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(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】P2024094862
(43)【公開日】2024-07-10
(54)【発明の名称】石英部材、エッジリング及びエッチング装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3065 20060101AFI20240703BHJP
C23F 1/08 20060101ALI20240703BHJP
【ＦＩ】
H01L21/302 101G
C23F1/08 101
C23F1/08 102
【審査請求】未請求
【請求項の数】19
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022211724
(22)【出願日】2022-12-28
(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】100126480
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 睦
(74)【代理人】
【識別番号】100140431
【弁理士】
【氏名又は名称】大石 幸雄
(74)【代理人】
【識別番号】100135677
【弁理士】
【氏名又は名称】澤井 光一
(74)【代理人】
【識別番号】100131598
【弁理士】
【氏名又は名称】高村 和宗
(72)【発明者】
【氏名】菊池 俊彦
(72)【発明者】
【氏名】安住 俊彦
(72)【発明者】
【氏名】黒田 亮人
【テーマコード（参考）】
4K057
5F004
【Ｆターム（参考）】
4K057WM11
4K057WN01
5F004BA09
5F004BB13
5F004BB22
5F004BB23
5F004BB25
5F004BB26
5F004BB29
5F004CA06
(57)【要約】
【課題】基板処理装置が有する処理チャンバ内に使用される部品の消耗を抑制しつつ、処理チャンバ内における基板の処理を適切に行うことができる技術を提供する。
【解決手段】石英部材は、基板処理装置が有する処理チャンバ内に使用される石英部材であって、石英からなる本体を含み、本体は、本体の表面の少なくとも一部において、酸化物又はフッ化物を含むドープ層を含み、酸化物又はフッ化物は、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ２，ＳｒＯ，ＢａＯ，Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＨｆＯ２及びＺｒＯ２からなる群から選択される少なくとも１種である。
【選択図】図４
【解決手段】石英部材は、基板処理装置が有する処理チャンバ内に使用される石英部材であって、石英からなる本体を含み、本体は、本体の表面の少なくとも一部において、酸化物又はフッ化物を含むドープ層を含み、酸化物又はフッ化物は、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ２，ＳｒＯ，ＢａＯ，Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＨｆＯ２及びＺｒＯ２からなる群から選択される少なくとも１種である。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板処理装置が有する処理チャンバ内に使用される石英部材であって、
石英からなる本体を含み、
前記本体は、前記本体の表面の少なくとも一部において、酸化物又はフッ化物を含むドープ層を含み、
前記酸化物又は前記フッ化物は、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ２，ＳｒＯ，ＢａＯ，Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＨｆＯ２及びＺｒＯ２からなる群から選択される少なくとも１種である、石英部材。
石英からなる本体を含み、
前記本体は、前記本体の表面の少なくとも一部において、酸化物又はフッ化物を含むドープ層を含み、
前記酸化物又は前記フッ化物は、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ２，ＳｒＯ，ＢａＯ，Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＨｆＯ２及びＺｒＯ２からなる群から選択される少なくとも１種である、石英部材。
【請求項2】
前記ドープ層は、ＭｇＯ，ＳｒＯ及びＢａＯからなる群から選択される少なくとも１種が０～３５重量％、ＣａＯが０～５５重量％、ＣａＦ２が０～１５重量％、及びＹ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２及びＺｒＯ２からなる群から選択される少なくとも１種が０～２０重量％となる組成を有する、
請求項１に記載の石英部材。
請求項１に記載の石英部材。
【請求項3】
前記ドープ層を除く前記本体が含有する前記酸化物又は前記フッ化物は、１重量％以下である、
請求項１に記載の石英部材。
請求項１に記載の石英部材。
【請求項4】
前記ドープ層が有する誘電率は、５．５～１３の範囲内である、
請求項１に記載の石英部材。
請求項１に記載の石英部材。
【請求項5】
前記ドープ層が有する気孔率は、１％未満である、
請求項１に記載の石英部材。
請求項１に記載の石英部材。
【請求項6】
前記処理チャンバは、ハロゲン化物ガス又はプラズマを使用する処理を行うものである、
請求項１に記載の石英部材。
請求項１に記載の石英部材。
【請求項7】
前記基板処理装置は、前記処理チャンバ内に配置される基板を囲むように配置されるエッジリングを含み、
前記石英部材は、前記エッジリングに使用される、
請求項１に記載の石英部材。
前記石英部材は、前記エッジリングに使用される、
請求項１に記載の石英部材。
【請求項8】
前記ドープ層の厚みは、前記本体の厚みに対して１０～３５％の範囲内である、
請求項７に記載の石英部材。
請求項７に記載の石英部材。
【請求項9】
前記ドープ層の厚みは、０．４～２．５ｍｍの範囲内である、
請求項７に記載の石英部材。
請求項７に記載の石英部材。
【請求項10】
前記ドープ層は、前記エッジリングの内周から外周に向けて前記ドープ層の厚みが減少するように構成されている、
請求項７に記載の石英部材。
請求項７に記載の石英部材。
【請求項11】
前記ドープ層は、前記エッジリングの内周から外周に向けて前記酸化物又は前記フッ化物の濃度が減少するように構成されている、
請求項７に記載の石英部材。
請求項７に記載の石英部材。
【請求項12】
前記ドープ層は、前記エッジリングの内周から外周に向けて誘電率が減少するように構成されている、
請求項７に記載の石英部材。
請求項７に記載の石英部材。
【請求項13】
処理チャンバ内に配置される基板を囲むように配置されるエッジリングであって、
第１の誘電率を有する本体部と、
前記本体部の上面の少なくとも一部に形成され、前記第１の誘電率よりも高い第２の誘電率を有する上面部と、
