JP7724939B2 - Substrate support, plasma processing system, and method for mounting an annular member - Google Patents
Substrate support, plasma processing system, and method for mounting an annular memberInfo
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Description
本開示は、基板支持台、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。 The present disclosure relates to a substrate support, a plasma processing system, and a method for attaching an annular member.
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。 Patent Document 1 discloses a substrate processing apparatus that performs plasma processing on a substrate placed in a processing chamber with a focus ring surrounding the substrate. This substrate processing apparatus includes a mounting table with a susceptor having a substrate mounting surface on which the substrate is placed and a focus ring mounting surface on which the focus ring is mounted, and multiple positioning pins. The positioning pins are pin-shaped and made of a material that expands radially when heated. They are attached to the focus ring so that they protrude from its underside and are inserted into positioning holes formed in the susceptor's focus ring mounting surface. When heated, they expand radially and engage, thereby positioning the focus ring. The substrate processing apparatus disclosed in Patent Document 1 also includes lifter pins and a transfer arm. The lifter pins are attached to the mounting table so that they protrude from and retract into the focus ring mounting surface. They lift the focus ring together with the positioning pins and detach it from the focus ring mounting surface. The transfer arm is located outside the processing chamber and transfers the focus ring, with the positioning pins still attached, between the lifter pins and the transfer arm through a transfer port located in the processing chamber.
本開示にかかる技術は、基板支持台における、環状部材に対する載置面上に、環状部材を位置決めして適切に載置する。 The technology disclosed herein positions and properly places the annular member on the mounting surface of the substrate support table that supports the annular member.
本開示の一態様は、基板支持台であって、基板載置面と、前記基板載置面に保持された基板を囲むように配置されるエッジリングと、前記エッジリングの外側面を覆うカバーリングと、前記エッジリング及び前記カバーリングを昇降させる3本以上のリフタと、前記リフタを昇降させる昇降機構と、を有し、前記エッジリングの底面における前記リフタそれぞれに対応する位置に凹部が形成されており、平面視において、前記凹部は前記リフタの上端部より大きく、前記カバーリングには、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第1の貫通孔が形成され、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する。 One aspect of the present disclosure is a substrate support table comprising: a substrate mounting surface; an edge ring arranged to surround a substrate held on the substrate mounting surface; a cover ring covering the outer surface of the edge ring; three or more lifters for raising and lowering the edge ring and the cover ring ; and a lifting mechanism for raising and lowering the lifters, wherein recesses are formed on the bottom surface of the edge ring at positions corresponding to each of the lifters , and in a planar view, the recesses are larger than the upper ends of the lifters , and the cover ring has a first through hole formed therein that leads to the recess in the edge ring through which the lifters are inserted, and the lifter has an edge ring support portion at its upper end that engages with the recess in the edge ring and supports the edge ring, and a cover ring support portion below the edge ring support portion that supports the cover ring.
本開示によれば、基板支持台における、環状部材に対する載置面上に、環状部材を位置決めして適切に載置することができる。 According to the present disclosure, the annular member can be positioned and properly placed on the support surface of the substrate support table that supports the annular member.
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、エッチングや成膜等のプラズマ処理が行われる。プラズマ処理は、減圧可能に構成された処理室内に設けられた基板支持台に、ウェハが保持された状態で行われる。 In the manufacturing process of semiconductor devices, etc., plasma processing such as etching and film formation is performed on substrates such as semiconductor wafers (hereinafter referred to as "wafers") using plasma. Plasma processing is performed with the wafer held on a substrate support table installed in a processing chamber that can be depressurized.
また、プラズマ処理の際に、基板の中央部と周縁部とで良好且つ均一な処理結果を得るために、基板支持台上の基板の周囲を囲むように、エッジリングやフォーカスリングと称される環状部材が配置されることがある。エッジリングを用いる場合、基板周縁部において周方向に均一な処理結果が得られるように、エッジリングは精度良く位置決めされて配置される。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。 Furthermore, during plasma processing, to obtain good and uniform processing results at the center and periphery of the substrate, an annular member known as an edge ring or focus ring is sometimes placed around the periphery of the substrate on the substrate support table. When an edge ring is used, the edge ring is positioned with high precision to obtain uniform processing results in the circumferential direction at the periphery of the substrate. For example, in Patent Document 1, the edge ring is positioned using positioning pins that are attached to the edge ring so that they protrude from its underside and are inserted into positioning holes formed in the edge ring mounting surface.
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。例えば、特許文献1では、載置台のエッジリング載置面から突没するように設けられ、エッジリングを持ち上げてエッジリング載置面から脱離させるリフタピンと、処理室にウェハとエッジリングの両方を搬出入可能な搬送アームと、を用いて、エッジリングの交換を行う。 When an edge ring becomes worn, it is generally replaced by an operator, but it is also possible to use a transfer device to transport the edge ring. For example, in Patent Document 1, edge ring replacement is performed using lifter pins that protrude and retract from the edge ring mounting surface of the mounting table and lift the edge ring to detach it from the edge ring mounting surface, and a transfer arm that can transfer both the wafer and the edge ring into and out of the processing chamber.
しかし、搬送装置を用いてエッジリングの交換を行う場合、エッジリングの搬送精度が悪いと、エッジリングの一部が基板支持台の基板載置面にかかる等して、基板支持台のエッジリング載置面上に適切にエッジリングを載置できないことがある。例えば、エッジリングの内径と基板載置面の直径との差が、エッジリングの搬送精度(搬送誤差)より小さい場合、エッジリング載置面の位置より基板載置面の位置の方が高いと、エッジリングの内側が基板載置面に引っ掛かり、エッジリング載置面上にエッジリングを載置することができない場合がある。 However, when replacing an edge ring using a transport device, if the transport accuracy of the edge ring is poor, part of the edge ring may get caught on the substrate mounting surface of the substrate support stand, making it impossible to properly mount the edge ring on the edge ring mounting surface of the substrate support stand. For example, if the difference between the inner diameter of the edge ring and the diameter of the substrate mounting surface is smaller than the edge ring transport accuracy (transport error), and the substrate mounting surface is higher than the edge ring mounting surface, the inside of the edge ring may get caught on the substrate mounting surface, making it impossible to mount the edge ring on the edge ring mounting surface.
また、プラズマ処理の際、エッジリングの周方向外側面を覆うカバーリングと称される環状部材を配置する場合がある。この場合も、カバーリングの交換に搬送装置を用いると、カバーリングに対する載置面上に適切にカバーリングを精度よく載置できないことがある。 Furthermore, during plasma processing, an annular member called a cover ring may be placed to cover the outer circumferential surface of the edge ring. In this case, too, if a transport device is used to replace the cover ring, it may not be possible to accurately place the cover ring on the mounting surface for the cover ring.
そこで、本開示にかかる技術は、基板支持台における、環状部材に対する載置面上に、環状部材の搬送精度によらず、環状部材を位置決めして適切に載置する。 The technology disclosed herein positions and properly places the annular member on the mounting surface of the substrate support table, regardless of the accuracy with which the annular member is transported.
以下、本実施形態にかかる基板支持台及びプラズマ処理システム、エッジリングの交換方法について、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。 The substrate support table, plasma processing system, and edge ring replacement method according to this embodiment will be described below with reference to the drawings. Note that in this specification and drawings, elements having substantially the same functional configuration will be assigned the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
(第1実施形態)
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、成膜、拡散などのプラズマ処理を行う。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a plasma processing system according to a first embodiment.
In the plasma processing system 1 of FIG. 1, plasma processing such as etching, film formation, and diffusion is performed on a wafer W as a substrate using plasma.
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、減圧雰囲気下においてウェハWに所望の処理を行う減圧モジュールを備える。 As shown in FIG. 1, the plasma processing system 1 has an atmospheric section 10 and a reduced pressure section 11, which are connected together via load lock modules 20 and 21. The atmospheric section 10 includes an atmospheric module that performs a desired process on a wafer W in an atmospheric pressure environment. The reduced pressure section 11 includes a reduced pressure module that performs a desired process on a wafer W in a reduced pressure environment.
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の後述するローダモジュール30と、減圧部11の後述す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(真空状態)とに切り替えられるように構成されている。 The load lock modules 20, 21 are configured to connect the loader module 30 (described below) in the atmospheric section 10 to the transfer module 50 (described below) in the reduced pressure section 11 via a gate valve (not shown). The load lock modules 20, 21 are configured to temporarily hold wafers W. The load lock modules 20, 21 are also configured so that their interiors can be switched between atmospheric pressure and reduced pressure (vacuum state).
大気部10は、後述する搬送装置40を備えたローダモジュール30と、フープ31a、31bを載置するロードポート32とを有している。フープ31aは、複数のウェハWを保管可能なものであり、フープ31bは、複数のエッジリングF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やエッジリングF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)や複数のウェハWを格納する格納モジュール(図示せず)などが隣接して設けられていてもよい。 The atmospheric section 10 has a loader module 30 equipped with a transfer device 40 (described below), and a load port 32 on which FOUPs 31a and 31b are placed. FOUP 31a is capable of storing multiple wafers W, and FOUP 31b is capable of storing multiple edge rings F. The loader module 30 may also be adjacent to an orienter module (not shown) that adjusts the horizontal orientation of the wafers W and edge rings F, or a storage module (not shown) that stores multiple wafers W.
ローダモジュール30は内部が矩形の筐体からなり、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。 The loader module 30 consists of a rectangular housing, the interior of which is maintained at atmospheric pressure. Multiple load ports 32, for example five, are arranged side by side on one long side of the loader module 30 housing. Load lock modules 20 and 21 are arranged side by side on the other long side of the loader module 30 housing.
ローダモジュール30の内部には、ウェハWやエッジリングFを搬送する搬送装置40が設けられている。搬送装置40は、ウェハWやエッジリングFを支持して移動する搬送アーム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、搬送装置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。 A transfer device 40 for transferring wafers W and edge rings F is provided inside the loader module 30. The transfer device 40 has a transfer arm 41 that moves while supporting the wafers W and edge rings F, a rotating table 42 that rotatably supports the transfer arm 41, and a base 43 on which the rotating table 42 is mounted. Also provided inside the loader module 30 are guide rails 44 that extend in the longitudinal direction of the loader module 30. The base 43 is mounted on the guide rails 44, and the transfer device 40 is configured to be movable along the guide rails 44.
減圧部11は、ウェハWやエッジリングFを搬送する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の内部はそれぞれ、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8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Fの交換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。 The decompression section 11 has a transfer module 50 that transports wafers W and edge rings F, and a processing module 60 that serves as a plasma processing apparatus that performs the desired plasma processing on wafers W transported from the transfer module 50. The interiors of the transfer module 50 and processing module 60 are each maintained in a reduced pressure atmosphere. Multiple processing modules 60, for example, eight, are provided for each transfer module 50. Note that the number and arrangement of processing modules 60 are not limited to this embodiment and can be set as desired, as long as there is at least one processing module that requires edge ring F replacement.
トランスファモジュール50は内部が多角形状(図示の例では五角形状)の筐体からなり、上述したように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、ロードロックモジュール20に搬入されたエッジリングF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内の交換対象のエッジリングF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。 The transfer module 50 consists of a housing with a polygonal interior (pentagonal in the illustrated example), and is connected to the load lock modules 20 and 21 as described above. The transfer module 50 transports a wafer W loaded into the load lock module 20 to one of the processing modules 60, and transports the wafer W that has undergone the desired plasma processing in the processing module 60 to the atmospheric section 10 via the load lock module 21. The transfer module 50 also transports an edge ring F loaded into the load lock module 20 to one of the processing modules 60, and transports an edge ring F to be replaced in the processing module 60 to the atmospheric section 10 via the load lock module 21.
処理モジュール60は、ウェハWに対し、プラズマを用いて例えばエッチング、成膜、拡散などのプラズマ処理を行う。処理モジュール60には、目的のプラズマ処理を行うモジュールを任意に選択することができる。また、処理モジュール60は、ゲートバルブ61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の構成は後述する。 The processing module 60 uses plasma to perform plasma processing such as etching, film formation, and diffusion on the wafer W. The processing module 60 can be selected arbitrarily to perform the desired plasma processing. The processing module 60 is connected to the transfer module 50 via a gate valve 61. The configuration of this processing module 60 will be described later.
トランスファモジュール50の内部には、ウェハWやエッジリングFを搬送する搬送装置70が設けられている。搬送装置70は、ウェハWやエッジリングFを支持して移動する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、搬送装置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。 A transfer device 70 for transferring wafers W and edge rings F is provided inside the transfer module 50. The transfer device 70 has a transfer arm 71 as a support part that supports and moves the wafers W and edge rings F, a rotating table 72 that rotatably supports the transfer arm 71, and a base 73 on which the rotating table 72 is mounted. Also, a guide rail 74 extending in the longitudinal direction of the transfer module 50 is provided inside the transfer module 50. The base 73 is mounted on the guide rail 74, and the transfer device 70 is configured to be movable along the guide rail 74.
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やエッジリングFを搬送アーム71で受け取り、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やエッジリングFを搬送アーム71で受け取り、ロードロックモジュール21に搬出する。 In the transfer module 50, the transfer arm 71 receives the wafer W and edge ring F held in the load lock module 20 and transfers them into the processing module 60. Furthermore, the transfer arm 71 receives the wafer W and edge ring F held in the processing module 60 and transfers them out to the load lock module 21.
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。 The plasma processing system 1 further includes a controller 80. In one embodiment, the controller 80 processes computer-executable instructions that cause the plasma processing system 1 to perform the various steps described in this disclosure. The controller 80 may be configured to control each of the other elements of the plasma processing system 1 to perform the various steps described herein. In one embodiment, some or all of the controller 80 may be included in the other elements of the plasma processing system 1. The controller 80 may include, for example, a computer 90. The computer 90 may include, for example, a processing unit (CPU: Central Processing Unit) 91, a memory unit 92, and a communication interface 93. The processing unit 91 may be configured to perform various control operations based on programs stored in the memory unit 92. The storage unit 92 may include a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a HDD (Hard Disk Drive), a SSD (Solid State Drive), or a combination thereof. The communication interface 93 may communicate with other elements of the plasma processing system 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network).
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。 Next, we will explain wafer processing performed using the plasma processing system 1 configured as described above.
まず、搬送装置40によって、所望のフープ31a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。ロードロックモジュール20にウェハWが搬入されると、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。 First, the transfer device 40 removes the wafer W from the desired FOUP 31a and loads it into the load lock module 20. Once the wafer W has been loaded into the load lock module 20, the inside of the load lock module 20 is sealed and depressurized. After that, the inside of the load lock module 20 and the inside of the transfer module 50 are connected to each other.
次に、搬送装置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。 The wafer W is then held by the transfer device 70 and transferred from the load lock module 20 to the transfer module 50.
次に、ゲートバルブ61が開放され、搬送装置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61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。 Next, the gate valve 61 is opened, and the transfer device 70 loads the wafer W into the desired processing module 60. The gate valve 61 is then closed, and the desired processing is performed on the wafer W in the processing module 60. The processing performed on the wafer W in this processing module 60 will be described later.
次に、ゲートバルブ61が開放され、搬送装置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61が閉じられる。 Next, the gate valve 61 is opened, and the transfer device 70 unloads the wafer W from the processing module 60. After that, the gate valve 61 is closed.
次に、搬送装置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。 Next, the transfer device 70 loads the wafer W into the load lock module 21. Once the wafer W has been loaded into the load lock module 21, the inside of the load lock module 21 is sealed and opened to the atmosphere. After that, the inside of the load lock module 21 and the inside of the loader module 30 are connected to each other.
次に、搬送装置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31a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。 The wafer W is then held by the transfer device 40 and returned from the load lock module 21 via the loader module 30 to the desired FOUP 31a where it is stored. This completes the series of wafer processing steps in the plasma processing system 1.
なお、エッジリングの交換時における、フープ31bと所望の処理モジュール60との間でのエッジリングの搬送は、上述のウェハ処理時における、フープ31aと所望の処理モジュール60との間でのウェハの搬送と同様に行われる。 When replacing an edge ring, the edge ring is transported between FOUP 31b and the desired processing module 60 in the same manner as the wafer is transported between FOUP 31a and the desired processing module 60 during the wafer processing described above.
