JP2020155712A - 基板処理装置および載置台上のフォーカスリングの有無の検知方法 - Google Patents

基板処理装置および載置台上のフォーカスリングの有無の検知方法 Download PDF

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Abstract

【課題】載置台上に配置されるフォーカスリングの有無を検知する。【解決手段】基板処理装置は、載置台と、光源と、焦点調整部と、受光部と、制御部と、を備える。載置台は、基板が載置される第１載置面と、第１載置面を囲んでフォーカスリングが載置される第２載置面とを有する。焦点調整部は、第２載置面上載置されているときのフォーカスリングの下面位置に光源からの光を合焦する。受光部は、フォーカスリングの下面位置からの光を受光する。制御部は、受光部が受光した光に基づき、第２載置面上のフォーカスリングの有無を検知する。【選択図】図２

Description

以下の開示は、基板処理装置および載置台上のフォーカスリングの有無の検知方法に関する。
静電吸着力により基板を吸着する静電チャック上に基板が吸着されたことを検知する検知部を備える検知装置が提案されている（特許文献１）。
特開２０１０−４５０７１号公報
本開示は、載置台上に配置されるフォーカスリングの有無を検知することができる技術を提供する。
本開示の一態様による基板処理装置は、載置台と、光源と、焦点調整部と、受光部と、制御部と、を備える。載置台は、基板が載置される第１載置面と、第１載置面を囲んでフォーカスリングが載置される第２載置面とを有する。焦点調整部は、第２載置面上に載置されているときのフォーカスリングの下面位置に光源からの光を合焦する。受光部は、フォーカスリングの下面位置からの光を受光する。制御部は、受光部が受光した光に基づき、第２載置面上のフォーカスリングの有無を検知する。
本開示によれば、載置台上に配置されるフォーカスリングの有無を検知することができる。
図１は、一実施形態に係る基板処理装置の構成の一例を示す図である。 図２は、一実施形態に係る基板処理装置の一部の構成例を示す概略断面図である。 図３Ａは、直進光がシャワーヘッドに反射される状態を説明するための図である。 図３Ｂは、直進光がフォーカスリングに反射される状態を説明するための図である。 図３Ｃは、一実施形態に係る基板処理装置においてセンサから射出される光がシャワーヘッドにより反射される状態を説明するための図である。 図３Ｄは、一実施形態に係る基板処理装置においてセンサから射出される光がフォーカスリングにより反射される状態を説明するための図である。 図４は、一実施形態に係る基板処理装置におけるフォーカスリング検知の流れの一例を示すフローチャートである。 図５は、一実施形態の基板処理装置に適用できるフォーカスリングの変形例を説明するための図である。 図６は、一実施形態の基板処理装置に適用できるフォーカスリングの他の変形例を説明するための図である。 図７は、一実施形態の基板処理装置に適用できるフォーカスリングのさらに他の変形例を説明するための図である。 図８は、一実施形態の基板処理装置に適用できるフォーカスリングのさらに他の変形例を説明するための図である。
以下に、開示する実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態は限定的なものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、本明細書および図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する。なお、以下の説明中、基板処理装置の載置台上にウエハを載置した場合に、ウエハから見て載置台側を下、反対側を上と呼ぶ。
図１は、実施形態に係る基板処理装置１０を概略的に示す図である。基板処理装置１０は、気密に構成され、電気的に接地電位とされた処理容器３０を有している。この処理容器３０は、円筒状とされ、例えば表面に陽極酸化被膜が形成されたアルミニウム等から構成されている。処理容器３０は、プラズマが生成される処理空間を画成する。処理容器３０内には、ウエハＷを水平に支持する載置台３１が収容されている。
載置台３１は、略円柱状で、基台３３と、静電チャック３６とを含んでいる。
基台３３は、導電性の金属、例えばアルミニウム等で構成されている。基台３３は、下部電極として機能する。基台３３は、絶縁体の支持台３４に支持されており、支持台３４が処理容器３０の底部に設置されている。