を含む、エッジリング。
第１の誘電率を有する本体部と、
前記本体部の上面の少なくとも一部に形成され、前記第１の誘電率よりも高い第２の誘電率を有する上面部と、
を含む、エッジリング。
【請求項14】
前記第１の誘電率は、３～５．５の範囲内である、
請求項１３に記載のエッジリング。
請求項１３に記載のエッジリング。
【請求項15】
前記第２の誘電率は、５．５～１３の範囲内である、
請求項１３に記載のエッジリング。
請求項１３に記載のエッジリング。
【請求項16】
前記上面部の厚みは、０．４～２．５ｍｍの範囲内である、
請求項１３に記載のエッジリング。
請求項１３に記載のエッジリング。
【請求項17】
前記上面部は、前記本体部の内側から外側に向けて厚みが減少するように構成されている、
請求項１３に記載のエッジリング。
請求項１３に記載のエッジリング。
【請求項18】
前記上面部は、前記本体部の内側から外側に向けて誘電率が小さくなるように構成されている、
請求項１３に記載のエッジリング。
請求項１３に記載のエッジリング。
【請求項19】
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内に配置され、基板を保持するチャックと、
前記チャック上に配置された基板を囲むように配置されるエッジリングと、を含み、
前記エッジリングは、
石英からなる本体を含み、
前記本体は、前記本体の表面の少なくとも一部において、酸化物又はフッ化物を含むドープ層を含み、
前記酸化物又は前記フッ化物は、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ２，ＳｒＯ，ＢａＯ，Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＨｆＯ２及びＺｒＯ２からなる群から選択される少なくとも１種である、
エッチング装置。
前記処理チャンバ内に配置され、基板を保持するチャックと、
前記チャック上に配置された基板を囲むように配置されるエッジリングと、を含み、
前記エッジリングは、
石英からなる本体を含み、
前記本体は、前記本体の表面の少なくとも一部において、酸化物又はフッ化物を含むドープ層を含み、
前記酸化物又は前記フッ化物は、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ２，ＳｒＯ，ＢａＯ，Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＨｆＯ２及びＺｒＯ２からなる群から選択される少なくとも１種である、
エッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の例示的実施形態は、石英部材、エッジリング及びエッチング装置
に関する。
に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体製造装置が有する部材に使用される、耐久性の高い石英ガラスを提供する技術として、特許文献１に記載された技術がある。当該技術は、石英ガラスにＭｇなどの元素を含有させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００２－３５６３４６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、基板処理装置が有する処理チャンバ内に使用される部品の消耗を抑制しつつ、処理チャンバ内における基板の処理を適切に行うことができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一つの例示的実施形態における石英部材は、基板処理装置が有する処理チャンバ内に使用される石英部材であって、石英からなる本体を含み、本体は、本体の表面の少なくとも一部において、酸化物又はフッ化物を含むドープ層を含み、酸化物又はフッ化物は、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ２，ＳｒＯ，ＢａＯ，Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＨｆＯ２及びＺｒＯ２からなる群から選択される少なくとも１種である。
【発明の効果】
【0006】
本開示の一つの例示的実施形態によれば、基板処理装置が有する処理チャンバ内に使用される部品の消耗を抑制しつつ、処理チャンバ内における基板の処理を適切に行うことができる技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】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。
【図2】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。
【図3】エッジリングの構成例を示す図である。
【図4】エッジリングとその周辺の構成例を説明するための図である。
【図5】（１）～（４）のエッジリングを説明するための図である。
【図6】（１）～（４）のエッジリングについて、基板上に形成される電界が有する強度をシミュレーションした結果を示す。
【図7】（１）～（４）のエッジリングについて、基板外周部の位置における電界強度を示すグラフである。
【図8】（２）～（４）のエッジリングと、（１）ののエッジリングとのチルティンッグの差異（ΔＴ（°））を示すグラフである。
【図9】（２）～（４）のエッジリングについて、チルティンッグの差異（ΔＴ）を示すグラフである。
【図10】エッジリングの厚みの消耗傾向を示す図である。
【図11】ドープ層の厚みが変動するエッジリングとその周辺の構成例を説明するための図である。
【図12】ドープ層における添加物の濃度が変動するエッジリングとその周辺の構成例を説明するための図である。
【図13】、（５）、（６）、（１）、（２）を用いた場合について、基板上に形成される電界が有する強度をシミュレーションした結果を示す。
【図14】（５）、（６）、（２）を用いた場合について、（１）を用いた場合とのチルティンッグの差異（ΔＴ）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本開示の各実施形態について説明する。
【0009】
一つの例示的実施形態において、基板処理装置が有する処理チャンバ内に使用される石英部材であって、石英からなる本体を含み、本体は、本体の表面の少なくとも一部において、酸化物又はフッ化物を含むドープ層を含み、酸化物又はフッ化物は、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ２，ＳｒＯ，ＢａＯ，Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＨｆＯ２及びＺｒＯ２からなる群から選択される少なくとも１種である、石英部材が提供される。
【0010】
一つの例示的実施形態において、ドープ層は、ＭｇＯ，ＳｒＯ及びＢａＯからなる群から選択される少なくとも１種が０～３５重量％、ＣａＯが０～５５重量％、ＣａＦ２が０～１５重量％、及びＹ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２及びＺｒＯ２からなる群から選択される少なくとも１種が０～２０重量％となる組成を有する、
