JP2020136622A

JP2020136622A - 調整用冶具、調整方法及び位置ずれ測定方法

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Publication number: JP2020136622A
Application number: JP2019032241A
Authority: JP
Inventors: 尾形　敦; Atsushi Ogata; 敦尾形; 信峰佐々木; Nobumine Sasaki
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2019-02-26
Filing date: 2019-02-26
Publication date: 2020-08-31

Abstract

【課題】リング部材の位置合わせを高精度に行う。【解決手段】調整用冶具は、載置台に載置されたリング部材の位置を調整するための調整用冶具であって、載置台の外周に設けられ、載置台の中心軸に交差する平面において互いに交差する第１の軸及び第２の軸の各々に沿って移動可能な移動部材と、移動部材にリング部材を固定するための複数の固定具と、移動部材に設けられ、複数の固定具を介してリング部材が固定された移動部材を第１の軸及び第２の軸の各々に沿って移動させることで、載置台の中心軸の位置に対して、リング部材の中心軸の位置を調整する調整機構と、を有する。【選択図】図３

Description

本開示は、調整用冶具、調整方法及び位置ずれ測定方法に関するものである。

処理容器の内部に設けられた載置台に被処理対象である半導体基板（以下「ウエハ」とも称する）を載置して、エッチングなどのプラズマ処理を行うプラズマ処理装置が知られている。このプラズマ処理装置では、プラズマ処理を行っていると、処理容器内のパーツが消耗する。例えば、載置台に載置されるウエハの外周部に設置されたフォーカスリングなどのリング部材は、プラズマに近いこともあり、消耗速度が速い。リング部材の消耗度合いは、ウエハ上のプロセス結果に大きく影響する。例えば、リング部材上のプラズマシースとウエハ上のプラズマシースとの高さ位置にズレが生じると、ウエハの外周付近のエッチング特性が低下し、均一性などに影響する。

そこで、プラズマ処理装置では、リング部材がある程度消耗するとリング部材の交換が行われる。例えば、特許文献１は、処理容器を大気開放することなくフォーカスリングを搬出搬入するフォーカスリング交換方法を提案している。

特開２０１６−１４６４７２号公報

本開示は、リング部材の位置合わせを高精度に行うことができる技術を提供する。

本開示の一態様による調整用冶具は、載置台に載置されたリング部材の位置を調整するための調整用冶具であって、前記載置台の外周に設けられ、前記載置台の中心軸に交差する平面において互いに交差する第１の軸及び第２の軸の各々に沿って移動可能な移動部材と、前記移動部材に前記リング部材を固定するための複数の固定具と、前記移動部材に設けられ、前記複数の固定具を介して前記リング部材が固定された前記移動部材を前記第１の軸及び前記第２の軸の各々に沿って移動させることで、前記載置台の中心軸の位置に対して、前記リング部材の中心軸の位置を調整する調整機構と、を有する。

本開示によれば、リング部材の位置合わせを高精度に行うことができるという効果を奏する。

図１は、前提技術に係るプラズマ処理装置の構成の一例を示す図である。図２は、図１に示すサセプタの構成を説明するための斜視図である。図３は、一実施形態に係る調整用冶具の構成の一例を示す図である。図４は、図３に示した載置台及び調整用冶具を上方から見た上面図である。図５Ａは、調整機構を用いたフォーカスリングの中心軸の位置調整手順の一例を示す図である。図５Ｂは、調整機構を用いたフォーカスリングの中心軸の位置調整手順の一例を示す図である。図５Ｃは、調整機構を用いたフォーカスリングの中心軸の位置調整手順の一例を示す図である。図５Ｄは、調整機構を用いたフォーカスリングの中心軸の位置調整手順の一例を示す図である。図５Ｅは、調整機構を用いたフォーカスリングの中心軸の位置調整手順の一例を示す図である。図５Ｆは、調整機構を用いたフォーカスリングの中心軸の位置調整手順の一例を示す図である。図５Ｇは、調整機構を用いたフォーカスリングの中心軸の位置調整手順の一例を示す図である。図５Ｈは、調整機構を用いたフォーカスリングの中心軸の位置調整手順の一例を示す図である。図６は、調整用冶具によるフォーカスリングの位置を調整する調整手順の流れの一例を示すフローチャートである。図７は、フォーカスリングの位置ずれを測定する位置ずれ測定手順の流れの一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。

ところで、リング部材の交換が行われると、リング部材の中心軸の位置と、リング部材が載置された載置台の中心軸の位置とが水平方向にずれる場合がある。このようなリング部材の位置ずれは、ウエハに対するプラズマ処理の周方向での均一性を低下させる要因となる。このため、リング部材の中心軸の位置が載置台の中心軸の位置と一致するようにリング部材の位置合わせを高精度に行うことが期待されている。

［前提技術に係るプラズマ処理装置の構成］
まず、前提技術に係るプラズマ処理装置１００の構成の一例について説明する。図１は、前提技術に係るプラズマ処理装置１００の構成の一例を示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１００は、平行平板型のプラズマ処理装置である。

プラズマ処理装置１００は、たとえば表面が陽極酸化処理（アルマイト処理）されたアルミニウムから成る円筒形状に成形された処理容器１０２を備える。処理容器１０２は接地されている。処理容器１０２内の底部にはウエハＷを載置するための略円柱状の載置台１１０が設けられている。載置台１１０はセラミックなどで構成された板状の絶縁体１１２と、絶縁体１１２上に設けられた下部電極を構成するサセプタ１１４とを備える。

