JP2001230239A - Apparatus and method for treating - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
被処理基板を処理する処理装置及び処理方法に係り、更
に詳細には、被処理基板上に形成された酸化膜や絶縁膜
をエッチングする処理装置及び処理方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a processing apparatus and a processing method for processing a substrate such as a semiconductor wafer, and more particularly, to etching an oxide film or an insulating film formed on the substrate. The present invention relates to a processing device and a processing method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、半導体ウエハ等の被処理基板
に処理を施す処理装置、例えば、プラズマエッチング装
置などのエッチング処理装置では、ウエハＷを載置する
サセプタ上にフォーカスリングと呼ばれる円環状の部材
である保護リングを配設することにより、電界をサセプ
タの中心付近に集中させ、処理チャンバ内で発生するプ
ラズマがサセプタ上に載置されたウエハＷに集中的に作
用するようにして処理している。2. Description of the Related Art Conventionally, in a processing apparatus for processing a substrate to be processed such as a semiconductor wafer, for example, an etching processing apparatus such as a plasma etching apparatus, an annular ring called a focus ring is placed on a susceptor on which a wafer W is mounted. By disposing a protective ring as a member, the electric field is concentrated near the center of the susceptor, and the processing is performed such that the plasma generated in the processing chamber acts intensively on the wafer W mounted on the susceptor. ing.
【０００３】図１３は代表的なプラズマ処理装置の処理
チャンバ内を模式的に示した垂直断面図である。FIG. 13 is a vertical sectional view schematically showing the inside of a processing chamber of a typical plasma processing apparatus.
【０００４】図１３に示したように、処理チャンバ１０
０内のサセプタ１０１上には円環状の保護リング１０２
が配設されており、この保護リング１０２は１枚の円盤
状部材として構成されている。図１３に示したように保
護リング１０２はサセプタ１０１上に載置されたウエハ
Ｗの外周を包囲するようになっており、処理時にはプラ
ズマに対して暴露される。そのため、複数枚のウエハＷ
について連続的に処理を行なうと、衝突するプラズマの
ために保護リング１０２自身もその表面がエッチングさ
れ、保護リングの厚さが薄くなる。[0004] As shown in FIG.
An annular protective ring 102 is provided on the susceptor 101
The protection ring 102 is configured as one disk-shaped member. As shown in FIG. 13, the protection ring 102 surrounds the outer periphery of the wafer W placed on the susceptor 101, and is exposed to plasma during processing. Therefore, a plurality of wafers W
, The surface of the protective ring 102 itself is also etched by the impinging plasma, and the thickness of the protective ring becomes thin.
【０００５】保護リングの厚さが薄くなると、電界をサ
セプタの中心付近に集中させる効果が弱くなり、エッチ
ング処理する速度が低下したり、チャージアップダメー
ジと呼ばれる現象が起る。このチャージアップダメージ
とは、保護リングの厚さが薄くなることによりサセプタ
に載置されたウエハＷ表面付近の電位分布が不均一とな
る現象である。このチャージアップダメージが発生する
とプラズマやエッチャントイオンがウエハＷ面内で不均
一に分布し、エッチングなどの処理がウエハＷ面内で均
一に行なわれなくなり収率が低下するという問題を招
く。[0005] When the thickness of the protective ring is reduced, the effect of concentrating the electric field near the center of the susceptor is weakened, and the etching speed is reduced and a phenomenon called charge-up damage occurs. The charge-up damage is a phenomenon in which the potential distribution near the surface of the wafer W placed on the susceptor becomes non-uniform due to the thinning of the protective ring. When the charge-up damage occurs, plasma and etchant ions are non-uniformly distributed in the surface of the wafer W, and a process such as etching is not performed uniformly in the surface of the wafer W, which causes a problem that the yield is reduced.
【０００６】そのため処理時間の合計が一定の時間に達
すると保護リングの消耗状態の如何に関わらず保護リン
グを新品に取り替える方法が採用されているが、この方
法では交換の必要のない保護リングまで新品に交換する
こととなるので、無駄が多いという問題がある。特に、
保護リング自体が高価であるため、交換する必要のない
保護リングまで一律に新品に交換すると処理装置のラン
ニングコストが上昇し、ひいては半導体製品の製造コス
トも上昇するという製造コスト上の問題がある。For this reason, a method is employed in which the protection ring is replaced with a new one when the total processing time reaches a certain time irrespective of the state of wear of the protection ring. There is a problem that there is a lot of waste because it has to be replaced with a new one. In particular,
Since the protection ring itself is expensive, there is a problem in manufacturing cost that if the protection ring that does not need to be replaced is replaced with a new one uniformly, the running cost of the processing apparatus increases, and the manufacturing cost of semiconductor products also increases.
【０００７】更に、保護リングの消耗状態と無関係に交
換すると保守管理の無駄が多く、製造効率が低下すると
いう製造工程上の問題もある。Further, if the protective ring is replaced irrespective of the wear state of the protection ring, there is a problem in the manufacturing process that maintenance management is wasteful and manufacturing efficiency is reduced.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の問
題を解決するためになされた発明である。即ち本発明
は、複数枚の被処理基板を連続的に処理してもチャージ
アップダメージが起らず、処理の順番で処理後の被処理
基板の品質のばらつきがないプラズマ処理装置及びプラ
ズマ処理方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. That is, the present invention provides a plasma processing apparatus and a plasma processing method in which charge-up damage does not occur even when a plurality of substrates to be processed are continuously processed, and there is no variation in the quality of the substrates to be processed in the processing order. The purpose is to provide.
【０００９】更に本発明は、被処理基板の全体にわたっ
て均一な処理をすることのできるプラズマ処理装置及び
プラズマ処理方法を提供することを目的とする。Another object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of performing a uniform processing over the entire substrate to be processed.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の処理装置は、略
真空下で被処理基体に処理を施す処理チャンバと、前記
被処理基体に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、前
記被処理基体を載置するサセプタと、前記サセプタ上に
載置された被処理基体の外周縁部を包囲する保護リング
と、前記保護リングの上面の高さを検出する検出手段
と、前記検出した高さに基づいて、前記保護リングの高
さを調節する高さ調節手段と、を具備する。According to the present invention, there is provided a processing apparatus for processing a substrate to be processed under substantially vacuum, a processing gas supply system for supplying a processing gas to the substrate, and a processing gas supply system for supplying a processing gas to the substrate. A susceptor for mounting the substrate, a protection ring surrounding an outer peripheral edge of the substrate to be processed mounted on the susceptor, a detection unit for detecting a height of an upper surface of the protection ring, and the detected height And height adjustment means for adjusting the height of the protection ring based on the above.
【００１１】この処理装置において、前記検出手段とし
て、前記保護リング上面に略垂直に光を照射する発光部
と、前記光の反射光を検出する受光部とを備えた縦型光
モニタが挙げられる。In this processing apparatus, as the detecting means, a vertical light monitor including a light emitting portion for irradiating light substantially vertically to the upper surface of the protection ring and a light receiving portion for detecting reflected light of the light can be cited. .
【００１２】また、前記検出手段は、前記保護リング上
面に平行に光を照射する発光部と、前記保護リングに関
して前記発光部と対向する位置に配設され、前記光を検
出する受光部とを備えた水平型光モニタであることを特
徴とする処理装置。[0012] The detecting means may include a light emitting unit for irradiating light parallel to the upper surface of the protection ring, and a light receiving unit disposed at a position facing the light emitting unit with respect to the protection ring and detecting the light. A processing device comprising a horizontal optical monitor provided with the processing device.
【００１３】更に前記検出手段として、レーザー光線の
入射光と反射光との干渉を利用して保護リングの厚さを
測定するレーザー干渉モニタであってもよい。Further, the detection means may be a laser interference monitor for measuring the thickness of the protective ring by utilizing the interference between the incident light of the laser beam and the reflected light.
【００１４】上記の処理装置において、前記高さ調節手
段として、前記保護リングを昇降させるボールネジと、
このボールネジを回転駆動するステッピングモータとを
具備する機構が挙げられる。In the above processing apparatus, as the height adjusting means, a ball screw for raising and lowering the protection ring;
A mechanism including a stepping motor that rotationally drives the ball screw may be used.
【００１５】本発明の処理方法は、略真空状態に維持さ
れた処理チャンバ内で、保護リングに外周を包囲された
被処理基板上に処理ガスを供給することにより前記被処
理基板を処理する処理方法において、所定の時期に前記
保護リングの高さを調節し、前記被処理基板と前記保護
リング上面の高さとを同じ高さに維持した状態で被処理
基板の処理を行なうことを特徴とする。According to the processing method of the present invention, a processing gas is supplied to a substrate surrounded by a protective ring in a processing chamber maintained in a substantially vacuum state, thereby processing the substrate. In the method, the height of the protection ring is adjusted at a predetermined time, and the processing of the processing target substrate is performed while maintaining the height of the processing target substrate and the height of the protection ring upper surface at the same level. .