請求項１に記載の石英部材。
請求項１に記載の石英部材。
【0011】
一つの例示的実施形態において、ドープ層を除く本体が含有する酸化物又はフッ化物は、１重量％以下である。
【0012】
一つの例示的実施形態において、ドープ層が有する誘電率は、５．５～１３の範囲内である。
【0013】
一つの例示的実施形態において、ドープ層が有する気孔率は、１％未満である。
【0014】
一つの例示的実施形態において、処理チャンバは、ハロゲン化物ガス又はプラズマを使用する処理を行うものである。
【0015】
一つの例示的実施形態において、基板処理装置は、処理チャンバ内に配置される基板を囲むように配置されるエッジリングを含み、石英部材は、エッジリングに使用される。
【0016】
一つの例示的実施形態において、ドープ層の厚みは、本体の厚みに対して１０～３５％の範囲内である。
【0017】
一つの例示的実施形態において、ドープ層の厚みは、０．４～２．５ｍｍの範囲内である。
【0018】
一つの例示的実施形態において、ドープ層は、エッジリングの内周から外周に向けてドープ層の厚みが減少するように構成されている。
【0019】
一つの例示的実施形態において、ドープ層は、エッジリングの内周から外周に向けて酸化物又はフッ化物の濃度が減少するように構成されている。
【0020】
一つの例示的実施形態において、ドープ層は、エッジリングの内周から外周に向けて誘電率が減少するように構成されている。
【0021】
一つの例示的実施形態において、処理チャンバ内に配置される基板を囲むように配置されるエッジリングであって、第１の誘電率を有する本体部と、本体部の上面の少なくとも一部に形成され、第１の誘電率よりも高い第２の誘電率を有する上面部と、を含む、エッジリングが提供される。
【0022】
一つの例示的実施形態において、第１の誘電率は、３～５．５の範囲内である。
【0023】
一つの例示的実施形態において、第２の誘電率は、５．５～１３の範囲内である。
【0024】
一つの例示的実施形態において、上面部の厚みは、０．４～２．５ｍｍの範囲内である。
【0025】
一つの例示的実施形態において、上面部は、本体部の内側から外側に向けて厚みが減少するように構成されている、
請求項１３に記載のエッジリング。
請求項１３に記載のエッジリング。
【0026】
一つの例示的実施形態において、上面部は、本体部の内側から外側に向けて誘電率が小さくなるように構成されている。
【0027】
一つの例示的実施形態において、処理チャンバと、処理チャンバ内に配置され、基板を保持するチャックと、チャック上に配置された基板を囲むように配置されるエッジリングと、を含み、エッジリングは、石英からなる本体を含み、本体は、本体の表面の少なくとも一部において、酸化物又はフッ化物を含むドープ層を含み、酸化物又はフッ化物は、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ２，ＳｒＯ，ＢａＯ，Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＨｆＯ２及びＺｒＯ２からなる群から選択される少なくとも１種である、エッチング装置が提供される。
【0028】
以下、図面を参照して、本開示の各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または同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づいて上下左右等の位置関係を説明する。図面の寸法比率は実際の比率を示すものではなく、また、実際の比率は図示の比率に限られるものではない。
【0029】
＜プラズマ処理システムの一例＞
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（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。
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（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。
【0030】
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。
【0031】
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、例えばコンピュータ２ａを含んでもよい。コンピュータ２ａは、例えば、処理部（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）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。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。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。
【0032】
以下に、プラズマ処理装置１の一例としての誘導結合型のプラズマ処理装置の構成例について説明する。図２は、誘導結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。誘導結合型のプラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。プラズマ処理チャンバ１０は、誘電体窓１０１を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１、ガス導入部及びアンテナ１４を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。アンテナ１４は、プラズマ処理チャンバ１０上又はその上方（すなわち誘電体窓１０１上又はその上方）に配置される。プラズマ処理チャンバ１０は、誘電体窓１０１、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０２及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。プラズマ処理チャンバ１０は接地される。
【0033】
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。
【0034】