載置台１１０はサセプタ１１４を所定の温度に調整可能なサセプタ温調部１１７を備える。サセプタ温調部１１７は、たとえばサセプタ１１４内に設けられた温度調節媒体室１１８に温度調節媒体を循環するように構成されている。

サセプタ１１４は、その上側中央部にウエハＷを載置するための凸状の基板載置部１１５が形成されており、基板載置部１１５の外周側に上面が基板載置部１１５よりも低い外周部１１６が形成されている。基板載置部１１５の上面はウエハＷを載置する基板載置面１１５ａとなり、外周部１１６の上面はフォーカスリングＦＲを載置するフォーカスリング載置面１１６ａとなる。図２に示すように、基板載置部１１５の上部に静電チャック１２０を設ける場合は、この静電チャック１２０の上面が基板載置面１１５ａとなる。以下では、基板載置部１１５と静電チャック１２０とを併せて適宜「基板載置部１１５」と表記する。静電チャック１２０は、絶縁材の間に電極１２２が介在された構成となっている。静電チャック１２０は、電極１２２に接続された図示しない直流電源からたとえば１．５ｋＶの直流電圧が印加される。これによって、ウエハＷが静電チャック１２０に静電吸着される。基板載置部１１５はウエハＷの径よりも小径に形成されており、ウエハＷを載置したときにウエハＷの周縁部が基板載置部１１５から張り出すようになっている。

サセプタ１１４の上端周縁部には、静電チャック１２０の基板載置面１１５ａに載置されたウエハＷを囲むようにフォーカスリングＦＲが配置されている。フォーカスリングＦＲは、当該フォーカスリングＦＲの内周面が基板載置部１１５の外周面を囲むように外周部１１６のフォーカスリング載置面１１６ａに載置されている。

絶縁体１１２、サセプタ１１４、静電チャック１２０には、基板載置面１１５ａに載置されたウエハＷの裏面に伝熱媒体（たとえばＨｅガスなどのバックサイドガス）を供給するためのガス通路が形成されている。この伝熱媒体を介してサセプタ１１４とウエハＷとの間の熱伝達がなされ、ウエハＷが所定の温度に維持される。

サセプタ１１４の上方には、このサセプタ１１４に対向するように上部電極１３０が設けられている。この上部電極１３０とサセプタ１１４の間に形成される空間がプラズマ生成空間となる。上部電極１３０は、絶縁性遮蔽部材１３１を介して、処理容器１０２の上部に支持されている。

上部電極１３０は、主として電極板１３２とこれを着脱自在に支持する電極支持体１３４とによって構成される。電極板１３２はたとえば石英から成り、電極支持体１３４はたとえば表面がアルマイト処理されたアルミニウムなどの導電性材料から成る。

電極支持体１３４には処理ガス供給源１４２からの処理ガスを処理容器１０２内に導入するための処理ガス供給部１４０が設けられている。処理ガス供給源１４２は電極支持体１３４のガス導入口１４３にガス供給管１４４を介して接続されている。

ガス供給管１４４には、たとえば図２に示すように上流側から順にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１４６および開閉バルブ１４８が設けられている。なお、ＭＦＣの代わりにＦＣＳ（ＦｌｏｗＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ）を設けてもよい。処理ガス供給源１４２からはエッチングのための処理ガスとして、たとえばＣ_４Ｆ_８ガスのようなフルオロカーボンガス（ＣｘＦｙ）が供給される。

処理ガス供給源１４２は、たとえばプラズマエッチングのためのエッチングガスを供給するようになっている。なお、図２にはガス供給管１４４、開閉バルブ１４８、マスフローコントローラ１４６、処理ガス供給源１４２等から成る処理ガス供給系を１つのみ示しているが、プラズマ処理装置１００は、複数の処理ガス供給系を備えている。たとえば、ＣＦ_４、Ｏ_２、Ｎ_２、ＣＨＦ_３等の処理ガスが、それぞれ独立に流量制御され、処理容器１０２内に供給される。

電極支持体１３４には、たとえば略円筒状のガス拡散室１３５が設けられ、ガス供給管１４４から導入された処理ガスを均等に拡散させることができる。電極支持体１３４の底部と電極板１３２には、ガス拡散室１３５からの処理ガスを処理容器１０２内に吐出させる多数のガス吐出孔１３６が形成されている。ガス拡散室１３５で拡散された処理ガスを多数のガス吐出孔１３６から均等にプラズマ生成空間に向けて吐出できるようになっている。この点で、上部電極１３０は処理ガスを供給するためのシャワーヘッドとして機能する。

上部電極１３０は電極支持体１３４を所定の温度に調整可能な電極支持体温調部１３７を備える。電極支持体温調部１３７は、たとえば電極支持体１３４内に設けられた温度調節媒体室１３８に温度調節媒体を循環するように構成されている。

処理容器１０２の底部には排気管１０４が接続されており、この排気管１０４には排気部１０５が接続されている。排気部１０５は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、処理容器１０２内を所定の減圧雰囲気に調整する。排気部１０５が処理容器１０２内を所定の減圧雰囲気に調整することにより、処理容器１０２は、真空引きされる。また、処理容器１０２の側壁にはウエハＷの搬出入口１０６が設けられ、搬出入口１０６にはゲートバルブ１０８（図１のＧＶに相当）が設けられている。ウエハＷの搬出入を行う際にはゲートバルブ１０８を開く。そして、図示しない搬送アームなどによって搬出入口１０６を介してウエハＷの搬出入を行う。

