JP2022148699A - プラズマ処理システム及び環状部材の取り付け方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】搬送装置を用いて環状部材を基板支持台上に取り付ける際に、環状部材を適切に位置決めする。【解決手段】プラズマ処理システムは、プラズマ処理装置と、減圧搬送装置と、を備え、予め定められた温度に基板支持台の温度を調整する工程と、基板支持台の上方へ環状部材を搬送し、前記温度に調整されたリフタで環状部材を受け取り、環状部材を載置する工程と、を実行する。処理装置は、基板W及び環状部材であるエッジリングEが載置されるウエハ支持台101を備える。ウエハ支持台は、複数の挿通孔119が設けられ、基板支持台から突出するように昇降するリフタ107と、リフタを昇降させる昇降機構と、基板支持台の温度を調整する温度調整機構の一部を構成する流路108とを有する。減圧搬送装置は、基板を搬送する搬送機構を備える。基板支持台の底面には凹部E1が形成されており、凹部の位置と対応するリフタ及び挿通孔の位置とが一致する。【選択図】図4
Description
本開示は、プラズマ処理システム及び環状部材の取り付け方法に関する。
特許文献1には、処理室内に基板を配置し、その基板の周囲を囲むようにフォーカスリングを配置して、基板に対するプラズマ処理を施す基板処理装置が開示されている。この基板処理装置は、基板を載置する基板載置面とフォーカスリングを載置するフォーカスリング載置面を有するサセプタを備えた載置台と、複数の位置決めピンとを備える。位置決めピンは、加熱によって径方向に膨張する材料によってピン状に構成され、フォーカスリングにその下面から突出するように取り付けられてサセプタのフォーカスリング載置面に形成された位置決め孔に挿入され、加熱によって径方向に膨張して嵌合することでフォーカスリングを位置決めするものである。また、特許文献1に開示の基板処理装置は、リフタピンと、搬送アームとを備える。リフタピンは、フォーカスリング載置面から突没するように載置台に設けられ、フォーカスリングを位置決めピンごと持ち上げて、フォーカスリング載置面から脱離させるものである。搬送アームは、処理室の外側に設けられ、処理室に設けられた搬出入口を介して、リフタピンとの間でフォーカスリングを位置決めピンが取り付けられたままやり取りするものである。
本開示にかかる技術は、搬送装置を用いて環状部材を基板支持台上に取り付ける際に、環状部材を基板支持台に対して適切に位置決めする。
本開示の一態様は、プラズマ処理システムであって、基板に対しプラズマ処理を行うプラズマ処理装置と、前記プラズマ処理装置に接続された減圧搬送装置と、制御装置と、を備え、前記プラズマ処理装置は、基板が載置される基板載置面及び基板を囲むように配置される環状部材が載置される環状部材載置面を含む支持部を有する基板支持台を備え、前記基板支持台は、前記環状部材載置面に対して開口する複数の挿通孔が前記支持部に設けられ、前記挿通孔それぞれに対し設けられ、前記環状部材載置面から突出するように昇降するリフタと、前記リフタを昇降させる昇降機構と、前記支持部の温度を調整する温度調整機構と、を有し、前記減圧搬送装置は、前記基板支持台に対し基板を搬送する搬送機構を備え、前記環状部材の底面には、上方に凹み前記リフタの上端部が収まる凹部が形成されており、前記制御装置は、前記環状部材の前記凹部それぞれの位置と対応する前記リフタ及び前記挿通孔の位置とが一致する、予め定められた温度に、前記支持部の温度を調整する工程と、前記支持部の上方へ、前記環状部材を搬送し、前記予め定められた温度に調整された前記支持部の前記環状部材載置面から突出した前記リフタで、前記環状部材を受け取り、当該環状部材を前記環状部材載置面に載置する工程と、を実行するよう、前記昇降機構、前記温度調整機構及び前記搬送機構を制御する。
本開示によれば、搬送装置を用いて環状部材を基板支持台上に取り付ける際に、環状部材を基板支持台に対して適切に位置決めすることができる。
半導体デバイス等の製造プロセスでは、半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という。)等の基板に対して、プラズマを用いて、エッチング等のプラズマ処理が行われる。プラズマ処理は、減圧された処理容器内の基板支持台に基板が載置された状態で行われる。
また、プラズマ処理の際に、基板支持台上の基板を囲むように配置される環状部材が用いられることがある。例えば、基板の中央部と周縁部とで良好且つ均一なプラズマ処理結果を得るために、上記環状部材として、基板に隣接するように配置されるエッジリングが用いられることがある。
エッジリングを用いることで、基板周縁部において周方向に均一な処理結果を得るためには、エッジリングを、基板支持台に対して精度良く位置決めして取り付ける必要がある。例えば、特許文献1では、エッジリングにその下面から突出するように取り付けられてエッジリング載置面に形成された位置決め孔に挿入される位置決めピンを用いて、エッジリングの位置決めをしている。
また、エッジリングは、プラズマに晒されることによりエッチングされるため、交換が必要となる。エッジリングが消耗した場合の交換は、一般的に、作業者により行われるが、エッジリングを搬送する搬送装置を用いて、交換を行うことも考えられている。
そこで、本開示にかかる技術は、搬送装置を用いて、エッジリング等の環状部材を基板支持台上に取り付ける際に、環状部材を基板支持台に対して適切に位置決めする。
以下、本実施形態にかかるプラズマ処理システム及び環状部材(以下、「リング」という。)の取り付け方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
(第1実施形態)
<プラズマ処理システム>
図1は、第1実施形態にかかるプラズマ処理システムの構成の概略を示す平面図である。
図1のプラズマ処理システム1では、基板としてのウェハWに対して、プラズマを用いて例えばエッチング等のプラズマ処理を行う。
<プラズマ処理システム>
図1は、第1実施形態にかかるプラズマ処理システムの構成の概略を示す平面図である。
図1のプラズマ処理システム1では、基板としてのウェハWに対して、プラズマを用いて例えばエッチング等のプラズマ処理を行う。
図1に示すようにプラズマ処理システム1は、大気部10と減圧部11とを有し、これら大気部10と減圧部11とがロードロックモジュール20、21を介して一体に接続されている。大気部10は、大気圧雰囲気下においてウェハWに所望の処理を行う大気モジュールを備える。減圧部11は、減圧雰囲気(真空雰囲気)下においてウェハWに所望の処理を行う処理モジュール60を備える。
ロードロックモジュール20、21は、ゲートバルブ(図示せず)を介して、大気部10に含まれるローダモジュール30と、減圧部11に含まれるトランスファモジュール50を連結するように設けられている。ロードロックモジュール20、21は、ウェハWを一時的に保持するように構成されている。また、ロードロックモジュール20、21は、内部を大気圧雰囲気と減圧雰囲気とに切り替えられるように構成されている。
大気部10は、後述する搬送機構40を備えたローダモジュール30と、フープ31を載置するロードポート32とを有している。フープ31は、複数のウェハWを保管可能なものである。なお、ローダモジュール30には、ウェハWの水平方向の向きを調節するオリエンタモジュール(図示せず)、複数のウェハWを一時的に格納するバッファモジュール(図示せず)等が接続されていてもよい。
ローダモジュール30は平面視矩形の筐体を有し、筐体の内部は大気圧雰囲気に維持されている。ローダモジュール30の筐体の長辺を構成する一側面には、複数、例えば5つのロードポート32が並設されている。ローダモジュール30の筐体の長辺を構成する他側面には、ロードロックモジュール20、21が並設されている。
ローダモジュール30の筐体の内部には、ウェハWを搬送可能に構成された搬送機構40が設けられている。搬送機構40は、ウェハWを搬送時に支持する搬送アーム41と、搬送アーム41を回転可能に支持する回転台42と、回転台42を搭載した基台43とを有している。また、ローダモジュール30の内部には、ローダモジュール30の長手方向に延伸するガイドレール44が設けられている。基台43はガイドレール44上に設けられ、搬送機構40はガイドレール44に沿って移動可能に構成されている。
減圧部11は、ウェハW及びエッジリングEを搬送する減圧搬送装置としてのトランスファモジュール50と、トランスファモジュール50から搬送されたウェハWに所望のプラズマ処理を行うプラズマ処理装置としての処理モジュール60と、エッジリングEを収納する収納モジュール61と、を有している。トランスファモジュール50及び処理モジュール60の内部(具体的には後述の減圧搬送室51及びプラズマ処理チャンバ100の内部)はそれぞれ、減圧雰囲気に維持され、収納モジュール61の内部も減圧雰囲気に維持される。1つのトランスファモジュール50に対し、処理モジュール60は複数、例えば6つ設けられ、収納モジュール61も複数、例えば2つ設けられている。なお、処理モジュール60の数や配置は本実施形態に限定されず、任意に設定することができ、エッジリングEの取り付けが必要な少なくとも1つの処理モジュールが設けられていればよい。また、収納モジュール61の数及び配置も本実施形態に限定されず、任意に設定することができ、例えば、少なくとも1つ設けられる。
トランスファモジュール50は、平面視多角形状(図示の例では平面視四角形状)の筐体を有する減圧搬送室51を含み、減圧搬送室51がロードロックモジュール20、21に接続されている。トランスファモジュール50は、ロードロックモジュール20に搬入されたウェハWを一の処理モジュール60に搬送すると共に、処理モジュール60で所望のプラズマの処理が行われたウェハWを、ロードロックモジュール21を介して大気部10に搬出する。また、トランスファモジュール50は、収納モジュール61内のエッジリングEを一の処理モジュール60に搬送する。さらに、トランスファモジュール50は、処理モジュール60内のエッジリングEを、収納モジュール61に搬出する場合がある。
処理モジュール60は、ウェハWに対し、例えばエッチング等のプラズマ処理を行う。また、処理モジュール60は、ゲートバルブ62を介してトランスファモジュール50に接続されている。なお、この処理モジュール60の具体的な構成は後述する。
収納モジュール61は、エッジリングEを収納する。また、収納モジュール61は、ゲートバルブ63を介してトランスファモジュール50に接続されている。
トランスファモジュール50の減圧搬送室51の内部には、ウェハW及びエッジリングEを搬送可能に構成された搬送機構70が設けられている。搬送機構70は、前述の搬送機構40と同様、ウェハW及びエッジリングEを搬送時に支持する搬送支持部としての搬送アーム71と、搬送アーム71を回転可能に支持する回転台72と、回転台72を搭載した基台73とを有している。また、トランスファモジュール50の減圧搬送室51の内部には、トランスファモジュール50の長手方向に延伸するガイドレール74が設けられている。基台73はガイドレール74上に設けられ、搬送機構70はガイドレール74に沿って移動可能に構成されている。
トランスファモジュール50では、ロードロックモジュール20内で保持されたウェハWを搬送アーム71が受け取り、処理モジュール60に搬入する。また、処理モジュール60内で保持されたウェハWを搬送アーム71が受け取り、ロードロックモジュール21に搬出する。
さらに、トランスファモジュール50では、収納モジュール61内のエッジリングEを搬送アーム71が受け取り、処理モジュール60に搬入する。また、処理モジュール60内で保持されたエッジリングEを搬送アーム71が受け取り、収納モジュール61に搬出する場合がある。