【００１６】本発明の他の処理方法は、略真空状態に維
持された処理チャンバ内で、保護リングに外周を包囲さ
れた被処理基板上に処理ガスを供給することにより前記
被処理基板を処理する処理方法において、前記保護リン
グ上面の高さをモニタリングし、前記被処理基板上面と
の高低差が所定値になったときに前記保護リングの高さ
を調節して前記被処理基板と同じ高さに維持しながら前
記被処理基板の処理を行なうことを特徴とする。According to another processing method of the present invention, a processing gas is supplied to a substrate surrounded by a protective ring in a processing chamber maintained in a substantially vacuum state to process the substrate. In the processing method, the height of the upper surface of the protection ring is monitored, and when the height difference from the upper surface of the substrate to be processed becomes a predetermined value, the height of the protection ring is adjusted to have the same height as the substrate to be processed. The processing of the substrate to be processed is carried out while maintaining the temperature.
【００１７】本発明の更に別の処理方法は、略真空状態
に維持された処理チャンバ内で、保護リングに外周を包
囲された被処理基板上に処理ガスを供給することにより
前記被処理基板を処理する処理方法において、前記被処
理基板の処理時間をモニタリングし、前記処理時間の積
算値が所定値になったときに前記保護リングの高さを調
節して前記被処理基板と同じ高さに維持しながら前記被
処理基板の処理を行なうことを特徴とする。According to still another processing method of the present invention, a processing gas is supplied to a substrate surrounded by a protective ring in a processing chamber maintained in a substantially vacuum state, thereby processing the substrate. In the processing method for processing, the processing time of the substrate to be processed is monitored, and when the integrated value of the processing time reaches a predetermined value, the height of the protection ring is adjusted to the same height as the substrate to be processed. The processing of the substrate to be processed is performed while maintaining.
【００１８】本発明の更に他の処理方法は、略真空状態
に維持された処理チャンバ内で、保護リングに外周を包
囲された被処理基板上に処理ガスを供給することにより
前記被処理基板を処理する処理方法において、酸素プラ
ズマクリーニング時に前記保護リングの高さを調節して
前記被処理基板と同じ高さに維持しながら前記被処理基
板の処理を行なうことを特徴とする。According to still another processing method of the present invention, a processing gas is supplied onto a processing substrate surrounded by a protection ring in a processing chamber maintained in a substantially vacuum state, whereby the processing substrate is processed. In the processing method, the processing of the substrate is performed while adjusting the height of the protection ring during oxygen plasma cleaning and maintaining the height of the protection ring at the same level as the substrate.
【００１９】本発明の更に別の処理方法は、略真空状態
に維持された処理チャンバ内で、保護リングに外周を包
囲された被処理基板上に処理ガスを供給することにより
前記被処理基板を処理する処理方法において、１ロット
の被処理基板の処理が終了する毎に前記保護リングの高
さを調節して前記被処理基板と同じ高さに維持しながら
前記被処理基板の処理を行なうことを特徴とする。According to still another processing method of the present invention, a processing gas is supplied onto a substrate surrounded by a protective ring in a processing chamber maintained in a substantially vacuum state, thereby processing the substrate. In the processing method, the height of the protection ring is adjusted each time the processing of one substrate to be processed is completed, and the processing of the substrate is performed while maintaining the same height as the substrate. It is characterized by.
【００２０】本発明では、サセプタ上に載置された被処
理基体の外周縁部を包囲する保護リングを昇降可能に支
持し、この保護リングの上面の高さを検出して、前記検
出した高さに基づいて前記保護リングの高さを調節する
構成にしているので、常に保護リング上面を前記被処理
基体の上面と同一平面上に維持することができる。その
ため保護リングが消耗しても、常に電界をサセプタ上に
載置された被処理基板の真上付近に集中させることがで
きる。更に被処理基板の外周縁と保護リングとの境界で
段差が形成されないのでチャージアップダメージが発現
せず、エッチャントイオンの流れが均一になり、被処理
基板の中心と外周縁付近との間でエッチング速度が均一
化される。According to the present invention, the protection ring surrounding the outer peripheral portion of the substrate to be processed placed on the susceptor is supported so as to be able to move up and down, and the height of the upper surface of the protection ring is detected, and the detected height is detected. Since the height of the protection ring is adjusted based on the height, the upper surface of the protection ring can always be kept flush with the upper surface of the substrate to be processed. Therefore, even if the protection ring is worn, the electric field can always be concentrated near the target substrate placed on the susceptor. Furthermore, since no step is formed at the boundary between the outer peripheral edge of the substrate to be processed and the protective ring, charge-up damage does not occur, the flow of the etchant ions becomes uniform, and etching is performed between the center of the substrate to be processed and the vicinity of the outer peripheral edge. Speed is equalized.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明の一実施形態について添付図面に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００２２】図１は本実施形態に係るプラズマエッチン
グ装置の概略構成を示した垂直断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view showing a schematic configuration of a plasma etching apparatus according to this embodiment.
【００２３】図１に示すように、このプラズマエッチン
グ装置１は、例えばアルミニウムやステンレス鋼により
筒状に成形された処理チャンバ２を有する。この処理チ
ャンバ２は接地されている。また処理チャンバ２の外周
には複数個の円柱型永久磁石を円周状に配設したダイポ
ールリングマグネット（ＤＲＭ）が配設されており（図
示省略）、このＤＲＭを回転させることにより回転磁場
を処理チャンバ内の空間に形成させることができるよう
になっている。As shown in FIG. 1, the plasma etching apparatus 1 has a processing chamber 2 formed of, for example, aluminum or stainless steel in a cylindrical shape. This processing chamber 2 is grounded. A dipole ring magnet (DRM) in which a plurality of columnar permanent magnets are circumferentially arranged (not shown) is provided on the outer periphery of the processing chamber 2, and a rotating magnetic field is generated by rotating this DRM. It can be formed in the space inside the processing chamber.
【００２４】処理チャンバ２の天井２Ｂは、絶縁部材３
を介して処理チャンバ本体側に接続されており、この天
井２Ｂにはサセプタ３０に対向させて平らな中空構造の
シャワーへッド４が配設されている。このシャワーヘッ
ド４下面のガス噴射面には、このシャワーヘッド４内に
導入された処理ガスやプラズマガスを処理空間Ｓ、即ち
シャワーヘッド４下面とサセプタ３０上面との間に形成
される空間に向けて吐出する複数の吐出孔５，５，…が
穿孔されている。The ceiling 2B of the processing chamber 2 is
The ceiling 2B is provided with a flat hollow shower head 4 facing the susceptor 30 via the ceiling 2B. The processing gas or plasma gas introduced into the shower head 4 is directed toward the processing space S, that is, the space formed between the lower surface of the shower head 4 and the upper surface of the susceptor 30 on the gas ejection surface on the lower surface of the shower head 4. Are ejected.
【００２５】このシャワーヘッド４は、導電性材料、例
えば表面がアルマイト処理されたアルミニウムや表面処
理されたステンレス鋼などにより形成されて上部電極を
構成し、その途中にはマッチング回路６を介在させた給
電線７を介して、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電圧
を印加できるようになっている。The shower head 4 is made of a conductive material, for example, anodized aluminum or surface-treated stainless steel, and constitutes an upper electrode. A matching circuit 6 is interposed in the upper electrode. A high frequency voltage of, for example, 13.56 MHz can be applied via the power supply line 7.
【００２６】シャワーヘッド４の下端周辺部には、上部
電極に発生する高周波電界を内側の電極面に集めるため
の断面Ｌ字状のシールドリング８がシャワーヘッド４の
周方向に沿って形成されている。At the periphery of the lower end of the showerhead 4, a shield ring 8 having an L-shaped cross section for collecting a high-frequency electric field generated at the upper electrode on the inner electrode surface is formed along the circumferential direction of the showerhead 4. I have.
【００２７】シャワーヘッド４上部のガス導入口４１に
は、ガス導入管４２が接続されている。このガス導入管
４２は複数に分岐されており、プラズマガスとしてのＡ
ｒガスを貯留するＡｒガス源４３、処理ガスとしてＣＨ
Ｆ3とＣＨ4のエッチングガスを貯留するエッチングガス
源４４，４５がそれぞれ接続されている。これらの各ガ
スは、途中に介設したマスフローコントローラ４６や開
閉弁４７により流量が制御されつつ供給される。A gas introduction pipe 42 is connected to the gas introduction port 41 above the shower head 4. The gas introduction pipe 42 is branched into a plurality of pieces, and A
Ar gas source 43 for storing r gas, CH gas as processing gas
Etching gas sources 44 and 45 for storing the etching gas of F 3 and CH 4 are connected respectively. Each of these gases is supplied while its flow rate is controlled by a mass flow controller 46 and an opening / closing valve 47 provided on the way.
【００２８】処理チャンバ２の側壁の一部には、サセプ
タ３０を降下させた位置に対応してウエハ搬出入口２３
が配設されており、ここに真空引き可能に構成された移
載室２６との間を連通・遮断するゲートバルブ２５が配
設されている。A part of the side wall of the processing chamber 2 has a wafer loading / unloading port 23 corresponding to the position where the susceptor 30 is lowered.
Is disposed, and a gate valve 25 for communicating with and shutting off a transfer chamber 26 configured to be evacuated is disposed here.