静電チャック３６は、上面が平坦な円盤状とされ、当該上面がウエハＷの載置される第１載置面３６ｄを構成する。静電チャック３６は、平面視において載置台３１の中央に設けられている。静電チャック３６は、電極３６ａ及び絶縁体３６ｂを有している。電極３６ａは、絶縁体３６ｂの内部に設けられており、電極３６ａには直流電源４２が接続されている。静電チャック３６は、電極３６ａに直流電源４２から直流電圧が印加されることにより、クーロン力によってウエハＷを吸着するように構成されている。また、静電チャック３６は、絶縁体３６ｂの内部にヒータ３６ｃが設けられている。ヒータ３６ｃは、後述する給電機構を介して電力が供給され、ウエハＷの温度を制御する。
また、載置台３１の上方の外周は第２載置面３６ｅを形成している。第２載置面３６ｅの上面は、第１載置面３６ｄを囲み、第１載置面３６ｄより低い位置に形成される。第２載置面３６ｅ上には、例えば単結晶シリコンで形成されたフォーカスリング３５が配置されている。さらに、載置台３１及び支持台３４の周囲を囲むように、例えば石英等からなる円筒状の内壁部材３７が設けられている。
基台３３には、給電棒５０が接続されている。給電棒５０には、第１の整合器４１ａを介して第１のＲＦ電源４０ａが接続され、また、第２の整合器４１ｂを介して第２のＲＦ電源４０ｂが接続されている。第１のＲＦ電源４０ａは、プラズマ発生用の電源であり、この第１のＲＦ電源４０ａからは所定の周波数の高周波電力が載置台３１の基台３３に供給されるように構成されている。また、第２のＲＦ電源４０ｂは、イオン引き込み用（バイアス用）の電源であり、この第２のＲＦ電源４０ｂからは第１のＲＦ電源４０ａより低い所定周波数の高周波電力が載置台３１の基台３３に供給されるように構成されている。
基台３３の内部には、冷媒流路３３ｄが形成されている。冷媒流路３３ｄは、一方の端部に冷媒入口配管３３ｂが接続され、他方の端部に冷媒出口配管３３ｃが接続されている。基板処理装置１０は、冷媒流路３３ｄの中に冷媒、例えば冷却水等をそれぞれ循環させることによって、載置台３１の温度を制御可能な構成とされている。なお、基板処理装置１０は、ウエハＷとフォーカスリング３５がそれぞれ載置される領域に対応して、基台３３の内部に冷媒流路を別に設け、ウエハＷとフォーカスリング３５の温度を個別に制御可能な構成としてもよい。また、基板処理装置１０は、ウエハＷやフォーカスリング３５の裏面側に熱伝達用ガスを供給して温度を個別に制御可能な構成である。このため、載置台３１等を貫通するように、ウエハＷの裏面にヘリウムガス等の熱伝達用ガス（バックサイドガス）を供給するためのガス供給管が設けられてもよい。ガス供給管は、ガス供給源に接続されている。これらの構成によって、載置台３１の上面に静電チャック３６によって吸着保持されたウエハＷを、所定の温度に制御する。
一方、載置台３１の上方には、載置台３１に平行に対面するように、上部電極としての機能を有するシャワーヘッド４６が設けられている。シャワーヘッド４６と載置台３１は、一対の電極（上部電極と下部電極）として機能する。
シャワーヘッド４６は、処理容器３０の天壁部分に設けられている。シャワーヘッド４６は、本体部４６ａと、電極板をなす上部天板４６ｂとを備えており、絶縁性部材４７を介して処理容器３０の上部に支持される。本体部４６ａは、導電性材料、例えば表面に陽極酸化被膜が形成されたアルミニウム等からなり、その下部に上部天板４６ｂを着脱自在に支持できるように構成されている。上部天板４６ｂはたとえばシリコンで形成されている。
本体部４６ａの内部には、ガス拡散室４６ｃが設けられ、このガス拡散室４６ｃの下部に位置するように、本体部４６ａの底部には、多数のガス通流孔４６ｄが形成されている。また、上部天板４６ｂには、当該上部天板４６ｂを厚さ方向に貫通するようにガス導入孔４６ｅが、上記したガス通流孔４６ｄと重なるように設けられている。このような構成により、ガス拡散室４６ｃに供給された処理ガスは、ガス通流孔４６ｄ及びガス導入孔４６ｅを介して処理容器３０内にシャワー状に分散されて供給される。
