置１のチャンバ１０の側壁に透過性の窓を設けて、チャンバ１０の外部に設置したカメラにより窓９５を介してマーク７０を撮影してもよい。図１０は、実施形態に係るプラズマ処理装置１の構成の他の一例を示す図である。例えば、プラズマ処理装置１は、チャンバ１０の側壁に透過性の窓９５が設けられている。また、プラズマ処理装置１は、チャンバ１０の外側の窓９５を介してエッジリングＥＲが見える位置にカメラ９３が配置されている。このような構成により、カメラ９３は、窓９５を介してマーク７０を撮影できる。

【0056】

調整部６１ｂは、特定部６１ａにより特定された消耗量に応じて、昇降機構５０によりエッジリングＥＲの高さを調整する。例えば、調整部６１ｂは、第２アクチュエータ５２ｂを制御して第２リフタピン５１ｂを上方向に消耗量分移動させ、エッジリングＥＲが消耗量分上昇するように調整する。

【0057】

また、上述した実施形態では、第２リフタピン５１ｂを上方向に消耗量分移動させてエッジリングＥＲの消耗によるエッチング特性の変化を抑制する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。調整部６１ｂは、エッジリングＥＲの消耗によるエッチング特性の変化を抑制するようにその他の調整を行ってもよい。例えば、調整部６１ｂは、エッジリングＥＲの消耗によるエッチング特性の変化を抑制するように、プロセス条件の変更、エッジリングへの直流電圧印加等のプロセスの調整を行ってもよい。

【0058】

［効果］
このように、実施形態に係るプラズマ処理装置１は、支持部（載置台１１）と、エッジリングＥＲと、特定部６１ａとを有する。支持部は、プラズマ処理の対象となる基板Ｗを支持する。エッジリングＥＲは、環状に形成され、基板Ｗの周囲を囲むように配置され、プラズマと対向する対向面（上面ＥＲａ）に、当該対向面の消耗に応じて位置及び形状の少なくとも一方が変化するマーク７０が形成される。特定部６１ａは、エッジリングＥＲのマーク７０の位置及び形状の少なくとも一方を検出する検出部（カメラ９０～９３）による検出結果に基づいて、エッジリングＥＲの消耗量を特定する。これにより、プラズマ処理装置１は、エッジリングＥＲの消耗量を求めることができる。

【0059】

また、マーク７０は、対向面に形成された凹部又は溝とする。これにより、プラズマ処理装置１は、エッジリングＥＲの対向面に形成された凹部又は溝の位置及び形状の少なくとも一方が変化を検出することで、エッジリングＥＲの消耗量を求めることができる。

【0060】

また、凹部又は溝は、対向面に対して所定の角度θで斜めに形成されている。これにより、エッジリングＥＲの消耗量に応じて凹部又は溝の位置が変化するため、プラズマ処理装置１は、凹部又は溝の位置の変化を検出することで、エッジリングＥＲの消耗量を求めることができる。

【0061】

また、凹部又は溝は、異なる深さで複数形成されている。これにより、エッジリングＥＲの消耗量に応じて凹部又は溝の形状（数）が変化するため、プラズマ処理装置１は、凹部又は溝の形状の変化を検出することで、エッジリングＥＲの消耗量を求めることができる。

【0062】

また、凹部又は溝は、深くなるほど径を大きく又は小さく形成されている。これにより、エッジリングＥＲの消耗量に応じて凹部又は溝の形状が変化するため、プラズマ処理装置１は、凹部又は溝の形状の変化を検出することで、エッジリングＥＲの消耗量を求めることができる。

【0063】

また、マーク７０は、エッジリングＥＲの周方向に沿って対向面に所定間隔毎又は全周に形成されている。これにより、プラズマ処理装置１は、所定間隔毎又は全周の任意の位置でエッジリングＥＲの消耗量を求めることができる。

【0064】

検出部は、画像を撮影するカメラ９０～９３とする。特定部６１ａは、カメラ９０～９３により撮影された画像からマーク７０の位置及び形状の少なくとも一方の変化を求めてエッジリングＥＲの消耗量を特定する。これにより、画像からエッジリングＥＲの消耗量を特定できるため、プラズマ処理装置１は、カメラ９０～９３からエッジリングＥＲまでの距離が変化する場合でも、エッジリングＥＲの消耗量を求めることができる。