上部電極１３０には、第１高周波電源１５０が接続されており、その給電線には第１整合器１５２が介挿されている。第１高周波電源１５０は、５０〜１５０ＭＨｚの範囲の周波数を有するプラズマ生成用の高周波電力を出力することが可能である。このように高い周波数の電力を上部電極１３０に印加することにより、処理容器１０２内に好ましい解離状態でかつ高密度のプラズマを形成することができ、より低圧条件下のプラズマ処理が可能となる。第１高周波電源１５０の出力電力の周波数は、５０〜８０ＭＨｚが好ましく、典型的には図示した６０ＭＨｚまたはその近傍の周波数に調整される。

下部電極としてのサセプタ１１４には、第２高周波電源１６０が接続されており、その給電線には第２整合器１６２が介挿されている。この第２高周波電源１６０は数百ｋＨｚ〜十数ＭＨｚの範囲の周波数を有するバイアス用の高周波電力を出力することが可能である。第２高周波電源１６０の出力電力の周波数は、典型的には２ＭＨｚまたは１３．５６ＭＨｚ等に調整される。

なお、サセプタ１１４には第１高周波電源１５０からサセプタ１１４に流入する高周波電流を濾過するハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１６４が接続されており、上部電極１３０には第２高周波電源１６０から上部電極１３０に流入する高周波電流を濾過するローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５４が接続されている。

［リフタピンと駆動機構の一例］
さらに、プラズマ処理装置１００のサセプタ１１４には、図２に示すように第１リフタピン１７２が基板載置面１１５ａから昇降自在に設けられるとともに、第２リフタピン１８２がフォーカスリング載置面１１６ａから昇降自在に設けられている。図２は、図１に示すサセプタ１１４の構成を説明するための斜視図である。具体的には図１に示すように第１リフタピン１７２は第１駆動機構１７０によって駆動され、ウエハＷを基板載置面１１５ａから持ち上げることができる。第２リフタピン１８２は第２駆動機構１８０によって駆動され、フォーカスリングＦＲをフォーカスリング載置面１１６ａから持ち上げることができる。

第１駆動機構１７０および第２駆動機構１８０は、ＤＣモータ、ステッピングモータ、リニアモータ等のモータ、ピエゾアクチュエータ、エア駆動機構等である。第１駆動機構１７０および第２駆動機構１８０は、各々、ウエハＷの搬送およびフォーカスリングＦＲの搬送に適合した駆動精度を有する。

サセプタ１１４を支持する絶縁体１１２は環状に形成されており、第１リフタピン１７２は絶縁体１１２に囲まれたサセプタ１１４の下方から鉛直上方に延びて静電チャック１２０の上面である基板載置面１１５ａから昇降自在に設けられる。各第１リフタピン１７２は、サセプタ１１４と静電チャック１２０とを貫通して形成される孔部にそれぞれ挿入され、第１駆動機構１７０の駆動制御に応じて、図２に示すように基板載置面１１５ａから昇降する。なお、第１駆動機構１７０は、上部に第１リフタピン１７２が等間隔に並んで配置される環状のベースに接続され、ベースを介して第１リフタピン１７２を駆動してもよい。第１リフタピン１７２の数は３本に限られない。また、第１リフタピン１７２の位置は、ウエハＷの搬出入時にウエハＷを搬送するための搬送装置と干渉しない位置であればよい。

第２リフタピン１８２はサセプタ１１４の下方から鉛直上方に延びてフォーカスリング載置面１１６ａから昇降自在に設けられる。各第２リフタピン１８２は、サセプタ１１４の下方からフォーカスリング載置面１１６ａまで貫通して形成される孔部にそれぞれ挿入され、第２駆動機構１８０の駆動制御に応じて、図２に示すようにフォーカスリング載置面１１６ａから昇降する。なお、第２駆動機構１８０は、上部に第２リフタピン１８２が等間隔に並んで配置される環状のベースに接続され、ベースを介して第２リフタピン１８２を駆動してもよい。また、複数の第２駆動機構１８０が各々一つの第２リフタピン１８２を駆動するように構成してもよい。第２リフタピン１８２の数は３本に限られない。第２リフタピン１８２の位置は、フォーカスリングＦＲの搬出入時にフォーカスリングＦＲを搬送するための搬送装置と干渉しない位置であればよい。なお、フォーカスリングＦＲを搬送するための搬送装置とウエハＷを搬送するための搬送装置は、同一の装置であってもよい。このような第２駆動機構１８０に接続されるベースは、第１駆動機構１７０に接続されるベースよりも大きな径で構成し、第１駆動機構１７０に接続されるベースよりも外側に配置される。これにより、第１駆動機構１７０および第２駆動機構１８０は相互に干渉することなく、各々独立して第１リフタピン１７２および第２リフタピン１８２を昇降させることができる。

このように構成された第１駆動機構１７０によれば、各第１リフタピン１７２を上昇させることでウエハＷを静電チャック１２０から持ち上げることができる。また，第２駆動機構１８０によれば、各第２リフタピン１８２を上昇させることでフォーカスリングＦＲをフォーカスリング載置面１１６ａから持ち上げることができる。

なお、図１の例では、フォーカスリングＦＲは一体的に形成しているが、２以上に分割されてよい。たとえば、消耗しやすい内径側を外径側と分離して２つの部材からなる構成としてもよい。この場合、内側フォーカスリングのみを第２リフタピン１８２で持ち上げて交換する構成としてもよい。

［調整用冶具の構成］
次に、一実施形態に係る調整用冶具について説明する。一実施形態に係る調整用冶具は、載置台に載置されたリング部材の位置を調整するための冶具であり、真空引き可能な処理容器の内部で使用される。