さらに、プラズマ処理システム1は制御装置80を有する。一実施形態において、制御装置80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システム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。制御装置80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システム1の他の要素それぞれを制御するように構成され得る。一実施形態において、制御装置80の一部又は全てがプラズマ処理システム1の他の要素に含まれてもよい。制御装置80は、例えばコンピュータ90を含んでもよい。コンピュータ90は、例えば、処理部(CPU:Central Processing Unit)91、記憶部92、及び通信インターフェース93を含んでもよい。処理部91は、記憶部92に格納されたプログラムに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。記憶部92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93は、LAN(Local Area Network)等の通信回線を介してプラズマ処理システム1の他の要素との間で通信してもよい。
<プラズマ処理システム1のウェハ処理>
次に、以上のように構成されたプラズマ処理システム1を用いて行われるウェハ処理について説明する。
次に、以上のように構成されたプラズマ処理システム1を用いて行われるウェハ処理について説明する。
まず、搬送機構40によって、所望のフープ31からウェハWが取り出され、ロードロックモジュール20に搬入される。その後ロードロックモジュール20内が密閉され、減圧される。その後、ロードロックモジュール20の内部とトランスファモジュール50の内部が連通される。
次に、搬送機構70によってウェハWが保持され、ロードロックモジュール20からトランスファモジュール50に搬送される。
次に、ゲートバルブ62が開放され、搬送機構70によって所望の処理モジュール60にウェハWが搬入される。その後、ゲートバルブ62が閉じられ、処理モジュール60においてウェハWに所望の処理が行われる。なお、この処理モジュール60においてウェハWに対して行われる処理については後述する。
次に、ゲートバルブ62が開放され、搬送機構70によって処理モジュール60からウェハWが搬出される。その後、ゲートバルブ62が閉じられる。
次に、搬送機構70によって、ロードロックモジュール21にウェハWが搬入される。ロードロックモジュール21にウェハWが搬入されると、ロードロックモジュール21内が密閉され、大気開放される。その後、ロードロックモジュール21の内部とローダモジュール30の内部が連通される。
次に、搬送機構40によってウェハWが保持され、ロードロックモジュール21からローダモジュール30を介して所望のフープ31に戻されて収容される。これで、プラズマ処理システム1における一連のウェハ処理が終了する。
<処理モジュール60>
続いて、処理モジュール60について、図2及び図3を用いて説明する。図2は、処理モジュール60の構成の概略を示す縦断面図である。図3は、図2の部分拡大図である。
続いて、処理モジュール60について、図2及び図3を用いて説明する。図2は、処理モジュール60の構成の概略を示す縦断面図である。図3は、図2の部分拡大図である。
図2に示すように、処理モジュール60は、処理容器としてのプラズマ処理チャンバ100、ガス供給部130、RF(Radio Frequency:高周波)電力供給部140及び排気システム150を含む。さらに、処理モジュール60は、基板支持台としてのウェハ支持台101及び上部電極102を含む。
ウェハ支持台101は、減圧可能に構成されたプラズマ処理チャンバ100内のプラズマ処理空間100sの下部領域に配置される。上部電極102は、ウェハ支持台101の上方に配置され、プラズマ処理チャンバ100の天部(ceiling)の一部として機能し得る。
ウェハ支持台101は、プラズマ処理空間100sにおいてウェハWを支持するように構成される。一実施形態において、ウェハ支持台101は、下部電極103、静電チャック104、絶縁体105、リフタ106及びリフタ107を含む。また、ウェハ支持台101は、静電チャック104等をターゲット温度に調整するように構成される温度調整機構を含む。温度調整機構は、例えば、ヒータ、流路又はこれらの組み合わせを含む。流路には、冷媒、伝熱ガスのような温調流体が流れる。
下部電極103は、例えばアルミニウム等の導電性材料で形成されている。一実施形態において、下部電極103の内部には、温度調整機構の一部を構成する、上記温調流体の流路108が形成されている。流路108には、例えば、プラズマ処理チャンバ100の外部に設けられたチラーユニット(図示せず)から温調流体が供給される。流路108に供給された温調流体は、チラーユニットに戻るようになっている。例えば、流路108の中に、温調流体として低温のブラインを循環させることによって、静電チャック104、静電チャック104に載置されたウェハWまたはエッジリングEをターゲット温度に冷却することができる。また、例えば、流路108の中に、温調流体として高温のブラインを循環させることによって、静電チャック104、静電チャック104に載置されたウェハWまたはエッジリングEを所定の温度に加熱することができる。
静電チャック104は、ウェハWとエッジリングEとの両方を静電力により吸着保持可能に構成された部材であり、下部電極103上に設けられている。一実施形態において、静電チャック104は、周縁部の上面に比べて中央部の上面が高く形成されている。静電チャック104の中央部の上面104aは、ウェハWが載置される基板載置面となり、静電チャック104の周縁部の上面104bは、環状部材(リング)の一例であるエッジリングEが載置される環状部材載置面(以下、「リング載置面」という。)となる。エッジリングEは、静電チャック104の中央部の上面104aに載置されたウェハWを囲むように且つ当該ウェハWに隣接して配置される、平面視円環状の部材である。
静電チャック104の中央部には、ウェハWを静電吸着により保持するための電極109が設けられ、静電チャック104の周縁部には、エッジリングEを静電吸着により保持するための電極110が設けられている。
電極109には、直流電源(図示せず)からの直流電圧が印加される。これにより生じる静電力により、静電チャック104の中央部の上面104aにウェハWが吸着保持される。同様に、電極110には、直流電源(図示せず)からの直流電圧が印加される。これにより生じる静電力により、静電チャック104の周縁部の上面104bにエッジリングEが吸着保持される。電極110は、図3に示すように、一対の電極110a、110bを含む双極型である。
本実施形態において、ウェハWを吸着保持するための電極109が設けられる静電チャック104の中央部と、エッジリングEを吸着保持するための電極110が設けられる周縁部とは一体となっているが、これら中央部と周縁部とは別体であってもよい。つまり、ウェハW用の静電チャックと一体化されない、エッジリングE用の静電チャックを別個に設けてもよい。
また、本実施形態において、エッジリングEを吸着保持するための電極110は、双極型であるものとしたが、単極型であってもよい。
本実施形態において、ウェハWを吸着保持するための電極109が設けられる静電チャック104の中央部と、エッジリングEを吸着保持するための電極110が設けられる周縁部とは一体となっているが、これら中央部と周縁部とは別体であってもよい。つまり、ウェハW用の静電チャックと一体化されない、エッジリングE用の静電チャックを別個に設けてもよい。
また、本実施形態において、エッジリングEを吸着保持するための電極110は、双極型であるものとしたが、単極型であってもよい。
また、静電チャック104の中央部は、例えば、ウェハWの直径よりも小径に形成されており、図2に示すように、ウェハWが静電チャック104の中央部の上面104aに載置されたときに、ウェハWの周縁部が静電チャック104の中央部から張り出すようになっている。
なお、エッジリングEは、その上部に段差が形成されており、外周部の上面が内周部の上面より高く形成されている。エッジリングEの内周部は、静電チャック104の中央部から張り出したウェハWの周縁部の下側にもぐり込むように形成されている。つまり、エッジリングEは、その内径が、ウェハWの外径よりも小さく形成されている。
なお、エッジリングEは、その上部に段差が形成されており、外周部の上面が内周部の上面より高く形成されている。エッジリングEの内周部は、静電チャック104の中央部から張り出したウェハWの周縁部の下側にもぐり込むように形成されている。つまり、エッジリングEは、その内径が、ウェハWの外径よりも小さく形成されている。
図示は省略するが、静電チャック104の中央部の上面104aには、当該上面104aに載置されたウェハWの裏面に伝熱ガスを供給するため、ガス供給穴が形成されている。ガス供給穴からは、ガス供給部(図示せず)からの伝熱ガスが供給される。ガス供給部は、1又はそれ以上のガスソース及び1又はそれ以上の圧力制御器を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部は、例えば、ガスソースからの伝熱ガスを、圧力制御器を介して伝熱ガス供給穴に供給するように、構成される。
一実施形態において、静電チャック104の内部には、温度調整機構の一部を構成するヒータ(具体的には抵抗発熱体)111が設けられている。ヒータ111に通電することにより、静電チャック104、静電チャック104に載置されたウェハWまたはエッジリングEをターゲット温度に加熱することができる。
静電チャック104は、例えば、絶縁材料からなる絶縁材の間に電極109、110を挟みヒータ111を埋設した構成を有する。
絶縁体105は、セラミック等で形成された円筒状の部材であり、下部電極103を介して静電チャック104を支持する。絶縁体105は、例えば、例えば下部電極103の外径と同等の外径を有するように形成され、下部電極103の周縁部を支持する。
図2に示すリフタ106は、静電チャック104の中央部の上面104aに対して昇降する部材であり、例えば、セラミックを材料として柱状に形成される。リフタ107は、上昇したときに、その上端が上記上面104aから突出し、ウェハWを支持することが可能である。このリフタ106により、静電チャック104と搬送機構70の搬送アーム71との間でウェハWを受け渡すことができる。
なお、リフタ106は、互いに間隔を空けて3本以上設けられ、上下方向に延びるように設けられている。
なお、リフタ106は、互いに間隔を空けて3本以上設けられ、上下方向に延びるように設けられている。
リフタ106は、リフタ106を昇降させる昇降機構(すなわちアクチュエータ)112に接続されている。昇降機構112は、例えば、複数のリフタ106を支持する支持部材113と、支持部材113を昇降させる駆動力を発生させ、複数のリフタ106を昇降させる駆動部114とを有する。駆動部114は、上記駆動力を発生する駆動源として、例えばモータ(図示せず)を有する。
リフタ106は、静電チャック104の中央部の上面104aに上端が開口する挿通孔115に挿通される。挿通孔115は、例えば、静電チャック104の中央部の上面104aから下方に延び下部電極103の底面まで至るように形成されている。言い換えると、挿通孔115は、静電チャック104の中央部及び下部電極103を貫通するように形成されている。
リフタ107は、静電チャック104の周縁部の上面104bに対して昇降する部材であり、例えばアルミナ、石英、SUS等の材料から柱状に形成される。リフタ107は、上昇したときに、その上端が静電チャック104の周縁部の上面104bから突出し、エッジリングEを支持することが可能である。このリフタ107により、静電チャック104と搬送機構70の搬送アーム71との間でエッジリングEを受け渡すことができる。
リフタ107は、後述の挿通孔119それぞれに対し設けられている。例えば、リフタ107は、平面視で、静電チャック104の周方向に沿って、すなわち、中央部の上面104a及び周縁部の上面104bの周方向に沿って、互いに間隔を空けて3本以上設けられている。また、リフタ107は、例えば、平面視で上記周方向に沿って等間隔で設けられている。さらに、リフタ107は、例えば、上下方向に延びるように設けられている。