本体部４６ａには、ガス拡散室４６ｃへ処理ガスを導入するためのガス導入口４６ｇが形成されている。このガス導入口４６ｇには、ガス供給配管４５ａの一端が接続されている。このガス供給配管４５ａの他端には、処理ガスを供給する処理ガス供給源４５が接続される。ガス供給配管４５ａには、上流側から順にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）４５ｂ、及び開閉弁Ｖが設けられている。そして、処理ガス供給源４５からプラズマエッチングのための処理ガスが、ガス供給配管４５ａを介してガス拡散室４６ｃに供給され、このガス拡散室４６ｃから、ガス通流孔４６ｄ及びガス導入孔４６ｅを介して処理容器３０内にシャワー状に分散されて供給される。
上記した上部電極としてのシャワーヘッド４６には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４８ａを介して可変直流電源４８ｂが電気的に接続されている。この可変直流電源４８ｂは、オン・オフスイッチ４８ｃにより給電のオン・オフが可能に構成されている。可変直流電源４８ｂの電流・電圧ならびにオン・オフスイッチ４８ｃのオン・オフは、後述する制御部９０によって制御される。なお、後述のように、第１のＲＦ電源４０ａ、第２のＲＦ電源４０ｂから高周波が載置台３１に印加されて処理空間にプラズマが発生する際には、必要に応じて制御部９０によりオン・オフスイッチ４８ｃがオンとされ、上部電極としてのシャワーヘッド４６に所定の直流電圧が印加される。
また、処理容器３０の側壁からシャワーヘッド４６の高さ位置よりも上方に延びるように円筒状の接地導体３０ａが設けられている。この円筒状の接地導体３０ａは、その上部に天壁を有している。
処理容器３０の底部には、排気口８１が形成されており、この排気口８１には、排気管８２を介して排気装置８３が接続されている。排気装置８３は、真空ポンプを有しており、この真空ポンプを作動させることにより処理容器３０内を所定の真空度まで減圧することができるように構成されている。
一方、処理容器３０内の側壁には、ウエハＷの搬入出に使用されるゲート８４が設けられている。このゲート８４には、当該ゲート８４を開閉するゲートバルブＧが設けられている。ゲート８４は、図１に示すように、ゲートバルブＧを介して真空搬送室に気密性を保ちつつ接続されており、真空雰囲気の状態のまま真空搬送室からウエハＷの搬入出が可能とされている。
処理容器３０の側部内側には、内壁面に沿ってデポシールド８６が設けられている。デポシールド８６は、処理容器３０にエッチング副生成物（デポ）が付着することを防止する。デポシールド８６は、着脱自在に構成されている。
上記構成の基板処理装置１０は、制御部９０によって、動作が統括的に制御される。制御部９０は、例えば、コンピュータであり、基板処理装置１０の各部を制御する。基板処理装置１０は、制御部９０によって、動作が統括的に制御される。制御部９０は、基板処理装置１０の各部を制御する情報処理装置である。制御部９０の具体的な構成および機能は特に限定されない。制御部９０は、たとえば、記憶部、処理部、入出力インタフェース（ＩＯ Ｉ／Ｆ）および表示部を備える。記憶部はたとえば、ハードディスク、光ディスク、半導体メモリ素子等の任意の記憶装置である。制御部はたとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などのプロセッサである。表示部は、たとえば液晶画面やタッチパネル等、情報を表示する機能部である。処理部は、記憶部に格納されたプログラムやレシピを読み出して実行することにより、入出力インタフェースを介して基板処理装置１０の各部を制御する。
（検知部６０の構成例）
図２は、一実施形態に係る基板処理装置１０の一部の構成例を示す概略断面図である。図２においては、図１の載置台３１中に配置される検知部６０周辺の構成例を拡大して示している。また、図２の断面図は、図１とは異なる位置での基板処理装置１０の断面を示している。
図２に示すように、載置台３１中、静電チャック３６および基台３３を貫通して貫通穴７０が形成されている。貫通穴７０は、第２載置面３６ｅで開口する。貫通穴７０内には、透過部材７１が配置される。透過部材７１は、後述する光源６３ａから射出する光を透過する材料で形成される。透過部材７１はたとえばサファイア、石英等である。透過部材７１は、たとえば、略円柱状であり、プラズマ処理空間Ｓと載置台３１下の空間とが連通しないように貫通穴７０内を封止する。なお、透過部材７１の形状は円柱状に限られない。透過部材７１は貫通穴７０を封止していればよく、たとえば、フォーカスリング３５側に向けて先端が先細りした円錐台形状であってもよい。