ここで、載置台は、例えば、図１に示した載置台１１０である。また、リング部材とは、例えば、プラズマ処理装置１００においてプラズマ処理を繰り返し行うことにより消耗し、交換が必要となる、リング形状を有する部材である。リング部材は、例えば、ウエハＷの外周に設けられるフォーカスリングＦＲである。リング部材は、フォーカスリングＦＲの他、ロボットアーム等の搬送装置によりプラズマ処理装置１００の処理容器１０２から搬出が可能な任意のリング部材を含む。以下の説明では、リング部材の例としてフォーカスリングＦＲを用いて実施形態を説明する。

図３は、一実施形態に係る調整用冶具２００の構成の一例を示す図である。図３では、調整用冶具２００が図１に示した載置台１１０（サセプタ１１４）に設置された状態を示している。一実施形態に係る調整用冶具２００は、カバー部材２１０と、移動部材２２０とを有する。

カバー部材２１０は、載置台１１０（サセプタ１１４）の外周面を覆うように載置台１１０に取り付けられている。本実施形態では、カバー部材２１０は、サセプタ１１４の外周部１１６の外周面及びフォーカスリング載置面１１６ａを覆っている。カバー部材２１０の、フォーカスリング載置面１１６ａを覆う部分の上面には、フォーカスリングＦＲが載置される。また、カバー部材の、フォーカスリング載置面１１６ａを覆う部分には、フォーカスリング載置面１１６ａからフォーカスリングＦＲを持ち上げる第２リフタピン１８２が通過する貫通孔が形成されている。

移動部材２２０は、略円筒状に形成されており、カバー部材２１０の外側面に沿って載置台１１０（サセプタ１１４）の外周に設けられている。移動部材２２０は、載置台１１０の中心軸Ｃに交差する平面において互いに交差するｘ軸及びｙ軸の各々に沿って移動可能な部材である。本実施形態では、静電チャック１２０の基板載置面１１５ａは、載置台１１０の中心軸Ｃに直交しており、ｘ軸及びｙ軸は、基板載置面１１５ａにおいて、載置台１１０の中心軸Ｃに直交している。また、本実施形態では、移動部材２２０は、カバー部材２１０の上面に載置されることで、カバー部材２１０の上面においてｘ軸及びｙ軸の各々に沿って移動可能に構成されている。ｘ軸及びｙ軸は、それぞれ、第１の軸及び第２の軸の一例である。

移動部材２２０には、移動部材２２０にフォーカスリングＦＲを固定するための複数のボルト２２２が設けられている。複数のボルト２２２は、フォーカスリングＦＲを径方向に挟むことで、移動部材２２０にフォーカスリングＦＲを固定する。移動部材２２０にフォーカスリングＦＲが固定されることにより、処理容器１０２の内部が真空引きされる際に、フォーカスリングＦＲが径方向に移動することが抑制される。ボルト２２２は、固定具の一例である。

複数のボルト２２２の各々は、フォーカスリングＦＲに当接する先端部分に、第２リフタピン１８２により載置台１１０からフォーカスリングＦＲが持ち上げられる方向に回転可能な回転体２２２ａを有する。回転体２２２ａは、例えば球状である。回転体２２２ａは、第２リフタピン１８２により載置台１１０からフォーカスリングＦＲが持ち上げられる際に、フォーカスリングＦＲの上昇に伴って回転する。これにより、フォーカスリングＦＲの搬出時に複数のボルト２２２によるフォーカスリングＦＲの固定がスムーズに解除される。

なお、複数のボルト２２２の各々は、回転体２２２ａからフォーカスリングＦＲに付与される力を管理可能な部材であってもよい。例えば、複数のボルト２２２の各々は、内部にバネなどの弾性部材を包含し、バネの作用で回転体２２２ａをフォーカスリングＦＲに押し付ける、プランジャ型の部材であってもよい。

複数のボルト２２２は、移動部材２２０においてフォーカスリングＦＲを搬送するための搬送装置と干渉しない複数の位置にそれぞれ設けられる。これにより、搬送装置は、複数のボルト２２２に干渉することなく、フォーカスリングＦＲを搬送することができる。

また、移動部材２２０には、調整機構２３０が設けられている。調整機構２３０は、複数のボルト２２２を介してフォーカスリングＦＲが固定された移動部材２２０をｘ軸及びｙ軸の各々に沿って移動させることで、載置台１１０の中心軸Ｃの位置に対して、フォーカスリングＦＲの中心軸の位置を調整する。

具体的には、調整機構２３０は、図４に示すように、一対の計測器２３２と、一対の計測器２３４とを有する。図４は、図３に示した載置台１１０及び調整用冶具２００を上方から見た上面図である。図４には、円板状に載置台１１０の基板載置部１１５が示されており、ドーナツ状に載置台１１０の外周部１１６が示されている。図４では、説明の便宜上、フォーカスリングＦＲ及びフォーカスリングＦＲを固定する複数のボルト２２２の図示を省略し、且つ移動部材２２０の上部を切り欠いた状態を示す。

一対の計測器２３２は、ｘ軸に平行な直線上で、且つ、載置台１１０（サセプタ１１４）を挟む位置に配置されている。一対の計測器２３２は、フォーカスリングＦＲの内周面が基板載置部１１５の外周面に接触するまでｘ軸の順方向及び逆方向に移動部材２２０を移動させるとともに移動部材２２０の移動量を計測する。一対の計測器２３２は、ｘ軸に沿って伸縮可能に構成されており、載置台１１０（サセプタ１１４）の外周面を覆うカバー部材２１０に接触することで、移動部材２２０を移動させることが可能な状態となる。計測器２３２は、移動部材２２０に固定されてｘ軸の順方向及び逆方向に伸縮可能で且つ移動部材２２０の移動量を計測可能な機器であればよく、例えば、マイクロメータヘッドである。計測器２３２は、第１の計測器の一例である。なお、図４において一対の計測器２３２は、載置台１１０の中心軸Ｃに交差するｘ軸の延長線上に配置されているが、一対の計測器２３２の配置位置は、これに限定されるものではない。例えば、移動部材２２０がｘ軸に沿って移動することができるのであれば、一対の計測器２３２は、ｘ軸に平行な任意の直線上に配置されてもよい。