【００２９】サセプタ３０の裏面と処理チャンバ底部２
Ａの開口部１３の周辺とは伸縮自在に構成された金属製
のベローズ２４が配設されている。このベローズ２４に
より処理チャンバ２内の気密性を維持したままサセプタ
３０を昇降可能にしている。サセプタ３０は、このベロ
ーズ２４及び処理チャンバ２を介して間接的に接地され
ている。The back surface of the susceptor 30 and the processing chamber bottom 2
A metal bellows 24 that is configured to extend and contract with the periphery of the opening 13 of A is provided. The bellows 24 allows the susceptor 30 to move up and down while maintaining the airtightness in the processing chamber 2. The susceptor 30 is indirectly grounded via the bellows 24 and the processing chamber 2.
【００３０】また、ウエハ搬出入口２３の反対側の側壁
には排気口２０が設けられており、この排気口２０には
真空配管２１が接続されている。この真空配管２１には
真空ポンプ２２が配設されており、この真空ポンプ２２
を作動させることにより処理チャンバ２内の空気を排出
することによりこの処理チャンバ２内をほぼ真空状態に
できるようになっている。An exhaust port 20 is provided on the side wall opposite to the wafer loading / unloading port 23, and a vacuum pipe 21 is connected to the exhaust port 20. The vacuum pipe 21 is provided with a vacuum pump 22.
By actuating, the air in the processing chamber 2 is exhausted, whereby the inside of the processing chamber 2 can be made substantially vacuum.
【００３１】処理チャンバ２の内部には、下部電極とし
てアルミニウムやステンレス鋼等の導電性材料よりなる
略円盤状のサセプタ３０が配設されている。このサセプ
タ３０は、処理チャンバ底部２Ａの中央部の開口１３を
介して挿入された昇降軸１４の上端に支持固定されてお
り、昇降機構（図示省略）により昇降可能に配設されて
いる。プラズマエッチング装置１の運転時には、このサ
セプタ３０の上面にウエハＷが載置された状態でエッチ
ングが行われる。A substantially disk-shaped susceptor 30 made of a conductive material such as aluminum or stainless steel is provided inside the processing chamber 2 as a lower electrode. The susceptor 30 is supported and fixed to the upper end of an elevating shaft 14 inserted through an opening 13 at the center of the processing chamber bottom 2A, and is arranged to be able to elevate and lower by an elevating mechanism (not shown). During operation of the plasma etching apparatus 1, etching is performed with the wafer W placed on the upper surface of the susceptor 30.
【００３２】サセプタ３０の内部には通路状の冷却ジャ
ケット１５が設けられており、このジャケット１５内に
冷媒を流すことによりサセプタ３０、ひいてはその上に
載置したウエハＷを所望の温度に維持できるようになっ
ている。更にこのサセプタ３０の所定の位置には複数の
リフタ孔１６，１６，…が上下方向に貫通して穿孔され
ており、これらのリフタ孔１６，１６，…に対応して上
下方向に昇降可能にウエハリフタピン１７が配設されて
いる。このウエハリフタピン１７は処理チャンバ底部２
Ａの開口部１３を通って上下動可能に取りつけられたピ
ン昇降ロッド１８により一体的に昇降可能に取りつけら
れている。このウエハリフタピン１７の貫通部には、サ
セプタ３０の裏面との間で金属製の伸縮ベローズ１９が
配設されており、ウエハリフタピン１７が気密性を維持
したまま上下動できるようになっている。図１中一点鎖
線で示した位置にサセプタ３０を保持した状態でウエハ
リフトピン１７を上下動させることにより、ウエハＷを
昇降するようになっている。このようなウエハリフトピ
ン１７は通常ウエハＷ周縁部に沿って３本設けられてい
る。A passage-shaped cooling jacket 15 is provided inside the susceptor 30. By flowing a cooling medium through the jacket 15, the susceptor 30, and thus the wafer W mounted thereon, can be maintained at a desired temperature. It has become. Further, a plurality of lifter holes 16, 16,... Are formed in predetermined positions of the susceptor 30 so as to penetrate in the vertical direction, and can be moved up and down in the vertical direction corresponding to the lifter holes 16, 16,. Wafer lifter pins 17 are provided. The wafer lifter pin 17 is located at the bottom 2 of the processing chamber.
A pin elevating rod 18 movably mounted up and down through the opening 13 of A, and is integrally movably mounted. At the penetrating portion of the wafer lifter pin 17, a metal telescopic bellows 19 is provided between the wafer lifter pin 17 and the back surface of the susceptor 30, so that the wafer lifter pin 17 can move up and down while maintaining airtightness. I have. The wafer W is moved up and down by moving the wafer lift pins 17 up and down while holding the susceptor 30 at the position indicated by the one-dot chain line in FIG. Usually, three such wafer lift pins 17 are provided along the periphery of the wafer W.
【００３３】サセプタ３０の上面には円環状の保護リン
グ３１が配設されている。On the upper surface of the susceptor 30, an annular protective ring 31 is provided.
【００３４】図２は本実施形態に係るサセプタ３０の上
部を部分的に拡大した垂直断面図であり、図３は本実施
形態に係る保護リング３１及びサセプタ３０の分解斜視
図である。FIG. 2 is a partially enlarged vertical sectional view of the upper part of the susceptor 30 according to the present embodiment, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the protective ring 31 and the susceptor 30 according to the present embodiment.
【００３５】図２及び図３に示したように、この保護リ
ング３１は断面が長方形の円環状であり、ウエハＷの外
径より極く僅かに大きい内径を備えている。一方、サセ
プタ３０の上面はウエハＷを載置する内側部分が円柱状
に突出した凸型の断面形状を備えており、当該突出した
円柱型部分３０Ａの直径はこの上に載置されるウエハＷ
の直径と同じ寸法になっている。そのため、サセプタ３
０上にウエハＷを載置したときにはウエハＷの側面と前
記円柱型部分３０Ａの側面とが略同一の円柱側面を形成
する。このサセプタ３０上に保護リング３１をセットす
ると保護リング３１の内周面と、ウエハＷの側面及び前
記円柱型部分３０Ａの側面との間には極く僅かな隙間が
形成される。As shown in FIGS. 2 and 3, the protection ring 31 has a rectangular annular cross section and an inner diameter that is slightly larger than the outer diameter of the wafer W. On the other hand, the upper surface of the susceptor 30 has a convex cross-sectional shape in which an inner portion on which the wafer W is mounted projects in a cylindrical shape, and the diameter of the protruding columnar portion 30A is equal to the diameter of the wafer W mounted thereon.
It has the same dimensions as the diameter of Therefore, the susceptor 3
When the wafer W is mounted on the bottom surface 0, the side surface of the wafer W and the side surface of the cylindrical portion 30A form substantially the same cylindrical side surface. When the protection ring 31 is set on the susceptor 30, a very small gap is formed between the inner peripheral surface of the protection ring 31, the side surface of the wafer W, and the side surface of the cylindrical portion 30A.
【００３６】またサセプタ３０の前記円柱型部分３０Ａ
の側面から外周側上面３０Ｃにかけて図２に示すように
表面保護層３０Ｂが形成されている。この表面保護層３
０Ｂはエッチャントやプラズマなどの攻撃からサセプタ
３０を保護するためのものであり、エッチャントやプラ
ズマからサセプタ３０を保護できる材料、例えばセラミ
ックスなどから形成されている。The cylindrical portion 30A of the susceptor 30
2, a surface protection layer 30B is formed from the side surface to the outer peripheral upper surface 30C as shown in FIG. This surface protective layer 3
OB protects the susceptor 30 from attack by an etchant or plasma, and is made of a material capable of protecting the susceptor 30 from an etchant or plasma, such as ceramics.
【００３７】更にサセプタ３０の外周側上面３０Ｃには
保護リング３１の高さを調節する高さ調節手段としての
エレベータ５０が対称的に３機、互いに１２０度の角度
をなすように埋設されている。Further, three elevators 50 as height adjustment means for adjusting the height of the protection ring 31 are symmetrically embedded in the outer peripheral upper surface 30C of the susceptor 30 at an angle of 120 degrees to each other. .
【００３８】これらのエレベータ５０はサセプタ３０の
外周側上面３０Ｃにその上面を露出して保護リング３１
底面を押し上げる天板５２と、この天板５２の下側から
天板５２を支持するロッド５３と、このロッド５３と回
転軸が結合したステッピングモータ５１とから構成され
る。このロッド５３は側面にネジ山が形成されたボルト
状になっており、サセプタ３０側に形成された雌ネジ部
分と係合していわゆるボールネジを形成している。ロッ
ド５３の下端側はステッピングモータ５１の回転軸と結
合しておりステッピングモータ５１を駆動して回転軸を
所定角度回転させることによりロッド５３が上下動し、
天板５２ひいては保護リング３１を昇降させる。ステッ
ピングモータ５１は図示しない制御装置により制御され
ており、回転軸の回転角度を正確に制御することにより
保護リング３１の高さを高精度に調節することができ
る。These elevators 50 are exposed on the upper surface 30C on the outer peripheral side of the susceptor 30 so that the protection ring 31 is exposed.