貫通穴７０および透過部材７１の軸方向下方には検知部６０が配置される。検知部６０は、載置台３１の周方向少なくとも１か所に配置される。ただし、検知部６０は、載置台３１の周方向に２以上の位置に配置してもよい。
検知部６０は、処理回路６１と、焦点調整部６２と、センサ６３と、接続部６４とを含む。
処理回路６１は、センサ６３と接続部６４との間に配置される。処理回路６１を介して、センサ６３において検知された光の情報が接続部６４に送信される。
焦点調整部６２は、光源６３ａから発される光の焦点を第２載置面３６ｅ上に載置されたときのフォーカスリング３５の下面位置に合わせる。たとえば、焦点調整部６２は、光の焦点を図２中、検知面ＤＳに合わせる。またたとえば、焦点調整部６２は、光の焦点を第２載置面３６ｅ上に載置されたときのフォーカスリング３５の下面位置から上下所定範囲内に合わせる。なお、ここで、焦点を合わせる（合焦）とは、集光と同意である。焦点調整部６２の具体的構成は特に限定されない。たとえばフォーカスレンズを用いて焦点調整部６２を構成できる。なお、光の焦点位置は、光源から発せられる光の進行方向がフォーカスリング３５の下面に対してなす角度に応じて決定できる。このため、光の焦点位置は、厳密にフォーカスリング３５の下面位置でなくてよく、フォーカスリング３５の下面位置近傍たとえば下面位置から上下所定距離内であってよい。焦点調整部６２による光の焦点位置は、検知部６０による検知を実行する前に、フォーカスリング３５を第２載置面３６ｅ上に載置した状態で調整する。たとえば、第２載置面３６ｅ上に載置されたフォーカスリング３５の下面位置に光源６３ａからの光が合焦するよう焦点調整部６２を調整する。すなわち、フォーカスリング３５が定位置にあるときフォーカスリング３５の下面が配置される位置に光が合焦するよう、焦点調整部６２を調整する。
センサ６３は、光源６３ａと受光部６３ｂとを有する。光源６３ａは光源を含む。光源はたとえば、赤色発光ダイオードである。光源が射出する光の種類は、フォーカスリング３５および透過部材７１の材質に応じて決定できる。光源６３ａから発せられる光は、焦点調整部６２により焦点調整され、透過部材７１およびフォーカスリング３５の下面位置に向けて射出される。受光部６３ｂは、光源６３ａから射出され透過部材７１を介して第２載置面３６ｅ側からセンサ６３側に戻ってくる反射光を受ける。受光部６３ｂは受け取った反射光の情報たとえば光量を伝送可能な形式に変換する。
接続部６４は、センサ６３の検知結果たとえば受光部６３ｂが受け取った反射光の情報を制御部９０に送信する。接続部６４は例えば伝送ケーブルである。
制御部９０は、接続部６４を介して受信した反射光の情報に基づき、第２載置面３６ｅ上に部品たとえばフォーカスリング３５が配置されているか否かを検知する。制御部９０はたとえば、反射光の光量に基づいて、第２載置面３６ｅ上にフォーカスリング３５が載置されているか否かを検知する。
なお、検知部６０の位置は必ずしも透過部材７１の直下に限られない。検知部６０は、透過部材７１および第２載置面３６ｅに向けて光を射出し、透過部材７１から戻る反射光を受けることができれば任意の位置および構成を採用できる。また、検知部６０の具体的構成は特に限定されない。たとえば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、集光用レンズ（フォーカスレンズ）、光ファイバ等を用いて検知部６０を構成できる。
（誤検知の防止）
ところで、光検知においては外乱光が問題となる。図２の基板処理装置１０の場合、第２載置面３６ｅの上方にはシャワーヘッド４６が配置されている。シャワーヘッド４６はたとえば、フォーカスリング３５と同様シリコンで形成されている。
図３Ａは、直進光がシャワーヘッド４６に反射される状態を説明するための図である。図３Ａに示すように、フォーカスリング３５が載置されていない状態で、フォーカスリング３５の検知のために載置台３１の下方から上方に向けて直進光を射出したとする。この場合、直進光は、透過部材７１を透過して第２載置面３６ｅを通過しシャワーヘッド４６に到達する。シャワーヘッド４６の下面は、第２載置面３６ｅと略平行に配置されている。このため、シャワーヘッド４６の下面で反射された直進光は、来た方向と反対方向に透過部材７１へ向けて反射される。
図３Ｂは、直進光がフォーカスリング３５に反射される状態を説明するための図である。図３Ａと同様に、直進光が載置台３１の下方から上方に向けて射出される。図３Ｂの例では、第２載置面３６ｅ上にフォーカスリング３５が配置されている。直進光はフォーカスリング３５の下表面で反射して透過部材７１の下方へと戻っていく。