一対の計測器２３４は、ｙ軸に平行な直線上で、且つ、載置台１１０（サセプタ１１４）を挟む位置に配置されている。一対の計測器２３４は、フォーカスリングＦＲの内周面が基板載置部１１５の外周面に接触するまでｙ軸の順方向及び逆方向に移動部材２２０を移動させるとともに移動部材２２０の移動量を計測する。一対の計測器２３４は、ｙ軸に沿って伸縮可能に構成されており、載置台１１０（サセプタ１１４）の外周面を覆うカバー部材２１０に接触することで、移動部材２２０を移動させることが可能な状態となる。計測器２３４は、移動部材２２０に固定されてｙ軸の順方向及び逆方向に伸縮可能で且つ移動部材２２０の移動量を計測可能な部材であればく、例えば、マイクロメータヘッドである。計測器２３４は、第２の計測器の一例である。なお、図４において一対の計測器２３４は、載置台１１０の中心軸Ｃに交差するｙ軸の延長線上に配置されているが、一対の計測器２３４の配置位置は、これに限定されるものではない。例えば、移動部材２２０がｙ軸に沿って移動することができるのであれば、一対の計測器２３４は、ｙ軸に平行な任意の直線上に配置されてもよい。

このように構成された一対の計測器２３２及び一対の計測器２３４を備えた調整機構２３０を用いて、載置台１１０の中心軸Ｃに対して、フォーカスリングＦＲの中心軸の位置が調整される。調整機構２３０を用いたフォーカスリングＦＲの中心軸の位置調整手順については、後に詳述する。

また、カバー部材２１０の外側面には、図４に示すように、ｘ軸に平行な一対の平坦面２１０ａと、ｙ軸に平行な一対の平坦面２１０ｂとが形成されている。また、移動部材２２０は、一対のガイドピン２２６と、一対のガイドピン２２８とを有している。一対のガイドピン２２６は、ｘ軸に平行な一対の平坦面２１０ａにそれぞれ当接して、移動部材２２０のｘ軸に沿った移動を支援する。一対のガイドピン２２８は、ｙ軸に平行な一対の平坦面２１０ｂにそれぞれ当接して、移動部材２２０のｙ軸に沿った移動を支援する。一対のガイドピン２２６が移動部材２２０のｘ軸に沿った移動を支援し且つ一対のガイドピン２２８が移動部材２２０のｙ軸に沿った移動を支援することにより、調整機構２３０は、ｘ軸及びｙ軸の各々に沿って移動部材２２０をスムーズに移動させることができる。

一対のガイドピン２２６の各々は、ｘ軸に平行な一対の平坦面２１０ａに当接する先端部分に、移動部材２２０がｘ軸に沿って移動する方向に回転可能な回転体２２６ａを有する。回転体２２６ａは、例えば球状である。回転体２２６ａは、移動部材２２０がｘ軸に沿って移動する際に、移動部材２２０の移動に伴って回転する。これにより、一対のガイドピン２２６との接触に伴う一対の平坦面２１０ａの損傷が抑制される。

なお、一対のガイドピン２２６の各々は、回転体２２６ａから一対の平坦面２１０ａに付与される力を管理可能な部材であってもよい。例えば、一対のガイドピン２２６の各々は、内部にバネなどの弾性部材を包含し、バネの作用で回転体２２６ａを一対の平坦面２１０ａに押し付ける、プランジャ型の部材であってもよい。

一対のガイドピン２２８の各々は、ｙ軸に平行な一対の平坦面２１０ｂに当接する先端部分に、移動部材２２０がｙ軸に沿って移動する方向に回転可能な回転体２２８ａを有する。回転体２２８ａは、例えば球状である。回転体２２８ａは、移動部材２２０がｙ軸に沿って移動する際に、移動部材２２０の移動に伴って回転する。これにより、一対のガイドピン２２８との接触に伴う一対の平坦面２１０ｂの損傷が抑制される。

なお、フォーカスリングＦＲは水平になるようにフォーカスリング載置面１１６ａに載置されるため、ｘ軸及びｙ軸の各々は載置台１１０の中心軸Ｃに対して直交することが望ましいが、これに限定されるものではない。移動部材２２０がｘ軸及びｙ軸の各々に沿って移動される場合、移動部材２２０の移動量が載置台の中心軸に対して垂直となるベクトル成分を持つのであれば、ｘ軸及びｙ軸の各々は、載置台１１０の中心軸Ｃに対して必ずしも直交する必要はない。すなわち、ｘ軸及びｙ軸の各々は、載置台１１０の中心軸Ｃに対して交差していればよい。

また、載置台１１０及び調整用冶具２００を上方から見たとき、図４に示すようにｘ軸及びｙ軸は直交しているが、これに限定されるものではない。カバー部材２１０のうち一対の平坦面２１０ａがｘ軸に対して平行を維持し、且つ一対の平坦面２１０ｂがｙ軸に対して平行を維持しているならば、ｚ軸とｙ軸がなす角度は、直交していなくてもよい。