リフタ107は、リフタ107を昇降させる昇降機構(すなわちアクチュエータ)116に接続されている。昇降機構116は、例えば、リフタ107毎に設けられ、リフタ107を水平方向に移動自在に支持する支持部材117を有する。支持部材117は、リフタ107を水平方向に移動自在に支持するため、例えばスラスト軸受を有する。また、昇降機構116は、支持部材117を昇降させる駆動力を発生させ、リフタ107を昇降させる駆動部118を有する。駆動部118は、上記駆動力を発生する駆動源として、例えばモータ(図示せず)を有する。
リフタ107は、静電チャック104に対して位置決めされており、静電チャック104の周縁部の上面104bに上端が開口する挿通孔119に挿通される。したがって、静電チャック104が熱膨張または熱収縮したときに、少なくともリフタ107の上端部が当該熱膨張または熱収縮に合わせて移動する。挿通孔119は、例えば、静電チャック104の周縁部の上面104bから下方に延び下部電極103の底面まで至るように形成されている。言い換えると、挿通孔119は、静電チャック104の周縁部及び下部電極103を貫通するように形成されている。
挿通孔119は、静電チャック104に複数設けられている。例えば、挿通孔119は、平面視で、静電チャック104の周方向に沿って、すなわち、中央部の上面104a及び周縁部の上面104bの周方向に沿って、互いに間隔を空けて3本以上設けられている。また、挿通孔119は、例えば、平面視で上記周方向に沿って等間隔で設けられている。前述のように、この挿通孔119それぞれに対しリフタ107が設けられている。
リフタ107の上端部は、当該リフタ107が上昇したときにエッジリングEの底面に当接してエッジリングEを支持する。エッジリングEの底面には、リフタ107の上端部が収まる位置決め用の凹部E1が、リフタ107毎に形成されている。
リフタ107の上端部及びエッジリングEの凹部E1は、例えば、以下のような形状に形成されている。
すなわち、エッジリングEの凹部E1内にリフタ107の上端部が収まった状態で、リフタ107がエッジリングEを支持した直後において、リフタ107とエッジリングEとが所望の位置関係となっていなくとも、リフタ107が自重等によりエッジリングEの上端部上を摺動し、リフタ107とエッジリングEとが所望の位置関係となる、形状である。具体的には、例えば、図3に示すように、リフタ107の上端部が、上側が半球面となる半球状に形成され、エッジリングEの凹部E1が、上側が半球面となる半球状に凹むように形成されていてもよい。なお、リフタ107の上端部及びエッジリングEの凹部E1の形状は半球状でなくてもよい。
すなわち、エッジリングEの凹部E1内にリフタ107の上端部が収まった状態で、リフタ107がエッジリングEを支持した直後において、リフタ107とエッジリングEとが所望の位置関係となっていなくとも、リフタ107が自重等によりエッジリングEの上端部上を摺動し、リフタ107とエッジリングEとが所望の位置関係となる、形状である。具体的には、例えば、図3に示すように、リフタ107の上端部が、上側が半球面となる半球状に形成され、エッジリングEの凹部E1が、上側が半球面となる半球状に凹むように形成されていてもよい。なお、リフタ107の上端部及びエッジリングEの凹部E1の形状は半球状でなくてもよい。
また、本例において、前述の基板載置面及びリング載置面を含む支持部は、上述の下部電極103及び静電チャック104により構成される。
図2の説明に戻る。上部電極102は、ガス供給部130からの1又はそれ以上の処理ガスをプラズマ処理空間100sに供給するシャワーヘッドとしても機能する。一実施形態において、上部電極102は、ガス入口102a、ガス拡散室102b、及び複数のガス出口102cを有する。ガス入口102aは、例えば、ガス供給部130及びガス拡散室102bと流体連通している。複数のガス出口102cは、ガス拡散室102b及びプラズマ処理空間100sと流体連通している。一実施形態において、上部電極102は、1又はそれ以上の処理ガスをガス入口102aからガス拡散室102b及び複数のガス出口102cを介してプラズマ処理空間100sに供給するように構成される。
ガス供給部130は、1又はそれ以上のガスソース131及び1又はそれ以上の流量制御器132を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部130は、例えば、1又はそれ以上の処理ガス(クリーニング用のガスを含む)を、それぞれに対応のガスソース131からそれぞれに対応の流量制御器132を介してガス入口102aに供給するように構成される。各流量制御器132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130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。
RF電力供給部140は、RF電力、例えば1又はそれ以上のRF信号を、下部電極103、上部電極102、又は、下部電極103及び上部電極102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。これにより、プラズマ処理空間100s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。したがって、RF電力供給部140は、プラズマ処理チャンバにおいて1又はそれ以上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生成部の少なくとも一部として機能し得る。RF電力供給部140は、例えば、2つのRF生成部141a、141b及び2つの整合回路142a、142bを含む。一実施形態において、RF電力供給部140は、第1のRF信号を第1のRF生成部141aから第1の整合回路142aを介して下部電極103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。
また、一実施形態において、RF電力供給部140は、第2のRF信号を第2のRF生成部141bから第2の整合回路142bを介して下部電極103に供給するように構成される。例えば、第2のRF信号は、400kHz~13.56MHzの範囲内の周波数を有してもよい。第2のRF信号に代えてRF以外の電圧パルスが供給されてもよい。電圧パルスは負極性の直流電圧であってもよい。他の例では、電圧パルスは、三角波、インパルスであってもよい。
さらに、図示は省略するが、本開示においては他の実施形態が考えられる。例えば、代替実施形態において、RF電力供給部140は、第1のRF信号をRF生成部から下部電極103に供給し、第2のRF信号を他のRF生成部から下部電極103に供給し、第3のRF信号をさらに他のRF生成部から下部電極103に供給するように構成されてもよい。加えて、他の代替実施形態において、DC電圧が上部電極102に印加されてもよい。
またさらに、種々の実施形態において、1又はそれ以上のRF信号(すなわち、第1のRF信号、第2のRF信号等)の振幅がパルス化又は変調されてもよい。振幅変調は、オン状態とオフ状態との間、あるいは、2又はそれ以上の異なるオン状態の間でRF信号振幅をパルス化することを含んでもよい。
排気システム150は、例えばプラズマ処理チャンバ100の底部に設けられた排気口100eに接続され得る。排気システム150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。
<処理モジュール60のウェハ処理>
次に、処理モジュール60を用いて行われるウェハ処理の一例について説明する。なお、処理モジュール60では、ウェハWに対して、例えばエッチング処理等の処理を行う。
次に、処理モジュール60を用いて行われるウェハ処理の一例について説明する。なお、処理モジュール60では、ウェハWに対して、例えばエッチング処理等の処理を行う。
先ず、搬送機構70により、プラズマ処理チャンバ100の内部にウェハWが搬入され、リフタ106の昇降により静電チャック104上にウェハWが載置される。その後、静電チャック104の電極109に直流電圧が印加され、これにより、ウェハWが、静電力によって静電チャック104に静電吸着され、保持される。また、ウェハWの搬入後、排気システム150によってプラズマ処理チャンバ100の内部が所定の真空度まで減圧される。
次に、ガス供給部130から上部電極102を介してプラズマ処理空間100sに処理ガスが供給される。また、RF電力供給部140からプラズマ生成用の高周波電力HFが下部電極103に供給され、これにより、処理ガスを励起させて、プラズマを生成する。この際、RF電力供給部140からイオン引き込み用の高周波電力LFが供給されてもよい。そして、生成されたプラズマの作用によって、ウェハWにプラズマ処理が施される。
なお、プラズマ処理中、静電チャック104に吸着保持されたウェハW及びエッジリングEの底面に向けて、伝熱ガス供給路(図示せず)を介して、HeガスやArガス等の伝熱ガスが供給される。
プラズマ処理を終了する際には、RF電力供給部140からの高周波電力HFの供給及びガス供給部130からの処理ガスの供給が停止される。プラズマ処理中に高周波電力LFを供給していた場合には、当該高周波電力LFの供給も停止される。次いで、静電チャック104によるウェハWの吸着保持が停止される。また、ウェハWの底面への伝熱ガスの供給が停止されるようにしてもよい。
その後、リフタ107によりウェハWを上昇させ、静電チャック104からウェハWを離脱させる。この離脱の際には、ウェハWの除電処理を行ってもよい。そして、搬送機構70によって、プラズマ処理チャンバ100からウェハWを搬出して、一連のウェハ処理が終了する。
<取り付け処理>
次に、プラズマ処理システム1におけるウェハ支持台101へのエッジリングEの取り付け処理の一例について図4及び図5を用いて説明する。図4は、上記取り付け処理の一例を説明するためのフローチャートである。図5は、上記取り付け処理中のプラズマ処理チャンバ100内の状態を示す図である。なお、以下の処理は、制御装置80による制御の下、行われる。また、以下の処理は、エッジリングEの取り付け対象の処理モジュール60のウェハ支持台101上にエッジリングEが無い状態から開始され、すなわち、上記処理モジュール60からエッジリングEが搬出された状態から開始される。
次に、プラズマ処理システム1におけるウェハ支持台101へのエッジリングEの取り付け処理の一例について図4及び図5を用いて説明する。図4は、上記取り付け処理の一例を説明するためのフローチャートである。図5は、上記取り付け処理中のプラズマ処理チャンバ100内の状態を示す図である。なお、以下の処理は、制御装置80による制御の下、行われる。また、以下の処理は、エッジリングEの取り付け対象の処理モジュール60のウェハ支持台101上にエッジリングEが無い状態から開始され、すなわち、上記処理モジュール60からエッジリングEが搬出された状態から開始される。
(ステップS1:エッジリングEの搬出及び搬送)
図4に示すように、まず、収納モジュール61からエッジリングEが搬出され、当該エッジリングEが、エッジリングEの取り付け対象の処理モジュール60が有する静電チャック104の周縁部の上方に搬送される。
具体的には、例えば、収納モジュール61内に、搬送機構70の搬送アーム71が挿入され、当該搬送アーム71に一のエッジリングEが保持される。次いで、エッジリングEを保持した搬送アーム71が収納モジュール61から抜き出される。続いて、上記取り付け対象の処理モジュール60が有する、減圧されたプラズマ処理チャンバ100内に、搬入出口(図示せず)を介して、エッジリングEを保持した搬送アーム71が挿入される。そして、静電チャック104の周縁部の上方へ、搬送アーム71に保持されたエッジリングEが搬送される。なお、エッジリングEは、その周方向の向きが調整されて搬送アーム71に保持されている。
図4に示すように、まず、収納モジュール61からエッジリングEが搬出され、当該エッジリングEが、エッジリングEの取り付け対象の処理モジュール60が有する静電チャック104の周縁部の上方に搬送される。
具体的には、例えば、収納モジュール61内に、搬送機構70の搬送アーム71が挿入され、当該搬送アーム71に一のエッジリングEが保持される。次いで、エッジリングEを保持した搬送アーム71が収納モジュール61から抜き出される。続いて、上記取り付け対象の処理モジュール60が有する、減圧されたプラズマ処理チャンバ100内に、搬入出口(図示せず)を介して、エッジリングEを保持した搬送アーム71が挿入される。そして、静電チャック104の周縁部の上方へ、搬送アーム71に保持されたエッジリングEが搬送される。なお、エッジリングEは、その周方向の向きが調整されて搬送アーム71に保持されている。