図３Ａおよび図３Ｂから分かるように、直進光をフォーカスリング３５の有無検知に用いた場合、シャワーヘッド４６から反射されて受光部６３ｂに達する光量と、フォーカスリング３５から反射されて受光部６３ｂに達する光量とがほぼ同等となってしまう。このため、第２載置面３６ｅ上にフォーカスリング３５がない場合であっても、フォーカスリング３５ありとの誤検知が発生する可能性がある。
これに対して、図３Ｃは、一実施形態に係る基板処理装置１０においてセンサ６３から射出される光がシャワーヘッド４６により反射される状態を説明するための図である。本実施形態では、センサ６３の光源６３ａは直進光ではなく、フォーカスリング３５の下面位置、たとえば第２載置面３６ｅの位置で合焦する光を射出する。このため、図３Ｃに示すように、透過部材７１を透過した光は貫通穴７０の略中心位置に集められる。そして、第２載置面３６ｅ上にフォーカスリング３５が載置されていない場合は、光は拡散しつつシャワーヘッド４６に到達する。このため、シャワーヘッド４６に到達して反射された後、透過部材７１に戻ってくる光量は、図３Ａに示す直進光の場合と比較して大きく減じられる。
図３Ｄは、一実施形態に係る基板処理装置１０においてセンサ６３から射出される光がフォーカスリング３５により反射される状態を説明するための図である。図３Ｄの例では、図３Ｃと同様、センサ６３の光源６３ａから射出された光はフォーカスリング３５の下面位置に集められる。フォーカスリング３５が第２載置面３６ｅ上に配置されているとき、透過部材７１を透過し貫通穴７０の略中心位置に集められた光はフォーカスリング３５に反射されて透過部材７１の下方へと戻る。このとき、フォーカスリング３５が反射する光の量は図３Ｂの場合とほぼ同様である。このため、図３Ｃの場合と図３Ｄの場合とを比較すると、センサ６３の受光部６３ｂが受け取る光の量には有意な差が発生する。このため、センサ６３は、受光部６３ｂの受光量に基づき、フォーカスリング３５の有無を検知することができる。
（検知方法の流れの一例）
図４は、一実施形態に係る基板処理装置１０におけるフォーカスリング３５検知の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、光源６３ａから射出される光の合焦位置を、焦点調整部６２が調整する（ステップＳ１）。
そして、センサ６３の光源６３ａが投光し、受光部６３ｂが反射光を受ける（ステップＳ２）。
センサ６３は受光部６３ｂが受けた光の情報を制御部９０に送信する。制御部９０は、受光部６３ｂが受光した光の情報にもとづき、第２載置面３６ｅ上にフォーカスリング３５が載置されているか否かを判定する。たとえば、制御部９０は、受光した光の光量が所定の閾値を越えているか否かを判定する（ステップＳ３）。制御部９０は、光量が所定の閾値を越えている場合（ステップＳ３、Ｙｅｓ）、第２載置面３６ｅ上にフォーカスリング３５ありと判定（検知）する（ステップＳ４）。他方、制御部９０は、光量が所定の閾値以下の場合（ステップＳ３、Ｎｏ）、第２載置面３６ｅ上にフォーカスリング３５なしと判定（検知）する（ステップＳ５）。これで、フォーカスリング３５検知の処理が終了する。
なお、上記説明では、センサ６３から制御部９０に情報を送信して制御部９０が判定（検知）を実行するものとした。これに限らず、センサ６３が判定（検知）を実行し、判定結果を制御部９０に送信するように構成してもよい。
また、制御部９０は、受光した光の情報に基づき、フォーカスリング３５の有無だけでなく、フォーカスリング３５の傾き等を検知するように構成してもよい。この場合、基板処理装置１０は、有無以外のフォーカスリング３５の情報を検知できる。また、検知部６０を載置台３１の周方向複数箇所に配置すれば、フォーカスリング３５の傾き等をさらに精密に検知できる。
（リフタピンとの共用）
ところで、フォーカスリング３５を備えた基板処理装置にフォーカスリング３５を自動搬送する機構を配置する場合、搬送機構の一部を上記検知部６０と共用するように構成してもよい。たとえば、上記透過部材７１を貫通穴７０内を昇降可能なリフタピンとして構成する。そして、載置台３１の下方に配置した駆動機構と接続する。検知部６０は貫通穴７０の軸心からはずれた位置に配置し、光源６３ａから射出される光がリフタピンすなわち透過部材７１を下方から上方に通過するようミラー等を配置する。また、反射光を受光するための光学素子も同様に配置する。このように構成すれば、検知部６０専用の貫通穴７０を形成せずにフォーカスリング３５の有無検知のための機構を載置台３１内に配置することができる。このため載置台３１の利用効率を高め、フットプリントを抑制することができる。