なお、一対のガイドピン２２８の各々は、回転体２２８ａから一対の平坦面２１０ｂに付与される力を管理可能な部材であってもよい。例えば、一対のガイドピン２２８の各々は、内部にバネなどの弾性部材を包含し、バネの作用で回転体２２８ａを一対の平坦面２１０ｂに押し付ける、プランジャ型の部材であってもよい。

［フォーカスリングの中心軸の位置調整手順］
次に、調整機構２３０を用いたフォーカスリングＦＲの中心軸の位置調整手順の一例について説明する。図５Ａ〜図５Ｈは、調整機構２３０を用いたフォーカスリングＦＲの中心軸の位置調整手順の一例を示す図である。なお、図５Ａ〜図５Ｈでは、説明の便宜上、カバー部材２１０の図示、並びに、複数のボルト２２２を介してフォーカスリングＦＲが固定された移動部材２２０の図示を省略する。

まず、一対の計測器２３２をｘ軸に沿って伸張させてカバー部材２１０に接触させる。そして、一対の計測器２３４をｙ軸に沿って縮退させてカバー部材２１０から離反させる。図５Ａには、カバー部材２１０に接触している一対の計測器２３２のみが図示され、カバー部材２１０から離反された一対の計測器２３４の図示が省略されている。一対の計測器２３２は、カバー部材２１０に接触することで、ｘ軸に沿って移動部材２２０を移動させることが可能な状態となる。この状態で、カバー部材２１０の一対の平坦面２１０ａに一対のガイドピン２２６をそれぞれ当接させる。

次に、図５Ｂに示すように、一対の計測器２３２を用いて、フォーカスリングＦＲの内周面が基板載置部１１５の外周面に接触するまでｘ軸の順方向に移動部材２２０を移動させる。このとき、移動部材２２０のｘ軸に沿った移動が、一対のガイドピン２２６によって支援される。

次に、図５Ｃに示すように、一対の計測器２３２を用いて、フォーカスリングＦＲの内周面が基板載置部１１５の外周面に接触するまでｘ軸の逆方向に移動部材２２０を移動させる。このとき、移動部材２２０のｘ軸に沿った移動が、一対のガイドピン２２６によって支援される。そして、一対の計測器２３２を用いて、ｘ軸の逆方向に移動済みの移動部材２２０の移動量である第１の最大移動量ｍを計測する。図５Ｃには、第１の最大移動量ｍが、移動部材２２０に固定されたフォーカスリングＦＲの移動量として示されている。

次に、図５Ｄに示すように、一対の計測器２３２を用いて、第１の最大移動量ｍの半分の移動量ｍ／２だけｘ軸の順方向に移動部材２２０を移動させることで、ｘ軸に関して、フォーカスリングＦＲの中心軸の位置を調整する。

次に、一対の計測器２３２をｘ軸に沿って縮退させてカバー部材２１０から離反させる。そして、一対の計測器２３４をｙ軸に沿って伸張させてカバー部材２１０に接触させる。図５Ｅには、カバー部材２１０に接触している一対の計測器２３４のみが図示され、カバー部材２１０から離反された一対の計測器２３２の図示が省略されている。一対の計測器２３４は、カバー部材２１０に接触することで、ｙ軸に沿って移動部材２２０を移動させることが可能な状態となる。この状態で、カバー部材２１０の一対の平坦面２１０ｂに一対のガイドピン２２８をそれぞれ当接させる。

次に、図５Ｆに示すように、一対の計測器２３４を用いて、フォーカスリングＦＲの内周面が基板載置部１１５の外周面に接触するまでｙ軸の順方向に移動部材２２０を移動させる。このとき、移動部材２２０のｙ軸に沿った移動が、一対のガイドピン２２８によって支援される。

次に、図５Ｇに示すように、一対の計測器２３４を用いて、フォーカスリングＦＲの内周面が基板載置部１１５の外周面に接触するまでｙ軸の逆方向に移動部材２２０を移動させる。このとき、移動部材２２０のｙ軸に沿った移動が、一対のガイドピン２２８によって支援される。そして、一対の計測器２３４を用いて、ｙ軸の逆方向に移動済みの移動部材２２０の移動量である第２の最大移動量ｎを計測する。図５Ｇには、第２の最大移動量ｎが、移動部材２２０に固定されたフォーカスリングＦＲの移動量として示されている。

次に、図５Ｈに示すように、一対の計測器２３４を用いて、第２の最大移動量ｎの半分の移動量ｎ／２だけｙ軸の順方向に移動部材２２０を移動させることで、ｙ軸に関して、フォーカスリングＦＲの中心軸の位置を調整する。これにより、フォーカスリングＦＲの中心軸の位置が載置台１１０の中心軸Ｃの位置と一致する。

［フォーカスリングの位置の調整手順の流れ］
次に、調整用冶具２００によるフォーカスリングＦＲの位置を調整する調整手順の流れの一例を説明する。図６は、調整用冶具２００によるフォーカスリングＦＲの位置を調整する調整手順の流れの一例を示すフローチャートである。

まず、載置台１１０の外周面を覆うようにカバー部材２１０を載置台１１０に取り付け、カバー部材２１０の外周面に沿って載置台１１０の外周に移動部材２２０を設置する（ステップＳ１１）。

次に、複数のボルト２２２を介して移動部材２２０にフォーカスリングＦＲを固定する（ステップＳ２２）。

次に、移動部材２２０に設けられた調整機構２３０を用いて、載置台１１０の中心軸Ｃの位置に対して、フォーカスリングＦＲの中心軸の位置を調整する（ステップＳ２３）。例えば、図５Ａ〜図５Ｈに示したように、調整機構２３０が備える一対の計測器２３２及び一対の計測器２３４を用いることで、ｘ軸及びｙ軸の各々に関して、フォーカスリングＦＲの中心軸の位置を調整する。