(ステップS2:静電チャック104の温度調整)
また、エッジリングEの取り付け対象の処理モジュール60において、エッジリングEの凹部E1それぞれの位置と対応するリフタ107及び挿通孔119の位置とが一致する、予め定められた温度(以下、「目標載置時温度」という。)Ttに、ウェハ支持台101におけるエッジリングEが載置される部分の温度が調整される。
具体的には、例えば、エッジリングEの取り付け対象の処理モジュール60において、流路108を含む温度調整機構またはヒータ111を含む温度調整機構の少なくともいずれか一方により、目標載置時温度Ttに、静電チャック104の温度が調整される。この静電チャック104の温度調整は、例えば、搬送機構70が収納モジュール61からのエッジリングEを搬出する動作を開始した後に開始され、エッジリングEを保持した搬送アーム71がプラズマ処理チャンバ100内に挿入されるまでに完了する。
また、エッジリングEの取り付け対象の処理モジュール60において、エッジリングEの凹部E1それぞれの位置と対応するリフタ107及び挿通孔119の位置とが一致する、予め定められた温度(以下、「目標載置時温度」という。)Ttに、ウェハ支持台101におけるエッジリングEが載置される部分の温度が調整される。
具体的には、例えば、エッジリングEの取り付け対象の処理モジュール60において、流路108を含む温度調整機構またはヒータ111を含む温度調整機構の少なくともいずれか一方により、目標載置時温度Ttに、静電チャック104の温度が調整される。この静電チャック104の温度調整は、例えば、搬送機構70が収納モジュール61からのエッジリングEを搬出する動作を開始した後に開始され、エッジリングEを保持した搬送アーム71がプラズマ処理チャンバ100内に挿入されるまでに完了する。
目標載置時温度Ttは、例えば40℃~80℃の範囲で設定される。
また、目標載置時温度Ttは、例えば、予め定められたプラズマ処理開始時の静電チャック104の温度(以下、「プラズマ処理開始時温度」という。)Tsを基準として±10℃の範囲で設定されてもよい。言い換えると、目標載置時温度Ttが以下の条件を満たすように、エッジリングEの凹部E1を形成してもよい。
Ts-10≦Tt≦Ts+10
また、目標載置時温度Ttは、例えば、予め定められたプラズマ処理開始時の静電チャック104の温度(以下、「プラズマ処理開始時温度」という。)Tsを基準として±10℃の範囲で設定されてもよい。言い換えると、目標載置時温度Ttが以下の条件を満たすように、エッジリングEの凹部E1を形成してもよい。
Ts-10≦Tt≦Ts+10
(ステップS3:エッジリングEの受け取り及び載置)
次いで、目標載置時温度Ttに温度調整された静電チャック104の周縁部の上面104bから突出したリフタ107により、エッジリングEが受け取られ、当該エッジリングEが、静電チャック104の周縁部の上面104bに載置される。
具体的には、全てのリフタ107の上昇が行われ、各リフタ107が、目標載置時温度Ttに調整された静電チャック104の周縁部の上面104bから突出し、各リフタ107の上端部が、搬送アーム71に保持されたエッジリングEの底面と当接する。
次いで、目標載置時温度Ttに温度調整された静電チャック104の周縁部の上面104bから突出したリフタ107により、エッジリングEが受け取られ、当該エッジリングEが、静電チャック104の周縁部の上面104bに載置される。
具体的には、全てのリフタ107の上昇が行われ、各リフタ107が、目標載置時温度Ttに調整された静電チャック104の周縁部の上面104bから突出し、各リフタ107の上端部が、搬送アーム71に保持されたエッジリングEの底面と当接する。
ここで、本実施形態と異なり、ステップS2の静電チャック104の温度調整を行わない場合を考える。この場合、取り付け処理開始時の静電チャック104の温度によっては、全てのリフタ107を上昇させる時点において、静電チャック104の熱膨張または熱収縮により、エッジリングEの凹部E1それぞれの位置と、対応する挿通孔119の位置とが、一致しないことがある。つまり、挿通孔119に挿通されたリフタ107を上昇させたときに、エッジリングEの凹部E1に、リフタ107の上端部が収まらないことがある。
それに対し、本実施形態では、本ステップS3の、全てのリフタ107を上昇させる時点において、上述のように、静電チャック104が目標載置時温度Ttに温度調整されており、エッジリングEの凹部E1それぞれの位置と対応する挿通孔119の位置とが一致している。そのため、挿通孔119に挿通されたリフタ107を上昇させたときに、エッジリングEの凹部E1に、リフタ107の上端部が収まる。
それに対し、本実施形態では、本ステップS3の、全てのリフタ107を上昇させる時点において、上述のように、静電チャック104が目標載置時温度Ttに温度調整されており、エッジリングEの凹部E1それぞれの位置と対応する挿通孔119の位置とが一致している。そのため、挿通孔119に挿通されたリフタ107を上昇させたときに、エッジリングEの凹部E1に、リフタ107の上端部が収まる。
リフタ107の上端部とエッジリングEの底面との当接後も、リフタ107の上昇が継続され、図5に示すように、エッジリングEが、リフタ107へ受け渡され、支持される。この受け渡し直後において、エッジリングEがリフタ107に対する所望の位置からずれていても、エッジリングEが、自重等により、リフタ107の上端部上を摺動し、リフタ107に対して位置決めされる。例えば、エッジリングEは、凹部E1の最深部とリフタ107の上端部の頂部とが平面視で一致する位置に、位置決めされる。
なお、エッジリングEがリフタ107に受け取られた後、上記位置決めのための移動を促進させるため、リフタ107それぞれを細かく上下動させるようにしてもよいし、リフタ107毎に異なる速度で下降させたり、高速で下降させたりしてもよい。
なお、エッジリングEがリフタ107に受け取られた後、上記位置決めのための移動を促進させるため、リフタ107それぞれを細かく上下動させるようにしてもよいし、リフタ107毎に異なる速度で下降させたり、高速で下降させたりしてもよい。
エッジリングEがリフタ107に受け取られた後、搬送アーム71のプラズマ処理チャンバ100からの抜き出しが行われる。また、エッジリングEのリフタ107に対する位置決め後、全てのリフタ107の下降が行われ、これにより、エッジリングEが、静電チャック104の周縁部の上面104bに載置される。
リフタ107が静電チャック104に対して位置決めされているため、エッジリングEが上述のようにリフタ107に対して位置決めされていることは、エッジリングEが挿通孔119に対して位置決めされていることを意味する。さらには、エッジリングEが、挿通孔119が設けられた静電チャック104(の中心)に対して位置決めされていることを意味する。したがって、本ステップS3では、エッジリングEは、静電チャック104(の中心)に対して位置決めされた状態で、上記上面104bに載置される。
リフタ107が静電チャック104に対して位置決めされているため、エッジリングEが上述のようにリフタ107に対して位置決めされていることは、エッジリングEが挿通孔119に対して位置決めされていることを意味する。さらには、エッジリングEが、挿通孔119が設けられた静電チャック104(の中心)に対して位置決めされていることを意味する。したがって、本ステップS3では、エッジリングEは、静電チャック104(の中心)に対して位置決めされた状態で、上記上面104bに載置される。
(ステップS4:エッジリングEの吸着保持)
続いて、エッジリングEが、ウェハ支持台101に吸着保持される。
具体的には、例えば、静電チャック104の周縁部に設けられた電極110に、直流電源(図示せず)からの直流電圧が印加され、これによって生じる静電力により、エッジリングEが静電チャック104の周縁部の上面104bに吸着保持される。より具体的には、電極110a及び電極110bに互いに異なる電圧が印加され、これによって発生した、電位差に応じた静電力により、エッジリングEが静電チャック104の周縁部の上面104bに吸着保持される。なお、ウェハW用の静電チャックと一体化されない、エッジリングE用の静電チャックを別個に設ける場合は、この別個のエッジリングE用の静電チャックに設けられた電極に、直流電源からの直流電圧が印加され、これによって生じる静電力により、エッジリングEが吸着保持される。
本ステップS4のように吸着を行うことで、静電チャック104に対して位置決めされて載置されたエッジリングEを、静電チャック104に固定することができる。
続いて、エッジリングEが、ウェハ支持台101に吸着保持される。
具体的には、例えば、静電チャック104の周縁部に設けられた電極110に、直流電源(図示せず)からの直流電圧が印加され、これによって生じる静電力により、エッジリングEが静電チャック104の周縁部の上面104bに吸着保持される。より具体的には、電極110a及び電極110bに互いに異なる電圧が印加され、これによって発生した、電位差に応じた静電力により、エッジリングEが静電チャック104の周縁部の上面104bに吸着保持される。なお、ウェハW用の静電チャックと一体化されない、エッジリングE用の静電チャックを別個に設ける場合は、この別個のエッジリングE用の静電チャックに設けられた電極に、直流電源からの直流電圧が印加され、これによって生じる静電力により、エッジリングEが吸着保持される。
本ステップS4のように吸着を行うことで、静電チャック104に対して位置決めされて載置されたエッジリングEを、静電チャック104に固定することができる。
(ステップS5:静電チャック104の温度調整)
その後、エッジリングEが載置された静電チャック104の温度が、上記取り付け対象の処理モジュール60におけるプラズマ処理開始時温度Tsに調整される。
具体的には、例えば、上記取り付け対象の処理モジュール60において、流路108を含む温度調整機構またはヒータ111を含む温度調整機構の少なくともいずれか一方により、プラズマ処理開始時温度Tsに、静電チャック104の温度が調整される。
その後、エッジリングEが載置された静電チャック104の温度が、上記取り付け対象の処理モジュール60におけるプラズマ処理開始時温度Tsに調整される。
具体的には、例えば、上記取り付け対象の処理モジュール60において、流路108を含む温度調整機構またはヒータ111を含む温度調整機構の少なくともいずれか一方により、プラズマ処理開始時温度Tsに、静電チャック104の温度が調整される。
これで一連のエッジリングEの取り付け処理が完了する。
取り付け処理後、エッジリングEが取り付けられた処理モジュール60において、ウェハ処理すなわちプラズマ処理が開始される。
なお、プラズマ処理が開始される前に、ダミーランが複数回行われるようにしてもよい。つまり、一連の取り付け処理に、複数回のダミーランを含めてもよい。ダミーランとは、ウェハWに対し行われる実際に行われるプラズマ処理をダミーウェハに対し行うことをいう。
取り付け処理後、エッジリングEが取り付けられた処理モジュール60において、ウェハ処理すなわちプラズマ処理が開始される。
なお、プラズマ処理が開始される前に、ダミーランが複数回行われるようにしてもよい。つまり、一連の取り付け処理に、複数回のダミーランを含めてもよい。ダミーランとは、ウェハWに対し行われる実際に行われるプラズマ処理をダミーウェハに対し行うことをいう。
<取り外し処理>
次に、プラズマ処理システム1におけるウェハ支持台101からのエッジリングEの取り外し処理の一例について図6及び図7を用いて説明する。図6は、上記取り外し処理の一例を説明するためのフローチャートである。図7は、上記取り外し処理中のプラズマ処理チャンバ100内の状態を示す図である。なお、以下の処理は、制御装置80による制御の下、行われ、また、静電チャック104上にウェハWが存在しない状態で行われる。
次に、プラズマ処理システム1におけるウェハ支持台101からのエッジリングEの取り外し処理の一例について図6及び図7を用いて説明する。図6は、上記取り外し処理の一例を説明するためのフローチャートである。図7は、上記取り外し処理中のプラズマ処理チャンバ100内の状態を示す図である。なお、以下の処理は、制御装置80による制御の下、行われ、また、静電チャック104上にウェハWが存在しない状態で行われる。