【0065】

また、実施形態に係るプラズマ処理装置１は、昇降機構５０と、調整部６１ｂとを有する。昇降機構５０は、エッジリングＥＲを昇降する。調整部６１ｂは、特定部６１ａにより特定された消耗量に応じて、昇降機構５０によりエッジリングＥＲの高さを調整する。これにより、プラズマ処理装置１は、エッジリングＥＲの消耗により基板Ｗ外周付近のエッチング特性の変化を抑制できる。

【0066】

また、調整部６１ｂは、特定部６１ａにより特定された消耗量に応じて、エッチング特性の変化を抑制するようにプロセスを調整する。これにより、プラズマ処理装置１は、エッジリングＥＲの消耗によるエッチング特性の変化を抑制できる。

【0067】

以上、実施形態について説明してきたが、今回開示された実施形態は、全ての点で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、請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

【0068】

例えば、上述した実施形態では、エッジリングＥＲの上面ＥＲａにマーク７０として凹部（凹部７１～７３）や溝（溝７４）を形成した場合、上面ＥＲａの特性が凹部や溝付近で変わり、エッチングの均一性が低下する場合がある。そこで、凹部や溝は、フィリングしてもよい。例えば、凹部や溝は、エッジリングＥＲの材料と同じ材料又は類似した特性の材料でフィリングしてもよい。これにより、エッチングの均一性の低下を抑制できる。また、凹部や溝は、判別しやすくするため、エッジリングＥＲと異なる色の材料でフィリングしてもよい。

【0069】

また、上述した実施形態では、マーク７０とする凹部（凹部７１～７３）及び溝（溝７４）は、エッチングによって上部の角が速くエッチングされて上面の形状が変化する場合がある。そこで、記憶部６２にエッジリングＥＲの消耗に応じた、マーク７０の位置及び形状の少なくとも一方の変化に関する変化情報を記憶させてもよい。特定部６１ａは、記憶部６２に記憶された変化情報を用いて、検出部による検出結果からエッジリングＥＲの消耗量を特定してもよい。例えば、記憶部６２は、エッジリングＥＲの消耗量ごとに、当該消耗量でのマーク７０の画像を変化情報として記憶する。特定部６１ａは、カメラ９０により撮影された画像と、記憶部６２に記憶されたエッジリングＥＲの消耗量ごとの各画像とを比較して最も類似する画像を特定し、特定した画像での消耗量を上面ＥＲａの消耗量と特定する。

【0070】

また、上述した実施形態では、第１の搬送装置ＴＭ１及び第２の搬送装置ＴＭ２によりエッジリングＥＲが交換可能な構成とした場合について説明した。しかし、これに限定されるものではない。エッジリングＥＲは、メンテンナンス時などにより手動で交換されてもよい。制御部６０は、特定部６１ａにより特定された消耗量を画面などのユーザインターフェースに表示してもよく、エッジリングＥＲの消耗量がある基準を越えた場合に、ユーザインターフェースにエッジリングの交換時期をアラート表示してもよい。また、制御部６０は、特定部６１ａにより特定されたエッジリングＥＲの消耗量のデータを他の装置に送信してもよい。消耗量のデータを受信した他の装置は、エッジリングＥＲの消耗量をユーザインターフェースに表示してもよく、エッジリングＥＲの消耗量がある基準を越えた場合に、ユーザインターフェースにアラート表示してもよい。

【0071】

また、上記の実施形態では、基板Ｗを半導体ウエハとした場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。基板は、ガラス基板など何れの基板でもよい。

【0072】

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。

【符号の説明】

【0073】

１ プラズマ処理装置
１０ チャンバ
５０ 昇降機構
５１ａ 第１リフタピン
５２ａ 第１アクチュエータ
５１ｂ 第２リフタピン
５２ｂ 第２アクチュエータ
６０ 制御部
６１ コントローラ
６１ａ 特定部
６１ｂ 調整部
６２ 記憶部
６３ 通信インターフェース
１０００ 基板処理システム
ＡＴＭ 大気搬送室
ＥＲ エッジリング
ＦＰ（ＦＰ１～ＦＰ３） 収納容器
ＬＬＭ（ＬＬＭ１，ＬＬＭ２） ロードロックモジュール
ＰＭ（ＰＭ１～ＰＭ６） 処理装置
Ｗ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】