［位置ずれ測定処理］
なお、調整用冶具２００によるフォーカスリングＦＲの位置調整が完了すると、載置台１１０に載置されたフォーカスリングＦＲの位置と予め設定された初期位置とのずれ量が測定される。このようなフォーカスリングＦＲの位置ずれの測定は、プラズマ処理装置１００を含む処理システムを統括的に制御する制御装置（以下単に「制御装置」と呼ぶ）によって、実行される。以下では、フォーカスリングＦＲの位置ずれを測定する位置ずれ測定手順の流れを説明する。図７は、フォーカスリングＦＲの位置ずれを測定する位置ずれ測定手順の流れの一例を示すフローチャートである。

図７に示すように、調整用冶具２００によるフォーカスリングＦＲの位置調整が完了すると（ステップＳ２１）、制御装置は、プラズマ処理装置１００の排気部１０５を制御して、処理容器１０２の内部を真空引きする（ステップＳ２２）。

次に、制御装置は、フォーカスリングＦＲを搬送するための搬送装置を制御して、フォーカスリングＦＲを処理容器１０２から搬出する（ステップＳ２３）。具体的には、制御装置は、搬送装置を制御して、処理容器１０２内で第２リフタピン１８２の上昇により持ち上げられたフォーカスリングＦＲを処理容器１０２から搬出する。

次に、制御装置は、処理容器１０２から搬出されたフォーカスリングＦＲの位置を所定のセンサを用いて検出する（ステップＳ２４）。

次に、制御装置は、検出されたフォーカスリングＦＲの位置と予め設定された初期位置とのずれ量を算出する（ステップＳ２５）。算出されたずれ量は、例えば、フォーカスリングＦＲの搬送位置の補正等に用いられる。

以上のように、一実施形態に係る調整用冶具２００は、載置台１１０に載置されたフォーカスリングＦＲの位置を調整するための調整用冶具であって、移動部材２２０と、複数のボルト２２２と、調整機構２３０とを有する。移動部材２２０は、載置台１１０の外周に設けられ、載置台１１０の中心軸Ｃに交差する平面において互いに交差するｘ軸及びｙ軸の各々に沿って移動可能である。複数のボルト２２２は、移動部材２２０にフォーカスリングＦＲを固定する。調整機構２３０は、移動部材２２０に設けられる。そして、調整機構２３０は、複数のボルト２２２を介してフォーカスリングＦＲが固定された移動部材２２０をｘ軸及びｙ軸の各々に沿って移動させることで、載置台１１０の中心軸Ｃの位置に対して、フォーカスリングＦＲの中心軸の位置を調整する。これにより、フォーカスリングＦＲの中心軸の位置が載置台１１０の中心軸Ｃの位置と一致するようにフォーカスリングＦＲの位置合わせを高精度に行うことができる。

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

例えば、上記の実施形態では、移動部材２２０がカバー部材２１０の外周面に沿って載置台１１０の外周に設けられる場合を例に説明したが、カバー部材２１０が省略されてもよい。この場合、移動部材２２０は、載置台１１０の外周に直接設けられる。

１００プラズマ処理装置
１０２処理容器
１１０載置台
１１５基板載置部
１１６外周部
２００調整用冶具
２１０カバー部材
２１０ａ、２１０ｂ平坦面
２２０移動部材
２２２ボルト
２２６、２２８ガイドピン
２２２ａ、２２６ａ、２２８ａ回転体
２３０調整機構
２３２、２３４計測器