It is composed of a top plate 52 that pushes up the bottom surface, a rod 53 that supports the top plate 52 from below the top plate 52, and a stepping motor 51 in which the rod 53 and the rotation shaft are connected. The rod 53 is in the form of a bolt having a thread formed on a side surface thereof, and is engaged with a female screw portion formed on the susceptor 30 side to form a so-called ball screw. The lower end of the rod 53 is connected to the rotation shaft of the stepping motor 51, and the rod 53 moves up and down by driving the stepping motor 51 to rotate the rotation shaft by a predetermined angle.
The top plate 52 and thus the protection ring 31 are raised and lowered. The stepping motor 51 is controlled by a control device (not shown), and the height of the protection ring 31 can be adjusted with high accuracy by accurately controlling the rotation angle of the rotation shaft.
【００３９】処理チャンバ２の保護リング３１真上にあ
たる位置には、前記保護リング３１の上面の高さを検出
する検出手段としてのレーザー検出器５５が配設されて
いる。図４は本実施形態に係る検出手段のブロック図で
ある。At a position just above the protection ring 31 of the processing chamber 2, a laser detector 55 as a detecting means for detecting the height of the upper surface of the protection ring 31 is provided. FIG. 4 is a block diagram of the detecting means according to the present embodiment.
【００４０】このレーザー検出器５５はレーザー発光部
５５Ａとレーザー受光部５５Ｂとから構成されており、
レーザー発光部５５Ａから発射したレーザー光線を保護
リング３１の上面に当て、その反射光をレーザー受光部
５５Ｂで検出し、その反射光の状態から保護リング３１
の高さを測定する。例えばレーザー発光部５５Ａから発
光されたレーザー光線が保護リング３１上面で反射して
レーザー受光部５５Ｂまで戻るのに要した時間や波数、
干渉などから測定する既知の測定装置を用いることがで
きる。The laser detector 55 comprises a laser emitting section 55A and a laser receiving section 55B.
The laser beam emitted from the laser emitting section 55A is applied to the upper surface of the protection ring 31, the reflected light is detected by the laser receiving section 55B, and from the state of the reflected light, the protection ring 31 is detected.
Measure the height. For example, the time and wave number required for the laser beam emitted from the laser emitting unit 55A to be reflected on the upper surface of the protection ring 31 and return to the laser receiving unit 55B,
A known measuring device for measuring from interference or the like can be used.
【００４１】次に本実施形態に係るプラズマエッチング
装置で保護リング３１の高さ調節を行なう場合の手順に
ついて説明する。図５は保護リング３１をセットしたサ
セプタ３０上にウエハＷを載置した状態を部分的に拡大
したサセプタ３０の垂直断面図である。Next, a procedure for adjusting the height of the protection ring 31 in the plasma etching apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 5 is a vertical sectional view of the susceptor 30 in which a state where the wafer W is mounted on the susceptor 30 on which the protection ring 31 is set is partially enlarged.
【００４２】図６は保護リング３１の高さ調節を行なう
場合の操作の流れを示したフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the operation for adjusting the height of the protection ring 31.
【００４３】ウエハＷの処理をする際にサセプタ３０上
に処理前のウエハＷを載置すると（ステップ１ａ）、ま
ずレーザー検出器５５による保護リング３１の高さの検
出が行なわれる。即ち、レーザー発光部５５Ａから発せ
られたレーザー光線は保護リング３１の上面で反射し、
この反射光がレーザー受光部５５Ｂで受光される。反射
光を受光したレーザー受光部５５Ｂは配線経路を経由し
て信号を制御装置６０に送る。制御装置６０にはレーザ
ー発光部５５Ａも接続されており、レーザー光線の発光
時期と受光時期とが認識される。これらのデータから制
御装置６０内の演算処理部（図示省略）が演算処理して
保護リング３１の高さを検出する。When the unprocessed wafer W is placed on the susceptor 30 when processing the wafer W (step 1a), first, the height of the protection ring 31 is detected by the laser detector 55. That is, the laser beam emitted from the laser emitting section 55A is reflected on the upper surface of the protection ring 31,
This reflected light is received by the laser receiving section 55B. The laser receiving unit 55B that has received the reflected light sends a signal to the control device 60 via the wiring path. The control device 60 is also connected to a laser emission unit 55A, and recognizes the emission timing and the reception timing of the laser beam. An arithmetic processing unit (not shown) in the control device 60 performs arithmetic processing from these data to detect the height of the protection ring 31.
【００４４】一方、サセプタ３０にウエハＷを載置した
場合のウエハＷ上面の高さを予め測定して記憶しておく
か、或いはレーザー検出器５５と同様の装置をウエハＷ
の真上にあたる処理チャンバ２内の部位に配設しておき
（図示省略）保護リング３１の高さを検出するのと同時
期にその都度測定してウエハＷ上面の高さを求める。On the other hand, the height of the upper surface of the wafer W when the wafer W is placed on the susceptor 30 is measured and stored in advance, or an apparatus similar to the laser detector 55 is used.
(Not shown) at the same time as detecting the height of the protection ring 31 to determine the height of the upper surface of the wafer W at the same time as detecting the height of the protection ring 31.
【００４５】これら保護リング３１上面の高さデータと
ウエハＷ上面の高さデータとを比較して、その差の値が
許容範囲内か否かを判断する（ステップ２ａ）。The height data of the upper surface of the protection ring 31 is compared with the height data of the upper surface of the wafer W, and it is determined whether or not the difference is within an allowable range (step 2a).
【００４６】即ち、図５（ａ）に示したように、保護リ
ング３１上面とウエハＷ上面との高さが同じであり、差
の値ｄがゼロの場合或いは許容範囲内の場合には高さ調
節の必要はない、と判断され、図６のステップ２ａから
ステップ７ａに移行して保護リング３１の高さ調節を行
なうことなくウエハＷの処理を行なう。That is, as shown in FIG. 5A, when the height of the protection ring 31 is equal to the height of the upper surface of the wafer W and the difference d is zero or within the allowable range, the height is high. It is determined that there is no need to adjust the height, and the process shifts from step 2a to step 7a in FIG. 6 to process the wafer W without adjusting the height of the protection ring 31.
【００４７】一方前記差の値ｄが許容範囲を超えている
場合には、高さ調節の必要あり、と判断され、保護リン
グ３１の高さ調節を行なう。On the other hand, if the difference d exceeds the allowable range, it is determined that the height needs to be adjusted, and the height of the protection ring 31 is adjusted.
【００４８】高さ調節を行なう場合、まず前記差の値ｄ
とロッド５３のピッチとから必要なステッピングモータ
５０の回転角θを求める（ステップ３ａ）。この回転角
θだけ回転させる指令信号が制御装置６０からステッピ
ングモータ５０Ａ〜５０Ｃに贈られるとステッピングモ
ータ５０Ａ〜５０Ｃがそれぞれ回転角θだけ回転し（ス
テップ４ａ）、保護リング３１が水平状態を保ちながら
前記差ｄだけ上昇し、図５（ｃ）に示したように保護リ
ング３１の上面とウエハＷの上面とを一致させる。When adjusting the height, first, the difference value d
The required rotation angle θ of the stepping motor 50 is determined from the distance and the pitch of the rod 53 (step 3a). When a command signal for rotating by the rotation angle θ is sent from the control device 60 to the stepping motors 50A to 50C, the stepping motors 50A to 50C rotate by the rotation angle θ (step 4a), and the protection ring 31 is kept horizontal. The height increases by the difference d, and the upper surface of the protection ring 31 and the upper surface of the wafer W coincide with each other as shown in FIG.
【００４９】このステッピングモータ５０Ａ〜５０Ｃの
駆動の後、或いは駆動しながら保護リング３１上面高さ
の再測定を行い（ステップ６ａ）、差ｄの値が許容範囲
内に入っていない場合には更にステップ３ａ〜ステップ
５ａまでを繰り返すことにより保護リング３１上面の高
さとウエハＷ上面の高さとを一致させる。After or while the stepping motors 50A to 50C are driven, the height of the upper surface of the protection ring 31 is re-measured (step 6a). If the value of the difference d does not fall within the allowable range, furthermore, By repeating steps 3a to 5a, the height of the upper surface of the protection ring 31 and the height of the upper surface of the wafer W match.
【００５０】このように常に保護リング３１上面の高さ
をモニタリングし、ウエハＷ上面との高さの差ｄの値が
許容範囲を超えると直ちに保護リング３１の高さを調節
する構成になっているので、常に保護リング３１の上面
の高さとウエハＷ上面の高さとを同じ高さに維持するこ
とができる。As described above, the height of the protection ring 31 is constantly monitored, and the height of the protection ring 31 is immediately adjusted when the value of the height difference d from the upper surface of the wafer W exceeds the allowable range. Therefore, the height of the upper surface of the protection ring 31 and the height of the upper surface of the wafer W can always be maintained at the same height.
【００５１】次に、以上のように構成されたプラズマエ
ッチング装置を用いて行われるエッチング処理について
説明する。Next, an etching process performed using the plasma etching apparatus configured as described above will be described.