(ステップS11:クリーニング)
エッジリングEが寿命となると(具体的には例えばエッジリングEの取り付け後に予め定められた回数のプラズマ処理が行われると)、図6に示すように、プラズマ処理時にエッジリングEに付着した反応生成物を除去するクリーニングすなわち除去処理が行われる。
具体的には、例えば、まず、静電チャック104の周縁部に設けられた電極110への直流電圧の印加が停止され、エッジリングEの静電チャック104への吸着保持が解除される。次に、全てのリフタ107が上昇され、図7に示すように、エッジリングEが静電チャック104からリフタ107に受け渡され、上昇される。エッジリングEの上昇は、例えば、エッジリングEの底面が、静電チャック104の中央部の上面104aより上方となるまで行われる。
エッジリングEが寿命となると(具体的には例えばエッジリングEの取り付け後に予め定められた回数のプラズマ処理が行われると)、図6に示すように、プラズマ処理時にエッジリングEに付着した反応生成物を除去するクリーニングすなわち除去処理が行われる。
具体的には、例えば、まず、静電チャック104の周縁部に設けられた電極110への直流電圧の印加が停止され、エッジリングEの静電チャック104への吸着保持が解除される。次に、全てのリフタ107が上昇され、図7に示すように、エッジリングEが静電チャック104からリフタ107に受け渡され、上昇される。エッジリングEの上昇は、例えば、エッジリングEの底面が、静電チャック104の中央部の上面104aより上方となるまで行われる。
その後、ガス供給部130から上部電極102を介してプラズマ処理空間100sにクリーニング用のガスが供給される。また、RF電力供給部140からプラズマ生成用の高周波電力HFが下部電極103に供給され、これにより、クリーニング用のガスを励起させて、プラズマを生成する。この際、RF電力供給部140からイオン引き込み用の高周波電力LFが供給されてもよい。そして、生成されたプラズマの作用によって、例えば、エッジリングEの内側の側端面に付着していた反応生成物P1が除去される。また、この際、静電チャック104の中央部の側端面に付着していた反応生成物P2も除去されてもよい。
除去処理を終了する際には、RF電力供給部140からの高周波電力HFの供給及びガス供給部130からのクリーニング用のガスの供給が停止される。除去処理中に高周波電力LFを供給していた場合には、当該高周波電力LFの供給も停止される。
(ステップS12:エッジリングEの冷却)
次いで、ステップS11で行われた除去処理によりエッジリングEが高温となっているため、エッジリングEの冷却が行われる。
具体的には、例えば、まず、全てのリフタ107が下降され、再度、リフタ107から静電チャック104の周縁部の上面104bに再度載置される。次いで、静電チャック104の周縁部に設けられた電極110に、直流電源(図示せず)からの直流電圧が印加され、これによって生じる静電力により、エッジリングEが静電チャック104の周縁部の上面104bに吸着保持される。そして、流路108を含む温度調整機構によって静電チャック104が冷却されることにより、当該静電チャック104に吸着保持されたエッジリングEも冷却される。エッジリングEの冷却は、例えば、冷却後のエッジリングEを保持したときに搬送アーム71が損傷しない温度になるように(具体的には例えば200℃以下となるように)行われる。
次いで、ステップS11で行われた除去処理によりエッジリングEが高温となっているため、エッジリングEの冷却が行われる。
具体的には、例えば、まず、全てのリフタ107が下降され、再度、リフタ107から静電チャック104の周縁部の上面104bに再度載置される。次いで、静電チャック104の周縁部に設けられた電極110に、直流電源(図示せず)からの直流電圧が印加され、これによって生じる静電力により、エッジリングEが静電チャック104の周縁部の上面104bに吸着保持される。そして、流路108を含む温度調整機構によって静電チャック104が冷却されることにより、当該静電チャック104に吸着保持されたエッジリングEも冷却される。エッジリングEの冷却は、例えば、冷却後のエッジリングEを保持したときに搬送アーム71が損傷しない温度になるように(具体的には例えば200℃以下となるように)行われる。
(ステップS13)
冷却後、エッジリングEが搬出され、収納モジュール61に戻される。
具体的には、例えば、まず、静電チャック104の周縁部に設けられた電極110への直流電圧の印加が停止され、エッジリングEの静電チャック104への吸着保持が解除される。次に、全てのリフタ107が上昇され、エッジリングEが静電チャック104からリフタ107に受け渡され、上昇される。続いて、プラズマ処理チャンバ100内に、搬入出口(図示せず)を介して、搬送アーム71が挿入される。次いで、静電チャック104の周縁部の上面104bと、リフタ107に支持されたエッジリングEとの間に、搬送アーム71が移動される。その後、全てのリフタ107の下降が行われ、リフタ107から搬送アーム71へ、エッジリングEが受け渡される。次いで、搬送アーム71がプラズマ処理チャンバ100から抜き出され、エッジリングEが処理モジュール60外へ搬出される。そして、エッジリングEを保持した搬送アーム71が、収納モジュール61内に挿入され、エッジリングEが、搬送アーム71から、収納モジュール61内の支持部(図示せず)に受け渡される。その後、搬送アーム71が収納モジュール61から抜き出される。
冷却後、エッジリングEが搬出され、収納モジュール61に戻される。
具体的には、例えば、まず、静電チャック104の周縁部に設けられた電極110への直流電圧の印加が停止され、エッジリングEの静電チャック104への吸着保持が解除される。次に、全てのリフタ107が上昇され、エッジリングEが静電チャック104からリフタ107に受け渡され、上昇される。続いて、プラズマ処理チャンバ100内に、搬入出口(図示せず)を介して、搬送アーム71が挿入される。次いで、静電チャック104の周縁部の上面104bと、リフタ107に支持されたエッジリングEとの間に、搬送アーム71が移動される。その後、全てのリフタ107の下降が行われ、リフタ107から搬送アーム71へ、エッジリングEが受け渡される。次いで、搬送アーム71がプラズマ処理チャンバ100から抜き出され、エッジリングEが処理モジュール60外へ搬出される。そして、エッジリングEを保持した搬送アーム71が、収納モジュール61内に挿入され、エッジリングEが、搬送アーム71から、収納モジュール61内の支持部(図示せず)に受け渡される。その後、搬送アーム71が収納モジュール61から抜き出される。
これで一連のエッジリングEの取り外し処理が完了する。
<効果等>
以上のように、本実施形態では、トランスファモジュール50の搬送機構70が搬送してきたエッジリングEをリフタ107で支持するときに、リフタ107の上端部と、エッジリングEの底面に設けられた凹部E1と、により、エッジリングEをリフタ107に対して位置決めしている。また、リフタ107は、静電チャック104に対して位置決めされている。そのため、エッジリングEを支持したリフタ107を下降させると、エッジリングEが、静電チャック104に対して位置決めして、当該静電チャック104の周縁部の上面104bに載置される。つまり、本実施形態によれば、トランスファモジュール50を用いて、エッジリングEをウェハ支持台101上に取り付ける際に、エッジリングをウェハ支持台101に対して適切に位置決めすることができる。
以上のように、本実施形態では、トランスファモジュール50の搬送機構70が搬送してきたエッジリングEをリフタ107で支持するときに、リフタ107の上端部と、エッジリングEの底面に設けられた凹部E1と、により、エッジリングEをリフタ107に対して位置決めしている。また、リフタ107は、静電チャック104に対して位置決めされている。そのため、エッジリングEを支持したリフタ107を下降させると、エッジリングEが、静電チャック104に対して位置決めして、当該静電チャック104の周縁部の上面104bに載置される。つまり、本実施形態によれば、トランスファモジュール50を用いて、エッジリングEをウェハ支持台101上に取り付ける際に、エッジリングをウェハ支持台101に対して適切に位置決めすることができる。
また、本実施形態では、トランスファモジュール50の搬送機構70からリフタ107にエッジリングEを受け渡す時点で、静電チャック104が目標載置時温度Ttに温度調整されている。そのため、エッジリングEの取り付け処理開始時の静電チャック104の温度によらず、静電チャック104の周縁部の上面104bに対し開口する挿通孔119に挿通されたリフタ107の上端部を、エッジリングEの底面に設けられた凹部E1内に収めることができる。したがって、エッジリングEの取り付け処理開始時の静電チャック104の温度によらず、エッジリングEをリフタ107で支持するときに、エッジリングEをリフタ107に対して位置決めすることができる。よって、エッジリングEの取り付け処理開始時の静電チャック104の温度によらず、エッジリングEを、静電チャック104に対して適切に位置決めして、静電チャック104の周縁部の上面104bに載置することができる。なお、エッジリングEの取り付け処理開始時の静電チャック104の温度は、例えば、以下の条件(A)または(B)の少なくともいずれか一方によって異なってくる。
(A)エッジリングEの取り付け処理直前の処理が終了する時の静電チャック104の温度
(B)上記直前の処理が終了してからエッジリングEの取り付け処理が開始されるまでの経過時間
(A)エッジリングEの取り付け処理直前の処理が終了する時の静電チャック104の温度
(B)上記直前の処理が終了してからエッジリングEの取り付け処理が開始されるまでの経過時間
さらに、本実施形態では、前述のように、目標載置時温度Ttが、プラズマ処理開始時温度Tsを基準として±10℃の範囲で設定されてもよい。目標載置時温度Ttをこのように設定することで、エッジリングEを静電チャック104に載置してからプラズマ処理が開始されるまでの時間を短くすることができる。
また、本実施形態では、エッジリングEの搬出前に、クリーニングを行い、エッジリングEに付着した反応生成物P1を除去している。したがって、例えば、エッジリングEの搬出中に当該エッジリングEから剥離した反応生成物P1が、プラズマ処理に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。また、反応生成物P1がトランスファモジュール50の減圧搬送室51に持ち込まれるのを抑制することができる。
<エッジリング及びリフタの変形例>
図8及び図9は、エッジリングの変形例を示す図である。
以上の例では、エッジリングEの位置決め用の凹部E1が、上側が半球面となる半球状に凹むように形成されていた。エッジリングの各凹部に、対応するエッジリング用のリフタの上端部がそれぞれ収まったときに、エッジリングが自重等により上記リフタに対して位置決めされれば、エッジリングの凹部の形状は以上の例に限られない。
例えば、図8に示すように、エッジリングEaの位置決め用の凹部Ea1は、上側に頂点を有する錐状に凹むように形成されていてもよい。また、図9に示すように、エッジリングEbの凹部Eb1は、断面視で上下方向に短軸を有し且つ下側より上側が短い、半長孔状に形成されていてもよい。
なお、同様に、リフタ107の上端部は、上側に頂点を有する錐状等に形成されていてもよい。
図8及び図9は、エッジリングの変形例を示す図である。
以上の例では、エッジリングEの位置決め用の凹部E1が、上側が半球面となる半球状に凹むように形成されていた。エッジリングの各凹部に、対応するエッジリング用のリフタの上端部がそれぞれ収まったときに、エッジリングが自重等により上記リフタに対して位置決めされれば、エッジリングの凹部の形状は以上の例に限られない。
例えば、図8に示すように、エッジリングEaの位置決め用の凹部Ea1は、上側に頂点を有する錐状に凹むように形成されていてもよい。また、図9に示すように、エッジリングEbの凹部Eb1は、断面視で上下方向に短軸を有し且つ下側より上側が短い、半長孔状に形成されていてもよい。