続いて、処理モジュール60について、図2~図4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4は、後述のウェハ支持台101の周方向にかかる図2とは異なる部分の部分断面図である。 Next, the processing module 60 will be described using Figures 2 to 4. Figure 2 is a vertical cross-sectional view showing the outline of the configuration of the processing module 60. Figure 3 is an enlarged partial view of Figure 2. Figure 4 is a partial cross-sectional view of a portion different from Figure 2 in the circumferential direction of the wafer support table 101 (described below).
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。また、処理モジュール60は、後述のガス供給部120も含む(図4参照)。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及び上部電極シャワーヘッド102を含む。 As shown in FIG. 2, the processing module 60 includes a plasma processing chamber 100 as a processing vessel, a gas supply unit 130, an RF (Radio Frequency) power supply unit 140, and an exhaust system 150. The processing module 60 also includes a gas supply unit 120, which will be described later (see FIG. 4). The processing module 60 also includes a wafer support pedestal 101 as a substrate support pedestal, and an upper electrode showerhead 102.
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。上部電極シャワーヘッド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。 The wafer support pedestal 101 is disposed in the lower region of the plasma processing space 100s within the plasma processing chamber 100, which is configured to be depressurized. The upper electrode showerhead 102 is disposed above the wafer support pedestal 101 and can function as part of the ceiling of the plasma processing chamber 100.
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、昇降ピン106及びリフタとしての昇降ピン107を含む。図示は省略するが、一実施形態において、ウェハ支持台101は、静電チャック104及びウェハ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。 The wafer support pedestal 101 is configured to support a wafer W in the plasma processing space 100s. In one embodiment, the wafer support pedestal 101 includes a lower electrode 103, an electrostatic chuck 104, an insulator 105, lift pins 106, and lift pins 107 as lifters. Although not shown, in one embodiment, the wafer support pedestal 101 may also include a temperature control module configured to adjust at least one of the electrostatic chuck 104 and the wafer W to a target temperature. The temperature control module may include a heater, a flow path, or a combination thereof. A temperature control fluid such as a refrigerant or a heat transfer gas flows through the flow path.
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、上述の温調モジュールは下部電極103に設けられていてもよい。 The lower electrode 103 is formed of a conductive material such as aluminum. In one embodiment, the temperature control module described above may be provided on the lower electrode 103.
静電チャック104は、ウェハWと、エッジリングF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。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、環状部材としてのエッジリングFが載置される環状部材載置面となる。エッジリングF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を囲むように配置される、環状部材である。 The electrostatic chuck 104 is a member configured to attract and hold both the wafer W and the edge ring F by electrostatic force, and is mounted on the lower electrode 103. The electrostatic chuck 104 is formed so that the central upper surface is higher than the peripheral upper surface. The central upper surface 104a of the electrostatic chuck 104 serves as a substrate mounting surface on which the wafer W is placed, and the peripheral upper surface 104b of the electrostatic chuck 104 serves as an annular member mounting surface on which the edge ring F, which serves as an annular member, is placed. The edge ring F is an annular member that is positioned to surround the wafer W placed on the central upper surface 104a of the electrostatic chuck 104.
静電チャック104の中央部には、ウェハWを吸着保持するための電極108が設けられ、静電チャック104の周縁部には、エッジリングFを吸着保持するための電極109が設けられている。静電チャック104は、絶縁材料からなる絶縁材の間に電極108、109を挟んだ構成を有する。 An electrode 108 for attracting and holding the wafer W is provided in the center of the electrostatic chuck 104, and an electrode 109 for attracting and holding the edge ring F is provided on the periphery of the electrostatic chuck 104. The electrostatic chuck 104 has a configuration in which the electrodes 108 and 109 are sandwiched between insulating materials.
電極108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の周縁部の上面104bにエッジリングFが吸着保持される。電極109は、図3に示すように、一対の電極109a、109bを含む双極型である。
本実施形態において、電極108が設けられる静電チャック104の中央部と、電極109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。
また、本実施形態において、エッジリングFを吸着保持するための電極109は、双極型であるものとしたが、単極型であってもよい。
A DC voltage is applied to the electrode 108 from a DC power supply (not shown). The resulting electrostatic force attracts and holds the wafer W on the upper surface 104a at the center of the electrostatic chuck 104. Similarly, a DC voltage is applied to the electrode 109 from a DC power supply (not shown). The resulting electrostatic force attracts and holds the edge ring F on the upper surface 104b at the periphery of the electrostatic chuck 104. As shown in FIG. 3 , the electrode 109 is a bipolar electrode including a pair of electrodes 109a, 109b.
In this embodiment, the central portion of the electrostatic chuck 104 where the electrode 108 is provided and the peripheral portion where the electrode 109 is provided are integral with each other, but the central portion and the peripheral portion may be separate.
In addition, in this embodiment, the electrode 109 for attracting and holding the edge ring F is of a bipolar type, but it may be of a unipolar type.
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F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F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F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。
In addition, the central portion of the electrostatic chuck 104 is formed, for example, with a diameter smaller than the diameter of the wafer W, so that when the wafer W is placed on the upper surface 104a, the peripheral portion of the wafer W protrudes from the central portion of the electrostatic chuck 104, as shown in FIG.
The edge ring F has a step formed on its upper portion, and the upper surface of the outer periphery is higher than the upper surface of the inner periphery. The inner periphery of the edge ring F is formed to be recessed below the peripheral edge of the wafer W that protrudes from the center of the electrostatic chuck 104. In other words, the inner diameter of the edge ring F is smaller than the outer diameter of the wafer W.
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、静電チャック104を支持する。絶縁体105は、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。また、絶縁体105は、その内周面が、後述の昇降機構114より、静電チャック104にかかる径方向の外側に位置するように設けられる。 The insulator 105 is a cylindrical member made of ceramic or the like, and supports the electrostatic chuck 104. The insulator 105 is formed, for example, to have an outer diameter equal to the outer diameter of the lower electrode 103, and supports the peripheral edge of the lower electrode 103. The insulator 105 is also positioned so that its inner circumferential surface is positioned radially outward of the electrostatic chuck 104 relative to the lifting mechanism 114, which will be described later.
昇降ピン106は、静電チャック104の中央部の上面104aから突没するように昇降する、柱状の部材であり、例えばセラミックから形成される。昇降ピン106は、静電チャック104の周方向、すなわち、上面104a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。昇降ピン106は、例えば、上記周方向に沿って等間隔で設けられている。昇降ピン106は、上下方向に延びるように設けられる。 The lift pins 106 are columnar members that rise and fall so as to protrude and sink from the central upper surface 104a of the electrostatic chuck 104, and are made of, for example, ceramic. Three or more lift pins 106 are provided at intervals along the circumferential direction of the electrostatic chuck 104, i.e., along the circumferential direction of the upper surface 104a. The lift pins 106 are provided, for example, at equal intervals along the circumferential direction. The lift pins 106 are provided so as to extend in the vertical direction.
昇降ピン106は、昇降ピン106を昇降させる昇降機構110に接続されている。昇降機構110は、例えば、複数の昇降ピン106を支持する支持部材111と、支持部材111を昇降させる駆動力を発生させ、複数の昇降ピン106を昇降させる駆動部112とを有する。駆動部112は、上記駆動力を発生するモータ(図示せず)を有する。 The lifting pins 106 are connected to a lifting mechanism 110 that raises and lowers the lifting pins 106. The lifting mechanism 110 includes, for example, a support member 111 that supports the multiple lifting pins 106, and a drive unit 112 that generates a driving force to raise and lower the support member 111 and raise and lower the multiple lifting pins 106. The drive unit 112 includes a motor (not shown) that generates the driving force.
昇降ピン106は、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の底面まで至る貫通孔113に挿通される。貫通孔113は、言い換えると、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。 The lifting pin 106 is inserted into a through-hole 113 that extends downward from the upper surface 104a of the central portion of the electrostatic chuck 104 to the bottom surface of the lower electrode 103. In other words, the through-hole 113 is formed to penetrate the central portion of the electrostatic chuck 104 and the lower electrode 103.
昇降ピン107は、静電チャック104の周縁部の上面104bから突没するように昇降する、柱状の部材であり、例えばアルミナや石英、SUS等から形成される。昇降ピン107は、静電チャック104の周方向、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。昇降ピン107は、例えば、上記周方向に沿って等間隔で設けられている。昇降ピン107は、上下方向に延びるように設けられる。
なお、昇降ピン107の太さは、例えば1~3mmである。
The lift pins 107 are columnar members that rise and fall so as to protrude and sink from the upper surface 104b of the peripheral edge of the electrostatic chuck 104, and are made of, for example, alumina, quartz, SUS, or the like. Three or more lift pins 107 are provided at intervals from one another in the circumferential direction of the electrostatic chuck 104, i.e., along the circumferential direction of the upper surface 104a of the central portion and the upper surface 104b of the peripheral portion. The lift pins 107 are provided, for example, at equal intervals along the circumferential direction. The lift pins 107 are provided so as to extend in the vertical direction.
The thickness of the lift pin 107 is, for example, 1 to 3 mm.
昇降ピン107は、昇降ピン107を駆動させる昇降機構114に接続されている。昇降機構114は、例えば、昇降ピン107毎に設けられ、昇降ピン107を水平方向に移動自在に支持する支持部材115を有する。支持部材115は、昇降ピン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114は、支持部材111を昇降させる駆動力を発生させ、昇降ピン107を昇降させる駆動部116を有する。駆動部116は、上記駆動力を発生するモータ(図示せず)を有する。 The lifting pins 107 are connected to a lifting mechanism 114 that drives the lifting pins 107. The lifting mechanism 114 is provided, for example, for each lifting pin 107 and has a support member 115 that supports the lifting pin 107 so that it can move horizontally. The support member 115 has, for example, a thrust bearing to support the lifting pin 107 so that it can move horizontally. The lifting mechanism 114 also has a drive unit 116 that generates a driving force to raise and lower the support member 111 and raise and lower the lifting pins 107. The drive unit 116 has a motor (not shown) that generates the driving force.
昇降ピン107は、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の底面まで至る貫通孔117に挿通される。貫通孔117は、言い換えると、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。
この貫通孔117は、少なくとも、搬送装置70によるエッジリングの搬送精度より高い位置精度で形成されている。
The lift pins 107 are inserted into through holes 117 that extend downward from the upper surface 104b of the peripheral portion of the electrostatic chuck 104 to the bottom surface of the lower electrode 103. In other words, the through holes 117 are formed to penetrate the peripheral portion of the electrostatic chuck 104 and the lower electrode 103.
The through-hole 117 is formed with a positional accuracy higher than the transfer accuracy of the edge ring by the transfer device 70 .
昇降ピン107は、上端部を除き、例えば円柱状に形成され、上端部は、上方に向けて漸次細くなる半球状に形成されている。昇降ピン107の上端部は、上昇したときにエッジリングFの底面に当接してエッジリングFを支持する。エッジリングFの底面における昇降ピン107それぞれに対応する位置には、図3に示すように、上方に凹む凹面F1aから形成される凹部F1が設けられている。 Each lift pin 107 is formed, for example, in a cylindrical shape except for its upper end, which is formed in a hemispherical shape that gradually tapers upward. When raised, the upper end of the lift pin 107 abuts against the bottom surface of the edge ring F to support the edge ring F. As shown in Figure 3, a recess F1 formed from an upwardly recessed concave surface F1a is provided at a position on the bottom surface of the edge ring F corresponding to each lift pin 107.
平面視において、エッジリングFの凹部F1(の開口径)の大きさD1は、静電チャック104の上面104bの上方への、搬送装置70によるエッジリングFの搬送精度(誤差)(±Xμm)より大きく、且つ、昇降ピン107の上端部の大きさD2より大きい。例えば、D1>D2、D1>2Xの関係を満たし、D1は約0.5mmである。別の例では、D1は0.5~3mmであってよい。 In a plan view, the size D1 of the recess F1 (the opening diameter) of the edge ring F is greater than the transport accuracy (error) (±X μm) of the edge ring F by the transport device 70 above the upper surface 104b of the electrostatic chuck 104, and is also greater than the size D2 of the upper end of the lift pin 107. For example, the relationships D1 > D2 and D1 > 2X are satisfied, and D1 is approximately 0.5 mm. In another example, D1 may be 0.5 to 3 mm.
さらに、昇降ピン107の上端部が、上述のように、上方に向けて漸次細くなる半球状に形成されるところ、エッジリングFの凹部F1を形成する凹面F1aは、昇降ピン107の上端部の上記半球状を形成する凸面(すなわち上端面)107aよりもその曲率が小さく設定されている。つまり、凹面F1aは、凸面107aよりも曲率半径が大きい。 Furthermore, as described above, the upper end of the lift pin 107 is formed in a hemispherical shape that gradually tapers upward, and the concave surface F1a that forms the recess F1 of the edge ring F is set to have a smaller curvature than the convex surface (i.e., upper end surface) 107a that forms the hemispherical shape of the upper end of the lift pin 107. In other words, the concave surface F1a has a larger radius of curvature than the convex surface 107a.
なお、エッジリングFの外周部の厚さが3~5mmの場合、凹部F1の深さは例えば0.5~1mmとされる。
また、エッジリングFの材料には例えばSiやSiCが用いられる。
When the thickness of the outer periphery of the edge ring F is 3 to 5 mm, the depth of the recess F1 is set to, for example, 0.5 to 1 mm.
The edge ring F is made of a material such as Si or SiC.
また、図4に示すように、静電チャック104の周縁部の上面104bに対しては、伝熱ガス供給路118が形成されている。伝熱ガス供給路118は、上面104bに載置されたエッジリングFの裏面に、ヘリウムガス等の伝熱ガスを供給する。伝熱ガス供給路118は、上面104bに流体連通するように設けられている。また、伝熱ガス供給路118の上面104bとは反対側は、ガス供給部120と流体連通している。ガス供給部120は、1又はそれ以上のガスソース121及び1又はそれ以上の流量制御器122を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部120は、例えば、ガスソース121から流量制御器122を介して伝熱ガス供給路に供給するように構成される。各流量制御器122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。
図示は省略するが、静電チャック104の中央部の上面104aに対しても、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、伝熱ガス供給路118と同様なものが形成されている。
さらに、静電チャック104の周縁部の上面104bに載置されたエッジリングFを真空吸着する吸気路が形成されていてもよい。吸気路は、例えば、上面104bに流体連通するように静電チャック104に設けられる。上述の伝熱ガス供給路と吸気路とは全部または一部が共通であってもよい。
As shown in FIG. 4 , a heat transfer gas supply path 118 is formed on the upper surface 104b of the peripheral portion of the electrostatic chuck 104. The heat transfer gas supply path 118 supplies a heat transfer gas, such as helium gas, to the back surface of the edge ring F placed on the upper surface 104b. The heat transfer gas supply path 118 is fluidly connected to the upper surface 104b. The side of the heat transfer gas supply path 118 opposite the upper surface 104b is fluidly connected to a gas supply unit 120. The gas supply unit 120 may include one or more gas sources 121 and one or more flow rate controllers 122. In one embodiment, the gas supply unit 120 is configured to supply gas from the gas source 121 to the heat transfer gas supply path via the flow rate controller 122, for example. Each flow rate controller 122 may include, for example, a mass flow controller or a pressure-controlled flow rate controller.
Although not shown in the figure, a heat transfer gas supply path similar to the heat transfer gas supply path 118 is also formed on the central upper surface 104a of the electrostatic chuck 104 to supply heat transfer gas to the back surface of the wafer W placed on the upper surface 104a.
Furthermore, an intake passage may be formed to vacuum-suck the edge ring F placed on the upper surface 104b of the peripheral portion of the electrostatic chuck 104. The intake passage may be provided in the electrostatic chuck 104 so as to be in fluid communication with the upper surface 104b, for example. The heat transfer gas supply passage and the intake passage may be entirely or partially common to each other.