【００５２】上記プラズマエッチング装置１が搭載され
たクラスターツール装置（図示省略）を起動すると、何
れも図示しないキャリアカセット、搬送アーム、ロード
ロック室を経てプラズマエッチング装置１の処理チャン
バ２に隣接配置された移載室２６まで搬送される。When a cluster tool device (not shown) equipped with the above-mentioned plasma etching apparatus 1 is started, it is disposed adjacent to the processing chamber 2 of the plasma etching apparatus 1 via a carrier cassette, a transfer arm and a load lock chamber (not shown). Is transferred to the transfer chamber 26.
【００５３】次いで、移載室２６内で移載アーム（図示
省略）が回転し、プラズマエッチング装置１の正面を向
いて停止する。しかる後にプラズマエッチング装置１の
前のゲートバルブ２５が開き、移載アームが未処理のウ
エハＷを保持した状態でプラズマエッチング装置１の処
理チャンバ２内に進入する。Next, the transfer arm (not shown) rotates in the transfer chamber 26 and stops facing the front of the plasma etching apparatus 1. Thereafter, the gate valve 25 in front of the plasma etching apparatus 1 is opened, and the transfer arm enters the processing chamber 2 of the plasma etching apparatus 1 while holding the unprocessed wafer W.
【００５４】一方、処理チャンバ２内では、サセプタ３
０を図１の一点鎖線に示したように処理チャンバ２内の
下方に下降させ、この状態で未処理のウエハＷを移載室
２６側からウエハ搬出入口２３を介して処理チャンバ２
内に搬入し、サセプタ３０上に載置する。On the other hand, in the processing chamber 2, the susceptor 3
1 is lowered downward in the processing chamber 2 as shown by the dashed line in FIG. 1, and in this state, the unprocessed wafer W is transferred from the transfer chamber 26 through the wafer loading / unloading port 23 to the processing chamber 2.
And placed on the susceptor 30.
【００５５】次いで昇降軸１４を上方に移動させること
によりサセプタ３０を上昇させ、その上面に載置したウ
エハＷをシャワーヘッド４の下面に接近させる。Next, the susceptor 30 is raised by moving the elevating shaft 14 upward, and the wafer W mounted on the upper surface thereof is brought closer to the lower surface of the shower head 4.
【００５６】そして、この状態でシャワーヘッド４から
所定量のプラズマガスやエッチングガスを処理チャンバ
２内に供給しつつ処理チャンバ２内部を真空引きする。
この真空引きは処理チャンバのウエハ搬出入口２３のゲ
ートバルブ２５を閉鎖して処理チャンバ２内を密閉した
後に行なう。ゲートバルブ２５を下降させてウエハ搬出
入口２３を閉じ、処理チャンバ２内が密閉されたら、真
空ポンプ２２が作動して真空引きする。In this state, the inside of the processing chamber 2 is evacuated while supplying a predetermined amount of plasma gas or etching gas from the shower head 4 into the processing chamber 2.
This evacuation is performed after the gate valve 25 of the wafer loading / unloading port 23 of the processing chamber is closed and the inside of the processing chamber 2 is sealed. When the gate valve 25 is lowered to close the wafer loading / unloading port 23 and the inside of the processing chamber 2 is sealed, the vacuum pump 22 is operated to evacuate.
【００５７】このとき、上記のようにして保護リング３
１の高さを測定し、ウエハＷ上面との高さの差ｄの値が
許容範囲内の場合にはそのまま以下の処理に移行し、差
ｄの値が許容範囲外の場合には上述したようにステッピ
ングモータ５０Ａ〜５０Ｃを所定角度θだけ回転させて
差ｄが実質的にゼロになるように保護リング３１の高さ
調節を行なう。At this time, as described above, the protection ring 3
1 is measured, and when the value of the height difference d from the upper surface of the wafer W is within the allowable range, the process proceeds to the following process as it is. Thus, the height of the protection ring 31 is adjusted so that the difference d becomes substantially zero by rotating the stepping motors 50A to 50C by the predetermined angle θ.
【００５８】しかる後、真空ポンプ２２を引き続きこの
回転速度で回転し続けることにより、処理チャンバ２内
をプロセス圧に維持し、同時に下部電極であるサセプタ
３０と上部電極との間に例えば１３．５６ＭＨｚの高周
波電圧を印加て処理空間Ｓにプラズマを発生させ、ウエ
ハＷ表面に形成されている例えば酸化膜のエッチング処
理を行う。Thereafter, by continuously rotating the vacuum pump 22 at this rotation speed, the inside of the processing chamber 2 is maintained at the process pressure, and at the same time, for example, 13.56 MHz between the lower electrode susceptor 30 and the upper electrode. Is applied to generate a plasma in the processing space S, and an etching process is performed on, for example, an oxide film formed on the surface of the wafer W.
【００５９】このとき、保護リング３１はその上面がウ
エハＷ上面と同一平面上にあるように高さ調節がなされ
ているので、チャージアップダメージの発生が未然に防
止され、ウエハＷ全面にわたって均一な処理が施され
る。At this time, since the height of the protection ring 31 is adjusted so that the upper surface thereof is flush with the upper surface of the wafer W, the occurrence of charge-up damage is prevented beforehand, and the uniformity over the entire surface of the wafer W is prevented. Processing is performed.
【００６０】エッチング処理を所定時間行なって所期の
エッチング処理が完了したら、処理チャンバ２内の真空
度を移載室２６の真空度より僅かに高い程度の真空度ま
で下げ、しかる後に上記とは逆の順序で処理チャンバ２
内から処理後のウエハＷを取り出す。そして同様にして
後続の処理チャンバ内にウエハＷを搬送し、その処理チ
ャンバ内で所定の処理を施す。一連の処理が完了した
後、処理が完了したウエハＷを最後の処理チャンバ内か
ら移載室２６に取り出し、更に移載室２６からロードロ
ック室を経由して再びキャリアカセット内に収容し処理
を完了する。When the intended etching process is completed after performing the etching process for a predetermined time, the degree of vacuum in the processing chamber 2 is reduced to a level slightly higher than the degree of vacuum in the transfer chamber 26. Processing chamber 2 in reverse order
The processed wafer W is taken out from the inside. Then, similarly, the wafer W is transferred into the subsequent processing chamber, and predetermined processing is performed in the processing chamber. After a series of processing is completed, the processed wafer W is taken out from the last processing chamber into the transfer chamber 26, and is further stored in the carrier cassette from the transfer chamber 26 via the load lock chamber, and the processing is performed. Complete.
【００６１】以上説明したように、本実施形態に係るプ
ラズマ処理装置１では、保護リング３１がサセプタ３０
に対して昇降可能に配設され、前記保護リングの上面の
高さを検出する検出手段と、前記検出した高さに基づい
て前記保護リングの高さを調節する高さ調節手段とを備
えているので、常に保護リング３１上面とウエハＷ上面
とを同じ高さに維持することができる。その結果、チャ
ージアップダメージの発現を未然に防止することができ
る。As described above, in the plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment, the protection ring 31 is
Detecting means for detecting the height of the upper surface of the protective ring, and height adjusting means for adjusting the height of the protective ring based on the detected height. Therefore, the upper surface of the protection ring 31 and the upper surface of the wafer W can always be maintained at the same height. As a result, the occurrence of charge-up damage can be prevented.
【００６２】また、保護リング３１が消耗した場合に高
さ調節することにより使用可能なライフを伸長でき、保
守管理の手数や保護リングのコストをも含めたランニン
グコストを低減することができる。Further, by adjusting the height when the protection ring 31 is worn out, the usable life can be extended, and the running cost including the number of maintenance management and the cost of the protection ring can be reduced.
【００６３】なお、本発明は上記実施形態の記載内容に
限定されない。例えば、上記実施形態では、シリコンウ
エハ用のプラズマエッチング装置を例にして説明した
が、それ以外の反応性ガス処理装置、例えばＣＶＤにも
使用することができる。The present invention is not limited to the contents described in the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, a plasma etching apparatus for a silicon wafer has been described as an example, but the present invention can also be used for other reactive gas processing apparatuses, for example, CVD.
【００６４】更に、シリコンウエハと同様にＬＣＤ用ガ
ラス基板を処理する処理装置にも適用できることはいう
までもない。Further, it goes without saying that the present invention can be applied to a processing apparatus for processing a glass substrate for LCD as well as a silicon wafer.
【００６５】また、上記実施形態では複数個の円柱型永
久磁石を処理チャンバの周囲に回転させるいわゆるダイ
ポールリングマグネット（ＤＲＭ）を用いた回転磁界型
の処理装置を例にして説明したが、このダイポールリン
グマグネット（ＤＲＭ）を搭載しない処理装置にも本発
明は適用可能である。In the above embodiment, a rotating magnetic field type processing apparatus using a so-called dipole ring magnet (DRM) for rotating a plurality of cylindrical permanent magnets around the processing chamber has been described as an example. The present invention is also applicable to a processing device not equipped with a ring magnet (DRM).