なお、同様に、リフタ107の上端部は、上側に頂点を有する錐状等に形成されていてもよい。
また、高温の静電チャック104の挿通孔119に一致する位置に位置決め用の凹部が形成されたエッジリングと、低温の静電チャック104の挿通孔119に一致する位置に位置決め用の凹部が形成されたエッジリングと、を、収納モジュール61に収納しておいてもよい。つまり、複数の温度帯それぞれについて、適切な位置に位置決め用の凹部が形成されたエッジリングを用意し、収納モジュール61に収納しておいてもよい。そして、目標載置時温度Ttを、プラズマ処理開始時温度Tsを基準に決定し、決定した目標載置時温度Ttに対応するエッジリングを用いるようにしてもよい。
<搬送機構の変形例>
図10は、トランスファモジュール50が有する搬送機構の変形例を示す図である。
トランスファモジュール50が有する搬送機構は、当該搬送機構が支持しているエッジリングをターゲット温度に調整するように構成される温度調整機構を含んでもよい。この温度調整機構は、例えば、ヒータ、流路又はこれらの組み合わせを含む。流路には、冷媒、伝熱ガスのような温調流体が流れる。
図10の搬送機構70aは、エッジリングEの温度を調整する温度調整機構の一部を構成するヒータ200が設けられている。ヒータ200は、例えば搬送アーム71aに設けられる。
このようにヒータ200を設ける場合、例えば、前述のステップS3において、ヒータ200により目標載置時温度Ttに対応する温度に調整されたエッジリングEが静電チャック104に載置される。このような温度調整を行うことにより、より確実に、エッジリングEの凹部E1内に、対応するリフタ107の上端部を収めることができる。
図10は、トランスファモジュール50が有する搬送機構の変形例を示す図である。
トランスファモジュール50が有する搬送機構は、当該搬送機構が支持しているエッジリングをターゲット温度に調整するように構成される温度調整機構を含んでもよい。この温度調整機構は、例えば、ヒータ、流路又はこれらの組み合わせを含む。流路には、冷媒、伝熱ガスのような温調流体が流れる。
図10の搬送機構70aは、エッジリングEの温度を調整する温度調整機構の一部を構成するヒータ200が設けられている。ヒータ200は、例えば搬送アーム71aに設けられる。
このようにヒータ200を設ける場合、例えば、前述のステップS3において、ヒータ200により目標載置時温度Ttに対応する温度に調整されたエッジリングEが静電チャック104に載置される。このような温度調整を行うことにより、より確実に、エッジリングEの凹部E1内に、対応するリフタ107の上端部を収めることができる。
<リフタ及び当該リフタが挿通される挿通孔の変形例>
図11は、エッジリングE用のリフタ及び当該リフタが挿通される挿通孔の変形例を示す図である。
図11の例において、静電チャック201は、エッジリングEが載置されるリング載置面である第1面211及び当該第1面211の裏面となる第2面212が設けられ、第1面211と第2面212とに貫通する第1貫通穴221が形成された第1部材である。第1貫通穴221は、リフタ107aの配置位置に対応して複数形成されている。
また、下部電極202は、静電チャック201の第2面212側に重なるように配置され、第2面212と接触する第3面213及び当該第3面213の裏面となる第4面214が設けられ、第1貫通穴221の位置に対応して第3面213と第4面214に貫通し、第1貫通穴221と連通する第2貫通穴222が形成された第2部材である。
図11は、エッジリングE用のリフタ及び当該リフタが挿通される挿通孔の変形例を示す図である。
図11の例において、静電チャック201は、エッジリングEが載置されるリング載置面である第1面211及び当該第1面211の裏面となる第2面212が設けられ、第1面211と第2面212とに貫通する第1貫通穴221が形成された第1部材である。第1貫通穴221は、リフタ107aの配置位置に対応して複数形成されている。
また、下部電極202は、静電チャック201の第2面212側に重なるように配置され、第2面212と接触する第3面213及び当該第3面213の裏面となる第4面214が設けられ、第1貫通穴221の位置に対応して第3面213と第4面214に貫通し、第1貫通穴221と連通する第2貫通穴222が形成された第2部材である。
本例において、リフタ107aが挿通される挿通孔119aは、第1貫通穴221と第2貫通穴222とから構成される。また、リフタ107aは、第1リフタ部材231と、第2リフタ部材232と、に分割されている。第1リフタ部材231及び第2リフタ部材232は、それぞれ所定の半径の棒状に形成されている。
第1リフタ部材231は、第1貫通穴221に格納され、第1貫通穴221の軸方向すなわち上下方向に移動可能とされている。
第2リフタ部材232は、第2貫通穴222に格納され、第1貫通穴221の軸方向すなわち上下方向に移動可能とされている。また、第2リフタ部材232は、第3面213側の端部が第1リフタ部材231とスライド可能な状態で接している。
第2リフタ部材232は、第2貫通穴222に格納され、第1貫通穴221の軸方向すなわち上下方向に移動可能とされている。また、第2リフタ部材232は、第3面213側の端部が第1リフタ部材231とスライド可能な状態で接している。
さらに、本例において、エッジリングE用のリフタ107aに対する昇降機構116aは、第2リフタ部材232を昇降させる。昇降機構116aは、第2リフタ部材232を昇降させる駆動力を発生させ、第2リフタ部材232の昇降により第1リフタ部材231を昇降させる駆動部118aを有する。駆動部118aは、上記駆動力を発生する駆動源として、例えばモータ(図示せず)を有する。
リフタ107a及び挿通孔119aを用いる場合、例えば、第1貫通穴221が、第1面211側よりも第2面212側で大きく形成される。
本例では、静電チャック201と下部電極202の温度差や熱膨張率の違い等により、第1貫通穴221と第2貫通穴222とがずれた場合、第1リフタ部材231が第1貫通穴221と共に移動する。したがって、第1貫通穴221と第2貫通穴222とがずれた場合にリフタ107aが破損するのを抑制することができる。
また、本例では、第1貫通穴221と第2貫通穴222とがずれた場合でも第2リフタ部材232の昇降に合わせて第1リフタ部材231を昇降可能とするために、第1貫通穴221全体を大きく形成しているわけではなく、第1貫通穴221の第2面212側のみを(第1面211側よりも)大きく形成している。したがって、第1貫通穴221の第1面211側とリフタ107aとの隙間は小さいため、プラズマ処理を実行したときに当該隙間で異常放電が起きるのを抑制することができる。
また、本例では、第1貫通穴221と第2貫通穴222とがずれた場合でも第2リフタ部材232の昇降に合わせて第1リフタ部材231を昇降可能とするために、第1貫通穴221全体を大きく形成しているわけではなく、第1貫通穴221の第2面212側のみを(第1面211側よりも)大きく形成している。したがって、第1貫通穴221の第1面211側とリフタ107aとの隙間は小さいため、プラズマ処理を実行したときに当該隙間で異常放電が起きるのを抑制することができる。
なお、以上の効果は、第1貫通穴221を、第1面211側よりも第2面212側で大きく形成することに代えて、または加えて、第2貫通穴222を、第4面214側よりも第3面213側で大きく形成することでも得られる。
つまり、リフタ107a及び挿通孔119aを用いる場合、第1貫通穴221及び第2貫通穴222の少なくとも一方は、第1面211側よりも第2面212側で第1貫通穴221が大きく形成され、第4面214側よりも第3面213側で第2貫通穴222が大きく形成される。
つまり、リフタ107a及び挿通孔119aを用いる場合、第1貫通穴221及び第2貫通穴222の少なくとも一方は、第1面211側よりも第2面212側で第1貫通穴221が大きく形成され、第4面214側よりも第3面213側で第2貫通穴222が大きく形成される。
前述した、搬送機構70からリフタにエッジリングを受け渡す時点で静電チャック104を目標載置時温度Ttに調整する構成において、本例のリフタ107a及び挿通孔119aを用いることで、より確実に、エッジリングEの凹部E1内に、対応するリフタ107の上端部を収めることができる。
<リングの他の例>
以上の例では、エッジリングが交換対象であったが、カバーリングも交換対象としてもよい。カバーリングは、エッジリングの周方向外側面を覆う、平面視環状の部材である。カバーリングも交換対象として、上述したエッジリングすなわちリングの取り付け処理及び取り外し処理を適用する場合、図12に示すように、カバーリングCには、例えば、凹部E1と同様な形状の位置決め用の凹部C1が底面に形成される。
また、カバーリングCのみを交換対象とし、上述したリングの取り付け処理及び取り外し処理を適用してもよい。
以上の例では、エッジリングが交換対象であったが、カバーリングも交換対象としてもよい。カバーリングは、エッジリングの周方向外側面を覆う、平面視環状の部材である。カバーリングも交換対象として、上述したエッジリングすなわちリングの取り付け処理及び取り外し処理を適用する場合、図12に示すように、カバーリングCには、例えば、凹部E1と同様な形状の位置決め用の凹部C1が底面に形成される。
また、カバーリングCのみを交換対象とし、上述したリングの取り付け処理及び取り外し処理を適用してもよい。
なお、カバーリングCを交換対象とし、上述のリングの取り外し処理を適用する場合、前述のステップS12で、カバーリングCを冷却する場合、カバーリングCをウェハ支持台101に載置せずにカバーリングC用のリフタで支持した状態で、放熱により冷却してもよいし、カバーリングCをウェハ支持台101に載置しウェハ支持台101からの吸熱によりカバーリングCの冷却を補助してもよい。
(第2実施形態)
図13は、第2実施形態にかかる基板支持台としてのウェハ支持台101aの構成の概略を示す、部分拡大断面図である。
本実施形態では、エッジリングとカバーリングの両方が用いられる。また、本実施形態では、エッジリング及びカバーリングを同時に交換することができると共に、エッジリングのみまたはカバーリングのみを交換することができる。
図13は、第2実施形態にかかる基板支持台としてのウェハ支持台101aの構成の概略を示す、部分拡大断面図である。
本実施形態では、エッジリングとカバーリングの両方が用いられる。また、本実施形態では、エッジリング及びカバーリングを同時に交換することができると共に、エッジリングのみまたはカバーリングのみを交換することができる。
図13のウェハ支持台101Aは、下部電極301、静電チャック302、支持体303、絶縁体304、リフタ305を有する。
支持体303は、例えば石英等を用いて、平面視環状に形成された部材であり、下部電極301を支持すると共に、カバーリングCaを支持する。また、支持体303は、その上部が内周側に突出し下部電極301と重なるように設けられている。
絶縁体304は、セラミック等で形成された円筒状の部材であり、支持体303を支持する。絶縁体304は、例えば、支持体303の外径と同等の外径を有するように形成され、支持体303の周縁部を支持する。
図2等に示した例では、リフタ107が挿通される挿通孔119が、下部電極103及び静電チャック104を貫通するように設けられていた。それに対し、図13の例では、リフタ305が挿通される挿通孔306は、下部電極301を貫通するが、静電チャック302は貫通せず、代わりに支持体303の上部の内周部を貫通するように設けられている。挿通孔306は、静電チャック302の周縁部の上面302aから下方に延び下部電極301の底面まで至るように形成されている。なお、挿通孔306は、図3の例と同様、下部電極301及び静電チャック302を貫通するように設けられていてもよい。
静電チャック302には、エッジリングEcを静電力により吸着保持するための電極110が設けられていてもよい。電極110は、例えば、平面視でエッジリングEcと重なる部分であって、平面視でカバーリングCaと重ならない部分に設けられる。なお、電極110は、静電チャック302中に設けられていてもよいし、静電チャック302とは別体の誘電体中に設けられていてもよい。