図2の説明に戻る。上部電極シャワーヘッド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、上部電極シャワーヘッド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。 Returning to the description of FIG. 2, the upper electrode showerhead 102 is configured to supply one or more process gases from a gas supply 130 to the plasma processing space 100s. In one embodiment, the upper electrode showerhead 102 has a gas inlet 102a, a gas diffusion chamber 102b, and multiple gas outlets 102c. The gas inlet 102a is, for example, in fluid communication with the gas supply 130 and the gas diffusion chamber 102b. The multiple gas outlets 102c are in fluid communication with the gas diffusion chamber 102b and the plasma processing space 100s. In one embodiment, the upper electrode showerhead 102 is configured to supply one or more process gases from the gas inlet 102a to the plasma processing space 100s via the gas diffusion chamber 102b and the multiple gas outlets 102c.
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。 The gas supply unit 130 may include one or more gas sources 131 and one or more flow controllers 132. In one embodiment, the gas supply unit 130 is configured to supply, for example, one or more process gases from corresponding gas sources 131 to the gas inlet 102a via corresponding flow controllers 132. Each flow controller 132 may include, for example, a mass flow controller or a pressure-controlled flow controller. Additionally, the gas supply unit 130 may include one or more flow modulation devices that modulate or pulse the flow rate of one or more process gases.
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、上部電極シャワーヘッド102、又は、下部電極103及び上部電極シャワーヘッド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。 The RF power supply 140 is configured to supply RF power, e.g., one or more RF signals, to one or more electrodes, such as the lower electrode 103, the upper electrode showerhead 102, or both the lower electrode 103 and the upper electrode showerhead 102. This generates a plasma from one or more process gases supplied to the plasma processing space 100s. Thus, the RF power supply 140 may function as at least a part of a plasma generating unit configured to generate a plasma from one or more process gases in the plasma processing chamber. The RF power supply 140 includes, for example, two RF generators 141a and 141b and two matching circuits 142a and 142b. In one embodiment, the RF power supply 140 is configured to supply a first RF signal from the first RF generator 141a to the lower electrode 103 via the first matching circuit 142a. For example, the first RF signal may have a frequency in the range of 27 MHz to 100 MHz.
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。代わりに、第2のRF生成部141bに代えて、DC(Direct Current)パルス生成部を用いてもよい。 In one embodiment, the RF power supply unit 140 is configured to supply a second RF signal from the second RF generating unit 141b to the lower electrode 103 via the second matching circuit 142b. For example, the second RF signal may have a frequency in the range of 400 kHz to 13.56 MHz. Alternatively, a DC (Direct Current) pulse generating unit may be used in place of the second RF generating unit 141b.
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電圧が上部電極シャワーヘッド102に印加されてもよい。 Furthermore, although not shown, other embodiments are contemplated in the present disclosure. For example, in an alternative embodiment, the RF power supply 140 may be configured to supply a first RF signal from an RF generator to the lower electrode 103, a second RF signal from another RF generator to the lower electrode 103, and a third RF signal from yet another RF generator to the lower electrode 103. Additionally, in another alternative embodiment, a DC voltage may be applied to the upper electrode showerhead 102.
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。 Furthermore, in various embodiments, the amplitude of one or more RF signals (i.e., the first RF signal, the second RF signal, etc.) may be pulsed or modulated. Amplitude modulation may include pulsing the RF signal amplitude between an on state and an off state, or between two or more different on states.
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。 The exhaust system 150 may be connected to an exhaust port 100e, for example, at the bottom of the plasma processing chamber 100. The exhaust system 150 may include a pressure valve and a vacuum pump. The vacuum pump may include a turbomolecular pump, a roughing pump, or a combination thereof.
次に、以上のように構成された処理モジュール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、成膜処理、拡散処理などの処理を行う。 Next, we will explain an example of wafer processing performed using the processing module 60 configured as described above. The processing module 60 performs processes such as etching, film formation, and diffusion on the wafer W.
先ず、プラズマ処理チャンバ100の内部にウェハWが搬入され、昇降ピン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108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。 First, a wafer W is loaded into the plasma processing chamber 100, and the lift pins 106 are raised and lowered to place the wafer W on the electrostatic chuck 104. A DC voltage is then applied to the electrode 108 of the electrostatic chuck 104, causing the wafer W to be electrostatically attracted and held on the electrostatic chuck 104 by electrostatic force. After the wafer W is loaded, the interior of the plasma processing chamber 100 is depressurized to a predetermined vacuum level by the exhaust system 150.
次に、ガス供給部130から上部電極シャワーヘッド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。 Next, processing gas is supplied from the gas supply unit 130 to the plasma processing space 100s via the upper electrode showerhead 102. Furthermore, high-frequency power HF for plasma generation is supplied from the RF power supply unit 140 to the lower electrode 103, thereby exciting the processing gas and generating plasma. At this time, high-frequency power LF for ion attraction may also be supplied from the RF power supply unit 140. Then, plasma processing is performed on the wafer W by the action of the generated plasma.
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Fの底面に向けて、伝熱ガス供給路118等を介して、HeガスやArガス等の伝熱ガスが供給される。 During plasma processing, a heat transfer gas such as He gas or Ar gas is supplied to the bottom surfaces of the wafer W and edge ring F attracted and held by the electrostatic chuck 104 via the heat transfer gas supply path 118, etc.
プラズマ処理を終了する際には、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。また、RF電力供給部140からの高周波電力HFの供給およびガス供給部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。 When plasma processing is terminated, the supply of heat transfer gas to the bottom surface of the wafer W may be stopped. Furthermore, the supply of high-frequency power HF from the RF power supply unit 140 and the supply of processing gas from the gas supply unit 130 are stopped. If high-frequency power LF was being supplied during plasma processing, the supply of this high-frequency power LF is also stopped. Next, the electrostatic chuck 104 stops attracting and holding the wafer W.
その後、昇降ピン106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、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。 Then, the wafer W is raised by the lifting pins 106 and released from the electrostatic chuck 104. During this release, the wafer W may be subjected to a neutralization process. The wafer W is then removed from the plasma processing chamber 100, completing the wafer processing sequence.
なお、エッジリングFは、ウェハ処理中、静電力により吸着保持され、具体的には、プラズマ処理中も、プラズマ処理の前後も静電力により吸着保持される。プラズマ処理の前後では、電極109aと電極109bとの間に電位差が生じるように、電極109a及び電極109b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Fが吸着保持される。それに対し、プラズマ処理中は、電極109aと電極109bとに同電圧(例えば正の同電圧)が印加され、プラズマを通じて接地電位とされたエッジリングFと、電極109a及び電極109bとの間に電位差が生じる。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Fが吸着保持される。なお、エッジリングFが静電力により吸着されている間、昇降ピン107は、静電チャック104の周縁部の上面104bから没した状態とされる。 During wafer processing, the edge ring F is attracted and held by electrostatic force. Specifically, it is attracted and held by electrostatic force both during plasma processing and before and after plasma processing. Before and after plasma processing, different voltages are applied to electrodes 109a and 109b to create a potential difference between them. The edge ring F is attracted and held by electrostatic force corresponding to the resulting potential difference. In contrast, during plasma processing, the same voltage (e.g., a positive voltage) is applied to electrodes 109a and 109b, creating a potential difference between the edge ring F, which is at ground potential through the plasma, and electrodes 109a and 109b. The edge ring F is attracted and held by electrostatic force corresponding to the resulting potential difference. While the edge ring F is attracted by electrostatic force, the lift pins 107 are recessed from the upper surface 104b of the peripheral portion of the electrostatic chuck 104.
上述のように、エッジリングFは静電力により吸着保持されているため、エッジリングFの底面への伝熱ガスの供給を開始したときに、エッジリングFと静電チャック104との間に位置ずれが生じることがない。 As described above, the edge ring F is attracted and held by electrostatic force, so there is no misalignment between the edge ring F and the electrostatic chuck 104 when the supply of heat transfer gas to the bottom surface of the edge ring F begins.
続いて、前述のプラズマ処理システム1を用いて行われる、処理モジュール60内へのエッジリングFの取り付け処理の一例について、図5~図7を用いて説明する。図5~図7は、取り付け処理中の処理モジュール60内の状態を模式的に示す図である。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、例えば、静電チャック104が室温の状態で行われる。 Next, an example of the process of attaching an edge ring F into the process module 60 using the aforementioned plasma processing system 1 will be described with reference to FIGS. 5 to 7. FIGS. 5 to 7 are diagrams that schematically show the state inside the process module 60 during the attachment process. Note that the following process is performed under the control of the control device 80. Furthermore, the following process is performed, for example, when the electrostatic chuck 104 is at room temperature.
まず、プラズマ処理システム1の真空雰囲気のトランスファモジュール50から、エッジリングFの取り付け対象である処理モジュール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Fを保持した搬送アーム71が挿入される。そして、図5に示すように、静電チャック104の周縁部の上面104bの上方へ、搬送アーム71に保持されたエッジリングFが搬送される。なお、エッジリングF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。 First, the transfer arm 71 holding the edge ring F is inserted through a transfer port (not shown) from the vacuum-environed transfer module 50 of the plasma processing system 1 into the reduced-pressure plasma processing chamber 100 of the processing module 60 to which the edge ring F is to be attached. Then, as shown in FIG. 5, the edge ring F held by the transfer arm 71 is transferred above the upper surface 104b of the peripheral portion of the electrostatic chuck 104. The edge ring F is held by the transfer arm 71 with its circumferential orientation adjusted.
次いで、全ての昇降ピン107の上昇が行われ、図6に示すように、搬送アーム71から昇降ピン107へ、エッジリングFが受け渡される。具体的には、全ての昇降ピン107の上昇が行われ、まず、昇降ピン107の上端部が搬送アーム71に保持されたエッジリングFの底面と当接する。このとき、エッジリングFの底面に設けられた凹部F1に、昇降ピン107の上端部が収まる。なぜならば、前述のように、凹部F1は、エッジリングFの底面における昇降ピン107それぞれに対応する位置に設けられており、また、平面視において、凹部F1の大きさは、搬送装置70によるエッジリングFの搬送精度より大きく、且つ、昇降ピン107の上端部の大きさより大きいためである。昇降ピン107の上端部とエッジリングFの底面との当接後も昇降ピン107の上昇が継続されると、図6に示すように、エッジリングFが、昇降ピン107へ受け渡され、支持される。 Next, all of the lift pins 107 are raised, and the edge ring F is transferred from the transport arm 71 to the lift pins 107, as shown in FIG. 6. Specifically, all of the lift pins 107 are raised, and first, the upper ends of the lift pins 107 abut against the bottom surface of the edge ring F held by the transport arm 71. At this time, the upper ends of the lift pins 107 fit into the recesses F1 provided in the bottom surface of the edge ring F. This is because, as described above, the recesses F1 are provided at positions corresponding to the lift pins 107 on the bottom surface of the edge ring F, and the size of the recesses F1 in a plan view is greater than the transport accuracy of the edge ring F by the transport device 70 and is larger than the size of the upper ends of the lift pins 107. If the lift pins 107 continue to rise after the upper ends of the lift pins 107 abut against the bottom surface of the edge ring F, the edge ring F is transferred to and supported by the lift pins 107, as shown in FIG. 6.
そして、前述のように、エッジリングFの凹部F1を形成する凹面F1aが、昇降ピン107の上端部の上記半球状を形成する凸面107aよりもその曲率が小さく設定されている。そのため、エッジリングFは、昇降ピン107への受け渡し直後において、昇降ピン107に対する位置がずれていても、以下のように移動して、昇降ピン107に対して位置決めされる。すなわち、エッジリングFは、相対的に昇降ピン107の上端部の頂部が、相対的に、エッジリングFの凹面F1a上を摺動するように、移動する。そして、エッジリングFは、凹部F1の中心と昇降ピン107の上端部の中心とが平面視で一致するところで停止して、すなわち、凹部F1の最深部と昇降ピン107の上端部の頂部とが平面視で一致するところで停止して、その位置で昇降ピン107に対して位置決めされる。 As described above, the concave surface F1a forming the recess F1 of the edge ring F has a smaller curvature than the convex surface 107a forming the hemispherical shape at the upper end of the lift pin 107. Therefore, even if the edge ring F is misaligned relative to the lift pins 107 immediately after being transferred to the lift pins 107, it moves as follows and is positioned relative to the lift pins 107. That is, the edge ring F moves so that the peaks of the upper ends of the lift pins 107 slide relatively over the concave surface F1a of the edge ring F. The edge ring F then stops when the center of the recess F1 and the center of the upper ends of the lift pins 107 coincide in a planar view; that is, when the deepest part of the recess F1 coincides with the peaks of the upper ends of the lift pins 107 in a planar view, and is positioned relative to the lift pins 107 at that position.
なお、エッジリングFの、昇降ピン107への受け渡し後、上記位置決めのための移動を促進させるため、昇降ピン107それぞれを細かく上下動させるようにしてもよいし、昇降ピン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。 In addition, after the edge ring F is handed over to the lifting pins 107, in order to facilitate the movement for the positioning described above, each of the lifting pins 107 may be moved up and down in small increments, or each of the lifting pins 107 may be lowered at a different speed or at a high speed.
エッジリングFの昇降ピン107に対する位置決め後、搬送アーム71のプラズマ処理チャンバ100からの抜き出しと、昇降ピン107の下降が行われ、これにより、図7に示すように、エッジリングFが、静電チャック104の周縁部の上面104aに載置される。
エッジリングFが前述のように昇降ピン107に対して位置決めされ、また、貫通孔117及び昇降ピン107が静電チャック104の中心に対して高精度で設けられているため、エッジリングF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104aに載置される。
なお、昇降ピン107の下降は、例えば、昇降ピン107の上端面が、静電チャック104の周縁部の上面104aから没するまで行われる。
After the edge ring F is positioned relative to the lift pins 107, the transport arm 71 is removed from the plasma processing chamber 100 and the lift pins 107 are lowered, thereby placing the edge ring F on the upper surface 104a of the peripheral portion of the electrostatic chuck 104, as shown in FIG. 7.
Since the edge ring F is positioned relative to the lift pins 107 as described above, and the through holes 117 and the lift pins 107 are provided with high precision relative to the center of the electrostatic chuck 104, the edge ring F is placed on the upper surface 104a while being positioned relative to the center of the electrostatic chuck 104.
The lift pins 107 are lowered until, for example, the upper end surfaces of the lift pins 107 are recessed below the upper surface 104 a of the peripheral portion of the electrostatic chuck 104 .
その後、静電チャック104の周縁部に設けられた電極109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Fが上面104bに吸着保持される。具体的には、電極109a及び電極109b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Fが上面104bに吸着保持される。
これで、一連のエッジリングFの取り付け処理が完了する。
Thereafter, a DC voltage is applied from a DC power supply (not shown) to the electrode 109 provided on the peripheral edge of the electrostatic chuck 104, and the edge ring F is attracted and held on the upper surface 104 b by the electrostatic force generated thereby. Specifically, different voltages are applied to the electrodes 109 a and 109 b, and the edge ring F is attracted and held on the upper surface 104 b by the electrostatic force generated according to the potential difference.
This completes the series of processes for attaching the edge ring F.
なお、前述の吸気路が設けられている場合は、エッジリングFが上面104bに載置された後、静電力により吸着保持する前に、吸気路を用いて当該上面104bに真空吸着されるようにしてもよい。そして、吸気路を用いた真空吸着から静電力による吸着保持に切り替えてから、吸気路の真空度を測定し、その測定結果に基づいて、エッジリングFを上面104bに載置し直すか決定してもよい。 If the aforementioned air intake path is provided, after the edge ring F is placed on the upper surface 104b, it may be vacuum-adsorbed to the upper surface 104b using the air intake path before being adsorbed and held by electrostatic force. Then, after switching from vacuum adsorption using the air intake path to adsorption and holding by electrostatic force, the degree of vacuum in the air intake path may be measured, and based on the measurement results, it may be determined whether to re-place the edge ring F on the upper surface 104b.