（フォーカスリングの形状）
なお、図１に示す基板処理装置１０が備えるフォーカスリング３５は１つの部分で構成されるリング状の部材とした。これに限らず、フォーカスリング３５の形状は様々に変形できる。図５は、一実施形態の基板処理装置１０に適用できるフォーカスリングの変形例を説明するための図である。
図５に示すフォーカスリング３５Ａは、第１リング部材３５ｉと第２リング部材３５ｏとの２つのリング部材を含む。第１リング部材３５ｉは、第２リング部材３５ｏの内周部で第２リング部材３５ｏの上に嵌合する。第１リング部材３５ｉを第２リング部材３５ｏに嵌合して第２リング部材３５ｏと一体にすると一つのリング部材の形状となる。なお、図５では第１リング部材３５ｉの内周側上部に切欠きを設けているが、切欠きはあってもなくてもよい。かかる形状のフォーカスリング３５Ａの第１リング部材３５ｉを検知部６０により検知する場合、大径の第２リング部材３５ｏの、第１リング部材３５ｉと重なり合う内周部に貫通穴Ｈ（第２貫通穴）を形成しておく。そして、フォーカスリング３５Ａを第２載置面３６ｅ上に載置したとき、貫通穴Ｈが第２載置面３６ｅに形成される貫通穴７０（第１貫通穴）と連通するように貫通穴Ｈを配置する。このように構成することで、検知部６０は、光源６３ａからの光を第１リング部材３５ｉの下面位置に合焦し、第１リング部材３５ｉの有無を検知できる。また、第２リング部材３５ｏの下表面に到達する位置に追加の貫通穴を形成すれば、第１リング部材３５ｉと第２リング部材３５ｏをそれぞれ別個に検知できる。
図６〜図８は、一実施形態の基板処理装置１０に適用できるフォーカスリングの他の変形例を説明するための図である。図５に示した例のほか、図６に示すように、フォーカスリングは、内周側の上面が凹んだ断面逆Ｌ字状に形成し、内側と外側を別体としてもよい。また、図７に示すように、内周側のリングと外周側のリングを別体として構成するとともに、内周側のリングの厚みを外周側のリングの厚みよりも薄くしてもよい。また、図８に示すように、内周側のリングと外周側のリングが一部重なり合う形状に構成してもよい。何れの場合も、検知部６０から射出される光をフォーカスリングの下面位置に合焦させるよう調整することで、フォーカスリング各部の有無を検知できる。
なお、検知部６０の構成および位置は、図示したものに限定されない。たとえば図２中検知部６０は、基台３３下（載置台３１内）に表示しているが、検知部６０の位置はこれに限定されない。また、検知部６０の構成は、静電チャック３６、基台３３中のスペースを利用して光路を配置できれば、図２に示したものに限定されない。
（実施形態の効果）
上記のように、一実施形態に係る基板処理装置は、載置台と、光源と、焦点調整部と、受光部と、制御部と、を備える。載置台は、基板が載置される第１載置面と、第１載置面を囲んでフォーカスリングが載置される第２載置面とを有する。焦点調整部は、第２載置面上に載置されているときのフォーカスリングの下面位置に光源からの光を集める。受光部は、フォーカスリングの下面位置からの光を受光する。制御部は、受光部が受光した光に基づき、第２載置面上のフォーカスリングの有無を検知する。このため、直進光を第２載置面上に射出する場合と比較して、フォーカスリングに絞って有無を検知することができる。このため、実施形態によれば、載置台上に配置されるフォーカスリングを検知することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置は、第２載置面で開口し載置台を貫通する第１貫通穴と、第１貫通穴内に配置され光を透過する透過部材と、をさらに備える。そして、焦点調整部は、光源からの光を貫通穴内に配置された透過部材を介してフォーカスリングの下面位置に合焦する。このため、実施形態によれば、基板処理装置内の処理空間に露出する位置に部品を追加することなく、フォーカスリングの有無を検知する機構を配置することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置において、透過部材は、サファイアまたは石英の部材である。このため、処理空間においてプラズマを用いた処理を実行することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置において、受光部は、フォーカスリングの下面位置からの反射光を受光し、制御部は、受光した反射光の光量が閾値を超える場合にフォーカスリングありと検知し、閾値以下の場合にフォーカスリングなしと検知する。このため、実施形態によれば、複雑な検知処理を経ることなくフォーカスリングの有無を検知できる。