一実施形態において、本体部１１１は、基台１１１０及び静電チャック１１１１を含む。基台１１１０は、導電性部材を含む。基台１１１０の導電性部材はバイアス電極として機能し得る。静電チャック１１１１は、基台１１１０の上に配置される。静電チャック１１１１は、セラミック部材１１１１ａとセラミック部材１１１１ａ内に配置される静電電極１１１１ｂとを含む。セラミック部材１１１１ａは、中央領域１１１ａを有する。一実施形態において、セラミック部材１１１１ａは、環状領域１１１ｂも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック１１１１を囲む他の部材が環状領域１１１ｂを有してもよい。この場合、リングアセンブリ１１２は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック１１１１と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、ＲＦ又はＤＣ電極がセラミック部材１１１１ａ内に配置されてもよく、この場合、ＲＦ又はＤＣ電極がバイアス電極として機能する。なお、基台１１１０の導電性部材とＲＦ又はＤＣ電極との両方が２つのバイアス電極として機能してもよい。
【0035】
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。一実施形態において、リングアセンブリ１１２は、一つのエッジリング２００を含む。
【0036】
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。
【0037】
ガス導入部は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。一実施形態において、ガス導入部は、中央ガス注入部（ＣＧＩ：Ｃｅｎｔｅｒ Ｇａｓ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）１３を含む。中央ガス注入部１３は、基板支持部１１の上方に配置され、誘電体窓１０１に形成された中央開口部に取り付けられる。中央ガス注入部１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス流路１３ｂ、及び少なくとも１つのガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス流路１３ｂを通過してガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。なお、ガス導入部は、中央ガス注入部１３に加えて又はその代わりに、側壁１０２に形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ Ｇａｓ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。
【0038】
ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してガス導入部に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する少なくとも１つの流量変調デバイスを含んでもよい。
【0039】
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、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のような少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を、少なくとも１つのバイアス電極及びアンテナ１４に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ生成部１２の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を少なくとも１つのバイアス電極に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオンを基板Ｗに引き込むことができる。
【0040】
一実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してアンテナ１４に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１０ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、アンテナ１４に供給される。
【0041】
第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つのバイアス電極に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。バイアスＲＦ信号の周波数は、ソースＲＦ信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号の周波数よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、１００ｋＨｚ～６０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のバイアスＲＦ信号は、少なくとも１つのバイアス電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。
【0042】
また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、バイアスＤＣ生成部３２ａを含む。一実施形態において、バイアスＤＣ生成部３２ａは、少なくとも１つのバイアス電極に接続され、バイアスＤＣ信号を生成するように構成される。生成されたバイアスＤＣ信号は、少なくとも１つのバイアス電極に印加される。
【0043】
種々の実施形態において、バイアスＤＣ信号は、パルス化されてもよい。この場合、ＤＣに基づく電圧パルスのシーケンスが少なくとも１つのバイアス電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、ＤＣ信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部がバイアスＤＣ生成部３２ａと少なくとも１つのバイアス電極との間に接続される。従って、バイアスＤＣ生成部３２ａ及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、１周期内に１又は複数の正極性電圧パルスと１又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、バイアスＤＣ生成部３２ａは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。
【0044】
アンテナ１４は、１又は複数のコイルを含む。一実施形態において、アンテナ１４は、同軸上に配置された外側コイル及び内側コイルを含んでもよい。この場合、ＲＦ電源３１は、外側コイル及び内側コイルの双方に接続されてもよく、外側コイル及び内側コイルのうちいずれか一方に接続されてもよい。前者の場合、同一のＲＦ生成部が外側コイル及び内側コイルの双方に接続されてもよく、別個のＲＦ生成部が外側コイル及び内側コイルに別々に接続されてもよい。
【0045】
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。
【0046】