エッジリングFの取り外し処理は、上述のエッジリングF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Fの取り外しの際は、エッジリングFのクリーニング処理を行ってから、エッジリングFをプラズマ処理チャンバ100から搬出するようにしてもよい。
The process of removing the edge ring F is performed in the reverse order of the process of attaching the edge ring F described above.
When removing the edge ring F, the edge ring F may be subjected to a cleaning process before being carried out of the plasma processing chamber 100 .
以上のように、本実施形態にかかるウェハ支持台101は、ウェハWが載置される上面104aと、上面に保持されたウェハWを囲むように配置されるエッジリングFが載置される上面104bと、上面104bから突没するように昇降する、3本以上の昇降ピン107と、昇降ピン107を昇降させる昇降機構114と、を有する。また、エッジリングFの底面における昇降ピン107それぞれに対応する位置に、上方に凹む凹面F1aから形成される凹部F1が設けられている。そして、平面視において、凹部F1の大きさが、上面104bの上方へのエッジリングFの搬送誤差より大きく、且つ、昇降ピン107の上端部の大きさより大きく、形成されている。そのため、昇降ピン107を上昇させエッジリングFの底面に当接させるときに、昇降ピン107の上端部をエッジリングFの凹部F1に収めることができる。さらに、本実施形態では、昇降ピン107の上端部が、上方に向けて漸次細くなる半球状に形成され、凹部F1を形成する凹面F1aが、昇降ピン107の上端部の前記半球状を形成する凸面より曲率が小さい。そのため、エッジリングFを昇降ピン107で支持するときに、凹部F1の最深部と昇降ピン107の上端部の頂部とが平面視で一致する位置で、エッジリングFを昇降ピン107に対して位置決めすることができる。したがって、エッジリングFを支持した昇降ピン107を下降させたときに、昇降ピン107を、静電チャック104に対して位置決めして、上面104bに載置することができる。つまり、本実施形態によれば、エッジリングFの搬送精度によらず、エッジリングFをウェハ支持台101に対して位置決めして載置することができる。
また、本実施形態にかかるウェハ支持台101をプラズマ処理装置に設ければ、作業者を介さず、搬送装置70を用いて、エッジリングFを交換することができる。作業者がエッジリングを交換する場合、エッジリングが配される処理容器を大気開放する必要があるが、本実施形態にかかるウェハ支持台101を設ければ、搬送装置70を用いてエッジリングFの交換を行うことができるため、交換時にプラズマ処理チャンバ100を大気開放する必要がない。したがって、本実施形態によれば、交換に要する時間を大幅に短縮することができる。また、本実施形態では、3本以上の昇降ピンを設けているので、エッジリングFの径方向(ウェハ支持台101の中心から外周に向かう方向)の位置合わせに加え、エッジリングFの周方向の位置合わせをすることができる。
As described above, the wafer support table 101 according to this embodiment includes an upper surface 104a on which a wafer W is placed, an upper surface 104b on which an edge ring F is placed so as to surround the wafer W held on the upper surface, three or more lift pins 107 that rise and fall so as to protrude and retract from the upper surface 104b, and a lift mechanism 114 that raises and lowers the lift pins 107. Furthermore, recesses F1 formed from upwardly recessed surfaces F1a are provided at positions on the bottom surface of the edge ring F corresponding to the respective lift pins 107. In plan view, the size of the recesses F1 is larger than the transport error of the edge ring F above the upper surface 104b and larger than the size of the upper ends of the lift pins 107. Therefore, when the lift pins 107 are raised to abut against the bottom surface of the edge ring F, the upper ends of the lift pins 107 can fit into the recesses F1 of the edge ring F. Furthermore, in this embodiment, the upper ends of the lift pins 107 are formed in a hemispherical shape that gradually tapers upward, and the concave surfaces F1a that form the recesses F1 have a smaller curvature than the convex surfaces that form the hemispherical shape at the upper ends of the lift pins 107. Therefore, when the edge ring F is supported by the lift pins 107, the edge ring F can be positioned relative to the lift pins 107 at a position where the deepest part of the recesses F1 coincides with the apex of the upper ends of the lift pins 107 in a plan view. Therefore, when the lift pins 107 supporting the edge ring F are lowered, the lift pins 107 can be positioned relative to the electrostatic chuck 104 and placed on the upper surface 104b. In other words, according to this embodiment, the edge ring F can be positioned and placed on the wafer support table 101 regardless of the transfer accuracy of the edge ring F.
Furthermore, by providing the wafer support pedestal 101 according to this embodiment in a plasma processing apparatus, the edge ring F can be replaced using the transfer device 70 without the need for an operator. When an operator replaces the edge ring, the processing vessel in which the edge ring is disposed must be opened to the atmosphere. However, by providing the wafer support pedestal 101 according to this embodiment, the edge ring F can be replaced using the transfer device 70, eliminating the need to open the plasma processing chamber 100 to the atmosphere during replacement. Therefore, this embodiment significantly reduces the time required for replacement. Furthermore, since this embodiment provides three or more lift pins, it is possible to align the edge ring F in the circumferential direction in addition to the radial direction (the direction from the center of the wafer support pedestal 101 toward the outer periphery).
さらに、本実施形態では、昇降機構114が、昇降ピン107毎に設けられ、さらに、昇降ピン107を水平方向に移動自在に支持する支持部材115を有する。そのため、静電チャック104が熱膨張または熱収縮したときに、その熱膨張または熱収縮に合わせて、昇降ピン107が水平方向に移動することができる。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、昇降ピン107が破損することがない。 Furthermore, in this embodiment, a lifting mechanism 114 is provided for each lifting pin 107, and further includes a support member 115 that supports the lifting pin 107 so that it can move freely in the horizontal direction. Therefore, when the electrostatic chuck 104 thermally expands or contracts, the lifting pins 107 can move horizontally in accordance with that thermal expansion or contraction. Therefore, the lifting pins 107 will not be damaged when the electrostatic chuck 104 thermally expands or contracts.
また、本実施形態では、エッジリングFの載置後に、電極109を用いて、静電力により吸着保持している。そのため、載置後のエッジリングFの位置ずれを抑制する突起や凹部等を、エッジリングFの底面やエッジリングFの載置面(静電チャック104の上面104b)に設ける必要がない。特に、静電チャック104の上面104bに上述のような突起等を設ける必要がないため、静電チャック104の構成の複雑化を防ぐことができる。 Furthermore, in this embodiment, after the edge ring F is placed, it is attracted and held by electrostatic force using the electrode 109. Therefore, there is no need to provide protrusions, recesses, etc. on the bottom surface of the edge ring F or on the surface on which the edge ring F is placed (the upper surface 104b of the electrostatic chuck 104) to prevent the edge ring F from shifting position after placement. In particular, because there is no need to provide protrusions, etc. as described above on the upper surface 104b of the electrostatic chuck 104, the configuration of the electrostatic chuck 104 can be prevented from becoming complicated.
さらに、本実施形態では、ウェハ支持台101の静電チャック104とエッジリングFとの間に他の部材がないため、累積公差が少ない。 Furthermore, in this embodiment, there are no other components between the electrostatic chuck 104 of the wafer support table 101 and the edge ring F, so cumulative tolerance is small.
図8は、昇降ピンの他の例を説明するための図である。
図8の昇降ピン160は、半球状に形成された上端部161の他に、柱状部162と、連結部163とを有する。
FIG. 8 is a diagram for explaining another example of the lift pin.
The lift pin 160 in FIG. 8 has a columnar portion 162 and a connecting portion 163 in addition to a hemispherical upper end portion 161 .
柱状部162は、上端部161より太い柱状に形成され、具体的には、例えば、上端部161より太い円柱状に形成されている。
連結部163は、上端部161と柱状部162とを連結する部分である。この連結部は、上方に向けて漸次細くなる錐台状に形成され、具体的には、例えば、その下端が柱状部162と同径であり、その上端が上端部161と同径である円錐台状に形成されている。
The columnar portion 162 is formed in a columnar shape that is thicker than the upper end portion 161 , and specifically, for example, is formed in a cylindrical shape that is thicker than the upper end portion 161 .
The connecting portion 163 is a portion that connects the upper end portion 161 and the columnar portion 162. This connecting portion is formed in a truncated cone shape that gradually tapers upward, and specifically, for example, is formed in a truncated cone shape whose lower end has the same diameter as the columnar portion 162 and whose upper end has the same diameter as the upper end portion 161.
昇降ピン160を用いることで、エッジリングFの昇降ピン160に対する位置決め精度をより高くすることができる。
なお、前述の昇降ピン107を用いることで、凹部F1をより浅くすることができるので、エッジリングFを薄くし、軽量化することができる。
By using the lift pins 160, the positioning accuracy of the edge ring F relative to the lift pins 160 can be improved.
By using the lift pins 107 described above, the recess F1 can be made shallower, so that the edge ring F can be made thinner and lighter.
図9は、静電チャックの他の例を説明するための図である。
図9の静電チャック170は、昇降ピン107が挿通される貫通孔117に絶縁性のガイド180が設けられている。
ガイド180は、例えば樹脂製の円筒状部材であり、貫通孔117に嵌合している。
静電チャック170では、昇降ピン107は、貫通孔117に設けられたガイド180に挿通されて用いられ、昇降ピン107の昇降時の移動方向がガイド180によって上下方向に規定される。そのため、昇降ピン107の上端部が、静電チャック170に対してより精度良く位置決めされる。したがって、エッジリングFを位置決めして支持した状態の昇降ピン107を下降させて、エッジリングFを静電チャック170の上面104bに載置するときに、エッジリングFを、静電チャック170に対してより精度良く位置決めされた状態で、上面104bに載置することができる。
FIG. 9 is a diagram for explaining another example of the electrostatic chuck.
The electrostatic chuck 170 shown in FIG. 9 has an insulating guide 180 provided in the through-hole 117 through which the lift pin 107 is inserted.
The guide 180 is, for example, a cylindrical member made of resin, and is fitted into the through-hole 117 .
In the electrostatic chuck 170, the lift pins 107 are inserted into guides 180 provided in the through holes 117, and the movement direction of the lift pins 107 when they are raised and lowered is determined in the up-and-down direction by the guides 180. Therefore, the upper ends of the lift pins 107 are positioned with higher precision relative to the electrostatic chuck 170. Therefore, when the lift pins 107, which position and support the edge ring F, are lowered to place the edge ring F on the upper surface 104b of the electrostatic chuck 170, the edge ring F can be placed on the upper surface 104b in a state where it is positioned with higher precision relative to the electrostatic chuck 170.
(第2実施形態)
図10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200の構成の概略を示す、部分拡大断面図である。
第1実施形態では、エッジリングFが交換対象であったが、本実施形態では、カバーリングCが交換対象となる。カバーリングCは、エッジリングFの周方向外側面を覆う環状部材である。
Second Embodiment
FIG. 10 is a partially enlarged cross-sectional view showing the outline of the configuration of a wafer support table 200 serving as a substrate support table according to the second embodiment.
In the first embodiment, the edge ring F is replaced, but in this embodiment, the cover ring C is replaced. The cover ring C is an annular member that covers the outer surface of the edge ring F in the circumferential direction.
図10のウェハ支持台200は、下部電極201、静電チャック202、支持体203、絶縁体204、リフタとしての昇降ピン205を有する。
図2等に示した下部電極103及び静電チャック104には、これらを貫通するように貫通孔117が設けられていたが、下部電極201及び静電チャック202には貫通孔117は設けられていない。この点で、下部電極201及び静電チャック202と、下部電極103及び静電チャック104は異なる。
The wafer support table 200 in FIG. 10 includes a lower electrode 201, an electrostatic chuck 202, a support 203, an insulator 204, and lifting pins 205 as lifters.
2 and the like are provided with through-holes 117 that penetrate therethrough, but the lower electrode 201 and the electrostatic chuck 202 are not provided with through-holes 117. In this respect, the lower electrode 201 and the electrostatic chuck 202 differ from the lower electrode 103 and the electrostatic chuck 104.
支持体203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103を支持すると共に、カバーリングCを支持する。支持体203の上面203aは、交換対象の環状部材としてのカバーリングCが載置される環状部材載置面となる。 The support 203 is a member formed into a ring shape in a plan view using, for example, quartz, and supports the lower electrode 103 as well as the covering C. The upper surface 203a of the support 203 serves as the ring-shaped member mounting surface on which the covering C, which is the ring-shaped member to be replaced, is placed.
絶縁体204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203を支持する。絶縁体204は、例えば、支持体203の外径と同等の外径を有するように形成され、支持体203の周縁部を支持する。 The insulator 204 is a cylindrical member made of ceramic or the like, and supports the support 203. The insulator 204 is formed, for example, to have an outer diameter equal to the outer diameter of the support 203, and supports the peripheral edge of the support 203.
図2等の昇降ピン107は、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た貫通孔117に挿通されているのに対し、昇降ピン205は、支持体203を上面203aから上下方向に貫通する貫通孔206に挿通される。この点で、昇降ピン205と、昇降ピン107は異なる。昇降ピン205は、昇降ピン107と同様、静電チャック202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。 While the lift pins 107 in Figure 2 and other figures are inserted into through-holes 117 that penetrate the lower electrode 103 and the electrostatic chuck 104, the lift pins 205 are inserted into through-holes 206 that penetrate the support 203 in the vertical direction from the upper surface 203a. In this respect, the lift pins 205 differ from the lift pins 107. Like the lift pins 107, three or more lift pins 205 are provided at intervals along the circumferential direction of the electrostatic chuck 202.
昇降ピン205は、昇降ピン107と同様、上端部が、上方に向けて漸次細くなる半球状に形成されている。昇降ピン205の上端部は、上昇したときにカバーリングCの底面に当接してカバーリングCを支持する。カバーリングCの底面における昇降ピン205それぞれに対応する位置には、上方に凹む凹面C1aから形成される凹部C1が設けられている。 Like lifting pins 107, lifting pins 205 have upper ends formed in a hemispherical shape that gradually tapers upward. When lifting pins 205 are raised, their upper ends abut against the bottom surface of covering C to support covering C. At positions on the bottom surface of covering C corresponding to each lifting pin 205, recesses C1 formed from upwardly recessed surfaces C1a are provided.
平面視において、カバーリングCの凹部C1の大きさは、搬送装置70によるカバーリングCの搬送精度より大きく、且つ、昇降ピン205の上端部の大きさより大きい。
さらに、昇降ピン205の上端部が、上述のように、上方に向けて漸次細くなる半球状に形成されるところ、カバーリングCの凹部C1を形成する凹面C1aは、昇降ピン205の上端部の上記半球状を形成する凸面205aよりもその曲率が小さく設定されている。
In a plan view, the size of the recess C1 of the covering C is larger than the transfer accuracy of the covering C by the transfer device 70 and is larger than the size of the upper end of the lift pin 205.
Furthermore, as described above, the upper end of the lifting pin 205 is formed in a hemispherical shape that gradually becomes thinner toward the top, and the concave surface C1a that forms the recess C1 of the covering C is set to have a smaller curvature than the convex surface 205a that forms the hemispherical shape of the upper end of the lifting pin 205.
カバーリングCの取り付け処理及び取り外し処理は、第1実施形態にかかるエッジリングFの取り付け処理及び取り外し処理と同様であるため、その説明を省略する。
なお、図2等に示した、エッジリングFに対する昇降ピン107は、静電チャック104の周縁部の上面104bから突没可能に構成されていた。そして、静電力によるエッジリングFの吸着時には、昇降ピン107の上端面が、静電チャック104の周縁部の上面104aから没していた。それに対し、カバーリングCに対する昇降ピン205は、支持体203の上面203aから突出可能に構成され且つその突出量が調整可能であれば、支持体203の上面203aから突没可能に構成されていなくてもよい。また、静電力によるエッジリングFの吸着時に、昇降ピン205の上端面が、支持体203の上面203aから突出していてもよい。
The process of attaching and removing the cover ring C is similar to the process of attaching and removing the edge ring F according to the first embodiment, and therefore a description thereof will be omitted.