静電チャック302の中央部の上面104aが、ウェハWが載置される基板載置面となり、静電チャック302の周縁部の上面302aと支持体303の上面303aとが、エッジリングEc及びカバーリングCaが載置されるリング載置面となる。
本実施形態において、カバーリングCaは、エッジリングEcを支持可能に構成されており、エッジリングEcと同心としたときに、平面視で当該エッジリングEcと少なくとも一部重なるように形成されている。一実施形態において、カバーリングCaの最内周部の直径が、エッジリングEcの最外周部の直径よりも小さく、カバーリングCaとエッジリングEcとが全周にわたり重なるように配置したときに、平面視でカバーリングCaの内周部がエッジリングEcの外周部と少なくとも一部重なる。例えば、一実施形態において、エッジリングEcが、底部の外周部に、径方向内側に凹む凹所Ec1を有し、カバーリングCaが、その底部に径方向内側に突出する凸部Ca1を有しており、凸部Ca1と凹所Ec1との係合により、エッジリングEcを支持する。
エッジリングEcの外周部の底面には、リフタ305の上端部が収まる位置決め用の凹部Ec2が、リフタ305毎に形成されている。凹部Ec2は、平面視でカバーリングCaの内周部(具体的には例えば凸部Ca1)と重なる部分に設けられている。
カバーリングCaは、リフタ305が挿通される、エッジリングEcの凹部Ec2に至る貫通孔Ca2が、リフタ305毎に形成されている。貫通孔Ca2は、平面視でエッジリングEcの外周部と重なるカバーリングCaの内周部(具体的には例えば凸部Ca1)に設けられている。
リフタ305は、支持体303の内周部の上面303aに対して昇降する。リフタ305は、上昇したときに、その上端が支持体303の内周部の上面303aから突出し、具体的には、上記上面303aにおける平面視でエッジリングEc及びカバーリングCaと重なる位置から突出する。リフタ305が挿通される挿通孔306は、平面視でエッジリングEc及びカバーリングCaと重なる位置に形成されている。
リフタ305は、図2等に示したリフタ107と同様、静電チャック302の周方向に沿って、互いに間隔を空けて3本以上設けられている。
リフタ305は、図2等に示したリフタ107と同様、静電チャック302の周方向に沿って、互いに間隔を空けて3本以上設けられている。
リフタ305の上端部は、エッジリングEcの底面と当接し当該エッジリングEcを支持するエッジリング支持部を構成する。リフタ305は、上昇したときに、その上端部が、カバーリングCaの貫通孔Ca2を通過し、エッジリングEcの底面に当接し、これにより、エッジリングEcを底面から支持するよう構成されている。
本実施形態においても、エッジリングEcの各凹部Ec2に、対応するリフタ305の上端部がそれぞれ収まったときに、エッジリングEcの自重等により、エッジリングEcがリフタ305に対して位置決めされるよう、エッジリングEcの凹部Ec2及びリフタ305の上端部は、形成されている。
また、リフタ305は、エッジリング支持部を構成する上端部の下方に、カバーリングCaを支持するカバーリング支持部310を有する。カバーリング支持部310は、カバーリングCaの貫通孔Ca2を通過せずカバーリングCaの底面に当接し、これにより、カバーリングCaを底面から支持するように構成されている。
また、カバーリングCaの貫通孔Ca2の下端部は、リフタ305のカバーリング支持部310が収まる位置決め用の凹部Ca3を構成している。
カバーリング支持部310及び凹部Ca3は、カバーリングCaの各凹部Ca3に、対応するリフタ305のカバーリング支持部310がそれぞれ収まったときに、カバーリングCaの自重等により、カバーリングCaがリフタ305に対して位置決めされるよう、形成されている。具体的には、例えば、カバーリングCaの貫通孔Ca2の下部周囲に面取り加工が施され凹部Ca3が形成され、カバーリング支持部310の上端部が、上記面取り加工に対応するテーパー形状に形成されていてもよい。カバーリング支持部310及び凹部Ca3により、例えば、貫通孔Ca2の中心とカバーリング支持部310の中心とが平面視で一致する位置で、カバーリングCaをリフタ305に対しで位置決めすることができる。
カバーリング支持部310及び凹部Ca3は、カバーリングCaの各凹部Ca3に、対応するリフタ305のカバーリング支持部310がそれぞれ収まったときに、カバーリングCaの自重等により、カバーリングCaがリフタ305に対して位置決めされるよう、形成されている。具体的には、例えば、カバーリングCaの貫通孔Ca2の下部周囲に面取り加工が施され凹部Ca3が形成され、カバーリング支持部310の上端部が、上記面取り加工に対応するテーパー形状に形成されていてもよい。カバーリング支持部310及び凹部Ca3により、例えば、貫通孔Ca2の中心とカバーリング支持部310の中心とが平面視で一致する位置で、カバーリングCaをリフタ305に対しで位置決めすることができる。
また、本実施形態において、前述の基板載置面及びリング載置面を含む支持部は、上述の下部電極301、静電チャック302及び支持体303により構成される。
次に、図1のプラズマ処理システム1の処理モジュール60がウェハ支持台101aを有し且つ収納モジュール61がエッジリングEcを支持したカバーリングCaを収納しているものとし、ウェハ支持台101aへエッジリングEc及びカバーリングCaを同時に取り付ける処理の一例について説明する。図14及び図15は、上記取り付け処理中のプラズマ処理チャンバ100内の状態を示す図である。なお、以下の処理は、制御装置80による制御の下、行われる。
(ステップS21:エッジリングEc及びカバーリングCaの搬出及び搬送)
まず、収納モジュール61から、エッジリングEcを支持したカバーリングCaが搬出され、当該カバーリングCaが、エッジリングEc及びカバーリングCaの取り付け対象の処理モジュール60が有するウェハ支持台101aの前述のリング載置面の上方に搬送される。
具体的には、例えば、収納モジュール61内に、搬送機構70の搬送アーム71が挿入され、当該搬送アーム71にエッジリングEcを支持したカバーリングCaが保持される。次いで、エッジリングEcを支持したカバーリングCaを保持した搬送アーム71が収納モジュール61から抜き出される。続いて、上記取り付け対象の処理モジュール60が有する、減圧されたプラズマ処理チャンバ100内に、搬入出口(図示せず)を介して、エッジリングEcを支持したカバーリングCaを保持した搬送アーム71が挿入される。そして、ウェハ支持台101aの前述のリング載置面(具体的には静電チャック302の周縁部の上面302aと支持体303の上面303a)の上方へ、搬送アーム71によって、エッジリングEcを支持したカバーリングCaが搬送される。
まず、収納モジュール61から、エッジリングEcを支持したカバーリングCaが搬出され、当該カバーリングCaが、エッジリングEc及びカバーリングCaの取り付け対象の処理モジュール60が有するウェハ支持台101aの前述のリング載置面の上方に搬送される。
具体的には、例えば、収納モジュール61内に、搬送機構70の搬送アーム71が挿入され、当該搬送アーム71にエッジリングEcを支持したカバーリングCaが保持される。次いで、エッジリングEcを支持したカバーリングCaを保持した搬送アーム71が収納モジュール61から抜き出される。続いて、上記取り付け対象の処理モジュール60が有する、減圧されたプラズマ処理チャンバ100内に、搬入出口(図示せず)を介して、エッジリングEcを支持したカバーリングCaを保持した搬送アーム71が挿入される。そして、ウェハ支持台101aの前述のリング載置面(具体的には静電チャック302の周縁部の上面302aと支持体303の上面303a)の上方へ、搬送アーム71によって、エッジリングEcを支持したカバーリングCaが搬送される。
(ステップS22:静電チャック302の温度調整)
また、エッジリングEc及びカバーリングCaの取り付け対象の処理モジュール60において、静電チャック302の温度が、予め定められた目標載置時温度Ttaに調整される。目標載置時温度Ttaは、エッジリングEcの凹部Ec2それぞれの位置と対応するリフタ305(の上端部)及び挿通孔306の位置とが一致し、且つ、カバーリングCaの凹部Ca3それぞれの位置と対応するリフタ305(のカバーリング支持部310)及び挿通孔306の位置とが一致する温度である。
本ステップS22では、具体的には、例えば、上記取り付け対象の処理モジュール60において、流路108を含む温度調整機構またはヒータ111を含む温度調整機構の少なくともいずれか一方により、目標載置時温度Ttaに、静電チャック104の温度が調整される。
また、エッジリングEc及びカバーリングCaの取り付け対象の処理モジュール60において、静電チャック302の温度が、予め定められた目標載置時温度Ttaに調整される。目標載置時温度Ttaは、エッジリングEcの凹部Ec2それぞれの位置と対応するリフタ305(の上端部)及び挿通孔306の位置とが一致し、且つ、カバーリングCaの凹部Ca3それぞれの位置と対応するリフタ305(のカバーリング支持部310)及び挿通孔306の位置とが一致する温度である。
本ステップS22では、具体的には、例えば、上記取り付け対象の処理モジュール60において、流路108を含む温度調整機構またはヒータ111を含む温度調整機構の少なくともいずれか一方により、目標載置時温度Ttaに、静電チャック104の温度が調整される。
目標載置時温度Ttaは、前述の目標載置時温度Ttと同様に設定される。
(ステップS23:エッジリングEc及びカバーリングCaの受け取り及び載置)
次いで、目標載置時温度Ttaに温度調整された静電チャック302を有するウェハ支持台101のリング載置面から突出したリフタ305により、エッジリングEcを支持したカバーリングCaが受け取られ、当該エッジリングEcを支持したカバーリングCaが、ウェハ支持台101aのリング載置面に載置される。
具体的には、全てのリフタ305の上昇が行われ、各リフタ305が、目標載置時温度Ttaに調整された静電チャック302を有するウェハ支持台101のリング載置面から突出する。これにより、各リフタ305の上端部が、搬送アーム71に保持されたカバーリングCaの貫通孔Ca2を通過しエッジリングEcの底面と当接する。この際、ステップS21で静電チャック302の温度調整が行われているため、エッジリングEcの凹部Ec2に、リフタ305の上端部が収まる。
次いで、目標載置時温度Ttaに温度調整された静電チャック302を有するウェハ支持台101のリング載置面から突出したリフタ305により、エッジリングEcを支持したカバーリングCaが受け取られ、当該エッジリングEcを支持したカバーリングCaが、ウェハ支持台101aのリング載置面に載置される。
具体的には、全てのリフタ305の上昇が行われ、各リフタ305が、目標載置時温度Ttaに調整された静電チャック302を有するウェハ支持台101のリング載置面から突出する。これにより、各リフタ305の上端部が、搬送アーム71に保持されたカバーリングCaの貫通孔Ca2を通過しエッジリングEcの底面と当接する。この際、ステップS21で静電チャック302の温度調整が行われているため、エッジリングEcの凹部Ec2に、リフタ305の上端部が収まる。
その後も、全てのリフタ305の上昇が継続され、図14に示すように、エッジリングEcが、搬送アーム71に保持されたカバーリングCaから、リフタ305の上端部へ、受け渡される。このとき、エッジリングEcの凹部Ec2及びリフタ305の上端部の形状により、エッジリングEcはリフタ305に対して位置決めされる。
さらに、その後も、全てのリフタ305の上昇が継続され、図15に示すように、搬送アーム71からリフタ305のカバーリング支持部310へ、カバーリングCaが受け渡される。この際、ステップS21で静電チャック302の温度調整が行われているため、カバーリングCaの凹部Ca3に、リフタ305のカバーリング支持部310が確実に収まる。また、このように収まるため、カバーリングCaの凹部Ca3及びリフタ305のカバーリング支持部310の形状により、カバーリングCaはリフタ305に対して位置決めされる。