【００６６】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態について説明する。なお、以下本実施形態以降
の実施形態のうち先行する実施形態と重複する内容につ
いては説明を省略する。(Second Embodiment) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, among the embodiments after this embodiment, the contents overlapping with the preceding embodiment will not be described.
【００６７】本実施形態ではウエハＷの処理時間の積算
値で保護リング３１の高さ調節を行なう構成とした。In this embodiment, the height of the protection ring 31 is adjusted by the integrated value of the processing time of the wafer W.
【００６８】図７は本実施形態に係る処理方法の流れを
示したフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the processing method according to this embodiment.
【００６９】本実施形態に係る処理方法では、処理チャ
ンバ２内にウエハＷを搬入し（ステップ１ｂ）、ウエハ
Ｗの処理を行ない（ステップ２ｂ）、処理後のウエハＷ
を処理チャンバ２内から搬出する（ステップ３ｂ）。ウ
エハＷの処理が終わる度に実際に処理を行なった時間を
記録し（ステップ４ｂ）、処理時間の積算値が予め規定
された時間に達したか否かで高さ調節を行なうか否かを
決定する（ステップ５ｂ）。In the processing method according to the present embodiment, the wafer W is loaded into the processing chamber 2 (step 1b), the wafer W is processed (step 2b), and the processed wafer W is processed.
Is carried out of the processing chamber 2 (step 3b). Each time the processing of the wafer W is completed, the actual processing time is recorded (step 4b), and it is determined whether or not the height adjustment is performed based on whether or not the integrated value of the processing time has reached a predetermined time. Determine (step 5b).
【００７０】この判断はウエハＷを１枚処理する度に行
なう。処理時間の積算値が規定値に達していない場合に
は保護リング３１の高さ調節を行なうことなくウエハＷ
の処理枚数が規定値に達したか否かを判断し（ステップ
８ｂ）、処理枚数に達した場合には処理を終了し（ステ
ップ９ｂ）、処理枚数に達していない場合には次の未処
理ウエハＷを搬入して（ステップ１ｂ）、一連の処理を
行なう（ステップ２ｂ〜ステップ４ｂ）。This determination is made every time one wafer W is processed. If the integrated value of the processing time does not reach the specified value, the wafer W is adjusted without adjusting the height of the protection ring 31.
It is determined whether or not the number of processed sheets has reached the prescribed value (step 8b). If the number of processed sheets has been reached, the process is terminated (step 9b). The wafer W is loaded (Step 1b), and a series of processing is performed (Step 2b to Step 4b).
【００７１】処理時間の積算値が規定値に達した場合に
は、前記第１の実施形態のステップ３ａ〜ステップ４ａ
と同様にしてステッピングモータ５０の回転角θの割り
出し（ステップ６ｂ）と、その角度θだけステッピング
モータ５０の回転（ステップ７ｂ）とを行ない、保護リ
ング３１とウエハＷとの高さを一致させる。When the integrated value of the processing time has reached the specified value, steps 3a to 4a of the first embodiment are performed.
Similarly, the rotation angle θ of the stepping motor 50 is determined (step 6b), and the rotation of the stepping motor 50 is rotated by the angle θ (step 7b), so that the height of the protection ring 31 and the wafer W match.
【００７２】本実施形態に係る処理方法では、ウエハＷ
の処理時間の積算値に基づいて定期的に保護リング３１
の高さ調節を行なうので、再現性良く保護リング３１の
高さ調節を行なうことができる。In the processing method according to the present embodiment, the wafer W
Protection ring 31 periodically based on the integrated value of the processing time of
, The height of the protection ring 31 can be adjusted with good reproducibility.
【００７３】（第３の実施形態）以下、本発明の第３の
実施形態について説明する。(Third Embodiment) Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described.
【００７４】本実施形態では処理装置のクリーニング時
期に保護リング３１の高さ調節を行なう構成とした。In this embodiment, the height of the protection ring 31 is adjusted at the time of cleaning the processing apparatus.
【００７５】図８は本実施形態に係る処理方法の流れを
示したフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the processing method according to this embodiment.
【００７６】本実施形態に係る処理方法では、ステップ
１ｃ〜ステップ３ｃを経てウエハＷの処理が終わる度に
処理装置の汚れの程度を確認し（ステップ４ｃ）、処理
装置のクリーニングが必要か否かで高さ調節を行なう時
期を決定する（ステップ５ｃ）。In the processing method according to the present embodiment, the degree of contamination of the processing apparatus is checked each time the processing of the wafer W is completed through steps 1c to 3c (step 4c), and it is determined whether or not the cleaning of the processing apparatus is necessary. To determine when to perform height adjustment (step 5c).
【００７７】この判断はウエハＷを１枚処理する度に行
なう。処理装置の汚れが所定の程度にまで達していない
場合には保護リング３１の高さ調節を行なうことなくウ
エハＷの処理枚数が規定値に達したか否かを判断し（ス
テップ８ｃ）、処理枚数に達した場合には処理を終了し
（ステップ９ｃ）、処理枚数に達していない場合には次
の未処理ウエハＷを搬入して（ステップ１ｃ）、一連の
処理を行なう（ステップ２ｃ〜ステップ４ｃ）。This determination is made every time one wafer W is processed. If the contamination of the processing apparatus has not reached the predetermined level, it is determined whether or not the number of processed wafers W has reached the specified value without adjusting the height of the protection ring 31 (step 8c). If the number has been reached, the process is terminated (step 9c). If the number has not been reached, the next unprocessed wafer W is loaded (step 1c), and a series of processes are performed (steps 2c to 2c). 4c).
【００７８】処理装置の汚れが規定した程度に達した場
合には、前記第１の実施形態のステップ３ａ〜ステップ
４ａと同様にしてステッピングモータ５０の回転角θの
割り出し（ステップ６ｃ）と、その角度θだけステッピ
ングモータ５０の回転（ステップ７ｃ）とを行ない、保
護リング３１とウエハＷとの高さを一致させる。When the contamination of the processing apparatus has reached the specified level, the rotation angle θ of the stepping motor 50 is determined (step 6c) in the same manner as in steps 3a to 4a of the first embodiment, and By rotating the stepping motor 50 by the angle θ (step 7c), the height of the protection ring 31 and the height of the wafer W are made to match.
【００７９】本実施形態に係る処理方法では、処理装置
のクリーニングを行なう時期に同期して保護リング３１
の高さ調節を行なうので、時間を無駄なく活用すること
ができる。In the processing method according to the present embodiment, the protection ring 31 is synchronized with the cleaning of the processing apparatus.
Since the height adjustment is performed, time can be utilized without waste.
【００８０】（第４の実施形態）以下、本発明の第４の
実施形態について説明する。(Fourth Embodiment) Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described.
【００８１】本実施形態では１ロットのウエハＷを処理
する度に保護リング３１の高さ調節を行なう構成とし
た。In this embodiment, the height of the protection ring 31 is adjusted each time one lot of wafers W is processed.
【００８２】図９は本実施形態に係る処理方法の流れを
示したフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the processing method according to this embodiment.
【００８３】本実施形態に係る処理方法では、ステップ
１ｄ〜ステップ３ｄを経てウエハＷの処理が終わる度に
処理枚数が１ロット分に達したか否かを確認し（ステッ
プ４ｄ）、処理したウエハＷが１ロット分に達したとき
に高さ調節を行なう（ステップ５ｄ，ステップ６ｄ）。In the processing method according to the present embodiment, each time the processing of the wafer W is completed through steps 1d to 3d, it is checked whether or not the number of processed wafers has reached one lot (step 4d). Height adjustment is performed when W reaches one lot (step 5d, step 6d).
【００８４】本実施形態に係る処理方法では、処理され
たウエハＷの枚数が１ロットに達する度に保護リング３
１の高さ調節を行なうので、定期的な高さ調節を行なう
ことができる。In the processing method according to the present embodiment, each time the number of processed wafers W reaches one lot, the protection ring 3
Since the height adjustment of 1 is performed, the height can be adjusted periodically.
【００８５】（第５の実施形態）以下、本発明の第５の
実施形態について説明する。(Fifth Embodiment) Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described.
【００８６】本実施形態の処理装置では、高さ検出手段
としてレーザー光線をウエハＷの表面に平行な方向に発
光させるレーザー検出器を用いた。In the processing apparatus of this embodiment, a laser detector that emits a laser beam in a direction parallel to the surface of the wafer W is used as the height detecting means.
【００８７】図１０（ａ）は本実施形態に係るレーザー
検出器の概略構成を示した平面図であり、図１０（ｂ）
は同レーザー検出器の概略構成を示した垂直断面図であ
る。FIG. 10A is a plan view showing a schematic configuration of the laser detector according to the present embodiment, and FIG.
FIG. 3 is a vertical sectional view showing a schematic configuration of the laser detector.
【００８８】この処理装置では、図１０（ａ）に示した
ように二組のレーザー検出器を用いている。一組は第１
レーザー発光器５６と第１レーザー受光器５７とからな
り、もう一組は第２レーザー発光器５８と第２レーザー
受光器５９とからなる。In this processing apparatus, two sets of laser detectors are used as shown in FIG. One set is the first
The other set includes a laser emitter 56 and a first laser receiver 57, and the other set includes a second laser emitter 58 and a second laser receiver 59.