2 and other drawings, the lift pins 107 for the edge ring F are configured to be capable of protruding and retracting from the upper surface 104b of the peripheral portion of the electrostatic chuck 104. When the edge ring F is attracted by electrostatic force, the upper end surfaces of the lift pins 107 are recessed from the upper surface 104a of the peripheral portion of the electrostatic chuck 104. In contrast, the lift pins 205 for the cover ring C do not have to be configured to be capable of protruding and retracting from the upper surface 203a of the support 203 as long as they are configured to be capable of protruding from the upper surface 203a of the support 203 and the amount of protrusion is adjustable. Furthermore, when the edge ring F is attracted by electrostatic force, the upper end surfaces of the lift pins 205 may protrude from the upper surface 203a of the support 203.
(第3実施形態)
図11は、第3実施形態にかかる基板支持台としてのウェハ支持台300の構成の概略を示す、部分拡大断面図である。
第1実施形態では、エッジリングFが交換対象であり、第2実施形態では、カバーリングCが交換対象であったが、本実施形態では、エッジリングF及びカバーリングCの両方が交換対象となる。
(Third embodiment)
FIG. 11 is a partially enlarged cross-sectional view showing the outline of the configuration of a wafer support table 300 serving as a substrate support table according to the third embodiment.
In the first embodiment, the edge ring F is the object to be replaced, and in the second embodiment, the covering ring C is the object to be replaced, but in this embodiment, both the edge ring F and the covering ring C are the object to be replaced.
なお、本実施形態では、エッジリングF及びカバーリングCはそれぞれ別個に交換される。そのため、エッジリングFに対し、昇降ピン107と貫通孔117が設けられ、カバーリングCに対し、昇降ピン205と貫通孔206が設けられている。また、前述の凹部F1、C1がそれぞれ、エッジリングFの底面、カバーリングCの底面に形成されている。 In this embodiment, the edge ring F and the cover ring C are replaced separately. Therefore, the edge ring F is provided with lift pins 107 and through holes 117, and the cover ring C is provided with lift pins 205 and through holes 206. In addition, the aforementioned recesses F1 and C1 are formed on the bottom surfaces of the edge ring F and the cover ring C, respectively.
本実施形態における、エッジリングFの取り付け処理及び取り外し処理、カバーリングCの取り付け処理及び取り外し処理は、第1実施形態にかかるエッジリングFの取り付け処理及び取り外し処理と同様であるため、その説明を省略する。 In this embodiment, the processes for attaching and removing the edge ring F and the cover ring C are similar to those for attaching and removing the edge ring F in the first embodiment, and therefore will not be described further.
(第4実施形態)
図12は、第4実施形態にかかる基板支持台としてのウェハ支持台400の構成の概略を示す、部分拡大断面図である。
第1実施形態では、エッジリングFが、第2実施形態では、カバーリングCが、第3実施形態では、エッジリングF及びカバーリングCの両方が、交換対象であったが、本実施形態では、エッジリングFaを支持したカバーリングCaが交換対象である。
(Fourth embodiment)
FIG. 12 is a partially enlarged cross-sectional view showing the outline of the configuration of a wafer support table 400 serving as a substrate support table according to the fourth embodiment.
In the first embodiment, the edge ring F was the object to be replaced, in the second embodiment, the covering ring C was the object to be replaced, and in the third embodiment, both the edge ring F and the covering ring C were the object to be replaced, but in this embodiment, the covering ring Ca supporting the edge ring Fa is the object to be replaced.
図12のウェハ支持台400は、下部電極401、静電チャック402、支持体403、絶縁体404、リフタとしての昇降ピン405を有する。 The wafer support table 400 in Figure 12 has a lower electrode 401, an electrostatic chuck 402, a support 403, an insulator 404, and lifting pins 405 as a lifter.
下部電極401及び静電チャック402には、昇降ピン405が挿通される貫通孔406が設けられている。貫通孔406は、静電チャック402の周縁部の上面402aから下方に延び下部電極401の底面まで至るように形成されている。 The lower electrode 401 and electrostatic chuck 402 are provided with through-holes 406 through which lifting pins 405 are inserted. The through-holes 406 extend downward from the upper surface 402a of the peripheral edge of the electrostatic chuck 402 to the bottom surface of the lower electrode 401.
支持体403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401を支持する。 The support 403 is a member formed into a ring shape in a plan view, using, for example, quartz, and supports the lower electrode 401.
この支持体403の上面403aと、静電チャック402の周縁部の上面402aとが、交換対象の環状部材としての、エッジリングFaを支持したカバーリングCaが載置される、環状部材載置面となる。 The upper surface 403a of this support 403 and the upper surface 402a of the peripheral edge of the electrostatic chuck 402 serve as the annular member mounting surface on which the cover ring Ca supporting the edge ring Fa, which is the annular member to be replaced, is placed.
絶縁体404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403を支持する。絶縁体404は、例えば、支持体403の外径と同等の外径を有するように形成され、支持体403の周縁部を支持する。 The insulator 404 is a cylindrical member made of ceramic or the like, and supports the support 403. The insulator 404 is formed, for example, to have an outer diameter equal to the outer diameter of the support 403, and supports the peripheral edge of the support 403.
本実施形態において、エッジリングFaは、図2のエッジリングFと同様、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、また、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。さらに、エッジリングFaは、底部の外周部に、径方向内側に凹む凹所Fa1を有する。
一方、カバーリングCaは、その底部に径方向内側に突出する凸部Ca1を有する。カバーリングCaは、凸部Ca1と凹所Fa1との係合により、エッジリングFaを支持する。
なお、カバーリングCaとエッジリングFaとの位置ずれが生じないように、いずれか一方に突起を設け、いずれか他方にその突起と係合する凹部を設けてもよい。具体的には、後述の図20及び図21を用いて説明するカバーリングCbとエッジリングFbと同様に、カバーリングCaの内周部の上面及びエッジリングFaの外周部の下面のいずれか一方に凹部を設け、他方に上記凹部に対応する形状の突起を設けてもよい。また、カバーリングCaとエッジリングFaを接着剤等で接着または接合して一体化してもよい。
2, the edge ring Fa has a step formed on its upper portion, the upper surface of the outer periphery being higher than the upper surface of the inner periphery, and the inner diameter of the edge ring Fa is smaller than the outer diameter of the wafer W. Furthermore, the edge ring Fa has a recess Fa1 that is recessed radially inward on the outer periphery of the bottom.
On the other hand, the cover ring Ca has a protrusion Ca1 at its bottom that protrudes radially inward. The cover ring Ca supports the edge ring Fa by engagement between the protrusion Ca1 and the recess Fa1.
In order to prevent misalignment between the cover ring Ca and the edge ring Fa, a protrusion may be provided on one of them and a recess that engages with the protrusion may be provided on the other. Specifically, as with the cover ring Cb and the edge ring Fb described later with reference to Figures 20 and 21, a recess may be provided on either the upper surface of the inner periphery of the cover ring Ca or the lower surface of the outer periphery of the edge ring Fa, and a protrusion of a shape corresponding to the recess may be provided on the other. Furthermore, the cover ring Ca and the edge ring Fa may be integrated by bonding or joining them with an adhesive or the like.
昇降ピン405は、静電チャック402の周縁部の上面402aにおける、カバーリングCaの凸部Ca1に対応する位置から、突没する。昇降ピン405が挿通される貫通孔406は、カバーリングCaの凸部Ca1に対応する位置に形成されている。
昇降ピン405は、図2の昇降ピン107と同様、静電チャック402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。
The lifting pins 405 protrude from and retract into positions corresponding to the protruding portions Ca1 of the cover ring Ca on the upper surface 402 a of the peripheral portion of the electrostatic chuck 402. Through holes 406 through which the lifting pins 405 are inserted are formed at positions corresponding to the protruding portions Ca1 of the cover ring Ca.
Similar to the lift pins 107 in FIG. 2, three or more lift pins 405 are provided at intervals along the circumferential direction of the electrostatic chuck 402 .
昇降ピン405は、昇降ピン107と同様、上端部が、上方に向けて漸次細くなる半球状に形成されている。昇降ピン405の上端部は、上昇したときにカバーリングCaの凸部Ca1の底面に当接して、エッジリングFを支持したカバーリングCを支持する。カバーリングCの凸部Ca1の底面における昇降ピン405それぞれに対応する位置には、上方に凹む凹面Ca2aから形成される凹部Ca2が設けられている。 Like lift pins 107, lift pins 405 have upper ends formed in a hemispherical shape that gradually tapers upward. When raised, the upper ends of lift pins 405 abut against the bottom surface of convex portion Ca1 of covering Ca, supporting covering C which supports edge ring F. At positions on the bottom surface of convex portion Ca1 of covering C corresponding to each lift pin 405, recesses Ca2 formed from concave surfaces Ca2a that are recessed upward are provided.
平面視において、凹部Ca2の大きさは、搬送装置70によるカバーリングCの搬送精度より大きく、且つ、昇降ピン405の上端部の大きさより大きい。
さらに、昇降ピン405の上端部が、上述のように、上方に向けて漸次細くなる半球状に形成されるところ、凹部Ca2を形成する凹面Ca2aは、昇降ピン405の上端部の上記半球状を形成する凸面405aよりもその曲率が小さく設定されている。
In plan view, the size of the recess Ca2 is larger than the conveying accuracy of the covering C by the conveying device 70 and is also larger than the size of the upper end of the lift pin 405.
Furthermore, as described above, the upper end of the lifting pin 405 is formed in a hemispherical shape that gradually becomes thinner toward the top, and the concave surface Ca2a that forms the recess Ca2 is set to have a smaller curvature than the convex surface 405a that forms the hemispherical shape of the upper end of the lifting pin 405.
エッジリングFaを支持した状態のカバーリングCaの取り付け処理及び取り外し処理は、第1実施形態にかかるエッジリングFの取り付け処理及び取り外し処理と同様であるため、その説明を省略する。 The process for attaching and removing the cover ring Ca while supporting the edge ring Fa is the same as the process for attaching and removing the edge ring F in the first embodiment, so a description thereof will be omitted.
本実施形態によれば、エッジリングFaとカバーリングCaとを同時に交換することができるため、これらの交換に要する時間をより短縮することができる。また、エッジリングFaを昇降させる機構と、カバーリングCaを昇降させる機構とを別々に設ける必要がないため、低コスト化を図ることができる。 According to this embodiment, the edge ring Fa and the cover ring Ca can be replaced simultaneously, further reducing the time required for their replacement. Furthermore, there is no need to provide separate mechanisms for raising and lowering the edge ring Fa and for raising and lowering the cover ring Ca, which helps reduce costs.
なお、本実施形態にかかるウェハ支持台を用いる場合、エッジリングFaのみを取り外すこともできる。以下、そのエッジリングFaの取り外し処理を図13~図18を用いて説明する。 When using the wafer support table according to this embodiment, it is also possible to remove only the edge ring Fa. The process for removing the edge ring Fa is explained below using Figures 13 to 18.
まず、全ての昇降ピン405の上昇が行われ、エッジリングFを支持したカバーリングCが、静電チャック402の周縁部の上面402aと支持体403の上面403a(以下、環状部材載置面)から、昇降ピン405へ受け渡される。その後も、昇降ピン405の上昇が継続され、図13に示すように、エッジリングFaを支持したカバーリングCaが、上方に移動する。 First, all lifting pins 405 are raised, and the cover ring C supporting the edge ring F is transferred from the upper surface 402a of the peripheral portion of the electrostatic chuck 402 and the upper surface 403a of the support 403 (hereinafter referred to as the annular member mounting surface) to the lifting pins 405. The lifting pins 405 then continue to rise, and the cover ring Ca supporting the edge ring Fa moves upward, as shown in FIG. 13.
次いで、プラズマ処理システム1の真空雰囲気のトランスファモジュール50から、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、治具Jを保持した搬送アーム71が挿入される。そして、図14に示すように、環状部材載置面及び支持体403の上面403aと、エッジリングFaを支持したカバーリングCaとの間に、搬送アーム71に保持された治具Jが移動される。なお、治具Jは、ウェハWと略同径の、すなわちエッジリングFaの内径より大径の、円板状の部材である。 Next, the transfer arm 71 holding the jig J is inserted from the vacuum-environed transfer module 50 of the plasma processing system 1 into the depressurized plasma processing chamber 100 via a transfer port (not shown). Then, as shown in FIG. 14, the jig J held by the transfer arm 71 is moved between the upper surface 403a of the annular member mounting surface and support 403 and the cover ring Ca supporting the edge ring Fa. The jig J is a disk-shaped member with approximately the same diameter as the wafer W, i.e., a diameter larger than the inner diameter of the edge ring Fa.
続いて、昇降ピン106の上昇が行われ、図15に示すように、搬送アーム71から昇降ピン106へ、治具Jが受け渡される。 Next, the lifting pins 106 are raised, and the jig J is transferred from the transport arm 71 to the lifting pins 106, as shown in Figure 15.
次いで、搬送アーム71のプラズマ処理チャンバ100からの抜き出しすなわち退避が行われ、その後、昇降ピン405と昇降ピン106とを相対的に移動させ、具体的には、昇降ピン405のみを下降させる。これにより、図16に示すように、エッジリングFaが、カバーリングCaから治具Jへ受け渡される。その後、昇降ピン405のみを引き続き下降させ、これにより、昇降ピン405から、環状部材載置面へ、カバーリングCaが受け渡される。 Next, the transfer arm 71 is extracted or retracted from the plasma processing chamber 100, and then the lift pins 405 and 106 are moved relative to each other; specifically, only the lift pins 405 are lowered. As a result, the edge ring Fa is transferred from the covering ring Ca to the jig J, as shown in FIG. 16. Then, only the lift pins 405 are lowered, and the covering ring Ca is transferred from the lift pins 405 to the annular member mounting surface.
次に、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。そして、図17に示すように、カバーリングCaと、エッジリングFaを支持した治具Jとの間に、搬送アーム71が移動される。 Next, the transfer arm 71 is inserted into the plasma processing chamber 100 through a loading/unloading port (not shown). Then, as shown in FIG. 17, the transfer arm 71 is moved between the cover ring Ca and the jig J supporting the edge ring Fa.
続いて、昇降ピン106が下降され、図18に示すように、昇降ピン106から、搬送アーム71へ、エッジリングFaを支持した治具Jが受け渡される。 Next, the lifting pins 106 are lowered, and the jig J supporting the edge ring Fa is transferred from the lifting pins 106 to the transport arm 71, as shown in Figure 18.
そして、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Faを支持した治具Jが、プラズマ処理チャンバ100から搬出される。
これで、一連のエッジリングFaのみの取り外し処理が完了する。
Then, the transfer arm 71 is removed from the plasma processing chamber 100 , and the jig J supporting the edge ring Fa is carried out of the plasma processing chamber 100 .
This completes the series of processes for removing only the edge ring Fa.
なお、エッジリングFaのみの取り付け処理は、上述のエッジリングFaのみの取り外し処理と逆の手順で行われる。 The process for attaching only the edge ring Fa is performed in the reverse order of the process for removing only the edge ring Fa described above.
(第5実施形態)
図19は、第5実施形態にかかる基板支持台としてのウェハ支持台500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、第3実施形態や第4実施形態と同様、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、第4実施形態と同様、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。ただし、本実施形態では、エッジリングのみを交換する際に、第4実施形態で用いたような治具は不要である。
Fifth Embodiment
FIG. 19 is a partially enlarged cross-sectional view showing the outline of the configuration of a wafer support table 500 serving as a substrate support table according to the fifth embodiment.
In this embodiment, both an edge ring and a cover ring are used, as in the third and fourth embodiments. Also, in this embodiment, as in the fourth embodiment, the edge ring and the cover ring can be replaced simultaneously, or only the edge ring or only the cover ring can be replaced. However, in this embodiment, when replacing only the edge ring, the jig used in the fourth embodiment is not required.
図19のウェハ支持台500は、下部電極501、静電チャック502、支持体503、リフタの一例としての昇降ピン504を有する。 The wafer support table 500 in Figure 19 has a lower electrode 501, an electrostatic chuck 502, a support 503, and lifting pins 504 as an example of a lifter.