また、実施形態に係る基板処理装置において、透過部材は、第１貫通穴を封止する。このため、処理空間と載置台の下方の空間との間を分離できる。
また、実施形態に係る基板処理装置において、透過部材は、第２載置面に直交する方向に昇降可能に形成されるリフタピンである。このため、実施形態によれば、載置台の体積を増加させることなく、検知のための機構を配置できる。このため、フットプリントの増加を抑制して検知機構を実現できる。
また、実施形態に係る基板処理装置において、第１貫通穴は複数あり、受光部は複数の第１貫通穴各々にひとつ配置される。このため、実施形態によれば、複数の位置におけるフォーカスリングの有無を検知できるとともに、受光した光量の違いに応じてフォーカスリングの傾き等の追加情報を取得できる。
また、実施形態に係る基板処理装置は、一部が上下方向に重なりある２以上のリング部材で構成されるフォーカスリングをさらに備えてもよい。２以上のリング部材の少なくとも一つは、第２載置面上に配置されたときに第１貫通穴と連通し２以上のリング部材の他方によって閉鎖される第２貫通穴を有する。そして、焦点調整部は、光源からの光を２以上のリング部材の他方の下面位置に合焦してもよい。このように構成すれば、フォーカスリングが２以上のリング部材で構成される場合に、上方に配置されるリング部材の有無を検知できる。
また、実施形態に係る基板処理装置は、第２載置面に対向して前記第２載置面の上に配置され、前記フォーカスリングと同材料で形成される対向部材をさらに備える。対向部材が配置されている場合でも、上記のように、焦点調整部により光源からの光が第２載置面上に集光されるため、外乱光による誤検知を防止できる。また、実施形態に係る基板処理装置において、対向部材はシリコンで形成されるシャワーヘッドであってもよい。
また、実施形態に係る載置台上のフォーカスリングの有無を検知するための方法は、基板が載置される第１載置面と、前記第１載置面を囲んでフォーカスリングが載置される第２載置面とを有する載置台の、第２載置面上に載置されているときのフォーカスリングの下面位置に光源からの光を合焦する。そして、当該方法は、フォーカスリングの下面位置からの光を受光し、受光した光に基づき、第２載置面上のフォーカスリングの有無を検知する。このため、直進光を第２載置面上に射出する場合と比較して、フォーカスリングに絞って有無を検知することができる。このため、実施形態によれば、載置台上に配置されるフォーカスリングを検知することができる。
また、実施形態に係る方法において、光源からの光は、第２載置面で開口し載置台を貫通する第１貫通穴内に配置され光を透過する透過部材を介してフォーカスリングの下面位置に合焦される。そして、実施形態の方法では、受光した光の光量に応じて、前記第２載置面上のフォーカスリングの有無を検知する。このため、実施形態によれば、基板処理装置内の処理空間に露出する位置に部品を追加することなく、フォーカスリングの有無を検知できる。
今回開示された実施形態は全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趣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。
１０ 基板処理装置
３０ 処理容器
３０ａ 接地導体
３１ 載置台
３３ 基台
３３ｂ 冷媒入口配管
３３ｃ 冷媒出口配管
３３ｄ 冷媒流路
３４ 支持台
３５ フォーカスリング
３６ 静電チャック
３６ａ 電極
３６ｂ 絶縁体
３６ｃ ヒータ
３６ｄ 第１載置面
３６ｅ 第２載置面
３７ 内壁部材
４０ａ 第１のＲＦ電源
４０ｂ 第２のＲＦ電源
４１ａ 第１の整合器
４２ 直流電源
４５ａ ガス供給配管
４５ｂ マスフローコントローラ（ＭＦＣ）
４６ シャワーヘッド
４６ａ 本体部
４６ｂ 上部天板
４６ｃ ガス拡散室
４６ｄ ガス通流孔
４６ｅ ガス導入孔
４６ｇ ガス導入口
４７ 絶縁性部材