図３は、本例示的実施形態におけるエッジリングを示す図である。図４は、エッジリングとその周辺の構成例を示す図である。一実施形態において、リングアセンブリ１１２は、エッジリング２００を有する。エッジリング２００は、円環状形状を有し得る。図４に示すように、エッジリング２００は、縦断面の形状が略方形の外周部２１０と、外周部２１０から内側に突出する内周部２１１とを有し得る。内周部２１１の上面は、外周部２１０の上面よりも低く、内周部２１１は、基板Ｗの外周部を支持し得る。エッジリング２００は、３０ｍｍ～４０ｍｍの幅（内側から外側に向かう方向（径方向）の寸法）を有し得る。
【0047】
一実施形態において、エッジリング２００は石英部材の一例である。エッジリング２００は、本体３００を含み得る。本体３００は、ドープ層３０１を含み得る。本体３００は、石英（ＳｉＯ２）製であり得る。本体３００は、９９重量％以上の石英で構成されていてよい。
【0048】
ドープ層３０１は、添加元素を含む酸化物又はフッ化物のドープ材を本体３００の石英にドープして構成されている。ドープ層３０１は、本体３００の上面に形成されていてよい。ドープ層３０１は、エッジリング２００の上面層の一例である。ドープ層３０１は、０．４～２．５ｍｍの範囲内の厚みＤ１を有し得る。ドープ層３０１は、０．４～２．０ｍｍの範囲内の厚みＤ１を有し得る。ドープ層３０１は、０．４～１．５ｍｍの範囲内の厚みＤ１を有し得る。ドープ層３０１の厚みＤ１は、一定であり得る。ドープ層３０１の厚みＤ１は、本体３００全体の厚みＤ２に対して１０～３５％の範囲内であり得る。厚みＤ１、Ｄ２は、エッジリング２００の製造時、出荷時、組み立て時の厚みであってよい。
【0049】
添加元素は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｌａ、Ａｌ、ＨｆおよびＺｒからなる群から選択される少なくとも１種であり得る。添加元素を含む酸化物又はフッ化物は、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ２，ＳｒＯ，ＢａＯ，Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＨｆＯ２及びＺｒＯ２からなる群から選択される少なくとも１種であり得る。ドープ層３０１は、ＭｇＯ，ＳｒＯ及びＢａＯからなる群から選択される少なくとも１種が０～３５重量％、ＣａＯが０～５５重量％、ＣａＦ２が０～１５重量％、及びＹ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２及びＺｒＯ２からなる群から選択される少なくとも１種が０～２０重量％となる組成を有する。ドープ層３０１は、ドープ層３０１を除いた本体部３０２よりも高い誘電率を有し得る。ドープ層３０１は、５．５～１３の範囲内の誘電率を有し得る。本体部３０２は、３～５．５の範囲内の誘電率を有し得る。
【0050】
本体部３０２は、ドープ層３０１における上記添加元素を含む酸化物又はフッ化物を含有していなくてよい。本体部３０２は、ドープ層３０１における上記添加元素を含む酸化物又はフッ化物を含有していても、それらは１重量％以下であってよい。
【0051】
一実施形態において、エッジリング２００は、型に入れた石英原料の表層に、添加元素を含む酸化物又はフッ化物のドープ材を入れ、それらを焼結することでドープして成形されてよい。一実施形態において、ドープ層３０１の気孔率は、１％未満である。
【0052】
＜プラズマ処理方法の一例＞
プラズマ処理方法は、プラズマを用いて基板Ｗ上の膜をエッチングするエッチング処理を含む。一実施形態において、プラズマ処理方法は、プラズマ処理装置１において制御部２により実行される。
プラズマ処理方法は、プラズマを用いて基板Ｗ上の膜をエッチングするエッチング処理を含む。一実施形態において、プラズマ処理方法は、プラズマ処理装置１において制御部２により実行される。
【0053】
先ず、基板Ｗが、搬送アームにより処理チャンバ１０内に搬入され、リフターにより基板支持部１１に載置され、図２に示すように基板支持部１１の静電チャック１１１１及びエッジリング２００上に吸着保持される。
【0054】
次に、処理ガスが、ガス供給部２０により中央ガス注入部１３に供給され、中央ガス注入部１３から処理チャンバ１０内のプラズマ処理空間１０ｓに供給される。このとき供給される処理ガスは、基板Ｗのエッチング処理のために必要な活性種を生成するガスを含む。
【0055】
１又は複数のＲＦ信号がＲＦ電源３１からアンテナ１４及び／又は下部電極に供給される。ＲＦ信号又はＤＣ信号がＲＦ電源３１又はＤＣ電源３２から下部電極（バイアス電極）に供給され、基板Ｗにバイアス電位が発生し、基板Ｗ上のプラズマ中のイオン成分が、基板Ｗ側に引き込まれる。プラズマ処理空間１０ｓの基板支持部１１上にプラズマが生成され、基板Ｗがエッチング処理される。
【0056】
本例示的実施形態によれば、エッジリング２００が、石英製の本体３００を含み、本体３００は、本体３００の表面においてドープ層３０１を含む。本体３００がドープ層３０１を含むことで、基板処理によりエッジリング２００の消耗が進行することを抑制することができる。石英製の本体３００が、その表面にドープ層３０１を含むことで、石英製のエッジリングに対して、エッジリング２００の全体の電気特性が大きく変化することが抑えられる。石英製のエッジリングは、従来から一般的に用いられているものである。その結果、エッジリング２００の電気特性の変化によって生じ得る、基板処理におけるプロセス特性の変動を抑制することができる。プロセス特性は、エッチングレート、パターン寸法などを含み得る。よって、基板処理装置が有する処理チャンバ１０内に使用されるエッジリング２００の消耗を抑制しつつ、処理チャンバ１０内における基板処理を適切に行うことができる。
【0057】
ドープ層３０１は、耐プラズマ性が高いため、プラズマ処理によるエッジリング２００の消耗を低減することができる。また、エッジリング２００の本体３００は石英製であり、本体３００の表面にドープ層３０１を形成するので、エッジリング２００全体の電気特性の変化が抑えられる。この結果、基板上に生成されるプラズマの特性が大きく変化することなく、石英製のエッジリングを用いた場合と同様のプロセス特性が得られる。
【0058】
エッジリング２００の本体３００の上面にドープ層３０１を形成することで、エッジリング２００の下側は、誘電率が低く、エッジリング２００の上側のみ誘電率が高くなる。基板支持部１１の本体部１１１が有するバイアス電極は、エッジリング２００よりも下に位置しており、当該バイアス電極にバイアス信号が供給された場合に、電荷がエッジリング２００の下側の本体３００を通ってエッジリング２００から漏出することが抑制され、基板に適切なバイアス電位が生じる。
【0059】
＜実施例１＞
処理チャンバ内に、高周波と低周波のＲＦ信号を供給してプラズマを発生させ、その際、基板支持部上に配置された基板上に生じる電気的挙動(電荷密度、電界強度など)をシミュレーションした。本シミュレーションにおいて、図５に示す、次の（１）～（４）の構造を有するエッジリングを使用した。基板には、直径３００ｍｍのウェハを使用した。厚みＤ２が４．４ｍｍのエッジリングを使用した。
（１）石英(誘電率４．３)のみ（ドープ層無し）
（２）石英本体部（誘電率４．３）及びドープ層（誘電率８．４、厚み１．５ｍｍ）