支持体503は、図12の例の支持体403と同様、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501を支持する。ただし、図12の例では、支持体403は、下部電極401と平面視で重ならないように設けられていたが、図19の例では、支持体503は、その上部が内周側に突出し下部電極501と重なるように設けられている。 Like the support 403 in the example of Figure 12, the support 503 is a member made of, for example, quartz, and formed in a ring shape in a plan view, and supports the lower electrode 501. However, while in the example of Figure 12 the support 403 is arranged so as not to overlap the lower electrode 401 in a plan view, in the example of Figure 19 the support 503 is arranged so that its upper portion protrudes inward and overlaps the lower electrode 501.
また、図12の例では、昇降ピン405が挿通される貫通孔406が、下部電極401及び静電チャック402を貫通するように設けられていた。それに対し、図19の例では、昇降ピン504が挿通される貫通孔505は、下部電極501を貫通するが、静電チャック502は貫通せず、代わりに支持体503の上部の内周部を貫通するように設けられている。貫通孔505は、静電チャック502の周縁部の上面502aから下方に延び下部電極501の底面まで至るように形成されている。なお、貫通孔505は、図12の例と同様、下部電極501及び静電チャック502を貫通するように設けられていてもよい。 12, the through holes 406 through which the lift pins 405 are inserted are provided so as to penetrate the lower electrode 401 and the electrostatic chuck 402. In contrast, in the example of FIG. 19, the through holes 505 through which the lift pins 504 are inserted penetrate the lower electrode 501 but not the electrostatic chuck 502, and instead penetrate the inner periphery of the upper part of the support 503. The through holes 505 are formed so as to extend downward from the upper surface 502a of the peripheral portion of the electrostatic chuck 502 to the bottom surface of the lower electrode 501. Note that the through holes 505 may also be provided so as to penetrate the lower electrode 501 and the electrostatic chuck 502, as in the example of FIG. 12.
静電チャック502には、図2の静電チャック104等と同様、エッジリングFbを静電力により吸着保持するための電極109が設けられていてもよい。電極109は、具体的には、図12の静電チャック402と同様、平面視でエッジリングFbと重なる部分であって、平面視でカバーリングCbと重ならない部分に設けられている。なお、電極109は、静電チャック502中に設けられていてもよいし、静電チャック502とは別体の誘電体中に設けられていてもよい。 The electrostatic chuck 502 may be provided with an electrode 109 for attracting and holding the edge ring Fb by electrostatic force, similar to the electrostatic chuck 104 in FIG. 2. Specifically, the electrode 109 is provided in a portion that overlaps the edge ring Fb in a planar view, but does not overlap the cover ring Cb in a planar view, similar to the electrostatic chuck 402 in FIG. 12. The electrode 109 may be provided within the electrostatic chuck 502, or may be provided in a dielectric body separate from the electrostatic chuck 502.
静電チャック502の周縁部の上面502aと支持体503の上面503aとが、エッジリングFb及びカバーリングCbが載置される環状部材載置面となる。 The upper surface 502a of the peripheral portion of the electrostatic chuck 502 and the upper surface 503a of the support 503 form the annular member mounting surface on which the edge ring Fb and cover ring Cb are mounted.
本実施形態において、第4実施形態と同様、カバーリングCbは、エッジリングFbを支持可能に構成されており、エッジリングFbと同心としたときに、平面視で当該エッジリングFb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Cbの最内周部の直径が、エッジリングFbの最外周部の直径よりも小さく、カバーリングCbとエッジリングFb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Cbの内周部がエッジリングFb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Fbが、底部の外周部に、径方向内側に凹む凹所Fb1を有し、カバーリングCbが、その底部に径方向内側に突出する凸部Cb1を有しており、凸部Cb1と凹所Fb1との係合により、エッジリングFbを支持する。 In this embodiment, as in the fourth embodiment, the cover ring Cb is configured to be able to support the edge ring Fb and is formed so as to at least partially overlap the edge ring Fb in a planar view when concentric with the edge ring Fb. In one embodiment, the diameter of the innermost portion of the cover ring Cb is smaller than the diameter of the outermost portion of the edge ring Fb, and when the cover ring Cb and the edge ring Fb are arranged so as to overlap over the entire circumference, the inner portion of the cover ring Cb at least partially overlaps the outer portion of the edge ring Fb in a planar view. For example, in one embodiment, the edge ring Fb has a recess Fb1 recessed radially inward on the outer periphery of its bottom, and the cover ring Cb has a protrusion Cb1 protruding radially inward on its bottom, and the edge ring Fb is supported by engagement between the protrusion Cb1 and the recess Fb1.
エッジリングFbの外周部の底面には、昇降ピン504それぞれに対応する位置に、上方に凹む凹面Fb2aから形成される凹部Fb2が設けられている。凹部Fb2は、平面視でカバーリングCbの内周部(具体的には例えば凸部Cb1)と重なる部分に設けられている。 The bottom surface of the outer periphery of the edge ring Fb has recesses Fb2 formed from upwardly recessed surfaces Fb2a at positions corresponding to the lifting pins 504. The recesses Fb2 are provided in a portion that overlaps with the inner periphery of the cover ring Cb (specifically, for example, the protrusions Cb1) in a plan view.
カバーリングCbは、昇降ピン504それぞれに対応する位置に、昇降ピン504が挿通される、エッジリングFbの凹部Fb2に至る貫通孔Cb2を有する。貫通孔Cb2は、平面視でエッジリングFbの外周部と重なるカバーリングCbの内周部(具体的には例えば凸部Cb1)に設けられている。 The cover ring Cb has through holes Cb2 at positions corresponding to the lift pins 504, through which the lift pins 504 are inserted, leading to the recesses Fb2 of the edge ring Fb. The through holes Cb2 are provided in the inner periphery of the cover ring Cb (specifically, for example, the protrusions Cb1) that overlap the outer periphery of the edge ring Fb in plan view.
なお、本実施形態において、エッジリングFbは、図2のエッジリングFと同様、その内周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、また、その内径が、ウェハWの外径よりも小さい。 In this embodiment, the edge ring Fb, like the edge ring F in Figure 2, has a step formed on the upper part of its inner circumference, with the upper surface of the outer circumference being higher than the upper surface of the inner circumference, and its inner diameter being smaller than the outer diameter of the wafer W.
カバーリングCbとエッジリングFbとの位置ずれが生じないように、いずれか一方に突起を設け、いずれか他方にその突起と係合する凹部を設けてもよい。具体的には、図20に示すように、カバーリングCbの内周部の上面に、当該カバーリングCbの湾曲に沿って全周に亘って突起(以下、「環状突起」という。)Cb3が形成され、エッジリングFbの外周部の下面における環状突起Cb3と対応する位置に当該エッジリングFの湾曲に沿って全周に亘って凹部(以下、「環状凹部」という。)Fb3が形成されていてもよい。環状突起Cb3と環状凹部Fb3との係合により、カバーリングCbとエッジリングFbとの位置ずれを抑制することができる。また、このように環状突起Cb3及び環状凹部Fb3を設けることにより、プラズマ処理空間100sに対し開口する、エッジリングFbの外周端とカバーリングCbとの間の隙間Gから、エッジリングFの外周部とカバーリングCbの内周部との間を通り静電チャック502に至る経路が、ラビリンス構造となる。したがって、プラズマ中の活性種等が上記経路を通り静電チャック502に至るのを防ぐことができる。 To prevent misalignment between the cover ring Cb and the edge ring Fb, a protrusion may be provided on one of them and a recess for engaging with the protrusion may be provided on the other. Specifically, as shown in FIG. 20 , a protrusion (hereinafter referred to as the "annular protrusion") Cb3 may be formed on the upper surface of the inner periphery of the cover ring Cb along the entire periphery of the curvature of the cover ring Cb, and a recess (hereinafter referred to as the "annular recess") Fb3 may be formed on the lower surface of the outer periphery of the edge ring Fb along the entire periphery of the curvature of the edge ring F at a position corresponding to the annular protrusion Cb3. The engagement between the annular protrusion Cb3 and the annular recess Fb3 can prevent misalignment between the cover ring Cb and the edge ring Fb. Furthermore, by providing the annular protrusion Cb3 and the annular recess Fb3 in this manner, a labyrinth structure is formed on the path from the gap G between the outer periphery of the edge ring Fb and the cover ring Cb, which opens into the plasma processing space 100s, through the gap between the outer periphery of the edge ring F and the inner periphery of the cover ring Cb, to the electrostatic chuck 502. Therefore, activated species in the plasma can be prevented from reaching the electrostatic chuck 502 via the above-mentioned path.
なお、図20の例では、環状突起Cb3及び環状凹部Fb3が凹部Fb2より内周側に設けられているが、凹部Fb2よりも外周側に設けられていてもよい。
また、図21に示すように、環状突起Cb3及び環状凹部Fb3が、凹部Fb2と平面視で重なる位置に設けられていてもよい。
In the example of FIG. 20, the annular protrusion Cb3 and the annular recess Fb3 are provided on the inner peripheral side of the recess Fb2, but they may also be provided on the outer peripheral side of the recess Fb2.
As shown in FIG. 21, the annular protrusion Cb3 and the annular recess Fb3 may be provided at a position where they overlap the recess Fb2 in a plan view.
上述の例に代えて、カバーリングCbの内周部の上面に凹部が形成され、エッジリングFbの外周部の下面にカバーリングCbの上記凹部に対応する形状の突起が形成されていてもよい。これによっても、カバーリングCbとエッジリングFbとの位置ずれを抑制することができ、上記ラビリンス構造を形成することができる。 Instead of the above example, a recess may be formed on the upper surface of the inner periphery of the cover ring Cb, and a protrusion of a shape corresponding to the recess of the cover ring Cb may be formed on the lower surface of the outer periphery of the edge ring Fb. This also makes it possible to prevent misalignment between the cover ring Cb and the edge ring Fb, and to form the labyrinth structure described above.
昇降ピン504は、支持体503の内周部の上面503aから突出可能に構成され、当該上面503aからの突出量を調整自在に昇降する。昇降ピン504は、具体的には、支持体503の内周部の上面503aにおける平面視でエッジリングFb及びカバーリングCbと重なる位置から突出可能に構成されている。昇降ピン504が挿通される貫通孔505は、平面視でエッジリングFb及びカバーリングCbと重なる位置に形成されている。
昇降ピン504は、図2の昇降ピン107と同様、静電チャック502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。
The lifting pins 504 are configured to be able to protrude from an upper surface 503 a of the inner periphery of the support 503, and are raised and lowered so that the amount of protrusion from the upper surface 503 a can be adjusted. Specifically, the lifting pins 504 are configured to be able to protrude from positions on the upper surface 503 a of the inner periphery of the support 503 that overlap with the edge ring Fb and the covering ring Cb in a plan view. Through holes 505 through which the lifting pins 504 are inserted are formed in positions that overlap with the edge ring Fb and the covering ring Cb in a plan view.
Similar to the lift pins 107 in FIG. 2, three or more lift pins 504 are provided at intervals along the circumferential direction of the electrostatic chuck 502 .
昇降ピン504は、昇降ピン107と同様、上端部が、上方に向けて漸次細くなる半球状に形成されている。昇降ピン504の上端部は、エッジリングFbの凹部Fb2と係合しエッジリングFbを支持するエッジリング支持部を構成する。昇降ピン504は、上昇したときに、その上端部が、カバーリングCbの貫通孔Cb2を通過し、エッジリングFbの底面の凹部Fb2に当接し、これにより、エッジリングFbを底面から支持するよう構成されている。 Like lift pins 107, lift pins 504 have upper ends formed in a hemispherical shape that gradually tapers upward. The upper ends of lift pins 504 engage with recessed portions Fb2 of edge ring Fb to form edge ring support portions that support edge ring Fb. When lift pins 504 are raised, their upper ends pass through through holes Cb2 in cover ring Cb and come into contact with recessed portions Fb2 on the bottom surface of edge ring Fb, thereby supporting edge ring Fb from the bottom surface.
平面視において、凹部Fb2の大きさは、搬送装置70によるエッジリングFbの搬送精度より大きく、且つ、昇降ピン504の上端部の大きさより大きい。
さらに、昇降ピン504の上端部が、上述のように、上方に向けて漸次細くなる半球状に形成されるところ、凹部Fb2を形成する凹面Fb2aは、昇降ピン504の上端部の上記半球状を形成する凸面504aよりもその曲率が小さく設定されている。これにより、昇降ピン504に対してエッジリングFbを位置決めすることが可能である。昇降ピン504の上端部すなわちエッジリング支持部によるエッジリングFbの位置決め精度は例えば100μm未満である。
In plan view, the size of the recess Fb2 is larger than the transfer accuracy of the edge ring Fb by the transfer device 70 and is larger than the size of the upper end of the lift pin 504.
Furthermore, as described above, the upper ends of the lift pins 504 are formed in a hemispherical shape that gradually tapers upward, and the concave surfaces Fb2a that form the recesses Fb2 are set to have a smaller curvature than the convex surfaces 504a that form the hemispherical shape of the upper ends of the lift pins 504. This makes it possible to position the edge ring Fb relative to the lift pins 504. The positioning accuracy of the edge ring Fb by the upper ends of the lift pins 504, i.e., the edge ring support portions, is less than 100 μm, for example.
また、昇降ピン504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Cbを支持するカバーリング支持部504bを有する。カバーリング支持部504bは、カバーリングCbの貫通孔Cb2を通過せずカバーリングCbの底面に当接し、これにより、カバーリングCbを底面から支持するように構成されている。 Furthermore, the lifting pin 504 has a covering support portion 504b below the upper end portion that constitutes the edge ring support portion, which supports the covering Cb. The covering support portion 504b abuts against the bottom surface of the covering Cb without passing through the through-hole Cb2 of the covering Cb, thereby supporting the covering Cb from the bottom surface.
また、カバーリング支持部504bは、昇降ピン504に対してカバーリングCbが位置決めされるように形成されていてもよい。具体的には、例えば、図19に示すように、カバーリングCbの貫通孔Cbの下部周囲に面取り加工が施され面取り部が形成され、カバーリング支持部504bの上端部が、上記面取り部に対応するテーパー形状に形成されていてもよい、言い換えると、カバーリングCbの貫通孔Cb2の下側開口部が下方に設けて漸次広くなるように形成され、カバーリング支持部504bの上端部は、カバーリングCbの貫通孔Cb2の下側開口部に対応した形状に形成され、例えば上方に向けて漸次細くなるように形成されていてもよい。これにより、例えば、貫通孔Cb2の中心とカバーリング支持部504bの中心とが平面視で一致する位置で、カバーリングCbを昇降ピン504に対しで位置決めすることができる。 Furthermore, the covering support portion 504b may be formed so that the covering Cb is positioned relative to the lifting pins 504. Specifically, for example, as shown in FIG. 19 , the lower periphery of the through hole Cb of the covering Cb may be chamfered to form a chamfered portion, and the upper end of the covering support portion 504b may be formed with a tapered shape corresponding to the chamfered portion. In other words, the lower opening of the through hole Cb2 of the covering Cb may be formed so as to gradually widen downward, and the upper end of the covering support portion 504b may be formed with a shape corresponding to the lower opening of the through hole Cb2 of the covering Cb, and may be formed so as to gradually narrow upward, for example. This allows the covering Cb to be positioned relative to the lifting pins 504 at a position where the center of the through hole Cb2 and the center of the covering support portion 504b coincide in a planar view.
さらに、平面視において、カバーリングCbの貫通孔Cb2の下側開口部の大きさが、搬送装置70による、エッジリングFbを支持したカバーリングCbの搬送精度より大きく、且つ、昇降ピン504のカバーリング支持部504bの上端部の大きさより大きく、形成されていてもよい。これにより、昇降ピン504を上昇させカバーリング支持部504bをカバーリングCbの底面に当接させるときに、カバーリング支持部504bの上端部を、カバーリングCbの貫通孔Cb2の下側開口部に確実に収めることができる。 Furthermore, the size of the lower opening of the through-hole Cb2 in the covering Cb, in plan view, may be larger than the transport accuracy of the covering Cb supporting the edge ring Fb by the transport device 70, and larger than the size of the upper end of the covering support portion 504b of the lifting pin 504. This ensures that when the lifting pin 504 is raised and the covering support portion 504b is brought into contact with the bottom surface of the covering Cb, the upper end of the covering support portion 504b can be reliably accommodated in the lower opening of the through-hole Cb2 in the covering Cb.