４８ａ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
４８ｂ 可変直流電源
４８ｃ オン・オフスイッチ
５０ 給電棒
６０ 検知部
６１ 処理回路
６２ 焦点調整部
６３ センサ
６３ａ 光源
６３ｂ 受光部
６４ 接続部
７０ 貫通穴
７１ 透過部材
８１ 排気口
８２ 排気管
８３ 排気装置
８４ ゲート
８６ デポシールド
９０ 制御部
Ｇ ゲートバルブ
Ｗ ウエハ

Claims (12)

  1. 基板が載置される第１載置面と、当該第１載置面を囲んでフォーカスリングが載置される第２載置面とを有する載置台と、
    光源と、
    前記第２載置面上に載置されているときのフォーカスリングの下面位置に前記光源からの光を合焦する焦点調整部と、
    前記下面位置からの光を受光する受光部と、
    前記受光部が受光した光に基づき、前記第２載置面上のフォーカスリングの有無を検知する制御部と、
    を備える基板処理装置。
  2. 前記第２載置面で開口し前記載置台を貫通する第１貫通穴と、
    前記第１貫通穴内に配置され光を透過する透過部材と、
    をさらに備え、
    前記焦点調整部は、前記光源からの光を前記第１貫通穴内に配置された透過部材を介して前記フォーカスリングの下面位置に合焦する、
    請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記透過部材は、サファイアまたは石英の部材である、請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記受光部は、前記下面位置からの反射光を受光し、
    前記制御部は、受光した反射光の光量が閾値を超える場合にフォーカスリングありと検知し、閾値以下の場合にフォーカスリングなしと検知する、請求項２または３に記載の基板処理装置。
  5. 前記透過部材は、前記第１貫通穴を封止する、請求項２から４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  6. 前記透過部材は、前記第２載置面に直交する方向に昇降可能に形成されるリフタピンである、請求項２から５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  7. 前記第１貫通穴は複数あり、
    前記受光部は前記複数の第１貫通穴各々にひとつ配置される、請求項２から６のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  8. 一部が上下方向に重なりあう２以上のリング部材で構成されるフォーカスリングをさらに備え、
    前記２以上のリング部材の少なくとも一つは、前記第２載置面上に配置されたときに第１貫通穴と連通し、前記２以上のリング部材の他方によって閉鎖される第２貫通穴を有し、
    前記焦点調整部は、光源からの光を前記２以上のリング部材の前記他方の下面位置に合焦する、請求項１から７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  9. 前記第２載置面に対向して前記第２載置面の上に配置され、前記フォーカスリングと同材料で形成される対向部材をさらに備える、請求項１から８のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  10. 前記対向部材はシリコンで形成されるシャワーヘッドである、請求項９に記載の基板処理装置。
  11. 基板が載置される第１載置面と、前記第１載置面を囲んでフォーカスリングが載置される第２載置面とを有する載置台の、当該第２載置面上に載置されているときの前記フォーカスリングの下面位置に光源からの光を合焦し、
    前記下面位置からの光を受光し、
    受光した光に基づき、前記第２載置面上のフォーカスリングの有無を検知する、
    載置台上のフォーカスリングの有無の検知方法。
  12. 前記光源からの光は、前記第２載置面で開口し前記載置台を貫通する第１貫通穴内に配置され光を透過する透過部材を介して前記フォーカスリングの下面位置に合焦され、
    受光した光の光量に応じて、前記第２載置面上のフォーカスリングの有無を検知する、請求項１１に記載の載置台上のフォーカスリングの有無の検知方法。
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