（３）石英本体部（誘電率４．３）及びドープ層（誘電率８．４、厚み２．４ｍｍ）
（４）ドープ層（誘電率８．４、厚み４．４ｍｍ）のみ（石英本体部無し）。
処理チャンバ内に、高周波と低周波のＲＦ信号を供給してプラズマを発生させ、その際、基板支持部上に配置された基板上に生じる電気的挙動(電荷密度、電界強度など)をシミュレーションした。本シミュレーションにおいて、図５に示す、次の（１）～（４）の構造を有するエッジリングを使用した。基板には、直径３００ｍｍのウェハを使用した。厚みＤ２が４．４ｍｍのエッジリングを使用した。
（１）石英(誘電率４．３)のみ（ドープ層無し）
（２）石英本体部（誘電率４．３）及びドープ層（誘電率８．４、厚み１．５ｍｍ）
（３）石英本体部（誘電率４．３）及びドープ層（誘電率８．４、厚み２．４ｍｍ）
（４）ドープ層（誘電率８．４、厚み４．４ｍｍ）のみ（石英本体部無し）。
【0060】
図６は、基板上に形成される電界が有する強度をシミュレーションした結果を示す。ドープ層がある（２）～（４）のエッジリングは、石英のみの（１）のエッジリングに対し、基板外周部（基板の中心から１４６ｍｍ～１５０ｍｍの部分）における電界強度が減少するが、（２）、（３）を用いた場合は、（４）を用いた場合よりも（１）を用いた場合との差が小さい。電界強度の差が大きいほど、エッチングレート、パターン寸法などのプロセス特性が変わり得る。図７は、（１）～（４）を用いた場合における、基板外周部の位置（基板の中心から１４７ｍｍの位置）における電界強度を示すグラフである。（２）、（３）を用いた場合は、（１）を用いた場合と電界強度の差が小さい。すなわち、（２）、（３）を用いた場合は、（１）を用いた場合と、基板処理におけるプロセス特性が大きく変わらないことが分かる。
【0061】
＜実施例２＞
上記（１）～（４）のエッジリングを用いた場合について、基板上に形成されるパターンの傾き（チルティング）を処理チャンバ内のイオンの挙動からシミュレーションした。図８は、（２）～（４）を用いた場合について、（１）を用いた場合とのチルティンッグの差異（ΔＴ（°））を示すグラフである。図９は、（１）～（４）を用いた場合における基板外周部の位置（基板の中心から１４７ｍｍの位置）におけるチルティングの差異（ΔＴ）を示すグラフである。（２）、（３）を用いた場合は、（１）を用いた場合と、基板外周部におけるチルティングの差異（ΔＴ）が小さい。（２）を用いた場合、基板外周部におけるΔＴが０．２°以下であり、（３）を用いた場合よりもさらに好ましい。なお、チルティングは、基板を用いた製品デバイスの特性上重要であり、製品の性能に大きく影響を与えるものである。
上記（１）～（４）のエッジリングを用いた場合について、基板上に形成されるパターンの傾き（チルティング）を処理チャンバ内のイオンの挙動からシミュレーションした。図８は、（２）～（４）を用いた場合について、（１）を用いた場合とのチルティンッグの差異（ΔＴ（°））を示すグラフである。図９は、（１）～（４）を用いた場合における基板外周部の位置（基板の中心から１４７ｍｍの位置）におけるチルティングの差異（ΔＴ）を示すグラフである。（２）、（３）を用いた場合は、（１）を用いた場合と、基板外周部におけるチルティングの差異（ΔＴ）が小さい。（２）を用いた場合、基板外周部におけるΔＴが０．２°以下であり、（３）を用いた場合よりもさらに好ましい。なお、チルティングは、基板を用いた製品デバイスの特性上重要であり、製品の性能に大きく影響を与えるものである。
【0062】
図１０は、エッジリングの厚みの消耗傾向を示す図である。横軸は、エッジリングの径方向である。エッジリングの内周側の方が、エッジリングの外周側よりも消耗量が大きい。エッジリングは、一般的に厚みが１０％減少したときに交換する。本実施の形態においてドープ層３０１の厚みＤ１を、エッジリング２００（本体３００）の厚みＤ２の１０％以上とすることで、エッジリング２００の厚みＤ２が１０％減少することを遅らせ、エッジリング２００の寿命を延ばすことができる。
【0063】
上記実施の形態において、ドープ層３０１の厚みＤ１は変動してもよい。一実施形態において、図１１に示すように、ドープ層３０１は、エッジリング２００の内周から外周に向けて厚みＤ１が減少するように構成されていてよい。一実施形態において、エッジリング２００の外周部２１０において、ドープ層３０１の厚みＤ１が外側に向かって減少していてもよい。内周部２１１におけるドープ層３０１の厚みは、一定であってよい。外周部２１０の内側端部において、ドープ層３０１の厚みＤ１は、エッジリング２００の厚みＤ２の１０～３５％の範囲内であってよい。外周部２１０の外側端部において、ドープ層３０１の厚みＤ１は、エッジリング２００の厚みＤ２の０～１０％の範囲内であってよい。外周部２１０の外側端部において、ドープ層３０１の厚みＤ１は、０ｍｍであってよい。ドープ層３０１における最も内側の位置の厚みに対し、ドープ層３０１の最も外側の位置の厚みが５～１５％減少するように、ドープ層３０１の厚みに傾斜を設けてもよい。このとき、ドープ層３０１の上面が平坦で、ドープ層３０１の下面が傾斜していてよい。図１０に示したように、エッジリングの内周側の方が、エッジリングの外周側よりも１０％程度消耗量が大きい。ドープ層３０１の厚みに５～１５％の傾斜を設けることで、ドープ層３０１の厚みによる傾斜と消耗量の傾斜とを近づけることができる。これにより、エッジリング２００の交換時期を効率的に延ばしつつ、ドープ層３０１の総量を減らしてエッジリング２００における電気特性の変化を抑制することができる。
【0064】
一実施形態において、図１２に示すように、ドープ層３０１は、エッジリング２００の内周から外周に向けて、添加する酸化物又はフッ化物（添加物）の濃度が減少するように構成されていてよい。一実施形態において、エッジリング２００の外周部２１０において、ドープ層３０１の添加物の濃度が外側に向かって減少していてもよい。ドープ層３０１は、外側に向かって複数の部分３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄ、３０１ｅを有し、各部分３０１ａ～３０１ｅにおける添加物の濃度は、この順番で減少していてよい。内周部２１１におけるドープ層３０１の添加物の濃度は、一定であってよい。
【0065】
外周部２１０の内側端部において、ドープ層３０１の添加物の濃度は、３５～６０重量％の範囲内であってよい。外周部２１０の外側端部において、ドープ層３０１の添加物の濃度は、０～２５重量％の範囲内であってよい。外周部２１０の内側端部におけるドープ層３０１の添加物の濃度に対し、外周部２１０の外側端部におけるドープ層３０１の添加物の濃度は、０～６０重量％の範囲内で小さくてよい。ドープ層３０１の添加物の濃度は、外側に向かって段階的に減少していてよいし、連続的に減少していてよい。
【0066】
ドープ層３０１は、エッジリング２００の内周から外周に向けて誘電率が減少するように構成されていてよい。ドープ層３０１は、外側に向かって複数の部分３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄ、３０１ｅを有し、各部分３０１ａ～３０１ｅにおける誘電率は、この順番で減少していてよい。外周部２１０の内側端部におけるドープ層３０１の誘電率に対し、外周部２１０の外側端部におけるドープ層３０１の誘電率は、３０～７０％の範囲内で小さくてよい。ドープ層３０１の誘電率は、外側に向かって段階的に減少していてよいし、連続的に減少していてよい。