なお、昇降ピン504に対してカバーリングCbが位置決めされるようにカバーリング支持部504bが形成されている場合、カバーリング支持部504bによるカバーリングCbの位置決め精度より、昇降ピン504の上端部すなわちエッジリング支持部によるエッジリングFbの位置決め精度は高い。 In addition, when the covering support portion 504b is formed so that the covering Cb is positioned relative to the lifting pin 504, the positioning accuracy of the edge ring Fb by the upper end of the lifting pin 504, i.e., the edge ring support portion, is higher than the positioning accuracy of the covering Cb by the covering support portion 504b.
続いて、エッジリングFb及びカバーリングCbを同時に取り付ける処理の一例について、図22~図24を用いて説明する。図22~図24は、上記処理中のウェハ支持台500の周囲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。 Next, an example of the process for simultaneously attaching the edge ring Fb and cover ring Cb will be described using Figures 22 to 24. Figures 22 to 24 show the state around the wafer support table 500 during the above process. Note that the following process is performed under the control of the control device 80.
まず、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Fbを支持したカバーリングCbを保持した搬送アーム71が挿入される。そして、図22に示すように、静電チャック502の周縁部の上面502aと支持体503の上面503a(以下、「ウェハ支持台500の環状部材載置面」と省略することがある。)の上方へ、エッジリングFbを支持したカバーリングCbが搬送アーム71によって搬送される。 First, the transfer arm 71 holding the cover ring Cb supporting the edge ring Fb is inserted through the load/unload port (not shown) into the reduced-pressure plasma processing chamber 100 of the processing module 60 to be attached. Then, as shown in FIG. 22, the cover ring Cb supporting the edge ring Fb is transferred by the transfer arm 71 above the upper surface 502a of the peripheral portion of the electrostatic chuck 502 and the upper surface 503a of the support body 503 (hereinafter sometimes abbreviated as the "annular member mounting surface of the wafer support table 500").
次いで、全ての昇降ピン504の上昇が行われ、図23に示すように、エッジリングFbが、搬送アーム71に保持されたカバーリングCbから、カバーリングCbの貫通孔Cb2を通過した昇降ピン504の上端部へ、受け渡される。このとき、エッジリングFbの外周部の底面に設けられた凹部Fb2に、昇降ピン504の上端部が収まり、エッジリングFbは、凹部Fb2を形成する凹面Fb2a(図19参照)と昇降ピン504の凸面504aにより、昇降ピン504に対して位置決めされる。 Next, all lift pins 504 are raised, and as shown in FIG. 23, the edge ring Fb is transferred from the cover ring Cb held by the transport arm 71 to the upper ends of the lift pins 504 that have passed through the through holes Cb2 in the cover ring Cb. At this time, the upper ends of the lift pins 504 fit into the recesses Fb2 provided in the bottom surface of the outer periphery of the edge ring Fb, and the edge ring Fb is positioned relative to the lift pins 504 by the concave surfaces Fb2a (see FIG. 19) that form the recesses Fb2 and the convex surfaces 504a of the lift pins 504.
その後、全ての昇降ピン504の上昇が継続され、図24に示すように、搬送アーム71から昇降ピン504のカバーリング支持部504bへ、カバーリングCbが受け渡される。このとき、カバーリングCbは、例えば、昇降ピン504のカバーリング支持部504b及びカバーリングCbの貫通孔Cb2の下側開口部の形状により、昇降ピン504に対して位置決めされる。 After that, all lifting pins 504 continue to rise, and as shown in FIG. 24, the covering Cb is transferred from the transport arm 71 to the covering support portion 504b of the lifting pin 504. At this time, the covering Cb is positioned relative to the lifting pin 504, for example, by the shape of the covering support portion 504b of the lifting pin 504 and the lower opening of the through-hole Cb2 of the covering Cb.
続いて、搬送アーム71のプラズマ処理チャンバ100からの抜き出しと、昇降ピン504の下降が行われ、これにより、エッジリングFb及びカバーリングCbが、ウェハ支持台500の環状部材載置面に載置される。
その後、静電チャック502に設けられた電極109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Fbが吸着保持される。
これで、エッジリングFb及びカバーリングCbを同時に取り付ける一連の処理が完了する。
Next, the transfer arm 71 is removed from the plasma processing chamber 100 and the lift pins 504 are lowered, whereby the edge ring Fb and the cover ring Cb are placed on the annular member placement surface of the wafer support table 500 .
Thereafter, a DC voltage is applied from a DC power supply (not shown) to the electrode 109 provided on the electrostatic chuck 502, and the edge ring Fb is attracted and held by the electrostatic force generated thereby.
This completes the series of steps for simultaneously attaching the edge ring Fb and the cover ring Cb.
次に、エッジリングFb及びカバーリングCbを同時に取り外す処理を説明する。 Next, we will explain the process of simultaneously removing the edge ring Fb and cover ring Cb.
まず、静電チャック502に設けられた電極109への直流電圧の印加が停止され、エッジリングFbの吸着保持が解除される。 First, the application of DC voltage to the electrode 109 provided on the electrostatic chuck 502 is stopped, and the edge ring Fb is released from its suction hold.
次いで、全ての昇降ピン504の上昇が行われ、ウェハ支持台500から昇降ピン504の上端部へ、エッジリングFbが受け渡される。その後、全ての昇降ピン504の上昇が継続され、ウェハ支持台500から昇降ピン504のカバーリング支持部504bへ、カバーリングCbが受け渡される。 Next, all lift pins 504 are raised, and the edge ring Fb is transferred from the wafer support table 500 to the upper ends of the lift pins 504. After that, all lift pins 504 continue to be raised, and the cover ring Cb is transferred from the wafer support table 500 to the cover ring support portion 504b of the lift pins 504.
続いて、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、搬送アーム71が挿入される。そして、ウェハ支持台500の環状部材載置面と、昇降ピン504のカバーリング支持部504bに支持されたカバーリングCbとの間に、搬送アーム71が移動される。これにより、図24と同様な状態となる。 Then, the transfer arm 71 is inserted into the depressurized plasma processing chamber 100 through the loading/unloading port (not shown). The transfer arm 71 is then moved between the annular member mounting surface of the wafer support table 500 and the cover Cb supported by the cover support portion 504b of the lift pin 504. This results in a state similar to that shown in Figure 24.
次いで、全ての昇降ピン504の下降が行われ、カバーリング支持部504bから搬送アーム71へ、カバーリングCbが受け渡される。これにより、図23と同様な状態となる。その後、全ての昇降ピン504の下降が継続され、昇降ピン504の上端から搬送アーム71に保持されたカバーリングCbへ、エッジリングFbが受け渡される。これにより、図22と同様な状態となる。続いて、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Fb及びカバーリングCbが、処理モジュール60外へ搬出される。
これで、エッジリングFb及びカバーリングCbを同時に取り外す一連の処理が完了する。
Next, all of the lift pins 504 are lowered, and the covering ring Cb is transferred from the covering ring support portion 504b to the transfer arm 71. This results in a state similar to that shown in FIG. 23. Thereafter, all of the lift pins 504 continue to be lowered, and the edge ring Fb is transferred from the upper ends of the lift pins 504 to the covering ring Cb held by the transfer arm 71. This results in a state similar to that shown in FIG. 22. Next, the transfer arm 71 is extracted from the plasma processing chamber 100, and the edge ring Fb and covering ring Cb are transferred out of the processing module 60.
This completes the series of processes for simultaneously removing the edge ring Fb and the cover ring Cb.
次に、エッジリングFb単体の取り外し処理の一例について、図25~図27を用いて説明する。図25~図27は、上記処理中のウェハ支持台500の周囲の状態を示す図である。
まず、静電チャック502に設けられた電極109への直流電圧の印加が停止され、エッジリングFbの吸着保持が解除される。
Next, an example of the process of removing the edge ring Fb alone will be described with reference to Figures 25 to 27. Figures 25 to 27 are diagrams showing the state around the wafer support table 500 during the above process.
First, the application of the DC voltage to the electrode 109 provided on the electrostatic chuck 502 is stopped, and the edge ring Fb is released from the chuck.
次いで、全ての昇降ピン504の上昇が行われ、図25に示すように、ウェハ支持台500から昇降ピン504の上端部へ、エッジリングFbが受け渡される。この際、昇降ピン504の上昇は、ウェハ支持台500から昇降ピン504のカバーリング支持部504bへカバーリングCbが受け渡されない範囲、または、カバーリング支持部504bへ受け渡されたカバーリングCbの高さ位置がプラズマ処理チャンバ100内での搬送アーム71の高さ位置より高くならない範囲で行われる。 Next, all lift pins 504 are raised, and the edge ring Fb is transferred from the wafer support table 500 to the upper ends of the lift pins 504, as shown in FIG. 25. At this time, the lift pins 504 are raised to a level that prevents the covering Cb from being transferred from the wafer support table 500 to the covering support portions 504b of the lift pins 504, or such that the height position of the covering Cb transferred to the covering support portions 504b does not exceed the height position of the transfer arm 71 within the plasma processing chamber 100.
続いて、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、搬送アーム71が挿入される。そして、図26に示すように、ウェハ支持台500の環状部材載置面及びカバーリングCbと、昇降ピン504の上端部に支持されたエッジリングFbとの間に、搬送アーム71が移動される。 Then, the transfer arm 71 is inserted into the depressurized plasma processing chamber 100 through the loading/unloading port (not shown). Then, as shown in FIG. 26, the transfer arm 71 is moved between the annular member mounting surface and cover ring Cb of the wafer support table 500 and the edge ring Fb supported on the upper ends of the lift pins 504.
次いで、全ての昇降ピン504の下降が行われ、図27に示すように、昇降ピン504の上端から搬送アーム71へ、エッジリングFbが受け渡される。続いて、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Fb単体が、処理モジュール60外へ搬出される。
これで、一連の、エッジリングFb単体の取り外し処理が完了する。
27 , all of the lift pins 504 are lowered, and the edge ring Fb is transferred from the upper ends of the lift pins 504 to the transfer arm 71. Subsequently, the transfer arm 71 is extracted from the plasma processing chamber 100, and the edge ring Fb alone is transferred out of the processing module 60.
This completes the series of processes for removing the edge ring Fb alone.
次に、エッジリングFb単体の取り付け処理の一例について説明する。
まず、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Fb単体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500の環状部材載置面及び当該環状部材載置面に載置されたカバーリングCbの上方へ、エッジリングFb単体が搬送アーム71によって搬送される。これにより、図27と同様な状態となる。
Next, an example of a process for attaching the edge ring Fb alone will be described.
First, the transfer arm 71 holding the edge ring Fb alone is inserted through a transfer port (not shown) into the depressurized plasma processing chamber 100 of the processing module 60 to be attached. Then, the edge ring Fb alone is transferred by the transfer arm 71 above the annular member mounting surface of the wafer support table 500 and the cover ring Cb mounted on the annular member mounting surface. This results in a state similar to that shown in FIG.
次いで、全ての昇降ピン504の上昇が行われ、エッジリングFbが、搬送アーム71から、カバーリングCbの貫通孔Cb2を通過した昇降ピン504の上端部へ、受け渡される。このとき、エッジリングFbの外周部の底面に設けられた凹部Fb2に、昇降ピン504の上端部が収まり、エッジリングFbは、凹部Fb2を形成する凹面Fb2aと昇降ピン504の凸面504aにより、昇降ピン504に対して位置決めされる。これにより、図26と同様な状態となる。
なお、昇降ピン504の上昇は、カバーリングCbがウェハ支持台500から昇降ピン504のカバーリング支持部504bへ受け渡されない範囲、または、カバーリング支持部504bへ受け渡されたカバーリングCbが搬送アーム71と干渉しない範囲で行われる。
Next, all of the lift pins 504 are raised, and the edge ring Fb is transferred from the transfer arm 71 to the upper ends of the lift pins 504 that have passed through the through holes Cb2 of the cover ring Cb. At this time, the upper ends of the lift pins 504 fit into the recesses Fb2 provided in the bottom surface of the outer periphery of the edge ring Fb, and the edge ring Fb is positioned relative to the lift pins 504 by the recesses Fb2a that form the recesses Fb2 and the convex surfaces 504a of the lift pins 504. This results in a state similar to that shown in FIG.
The lifting pins 504 are raised to a range in which the cover Cb is not transferred from the wafer support table 500 to the cover support portion 504b of the lifting pins 504, or in a range in which the cover Cb transferred to the cover support portion 504b does not interfere with the transport arm 71.
続いて、搬送アーム71のプラズマ処理チャンバ100からの抜き出しと、昇降ピン504の下降が行われ、これにより、エッジリングFbが、ウェハ支持台500の環状部材載置面に載置される。
その後、静電チャック502に設けられた電極109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Fbが吸着保持される。
これで、一連の、エッジリングFb単体の取り付け処理が完了する。
Subsequently, the transfer arm 71 is removed from the plasma processing chamber 100 and the lift pins 504 are lowered, whereby the edge ring Fb is placed on the annular member placement surface of the wafer support table 500 .
Thereafter, a DC voltage is applied from a DC power supply (not shown) to the electrode 109 provided on the electrostatic chuck 502, and the edge ring Fb is attracted and held by the electrostatic force generated thereby.
This completes the series of steps for attaching the edge ring Fb alone.
本実施形態によれば、エッジリングFbとカバーリングCbとを同時に交換することができるため、これらの交換に要する時間をより短縮することができる。また、エッジリングFbを昇降させる機構と、カバーリングCbを昇降させる機構とを別々に設ける必要がないため、低コスト化・省スペース化を図ることができる。 According to this embodiment, the edge ring Fb and cover ring Cb can be replaced simultaneously, further reducing the time required for their replacement. Furthermore, there is no need to provide separate mechanisms for raising and lowering the edge ring Fb and for raising and lowering the cover ring Cb, which reduces costs and saves space.
さらに、本実施形態によれば、エッジリングFb及びカバーリングCbの同時交換とエッジリングFb単体での交換とを選択的に行うことができる。また、いずれの交換でも、少なくともエッジリングFbを、その搬送精度によらず、ウェハ支持台500に対して位置決めして載置することができる。 Furthermore, according to this embodiment, it is possible to selectively replace the edge ring Fb and cover ring Cb simultaneously or replace the edge ring Fb alone. Furthermore, in either case of replacement, at least the edge ring Fb can be positioned and placed on the wafer support table 500 regardless of its transport accuracy.
なお、本実施形態では、エッジリングFb及びカバーリングCbのうち、エッジリングFbのみウェハ支持台500から取り外し済みであれば、図28に示すように、昇降ピン504でカバーリングCbのみを支持可能である。昇降ピン504でカバーリングCbのみを支持可能であれば、昇降ピン504と搬送アーム71とを協働させることにより、カバーリングCb単体の取り付け及び取り外しを行うことができる。 In this embodiment, if only the edge ring Fb of the edge ring Fb and the cover ring Cb has been removed from the wafer support table 500, then the lift pins 504 can support only the cover ring Cb, as shown in FIG. 28. If only the cover ring Cb can be supported by the lift pins 504, then the lift pins 504 and the transport arm 71 can cooperate to attach and remove the cover ring Cb alone.
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。 Various exemplary embodiments have been described above, but the present invention is not limited to the exemplary embodiments described above, and various additions, omissions, substitutions, and modifications may be made. Furthermore, elements from different embodiments can be combined to form other embodiments.