【００８９】第１レーザー発光器５６及び第１レーザー
受光器５７はウエハＷの上面の高さを検出し、第２レー
ザー発光器５８及び第２レーザー受光器５９は保護リン
グ３１上面の高さを検出する。いずれも図１０（ｂ）に
示したように複数本のレーザー光線をウエハＷ上面と平
行に走査させ、ウエハＷや保護リング３１などの障害物
で遮られたレーザー光線の位置を検出することにより高
さを検出する。The first laser light emitter 56 and the first laser light receiver 57 detect the height of the upper surface of the wafer W, and the second laser light emitter 58 and the second laser light receiver 59 detect the height of the upper surface of the protection ring 31. To detect. In each case, as shown in FIG. 10B, a plurality of laser beams are scanned in parallel with the upper surface of the wafer W, and the height of the laser beam is detected by detecting the position of the laser beam blocked by an obstacle such as the wafer W and the protection ring 31. Is detected.
【００９０】それぞれ検出されたウエハＷ上面の高さと
保護リング３１の高さとを差し引きしてその差ｄを求
め、この差ｄの値に基づいて保護リングの高さを調節す
る。The difference d is obtained by subtracting the detected height of the upper surface of the wafer W from the height of the protection ring 31, and the height of the protection ring is adjusted based on the value of the difference d.
【００９１】本実施形態に係る処理装置では、略水平方
向に発光させたレーザー光線を用いて高さを検出するの
で、処理チャンバ内に組み込み易い。また、ウエハＷと
保護リング３１の高さをそれぞれ独立して逐次実測する
ので、高精度に高さ測定することができる。In the processing apparatus according to the present embodiment, the height is detected using a laser beam emitted in a substantially horizontal direction, so that the processing apparatus can be easily incorporated into the processing chamber. In addition, since the height of the wafer W and the height of the protection ring 31 are individually and successively measured, the height can be measured with high accuracy.
【００９２】（第６の実施形態）以下、本発明の第６の
実施形態について説明する。(Sixth Embodiment) Hereinafter, a sixth embodiment of the present invention will be described.
【００９３】本実施形態の処理装置では、高さ検出手段
としてレーザー光線の干渉を用いて保護リング３１の厚
さ変化を測定するレーザー検出器を用いた。In the processing apparatus of this embodiment, a laser detector for measuring a change in the thickness of the protection ring 31 using interference of a laser beam is used as the height detecting means.
【００９４】図１１は本実施形態に係るレーザー検出器
の概略構成を示した垂直断面図である。FIG. 11 is a vertical sectional view showing a schematic configuration of the laser detector according to the present embodiment.
【００９５】この処理装置では、図１１に示したように
二組のレーザー検出器を用いている。一組は第１レーザ
ー測定器６０であり、もう一組は第２レーザー測定器６
１である。In this processing apparatus, two sets of laser detectors are used as shown in FIG. One set is the first laser measuring instrument 60 and the other is the second laser measuring instrument 6.
It is one.
【００９６】これらのレーザー測定器６０，６１は共に
レーザー光線の入射光と反射光とを干渉させ、その干渉
の数をカウントすることによりレーザー測定器からウエ
ハＷの反射面までの距離を測定する。レーザー測定器６
０はウエハＷ表面で反射する波長のレーザー光線を用い
ており、レーザー測定器６０からウエハＷ上面までの距
離を測定する。一方、レーザー測定器６１はウエハＷ内
部にまで浸透し、ウエハＷの下面で反射する波長のレー
ザー光線を用いており、レーザー測定器６１からウエハ
Ｗ下面までの距離を測定する。二つのレーザー測定器６
０，６１で測定して得た値を差し引きして保護リング３
１の厚さを測定する。These laser measuring devices 60 and 61 both interfere the incident light and reflected light of the laser beam, and measure the distance from the laser measuring device to the reflection surface of the wafer W by counting the number of the interferences. Laser measuring device 6
Numeral 0 uses a laser beam having a wavelength reflected on the surface of the wafer W, and measures the distance from the laser measuring device 60 to the upper surface of the wafer W. On the other hand, the laser measuring device 61 uses a laser beam having a wavelength that penetrates into the inside of the wafer W and is reflected on the lower surface of the wafer W, and measures the distance from the laser measuring device 61 to the lower surface of the wafer W. Two laser measuring instruments 6
The value obtained by measuring at 0,61 is subtracted and the protection ring 3
Measure thickness of 1.
【００９７】そして未使用の保護リング３１の厚さを予
め測定しておき、この最初の厚さから逐次測定して得た
保護リング３１の厚さを差し引いて保護リング３１の消
耗分の厚さを算出する。この消耗分の厚さがウエハＷ上
面との高さとの差ｄに相当するため、この差ｄの値が許
容量を越えたか否かにより保護リング３１の高さ調整を
行なう。Then, the thickness of the unused protection ring 31 is measured in advance, and the thickness of the protection ring 31 obtained by successively measuring the thickness of the protection ring 31 is subtracted from the initial thickness to obtain a thickness corresponding to the consumption of the protection ring 31. Is calculated. Since the thickness of the consumed portion corresponds to the difference d from the height of the upper surface of the wafer W, the height of the protection ring 31 is adjusted depending on whether or not the value of the difference d exceeds an allowable amount.
【００９８】本実施形態に係る処理装置ではレーザー光
線の干渉を用いて保護リング３１の厚さを測定するの
で、プラズマ処理中でも測定することができるという効
果が得られる。In the processing apparatus according to the present embodiment, since the thickness of the protective ring 31 is measured by using the interference of the laser beam, the effect that the thickness can be measured even during the plasma processing is obtained.
【００９９】（第７の実施形態）以下、本発明の第７の
実施形態について説明する。(Seventh Embodiment) Hereinafter, a seventh embodiment of the present invention will be described.
【０１００】図１２は本実施形態に係るサセプタ３０の
上部を部分的に拡大した垂直断面図である。FIG. 12 is a partially enlarged vertical sectional view of the upper part of the susceptor 30 according to the present embodiment.
【０１０１】本実施形態の処理装置では、保護リング３
１とサセプタ３０との間に保護ブロック３２を介挿させ
た構造とした。In the processing apparatus of this embodiment, the protection ring 3
1 and a susceptor 30 with a protective block 32 interposed therebetween.
【０１０２】この処理装置において、保護ブロック３２
はプラズマやエッチャントなどの攻撃からサセプタ３０
を保護できる材料、例えばセラミックなどから形成され
ており、保護リング３１と同心円状の円環状で、図１２
に示したような略Ｌ字型の断面形状を備えており、保護
リング３１の内周側に着脱可能に嵌合するように形成さ
れている。In this processing apparatus, the protection block 32
Is the susceptor 30 from attacks such as plasma and etchant.
12 is formed of a material capable of protecting the protection ring 31, for example, a ceramic, and has an annular shape concentric with the protection ring 31.
And is formed so as to be detachably fitted to the inner peripheral side of the protection ring 31.
【０１０３】本実施形態によれば、サセプタ３０と保護
リング３１との間でウエハＷと保護リング３１との隙間
の真下にあたる部分に保護ブロック３２が配設されてい
るので、ウエハＷと保護リング３１との隙間から流下し
たエッチャントやプラズマがサセプタ３０表面に直接あ
たることがないので、サセプタ３０の消耗が防止され
る。According to the present embodiment, since the protection block 32 is disposed immediately below the gap between the wafer W and the protection ring 31 between the susceptor 30 and the protection ring 31, the wafer W and the protection ring 31 are provided. Since the etchant or the plasma flowing down from the gap with 31 does not directly hit the surface of the susceptor 30, the susceptor 30 is prevented from being consumed.
【０１０４】[0104]
【発明の効果】本発明では、サセプタ上に載置された被
処理基体の外周縁部を包囲する保護リングを昇降可能に
支持し、この保護リングの上面の高さを検出して、前記
検出した高さに基づいて前記保護リングの高さを調節す
る構成にしているので、常に保護リング上面を前記被処
理基体の上面と同一平面上に維持することができる。そ
のため保護リングが消耗しても、常に電界をサセプタ上
に載置された被処理基板の真上付近に集中させることが
できる。更に被処理基板の外周縁と保護リングとの境界
で段差が形成されないのでチャージアップダメージが発
現せず、エッチャントイオンの流れが均一になり、被処
理基板の中心と外周縁付近との間でエッチング速度が均
一化される。According to the present invention, the protection ring surrounding the outer peripheral portion of the substrate to be processed placed on the susceptor is supported so as to be able to ascend and descend, and the height of the upper surface of the protection ring is detected. Since the height of the protection ring is adjusted based on the height thus set, the upper surface of the protection ring can always be kept flush with the upper surface of the substrate to be processed. Therefore, even if the protection ring is worn, the electric field can always be concentrated near the target substrate placed on the susceptor. Furthermore, since no step is formed at the boundary between the outer peripheral edge of the substrate to be processed and the protective ring, charge-up damage does not occur, the flow of the etchant ions becomes uniform, and etching is performed between the center of the substrate to be processed and the vicinity of the outer peripheral edge. Speed is equalized.