Claims

載置台に載置されたリング部材の位置を調整するための調整用冶具であって、
前記載置台の外周に設けられ、前記載置台の中心軸に交差する平面において互いに交差する第１の軸及び第２の軸の各々に沿って移動可能な移動部材と、
前記移動部材に前記リング部材を固定するための複数の固定具と、
前記移動部材に設けられ、前記複数の固定具を介して前記リング部材が固定された前記移動部材を前記第１の軸及び前記第２の軸の各々に沿って移動させることで、前記載置台の中心軸の位置に対して、前記リング部材の中心軸の位置を調整する調整機構と、
を有する、調整用冶具。
前記調整機構は、
前記第１の軸に平行な直線上で、且つ、前記載置台を挟む位置に配置され、前記リング部材の内周面が前記載置台の基板載置部の外周面に接触するまで前記第１の軸の順方向及び逆方向に前記移動部材を移動させるとともに前記移動部材の移動量を計測する一対の第１の計測器と、
前記第２の軸に平行な直線上で、且つ、前記載置台を挟む位置に配置され、前記リング部材の内周面が前記載置台の基板載置部の外周面と接触するまで前記第２の軸の順方向及び逆方向に前記移動部材を移動させるとともに前記移動部材の移動量を計測する一対の第２の計測器と、
を有する、請求項１に記載の調整用冶具。
前記複数の固定具は、前記リング部材を径方向に挟むことで、前記移動部材に前記リング部材を固定する、請求項１又は２に記載の調整用冶具。
前記複数の固定具の各々は、前記リング部材と当接する先端部分に、前記載置台から前記リング部材が持ち上げられる方向に回転可能な回転体を有する、請求項１〜３のいずれか一つに記載の調整用冶具。
前記回転体は、球状である、請求項４に記載の調整用冶具。
前記複数の固定具は、前記移動部材において前記リング部材を搬送するための搬送装置と干渉しない複数の位置にそれぞれ設けられる、請求項１〜４のいずれか一つに記載の調整用冶具。
前記載置台の外周面を覆うように前記載置台に取り付けられたカバー部材をさらに有し、
前記移動部材は、前記カバー部材の外側面に沿って前記載置台の外周に設けられる、請求項１〜６のいずれか一つに記載の調整用冶具。
前記カバー部材の外側面には、前記第１の軸に平行な一対の平坦面と、前記第２の軸に平行な一対の平坦面とが形成され、
前記移動部材は、
前記第１の軸に平行な一対の平坦面にそれぞれ当接して、前記移動部材の前記第１の軸に沿った移動を支援する一対の第１のガイドピンと、
前記第２の軸に平行な一対の平坦面にそれぞれ当接して、前記移動部材の前記第２の軸に沿った移動を支援する一対の第２のガイドピンと、
を有する、請求項７に記載の調整用冶具。
前記一対の第１のガイドピンの各々は、前記第１の軸に平行な一対の平坦面に当接する先端部分に、前記移動部材が前記第１の軸に沿って移動する方向に回転可能な回転体を有し、
前記一対の第２のガイドピンの各々は、前記第２の軸に平行な一対の平坦面に当接する先端部分に、前記移動部材が前記第２の軸に沿って移動する方向に回転可能な回転体を有する、請求項８に記載の調整用冶具。
前記調整用冶具は、真空引き可能な処理容器の内部で使用される、請求項１〜９のいずれか一つに記載の調整用冶具。
前記移動部材が前記第１の軸及び前記第２の軸の各々に沿って移動される場合、前記移動部材の移動量は、前記載置台の中心軸に対して垂直となるベクトル成分を持つ、ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の調整用冶具。
前記第１の軸および前記第２の軸は、前記載置台の中心軸に対して直交する、
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の調整用冶具。
載置台に載置されたリング部材の位置を調整する調整方法であって、
前記載置台の外周に、前記載置台の中心軸に交差する平面において互いに交差する第１の軸及び第２の軸の各々に沿って移動可能な移動部材を設置する工程と、
前記移動部材に前記リング部材を複数の固定具により固定する工程と、
前記移動部材に設けられた調整機構を用いて、前記複数の固定具を介して前記リング部材が固定された前記移動部材を前記第１の軸及び前記第２の軸の各々に沿って移動させることで、前記載置台の中心軸の位置に対して、前記リング部材の中心軸の位置を調整する工程と、
を含む、調整方法。
前記調整機構は、
前記第１の軸に平行な直線上で、且つ、前記載置台を挟む位置に配置され、前記リング部材の内周面が前記載置台の基板載置部の外周面に接触するまで前記第１の軸の順方向及び逆方向に前記移動部材を移動させるとともに前記移動部材の移動量を計測する一対の第１の計測器と、
前記第２の軸に平行な直線上で、且つ、前記載置台を挟む位置に配置され、前記リング部材の内周面が前記載置台の基板載置部の外周面と接触するまで前記第２の軸の順方向及び逆方向に前記移動部材を移動させるとともに前記移動部材の移動量を計測する一対の第２の計測器と、
を有し、
前記調整する工程は、
前記一対の第１の計測器を用いて、前記リング部材の内周面が前記基板載置部の外周面に接触するまで前記第１の軸の順方向に前記移動部材を移動させる工程と、
前記一対の第１の計測器を用いて、前記リング部材の内周面が前記基板載置部の外周面に接触するまで前記第１の軸の逆方向に前記移動部材を移動させる工程と、
前記一対の第１の計測器を用いて、前記第１の軸の逆方向に移動済みの前記移動部材の移動量である第１の最大移動量を計測する工程と、
前記一対の第１の計測器を用いて、前記第１の最大移動量の半分の移動量だけ前記第１の軸の順方向に前記移動部材を移動させることで、前記第１の軸に関して、前記リング部材の中心軸の位置を調整する工程と、
前記一対の第２の計測器を用いて、前記リング部材の内周面が前記基板載置部の外周面に接触するまで前記第２の軸の順方向に前記移動部材を移動させる工程と、
前記一対の第２の計測器を用いて、前記リング部材の内周面が前記基板載置部の外周面に接触するまで前記第２の軸の逆方向に前記移動部材を移動させる工程と、
前記一対の第２の計測器を用いて、前記第２の軸の逆方向に移動済みの前記移動部材の移動量である第２の最大移動量を計測する工程と、
前記一対の第２の計測器を用いて、前記第２の最大移動量の半分の移動量だけ前記第２の軸の順方向に前記移動部材を移動させることで、前記第２の軸に関して、前記リング部材の中心軸の位置を調整する工程と、
を含む、請求項１３に記載の調整方法。
載置台に載置されたリング部材の位置ずれを測定する位置ずれ測定方法であって、
前記載置台の外周に、前記載置台の中心軸に交差する平面において互いに交差する第１の軸及び第２の軸の各々に沿って移動可能な移動部材を設置する工程と、
前記移動部材に前記リング部材を複数の固定具により固定する工程と、
前記移動部材に設けられた調整機構を用いて、前記リング部材が固定された前記移動部材を前記第１の軸及び前記第２の軸の各々に沿って移動させることで、前記載置台の中心軸の位置に対して、前記リング部材の中心軸の位置を調整する工程と、
処理容器の内部を真空引きする工程と、
中心軸の位置が調整された前記リング部材を前記処理容器から搬出する工程と、
搬出された前記リング部材の位置を検出する工程と、
検出された前記リング部材の位置と予め設定された初期位置とのずれ量を算出する工程と、
を含む、位置ずれ測定方法。