カバーリングCaがリフタ305に受け取られた後、搬送アーム71のプラズマ処理チャンバ100からの抜き出しが行われる。また、全てのリフタ305の下降が行われ、これにより、エッジリングEc及びカバーリングCaが、ウェハ支持台101aのリング載置面に載置される。
(ステップS24:エッジリングEcの吸着保持)
続いて、エッジリングEcが、静電チャック302の周縁部の上面302aに吸着保持される。
具体的には、静電チャック302の周縁部に設けられた電極110に、直流電源(図示せず)からの直流電圧が印加され、これによって生じる静電力により、エッジリングEcが静電チャック302の周縁部の上面302aに吸着保持される。
続いて、エッジリングEcが、静電チャック302の周縁部の上面302aに吸着保持される。
具体的には、静電チャック302の周縁部に設けられた電極110に、直流電源(図示せず)からの直流電圧が印加され、これによって生じる静電力により、エッジリングEcが静電チャック302の周縁部の上面302aに吸着保持される。
(ステップS25:静電チャック302の温度調整)
その後、エッジリングEc及びカバーリングCaが載置されたウェハ支持台101aの静電チャック302の温度が、上記取り付け対象の処理モジュール60におけるプラズマ処理開始時温度Tsに調整される。
具体的には、例えば、上記取り付け対象の処理モジュール60において、流路108を含む温度調整機構またはヒータ111を含む温度調整機構の少なくともいずれか一方により、プラズマ処理開始時温度Tsに、静電チャック302の温度が調整される。
その後、エッジリングEc及びカバーリングCaが載置されたウェハ支持台101aの静電チャック302の温度が、上記取り付け対象の処理モジュール60におけるプラズマ処理開始時温度Tsに調整される。
具体的には、例えば、上記取り付け対象の処理モジュール60において、流路108を含む温度調整機構またはヒータ111を含む温度調整機構の少なくともいずれか一方により、プラズマ処理開始時温度Tsに、静電チャック302の温度が調整される。
これで一連のエッジリングEc及びカバーリングCaの同時取り付け処理が完了する。
なお、エッジリングEc及びカバーリングCaを同時に取り外す処理は、上述の取り付け処理と逆の手順で行われる。
なお、エッジリングEc及びカバーリングCaを同時に取り外す処理は、上述の取り付け処理と逆の手順で行われる。
上記取り付け処理によれば、エッジリングEc及びカバーリングCaの同時取り付け処理開始時の静電チャック302及び支持体303の温度によらず、エッジリングEc及びカバーリングCaをリフタ305で支持するときに、エッジリングEc及びカバーリングCaをリフタ305に対して位置決めすることができる。よって、エッジリングEc及びカバーリングCaの取り付け処理開始時の静電チャック302及び支持体303の温度によらず、エッジリングEc及びカバーリングCaを同時に、静電チャック302に対して適切に位置決めしてウェハ支持台101aのリング載置面に載置することができる。
なお、説明は省略するが、ウェハ支持台101aを採用することにより、エッジリングEc単体またはカバーリングCa単体を交換することができ、また、この交換における取り付けの際に、エッジリングEc単体またはカバーリングCa単体を、ウェハ支持台101aに対して適切に位置決めして載置することができる。
以上の各実施形態では、エッジリングは、ウェハ支持台に静電吸着されていたが、静電吸着されなくてもよい。
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。
1 プラズマ処理システム
40 搬送機構
50 トランスファモジュール
60 処理モジュール
80 制御装置
101 ウェハ支持台
101a ウェハ支持台
103 下部電極
104 静電チャック
104b 上面
107 リフタ
107a リフタ
108 流路
111 ヒータ
116 昇降機構
116a 昇降機構
119 挿通孔
119a 挿通孔
201 静電チャック
202 下部電極
221 第1貫通穴
222 第2貫通穴
231 第1リフタ部材
232 第2リフタ部材
301 下部電極
302 静電チャック
302a 上面
303 支持体
303a 上面
305 リフタ
306 挿通孔
C カバーリング
C1 凹部
Ca カバーリング
Ca3 凹部
E エッジリング
E1 凹部
Ea エッジリング
Ea1 凹部
Eb エッジリング
Eb1 凹部
Ec エッジリング
Ec2 凹部
Tt 目標載置時温度
W ウェハ
40 搬送機構
50 トランスファモジュール
60 処理モジュール
80 制御装置
101 ウェハ支持台
101a ウェハ支持台
103 下部電極
104 静電チャック
104b 上面
107 リフタ
107a リフタ
108 流路
111 ヒータ
116 昇降機構
116a 昇降機構
119 挿通孔
119a 挿通孔
201 静電チャック
202 下部電極
221 第1貫通穴
222 第2貫通穴
231 第1リフタ部材
232 第2リフタ部材
301 下部電極
302 静電チャック
302a 上面
303 支持体
303a 上面
305 リフタ
306 挿通孔
C カバーリング
C1 凹部
Ca カバーリング
Ca3 凹部
E エッジリング
E1 凹部
Ea エッジリング
Ea1 凹部
Eb エッジリング
Eb1 凹部
Ec エッジリング
Ec2 凹部
Tt 目標載置時温度
W ウェハ
Claims (14)
- 基板に対しプラズマ処理を行うプラズマ処理装置と、前記プラズマ処理装置に接続された減圧搬送装置と、制御装置と、を備え、
前記プラズマ処理装置は、基板が載置される基板載置面及び基板を囲むように配置される環状部材が載置される環状部材載置面を含む支持部を有する基板支持台を備え、
前記基板支持台は、
前記環状部材載置面に対して開口する複数の挿通孔が前記支持部に設けられ、
前記挿通孔それぞれに対し設けられ、前記環状部材載置面から突出するように昇降するリフタと、
前記リフタを昇降させる昇降機構と、
前記支持部の温度を調整する温度調整機構と、を有し、
前記減圧搬送装置は、前記基板支持台に対し前記環状部材を搬送する搬送機構を備え、
前記環状部材の底面には、上方に凹み前記リフタの上端部が収まる凹部が形成されており、
前記制御装置は、
前記環状部材の前記凹部それぞれの位置と対応する前記リフタ及び前記挿通孔の位置とが一致する、予め定められた温度に、前記支持部の温度を調整する工程と、
前記支持部の上方へ、前記環状部材を搬送し、前記予め定められた温度に調整された前記支持部の前記環状部材載置面から突出した前記リフタで、前記環状部材を受け取り、当該環状部材を前記環状部材載置面に載置する工程と、を実行するよう、前記昇降機構、前記温度調整機構及び前記搬送機構を制御する、プラズマ処理システム。 - 前記制御装置は、前記環状部材が前記環状部材載置面に載置された後、前記プラズマ処理が開始される前に、予め定められた前記プラズマ処理開始時の温度に前記支持部の温度を調整する工程を実行するよう、前記温度調整機構を制御する、請求項1に記載のプラズマ処理システム。
- 前記基板支持台は、静電力により前記支持部に前記環状部材を吸着保持するための電極を有し、
前記制御装置は、前記予め定められた前記プラズマ処理開始時の温度に前記支持部の温度を調整する工程の前に、前記支持部に前記環状部材を吸着保持する工程を実行するよう、前記電極に印加する電圧を制御する、請求項2に記載のプラズマ処理システム。 - 前記制御装置は、前記環状部材載置面から前記環状部材を取り外し、前記プラズマ処理装置から搬出する工程を実行するよう、前記昇降機構及び前記搬送機構を制御する、請求項1~3のいずれか1項に記載のプラズマ処理システム。
- 前記プラズマ処理装置は、前記プラズマ処理時に前記環状部材に付着した反応生成物を除去する除去処理を行うことが可能に構成されており、
前記制御装置は、前記搬出する工程前に、前記除去処理を行う工程を実行するよう、前記プラズマ処理装置を制御する、請求項4に記載のプラズマ処理システム。 - 前記制御装置は、前記除去処理を行う工程後、前記搬出する工程前に、前記環状部材を冷却する工程を実行するよう、前記温度調整機構を制御する、請求項5に記載のプラズマ処理システム。
- 前記予め定められた温度は、40℃~80℃の範囲で設定される、請求項1~6のいずれか1項に記載のプラズマ処理システム。
- 前記予め定められた温度は、予め定められた前記プラズマ処理開始時の温度を基準として±10℃の範囲で設定される、請求項1~7のいずれか1項に記載のプラズマ処理システム。
- 前記搬送機構は、前記環状部材の温度を調整する他の温度調整機構を有し、
前記制御装置は、前記環状部材を前記環状部材載置面に載置する工程において、前記予め定められた温度に対応する温度に調整された前記環状部材が前記環状部材載置面に載置されるよう、前記他の温度調整機構を制御する、請求項1~8のいずれか1項に記載のプラズマ処理システム。 - 前記支持部は、
前記環状部材載置面である第1面及び当該第1面の裏面となる第2面が設けられ、前記第1面と前記第2面に貫通する第1貫通穴が形成された第1部材と、
前記第1部材の前記第2面側に重なるように配置され、前記第2面と接触する第3面及び当該第3面の裏面となる第4面が設けられ、前記第1貫通穴の位置に対応して前記第3面と前記第4面に貫通し、前記第1貫通穴と連通する第2貫通穴が形成された第2部材と、を有し、
前記挿通孔は、前記第1貫通穴及び前記第2貫通穴から成り、
前記リフタは、
前記第1貫通穴に格納され、前記第1貫通穴の軸方向に移動可能とされた第1リフタ部材と、
前記第2貫通穴に格納され、前記軸方向に移動可能とされ、前記第3面側の端部が前記第1リフタ部材とスライド可能な状態で接する第2リフタ部材と、を有し、
前記昇降機構は、前記第2リフタ部材を昇降させ、
前記第1貫通穴及び前記第2貫通穴の少なくとも一方は、前記第1面側よりも前記第2面側で前記第1貫通穴が大きく形成され、前記第4面側よりも前記第3面側で前記第2貫通穴が大きく形成された、請求項1~9のいずれか1項に記載のプラズマ処理システム。 - 前記環状部材は、前記基板載置面に載置された基板に隣接するように配置されるエッジリングまたは前記エッジリングの外側面を覆うカバーリングの少なくともいずれか一方である、請求項1~10のいずれか1項に記載のプラズマ処理システム。
- 前記環状部材は、前記エッジリングと、前記カバーリングとの両方であり、
前記エッジリングと前記カバーリングとのうち、前記エッジリングの底面に前記凹部が形成され、
前記カバーリングは、前記リフタが挿通される、前記エッジリングの前記凹部に至る貫通孔を有し、
前記リフタは、前記エッジリングの前記凹部と係合し前記エッジリングを支持するエッジリング支持部を上端部に有し、前記カバーリングを支持するカバーリング支持部を前記エッジリング支持部の下方に有し、
前記貫通孔の下端部は、前記カバーリング支持部が収まる他の凹部を構成する、請求項11に記載のプラズマ処理システム。 - 前記予め定められた温度は、前記エッジリングの前記凹部それぞれの位置と対応する前記リフタ及び前記挿通孔の位置とが一致し、且つ、前記カバーリングの前記他の凹部それぞれの位置と対応する前記リフタ及び前記挿通孔の位置とが一致する温度である、請求項12に記載のプラズマ処理システム。
- プラズマ処理装置内への環状部材の取り付け方法であって、
前記プラズマ処理装置は、基板が載置される基板載置面及び基板を囲むように配置される環状部材が載置される環状部材載置面を含む支持部を有する基板支持台を備え、
前記基板支持台は、
前記環状部材載置面に対して開口する複数の挿通孔が前記支持部に設けられ、
前記挿通孔それぞれに対し設けられ、前記環状部材載置面から突出するように昇降するリフタを有し、
前記環状部材の底面には、上方に凹み前記リフタの上端部が収まる凹部が形成されており、
前記環状部材の各凹部それぞれの位置と対応する前記リフタ及び前記挿通孔の位置が一致する、予め定められた温度に、前記支持部の温度を調整する工程と、
前記支持部の上方へ、搬送機構により前記環状部材を搬送する工程と、
前記予め定められた温度に調整された前記支持部の前記環状部材載置面から突出した前記リフタで、前記環状部材を受け取り、当該環状部材を前記環状部材載置面に載置する工程と、を含む、環状部材の取り付け方法。
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