以上の実施形態に加え、さらに以下の付記を開示する。
[付記1]
基板が載置される基板載置面と、
基板載置面に保持された基板を囲むように環状部材が載置される環状部材載置面と、
環状部材載置面から突出可能に構成され、環状部材載置面からの突出量を調整自在に昇降する、3本以上の昇降ピンと、
昇降ピンを昇降させる昇降機構と、を有し、
前記環状部材の底面における昇降ピンそれぞれに対応する位置に、上方に凹む凹面から形成される凹部が設けられており、
昇降ピンの上端部の曲率は、凹部の曲率よりも大きい基板支持台。
[付記2]
平面視において、凹部の開口部は環状部材載置面の上方への環状部材の搬送誤差より大きい、付記1に記載の基板支持台。
[付記3]
昇降機構は、昇降ピンをそれぞれ独立して昇降させる、付記1または2に記載の基板支持台。
In addition to the above-described embodiments, the following supplementary notes are also disclosed.
[Appendix 1]
a substrate mounting surface on which a substrate is placed;
an annular member mounting surface on which an annular member is mounted so as to surround the substrate held on the substrate mounting surface;
three or more lifting pins configured to be able to protrude from the annular member mounting surface and lifting and lowering the pins so that the amount of protrusion from the annular member mounting surface can be adjusted;
a lifting mechanism for lifting and lowering the lifting pins,
a recess formed from an upwardly recessed surface is provided on the bottom surface of the annular member at a position corresponding to each of the lift pins,
The substrate support base has a curvature at the top end of the lift pin that is greater than the curvature of the recess.
[Appendix 2]
2. The substrate support base according to claim 1, wherein, in a plan view, the opening of the recess is larger than the transport error of the annular member above the annular member mounting surface.
[Appendix 3]
3. The substrate support table according to claim 1, wherein the lifting mechanism independently raises and lowers the lifting pins.
70 搬送装置
71 搬送アーム
101 ウェハ支持台
104a 上面
104b 上面
107 昇降ピン
107a 凸面
114 昇降機構
160 昇降ピン
161 上端部
200 ウェハ支持台
203a 上面
205 昇降ピン
205a 凸面
300 ウェハ支持台
400 ウェハ支持台
402a 上面
403a 上面
405 昇降ピン
405a 凸面
C カバーリング
C1 凹部
C1a 凹面
Ca カバーリング
Ca2 凹部
Ca2a 凹面
F エッジリング
F1 凹部
F1a 凹面
Fa エッジリング
W ウェハ
70 Transfer device 71 Transfer arm 101 Wafer support table 104a Upper surface 104b Upper surface 107 Lifting pins 107a Convex surface 114 Lifting mechanism 160 Lifting pins 161 Upper end 200 Wafer support table 203a Upper surface 205 Lifting pins 205a Convex surface 300 Wafer support table 400 Wafer support table 402a Upper surface 403a Upper surface 405 Lifting pins 405a Convex surface C Covering ring C1 Recessed portion C1a Concave surface Ca Covering ring Ca2 Recessed portion Ca2a Concave surface F Edge ring F1 Recessed portion F1a Concave surface Fa Edge ring W Wafer
Claims (17)
前記基板載置面に保持された基板を囲むように配置されるエッジリングと、
前記エッジリングの外側面を覆うカバーリングと、
前記エッジリング及び前記カバーリングを昇降させる3本以上のリフタと、
前記リフタを昇降させる昇降機構と、を有し、
前記エッジリングの底面における前記リフタそれぞれに対応する位置に凹部が形成されており、
平面視において、前記凹部は前記リフタの上端部より大きく、
前記カバーリングには、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第1の貫通孔が形成され、
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する、基板支持台。 a substrate mounting surface;
an edge ring disposed to surround the substrate held on the substrate mounting surface;
a cover ring covering an outer surface of the edge ring;
three or more lifters for raising and lowering the edge ring and the cover ring ;
a lifting mechanism for lifting and lowering the lifter,
a recess is formed in a bottom surface of the edge ring at a position corresponding to each of the lifters,
In a plan view, the recess is larger than an upper end of the lifter ,
a first through hole is formed in the cover ring, the first through hole reaching the recess of the edge ring through which the lifter is inserted ;
The lifter has an edge ring support portion at an upper end thereof that engages with the recess of the edge ring and supports the edge ring, and a cover ring support portion below the edge ring support portion that supports the cover ring.
前記基板載置面に保持された基板を囲むように配置されるエッジリングと、
前記エッジリングの下方に配置されるカバーリングであって、前記エッジリングの外側面を覆い、前記エッジリングと外周部において平面視で重複する、前記カバーリングと、
前記エッジリング及び前記カバーリングを昇降させる3本以上のリフタと、
前記リフタを昇降させる昇降機構と、を有し、
前記エッジリングと前記カバーリングとが重複する位置に、前記エッジリングと前記カバーリングが係合する係合部が設けられ、
前記エッジリングの底面における前記リフタそれぞれに対応する位置に凹部が形成されており、
平面視において、前記凹部は前記リフタの上端部より大きく、
前記カバーリングには、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第1の貫通孔が形成され、
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する、基板支持台。 a substrate mounting surface;
an edge ring disposed to surround the substrate held on the substrate mounting surface;
a cover ring disposed below the edge ring, the cover ring covering an outer surface of the edge ring and overlapping an outer periphery of the edge ring in a plan view;
three or more lifters for raising and lowering the edge ring and the cover ring;
a lifting mechanism for lifting and lowering the lifter,
an engaging portion at which the edge ring and the cover ring engage with each other is provided at a position where the edge ring and the cover ring overlap each other;
a recess is formed in a bottom surface of the edge ring at a position corresponding to each of the lifters,
In a plan view, the recess is larger than an upper end of the lifter,
a first through hole is formed in the cover ring, the first through hole reaching the recess of the edge ring through which the lifter is inserted;
The lifter has an edge ring support portion at an upper end thereof that engages with the recess of the edge ring and supports the edge ring, and a cover ring support portion below the edge ring support portion that supports the cover ring .
前記第2の貫通孔の内部に設けられ、前記リフタの移動方向を上下方向に規定するガイドを有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の基板支持台。 a second through hole communicating with the first through hole and through which the lifter is inserted is formed;
4. The substrate support table according to claim 1, further comprising a guide provided inside the second through-hole for defining a moving direction of the lifter in an up-down direction .
前記連結部は、上方に向けて細くなる錐台状に形成されている、請求項1~5のいずれか1項に記載の基板支持台。 the lifter has a columnar portion thicker than the upper end portion and a connecting portion connecting the upper end portion and the columnar portion,
6. The substrate support table according to claim 1, wherein the connecting portion is formed in a truncated cone shape tapering upward.
前記カバーリング支持部は、上方に向けて細くなるように形成されている、請求項8に記載の基板支持台。 a lower opening of the first through hole of the cover ring is formed to widen downward;
The substrate support table according to claim 8 , wherein the cover ring support portion is formed to taper upward.
前記エッジリングと前記カバーリングの少なくともいずれかを支持する支持部を有し、前記処理容器へ前記支持部を挿抜させて前記処理容器に対して前記エッジリングと前記カバーリングの少なくともいずれかを搬入出させる搬送装置と、
前記昇降機構及び前記搬送装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記支持部に支持された前記エッジリングと前記カバーリングの少なくともいずれかを搬送する工程と、
前記リフタを上昇させ、前記支持部から前記リフタへ前記エッジリングと前記カバーリングの少なくともいずれかを受け渡す工程と、
前記支持部の退避後、前記リフタを下降させ、前記基板載置面の周囲に前記エッジリングと前記カバーリングの少なくともいずれかを配置する工程と、が実行されるように、前記昇降機構及び前記搬送装置を制御する、プラズマ処理システム。 a plasma processing apparatus comprising: the substrate support table according to any one of claims 1 to 12; and a processing container in which the substrate support table is provided and which is configured to be decompressible, the plasma processing apparatus performing plasma processing on a substrate on the substrate support table;
a transfer device having a support part for supporting at least one of the edge ring and the cover ring, and inserting and removing the support part into and from the processing vessel to transfer at least one of the edge ring and the cover ring into and out of the processing vessel;
a control device that controls the lifting mechanism and the transport device,
The control device
a step of transporting at least one of the edge ring and the cover ring supported by the support portion;
a step of lifting the lifter and transferring at least one of the edge ring and the cover ring from the support portion to the lifter;
and controlling the lifting mechanism and the transport device so as to perform a process of lowering the lifter after the support part has been retracted, and placing at least one of the edge ring and the cover ring around the substrate mounting surface .
前記受け渡す工程は、前記リフタを上昇させ、前記支持部に支持された前記カバーリングから前記リフタの前記エッジリング支持部に前記エッジリングを受け渡すと共に、前記支持部から前記リフタの前記カバーリング支持部に前記カバーリングを受け渡し、
前記配置する工程は、前記リフタを下降させ、前記基板載置面の周囲に前記エッジリング及び前記カバーリングを配置する、請求項13に記載のプラズマ処理システム。 The conveying step includes conveying the cover ring supporting the edge ring, the cover ring being supported by the support portion;
the transferring step includes lifting the lifter, transferring the edge ring from the cover ring supported by the support portion to the edge ring support portion of the lifter, and transferring the cover ring from the support portion to the cover ring support portion of the lifter;
14. The plasma processing system of claim 13, wherein the placing step lowers the lifter to place the edge ring and the cover ring around the periphery of the substrate mounting surface .
前記受け渡す工程は、前記リフタを上昇させ、前記支持部から前記リフタの前記エッジリング支持部に前記エッジリングを受け渡し、
前記配置する工程は、前記リフタを下降させ、前記カバーリングが配置された前記基板載置面の周囲に前記エッジリングを配置する、請求項13に記載のプラズマ処理システム。 The transporting step includes transporting the edge ring supported by the support portion;
the transferring step includes lifting the lifter and transferring the edge ring from the support portion to the edge ring support portion of the lifter;
14. The plasma processing system of claim 13, wherein the placing step lowers the lifter to place the edge ring around the periphery of the substrate mounting surface on which the cover ring is placed.
前記基板支持台は、
基板載置面と、
前記基板載置面に保持された基板を囲むように配置されるエッジリングと、
前記エッジリングの外側面を覆うカバーリングと、
前記エッジリング及び前記カバーリングを昇降させる3本以上のリフタと、
前記リフタを昇降させる昇降機構と、を有し、
前記カバーリングの底面における前記リフタそれぞれに対応する位置に凹部が形成されており、
平面視において、前記凹部は前記リフタの上端部より大きく、
前記エッジリングと前記カバーリングの少なくともいずれかを支持する支持部を有し、前記処理容器へ前記支持部を挿抜させて前記処理容器に対して前記エッジリングと前記カバーリングの少なくともいずれかを搬入出させる搬送装置と、
前記昇降機構及び前記搬送装置を制御する制御装置と、をさらに備え、
前記搬送装置の前記支持部は、前記エッジリングの内径より大径の治具を支持可能に構成され、
前記治具を昇降させる別のリフタと、
前記別のリフタを昇降させる別の昇降機構と、をさらに備え、
前記制御装置は、
前記リフタを上昇させ、前記エッジリングを支持した前記カバーリングを、前記基板載置面の周囲から前記リフタへ受け渡す工程と、
前記基板載置面と、前記エッジリングを支持した前記カバーリングとの間に、前記支持部に支持された前記治具を移動させる工程と、
前記別のリフタを上昇させ、前記支持部から前記別のリフタへ前記治具を受け渡す工程と、
前記支持部の退避後、前記リフタと前記別のリフタとを相対的に移動させ、前記カバーリングから前記治具へ前記エッジリングを受け渡す工程と、
前記リフタのみを下降させ、前記基板載置面の周囲に前記カバーリングを配置する工程と、
前記カバーリングと、前記エッジリングを支持した前記治具との間に、前記支持部を移動させた後、前記別のリフタを下降させ、前記エッジリングを支持した前記治具を、前記別のリフタから前記支持部を受け渡す工程と、
前記支持部を前記処理容器から抜き出し、前記エッジリングを支持した前記治具を、前記処理容器から搬出する工程と、が実行されるように、前記昇降機構、前記搬送装置及び前記別の昇降機構を制御する、プラズマ処理システム。 a plasma processing apparatus including a substrate support table and a processing container in which the substrate support table is provided and which is configured to be decompressible, the plasma processing apparatus performing plasma processing on a substrate placed on the substrate support table;
The substrate support table includes:
a substrate mounting surface;
an edge ring disposed to surround the substrate held on the substrate mounting surface;
a cover ring covering an outer surface of the edge ring;
three or more lifters for raising and lowering the edge ring and the cover ring;
a lifting mechanism for lifting and lowering the lifter,
a recess is formed in a bottom surface of the cover ring at a position corresponding to each of the lifters;
In a plan view, the recess is larger than an upper end of the lifter,
a transfer device having a support part for supporting at least one of the edge ring and the cover ring, and inserting and removing the support part into and from the processing vessel to transfer at least one of the edge ring and the cover ring into and out of the processing vessel;
a control device that controls the lifting mechanism and the transport device,
the support portion of the transport device is configured to be able to support a jig having a diameter larger than an inner diameter of the edge ring,
Another lifter that raises and lowers the jig;
and a separate lifting mechanism for lifting and lowering the separate lifter.
The control device
raising the lifter and transferring the cover ring supporting the edge ring from the periphery of the substrate mounting surface to the lifter;
moving the jig supported by the support portion between the substrate mounting surface and the cover ring supporting the edge ring;
a step of lifting the other lifter and transferring the jig from the support portion to the other lifter;
a step of moving the lifter and the other lifter relatively after the support portion is retracted, and transferring the edge ring from the cover ring to the jig;
lowering only the lifter and placing the cover ring around the substrate mounting surface;
a step of moving the support portion between the cover ring and the jig supporting the edge ring, and then lowering the other lifter to transfer the jig supporting the edge ring to the support portion from the other lifter;
and controlling the lifting mechanism, the transport device, and the separate lifting mechanism so as to perform the steps of: extracting the support from the processing vessel, and carrying the jig supporting the edge ring out of the processing vessel .
前記プラズマ処理装置は、
減圧可能に構成された処理容器と、
前記処理容器の内部に設けられた基板支持台と、を有し、
前記基板支持台は、
基板載置面と、
前記基板載置面に保持された基板を囲むように配置されるエッジリングと、
前記エッジリングの外側面を覆うカバーリングと、
前記エッジリング及び前記カバーリングを昇降させる3本以上のリフタと、
前記リフタを昇降させる昇降機構と、を有し、
前記エッジリングの底面における前記リフタそれぞれに対応する位置に凹部が形成されており、
平面視において、前記凹部は前記リフタの上端部より大きく、
当該取り付け方法は、
搬送装置の支持部に支持された前記エッジリングと前記カバーリングの少なくともいずれかを搬送する工程と、
前記リフタを上昇させ、前記支持部から前記リフタへ前記エッジリングと前記カバーリングの少なくともいずれかを受け渡す工程と、
前記支持部の退避後、前記リフタを下降させ、前記基板載置面の周囲に前記エッジリングと前記カバーリングの少なくともいずれかを配置する工程と、を含み、
前記カバーリングには、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が形成され、
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する、環状部材の取り付け方法。 1. A method for installing an annular member in a plasma processing apparatus, comprising:
The plasma processing apparatus includes:
a processing container configured to be decompressible;
a substrate support table provided inside the processing chamber,
The substrate support table includes:
a substrate mounting surface;
an edge ring disposed to surround the substrate held on the substrate mounting surface;
a cover ring covering an outer surface of the edge ring;
three or more lifters for raising and lowering the edge ring and the cover ring;
a lifting mechanism for lifting and lowering the lifter,
a recess is formed in a bottom surface of the edge ring at a position corresponding to each of the lifters,
In a plan view, the recess is larger than an upper end of the lifter,
The installation method is as follows:
a step of transporting at least one of the edge ring and the cover ring supported by a support portion of a transport device;
a step of lifting the lifter and transferring at least one of the edge ring and the cover ring from the support portion to the lifter;
after the support part is retracted, lowering the lifter and placing at least one of the edge ring and the cover ring around the periphery of the substrate mounting surface,
a through hole is formed in the cover ring, the through hole reaching the recess of the edge ring through which the lifter is inserted;
A method for attaching an annular member, wherein the lifter has an edge ring support portion at its upper end that engages with the recess of the edge ring and supports the edge ring, and a cover ring support portion below the edge ring support portion that supports the cover ring .
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