【0067】
＜実施例３＞
エッジリング２００の内周から外周に向けてドープ層３０１の厚みを減少させた場合（５）と、エッジリング２００の内周から外周に向けてドープ層３０１の添加物の濃度を減少させた場合（６）について、上記実施例１、２と同様のシミュレーションをした。（５）は、内側端部の厚みＤ１が１．５ｍｍ、外側端部の厚みＤ１が０ｍｍのドープ層を有するエッジリングである。（６）は、ドープ層を５分割し、内側から外側に向けて誘電率が８．４、７．３、６．３、５．３、４．３となるように添加物の濃度を減少させたエッジリングである。図１３は、（５）、（６）、（１）、（２）を用いた場合について、基板上に形成される電界が有する強度をシミュレーションした結果を示す。図１４は、（５）、（６）、（２）を用いた場合について、（１）を用いた場合とのチルティンッグの差異（ΔＴ）を示すグラフである。（５）、（６）を用いた場合は、（１）を用いた場合と電界強度の差が小さい。（５）、（６）を用いた場合は、（１）を用いた場合と、基板外周部におけるチルティングの差異（ΔＴ）が小さい。すなわち、（５）、（６）を用いた場合は、（１）を用いた場合と、基板処理におけるプロセス特性が大きく変わらないことが分かる。
エッジリング２００の内周から外周に向けてドープ層３０１の厚みを減少させた場合（５）と、エッジリング２００の内周から外周に向けてドープ層３０１の添加物の濃度を減少させた場合（６）について、上記実施例１、２と同様のシミュレーションをした。（５）は、内側端部の厚みＤ１が１．５ｍｍ、外側端部の厚みＤ１が０ｍｍのドープ層を有するエッジリングである。（６）は、ドープ層を５分割し、内側から外側に向けて誘電率が８．４、７．３、６．３、５．３、４．３となるように添加物の濃度を減少させたエッジリングである。図１３は、（５）、（６）、（１）、（２）を用いた場合について、基板上に形成される電界が有する強度をシミュレーションした結果を示す。図１４は、（５）、（６）、（２）を用いた場合について、（１）を用いた場合とのチルティンッグの差異（ΔＴ）を示すグラフである。（５）、（６）を用いた場合は、（１）を用いた場合と電界強度の差が小さい。（５）、（６）を用いた場合は、（１）を用いた場合と、基板外周部におけるチルティングの差異（ΔＴ）が小さい。すなわち、（５）、（６）を用いた場合は、（１）を用いた場合と、基板処理におけるプロセス特性が大きく変わらないことが分かる。
【0068】
エッジリング２００において、ドープ層３０１は、本体３００の上面のみならず、側面、底面などの他の表面に形成されてもよい。エッジリング２００は、他の形状を有していてよい。
【0069】
以上の実施の形態において、本体３００とドープ層３０１を有する石英部材は、エッジリング２００に用いられていたが、プラズマ処理装置１が有する処理チャンバ１０内の他の部分に用いられてもよい。一実施形態において、石英部材は、ガス注入部（中央ガス注入部、サイドガス注入部）１３に用いられてよい。
【0070】
石英部材は、誘導結合型のプラズマ処理装置に限られず、容量結合プラズマを用いた装置、ＥＣＲプラズマを用いた装置、ヘリコン波励起プラズマを用いた装置、又は、表面波プラズマを用いた装置等の他のプラズマ処理装置が有する処理チャンバン内に用いられてよい。
【0071】
石英部材は、プラズマ処理装置以外の基板処理装置が有する処理チャンバ内に用いられてもよい。一実施形態において、石英部材は、ＰＥ－ＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ－Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置などが有する処理チャンバ内に用いられてよい。
【0072】
石英部材は、プラズマを用いた処理を行う処理チャンバ内に配置された部材に限られず、ハロゲン化合物を用いた処理を行う処理チャンバ内に配置された部材に用いられてよい。
【0073】
本開示の実施形態は、以下の態様をさらに含む。
【0074】
（付記１）
基板処理装置が有する処理チャンバ内に使用される石英部材であって、
石英からなる本体を含み、
前記本体は、前記本体の表面の少なくとも一部において、酸化物又はフッ化物を含むドープ層を含み、
前記酸化物又は前記フッ化物は、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ２，ＳｒＯ，ＢａＯ，Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＨｆＯ２及びＺｒＯ２からなる群から選択される少なくとも１種である、石英部材。
基板処理装置が有する処理チャンバ内に使用される石英部材であって、
石英からなる本体を含み、
前記本体は、前記本体の表面の少なくとも一部において、酸化物又はフッ化物を含むドープ層を含み、
前記酸化物又は前記フッ化物は、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ２，ＳｒＯ，ＢａＯ，Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＨｆＯ２及びＺｒＯ２からなる群から選択される少なくとも１種である、石英部材。
【0075】
（付記２）
前記ドープ層は、ＭｇＯ，ＳｒＯ及びＢａＯからなる群から選択される少なくとも１種が０～３５重量％、ＣａＯが０～５５重量％、ＣａＦ２が０～１５重量％、及びＹ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２及びＺｒＯ２からなる群から選択される少なくとも１種が０～２０重量％となる組成を有する、
付記１に記載の石英部材。
前記ドープ層は、ＭｇＯ，ＳｒＯ及びＢａＯからなる群から選択される少なくとも１種が０～３５重量％、ＣａＯが０～５５重量％、ＣａＦ２が０～１５重量％、及びＹ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２及びＺｒＯ２からなる群から選択される少なくとも１種が０～２０重量％となる組成を有する、
付記１に記載の石英部材。
【0076】
（付記３）
前記ドープ層を除く前記本体が含有する前記酸化物又は前記フッ化物は、１重量％以下である、
付記１又は２に記載の石英部材。
前記ドープ層を除く前記本体が含有する前記酸化物又は前記フッ化物は、１重量％以下である、
付記１又は２に記載の石英部材。
【0077】
（付記４）
前記ドープ層が有する誘電率は、５．５～１３の範囲内である、
付記１から３のいずれか一項に記載の石英部材。
前記ドープ層が有する誘電率は、５．５～１３の範囲内である、
付記１から３のいずれか一項に記載の石英部材。
【0078】
（付記５）
前記ドープ層が有する気孔率は、１％未満である、
付記１から４のいずれか一項に記載の石英部材。
前記ドープ層が有する気孔率は、１％未満である、