【図１】第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置
の垂直断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view of a plasma etching apparatus according to a first embodiment.
【図２】第１の実施形態に係るサセプタ上部を部分的に
拡大した垂直断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view in which an upper portion of a susceptor according to the first embodiment is partially enlarged.
【図３】第１の実施形態に係る保護リング及びサセプタ
の分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of a protection ring and a susceptor according to the first embodiment.
【図４】第１の実施形態に係る検出手段のブロック図で
ある。FIG. 4 is a block diagram of a detecting unit according to the first embodiment.
【図５】第１の実施形態に係るサセプタを部分的に拡大
した垂直断面図である。FIG. 5 is a partially enlarged vertical sectional view of the susceptor according to the first embodiment.
【図６】第１の実施形態に係る保護リングの高さ調節を
行なう操作のフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart of an operation for adjusting the height of the protection ring according to the first embodiment.
【図７】第２の実施形態に係る処理方法の流れを示した
フローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating a flow of a processing method according to a second embodiment.
【図８】第３の実施形態に係る処理方法の流れを示した
フローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing a flow of a processing method according to a third embodiment.
【図９】第４の実施形態に係る処理方法の流れを示した
フローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing a flow of a processing method according to a fourth embodiment.
【図１０】第５の実施形態に係るレーザー検出器の概略
図である。FIG. 10 is a schematic diagram of a laser detector according to a fifth embodiment.
【図１１】第６の実施形態に係る処理装置を部分的に拡
大した垂直断面図である。FIG. 11 is a partially enlarged vertical sectional view of a processing apparatus according to a sixth embodiment.
【図１２】第７の実施形態に係るサセプタを部分的に拡
大した垂直断面図である。FIG. 12 is a partially enlarged vertical sectional view of a susceptor according to a seventh embodiment.
【図１３】従来のプラズマエッチング装置の垂直断面図
である。FIG. 13 is a vertical sectional view of a conventional plasma etching apparatus.
Ｗ…ウエハ（被処理基体）、 １…プラズマエッチング装置（プラズマ処理装置）、 ２…処理チャンバ、 ３０…サセプタ、 ３１…保護リング、 ４２…ガス供給配管（気体供給系）、 ２１…排気配管、 ５０…エレベータ（高さ調節手段）、 ５５…レーザー検出器、 ５５Ａ…レーザー発光部、 ５５Ｂ…レーザー受光部、 ５０…エレベータ、 ５３…ロッド、 ５１…ステッピングモータ、 ６０…制御装置。 W: wafer (substrate to be processed), 1: plasma etching apparatus (plasma processing apparatus), 2: processing chamber, 30: susceptor, 31: protection ring, 42: gas supply pipe (gas supply system), 21: exhaust pipe, Reference numeral 50: an elevator (height adjusting means); 55, a laser detector; 55A, a laser emitting section; 55B, a laser receiving section; 50, an elevator; 53, a rod; 51, a stepping motor;
Claims (10)
チャンバと、 前記被処理基体に処理ガスを供給する処理ガス供給系
と、 前記被処理基体を載置するサセプタと、 前記サセプタ上に載置された被処理基体の外周縁部を包
囲するように昇降可能に支持された保護リングと、 前記保護リングの上面の高さを検出する検出手段と、 前記検出した高さに基づいて、前記保護リングの高さを
調節する高さ調節手段と、 を具備する処理装置。1. A processing chamber for performing processing on a substrate under substantially vacuum, a processing gas supply system for supplying a processing gas to the substrate, a susceptor for mounting the substrate, and a susceptor on the susceptor. A protection ring supported so as to be able to ascend and descend so as to surround an outer peripheral edge of the substrate to be processed placed on the base; a detection unit configured to detect a height of an upper surface of the protection ring; and And a height adjusting means for adjusting the height of the protection ring.
記検出手段が、前記保護リング上面に略垂直に光を照射
する発光部と、前記光の反射光を検出する受光部とを備
えた縦型光モニタであることを特徴とする処理装置。2. The processing apparatus according to claim 1, wherein the detecting unit includes a light emitting unit that irradiates light substantially vertically to an upper surface of the protection ring, and a light receiving unit that detects reflected light of the light. A processing device comprising a vertical optical monitor provided with the processing device.
記検出手段が、前記保護リング上面に平行に光を照射す
る発光部と、 前記保護リングに関して前記発光部と対向する位置に配
設され、前記光を検出する受光部とを備えた水平型光モ
ニタであることを特徴とする処理装置。3. The processing apparatus according to claim 1, wherein said detecting means is provided at a position facing said light emitting unit with respect to said protection ring, said light emitting unit irradiating light parallel to an upper surface of said protection ring. And a light receiving unit for detecting the light.
記検出手段が、レーザー光線の入射光と反射光との干渉
を利用して保護リングの厚さを測定するレーザー干渉モ
ニタであることを特徴とする処理装置。4. The processing apparatus according to claim 1, wherein the detection means is a laser interference monitor that measures the thickness of the protection ring using interference between incident light and reflected light of a laser beam. A processing device characterized by the above-mentioned.
理装置であって、前記高さ調節手段が、前記保護リング
を昇降させるボールネジと、このボールネジを駆動する
ステッピングモータとを具備することを特徴とする処理
装置。5. The processing apparatus according to claim 1, wherein the height adjusting unit includes a ball screw for moving the protection ring up and down, and a stepping motor for driving the ball screw. A processing device characterized in that:
で、保護リングに外周を包囲された被処理基板上に処理
ガスを供給することにより前記被処理基板を処理する処
理方法において、 所定の時期に前記保護リングの高さを調節し、 前記被処理基板と前記保護リング上面の高さとを同じ高
さに維持した状態で被処理基板の処理を行なうことを特
徴とする処理方法。6. A processing method for processing a substrate to be processed by supplying a processing gas onto the substrate to be processed whose outer periphery is surrounded by a protection ring in a processing chamber maintained in a substantially vacuum state. A processing method, comprising: adjusting the height of the protection ring at a suitable time; and performing processing on the target substrate while maintaining the height of the target substrate and the upper surface of the protection ring at the same level.
で、保護リングに外周を包囲された被処理基板上に処理
ガスを供給することにより前記被処理基板を処理する処
理方法において、 前記保護リング上面の高さをモニタリングし、前記被処
理基板上面との高低差が所定値になったときに前記保護
リングの高さを調節して前記被処理基板と同じ高さに維
持しながら前記被処理基板の処理を行なうことを特徴と
する処理方法。7. A processing method for processing a substrate to be processed by supplying a processing gas onto a substrate to be processed whose outer periphery is surrounded by a protective ring in a processing chamber maintained in a substantially vacuum state. The height of the ring upper surface is monitored, and when the height difference from the upper surface of the substrate to be processed reaches a predetermined value, the height of the protection ring is adjusted to maintain the same height as the substrate to be processed. A processing method comprising performing processing on a processing substrate.
で、保護リングに外周を包囲された被処理基板上に処理
ガスを供給することにより前記被処理基板を処理する処
理方法において、 前記被処理基板の処理時間をモニタリングし、前記処理
時間の積算値が所定値になったときに前記保護リングの
高さを調節して前記被処理基板と同じ高さに維持しなが
ら前記被処理基板の処理を行なうことを特徴とする処理
方法。8. A processing method for processing a substrate to be processed by supplying a processing gas onto a substrate to be processed whose outer periphery is surrounded by a protective ring in a processing chamber maintained in a substantially vacuum state. The processing time of the processing substrate is monitored, and when the integrated value of the processing time reaches a predetermined value, the height of the protection ring is adjusted to maintain the same height as the processing target substrate while maintaining the same height as the processing target substrate. A processing method comprising performing processing.
で、保護リングに外周を包囲された被処理基板上に処理
ガスを供給することにより前記被処理基板を処理する処
理方法において、 酸素プラズマクリーニング時に前記保護リングの高さを
調節して前記被処理基板と同じ高さに維持しながら前記
被処理基板の処理を行なうことを特徴とする処理方法。9. A processing method for processing a substrate to be processed by supplying a processing gas onto a substrate to be processed whose outer periphery is surrounded by a protective ring in a processing chamber maintained in a substantially vacuum state, comprising: A processing method, wherein the processing of the substrate to be processed is performed while adjusting the height of the protection ring during cleaning to maintain the same height as the substrate to be processed.
内で、保護リングに外周を包囲された被処理基板上に処
理ガスを供給することにより前記被処理基板を処理する
処理方法において、 １ロットの被処理基板の処理が終了する毎に前記保護リ
ングの高さを調節して前記被処理基板と同じ高さに維持
しながら前記被処理基板の処理を行なうことを特徴とす
る処理方法。10. A processing method for processing a substrate to be processed by supplying a processing gas onto a substrate to be processed whose outer periphery is surrounded by a protective ring in a processing chamber maintained in a substantially vacuum state, wherein: A processing method for adjusting the height of the protection ring each time the processing of the substrate to be processed is finished and maintaining the same height as the substrate to be processed.
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