付記１から４のいずれか一項に記載の石英部材。
【0079】
（付記６）
前記処理チャンバは、ハロゲン化物ガス又はプラズマを使用する処理を行うものである、
付記１から５のいずれか一項に記載の石英部材。
前記処理チャンバは、ハロゲン化物ガス又はプラズマを使用する処理を行うものである、
付記１から５のいずれか一項に記載の石英部材。
【0080】
（付記７）
前記基板処理装置は、前記処理チャンバ内に配置される基板を囲むように配置されるエッジリングを含み、
前記石英部材は、前記エッジリングに使用される、
付記１から６のいずれか一項に記載の石英部材。
前記基板処理装置は、前記処理チャンバ内に配置される基板を囲むように配置されるエッジリングを含み、
前記石英部材は、前記エッジリングに使用される、
付記１から６のいずれか一項に記載の石英部材。
【0081】
（付記８）
前記ドープ層の厚みは、前記本体の厚みに対して１０～３５％の範囲内である、
付記７に記載の石英部材。
前記ドープ層の厚みは、前記本体の厚みに対して１０～３５％の範囲内である、
付記７に記載の石英部材。
【0082】
（付記９）
前記ドープ層の厚みは、０．４～２．５ｍｍの範囲内である、
付記７または８に記載の石英部材。
前記ドープ層の厚みは、０．４～２．５ｍｍの範囲内である、
付記７または８に記載の石英部材。
【0083】
（付記１０）
前記ドープ層は、前記エッジリングの内周から外周に向けて前記ドープ層の厚みが減少するように構成されている、
付記７から９のいずれか一項に記載の石英部材。
前記ドープ層は、前記エッジリングの内周から外周に向けて前記ドープ層の厚みが減少するように構成されている、
付記７から９のいずれか一項に記載の石英部材。
【0084】
（付記１１）
前記ドープ層は、前記エッジリングの内周から外周に向けて前記酸化物又は前記フッ化物の濃度が減少するように構成されている、
付記７から１０のいずれか一項に記載の石英部材。
前記ドープ層は、前記エッジリングの内周から外周に向けて前記酸化物又は前記フッ化物の濃度が減少するように構成されている、
付記７から１０のいずれか一項に記載の石英部材。
【0085】
（付記１２）
前記ドープ層は、前記エッジリングの内周から外周に向けて誘電率が減少するように構成されている、
付記７から１１のいずれか一項に記載の石英部材。
前記ドープ層は、前記エッジリングの内周から外周に向けて誘電率が減少するように構成されている、
付記７から１１のいずれか一項に記載の石英部材。
【0086】
（付記１３）
処理チャンバ内に配置される基板を囲むように配置されるエッジリングであって、
第１の誘電率を有する本体部と、
前記本体部の上面の少なくとも一部に形成され、前記第１の誘電率よりも高い第２の誘電率を有する上面部と、
を含む、エッジリング。
処理チャンバ内に配置される基板を囲むように配置されるエッジリングであって、
第１の誘電率を有する本体部と、
前記本体部の上面の少なくとも一部に形成され、前記第１の誘電率よりも高い第２の誘電率を有する上面部と、
を含む、エッジリング。
【0087】
（付記１４）
前記第１の誘電率は、３～５．５の範囲内である、
付記１３に記載のエッジリング。
前記第１の誘電率は、３～５．５の範囲内である、
付記１３に記載のエッジリング。
【0088】
（付記１５）
前記第２の誘電率は、５．５～１３の範囲内である、
付記１３または１４に記載のエッジリング。
前記第２の誘電率は、５．５～１３の範囲内である、
付記１３または１４に記載のエッジリング。
【0089】
（付記１６）
前記上面部の厚みは、０．４～２．５ｍｍの範囲内である、
付記１３から１５のいずれか一項に記載のエッジリング。
前記上面部の厚みは、０．４～２．５ｍｍの範囲内である、
付記１３から１５のいずれか一項に記載のエッジリング。
【0090】
（付記１７）
前記上面部は、前記本体部の内側から外側に向けて厚みが減少するように構成されている、
付記１３から１６のいずれか一項に記載のエッジリング。
前記上面部は、前記本体部の内側から外側に向けて厚みが減少するように構成されている、
付記１３から１６のいずれか一項に記載のエッジリング。
【0091】
（付記１８）
前記上面部は、前記本体部の内側から外側に向けて誘電率が小さくなるように構成されている、
付記１３から１７のいずれか一項に記載のエッジリング。
前記上面部は、前記本体部の内側から外側に向けて誘電率が小さくなるように構成されている、
付記１３から１７のいずれか一項に記載のエッジリング。
【0092】
（付記１９）
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内に配置され、基板を保持するチャックと、
前記チャック上に配置された基板を囲むように配置されるエッジリングと、を含み、
前記エッジリングは、
石英からなる本体を含み、
前記本体は、前記本体の表面の少なくとも一部において、酸化物又はフッ化物を含むドープ層を含み、
前記酸化物又は前記フッ化物は、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ２，ＳｒＯ，ＢａＯ，Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＨｆＯ２及びＺｒＯ２からなる群から選択される少なくとも１種である、
エッチング装置。
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内に配置され、基板を保持するチャックと、
前記チャック上に配置された基板を囲むように配置されるエッジリングと、を含み、
前記エッジリングは、
石英からなる本体を含み、
前記本体は、前記本体の表面の少なくとも一部において、酸化物又はフッ化物を含むドープ層を含み、
前記酸化物又は前記フッ化物は、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ２，ＳｒＯ，ＢａＯ，Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＨｆＯ２及びＺｒＯ２からなる群から選択される少なくとも１種である、
エッチング装置。
【0093】
以上の各実施形態は、説明の目的で記載されており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。以上の各実施形態は、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく種々の変形をなし得る。例えば、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態に追加することができる。また、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態の対応する構成要素と置換することができる。
【符号の説明】
【0094】
１……プラズマ処理装置、１０……チャンバ、１１……基板支持部、１１２……リングアセンブリ、１１１１……静電チャック、２００……エッジリング、３００……本体、３０１……ドープ層、Ｗ…基板
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】