JP4006004B2 - 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体製造装置及び半導体装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、半導体製造装置及び半導体装置の製造方法に関する。
従来から、プラズマ処理装置の下部電極にウェハを載置する際には、ロボットアームが使用されている。具体的には、ロボットアームによりロードロック室内のキャリアからウェハを取り出して、オリエンタに搬送し、オリエンタによりロボットアームに対するウェハの２次元方向のズレを補正し、その状態でプラズマ処理装置にウェハを搬入して、ウェハを下部電極に載置している。
ところで、プラズマ処理装置においては、下部電極にウェハを載置した状態で上部電極と下部電極との間にプラズマを発生させてウェハにプラズマ処理を施しているが、プラズマを効率的にウェハに接触させるために環状のフォーカスリングを下部電極の外周縁部上に配置する場合がある。
しかしながら、フォーカスリングが配置されている場合において、上記手順により下部電極にウェハを載置すると、ウェハとフォーカスリングとのクリアランスに５００μｍ〜１０００μｍ程度の誤差が生じてしまい、例えばウェハのエッチングを行う場合であればウェハのエッジにおいて、プラズマ分布の違いによりフォーカスリングに近い側のエッチング形状が細くなるなど、特性の面内バラツキが生じてしまうことがある。
ここで、ロボットアームに設けられた光学センサでステージに設けられたプッシュピンを検出し、ウェハをステージに載置する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この技術を適用して下部電極に対してウェハの位置を合わせた場合であっても、フォーカスリングの中心と下部電極の中心とは揃っていないことが多く、ウェハとフォーカスリングとのクリアランスを一定にすることは困難である。
特開２００２−１２４５５６号公報
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。即ち、基板とフォーカスリングとのクリアランスのバラツキを低減させて、プロセス安定性を向上させることができる半導体製造装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一の態様によれば、基板を収容する処理室と、前記処理室内に配置され、前記基板を載置する電極と、前記基板を前記電極に搬送するロボットアームと、前記電極の外周縁部上に配置され、前記電極に載置される前記基板の周縁を取り囲み、検知パターンを有するフォーカスリングの前記検知パターンを検知する、前記ロボットアームに設けられたセンサとを有し、前記センサの検知結果に基づいて前記基板と前記フォーカスリングとのクリアランスを調整する半導体製造装置であって、前記センサは光学センサ或いは金属探知機であり、前記検知パターンは前記フォーカスリングの検知パターン以外の部分と反射率或いは透磁率の異なる材質で形成されていることを特徴とする半導体製造装置が提供される。
本発明の他の態様によれば、基板を収容する処理室と、前記処理室内に配置され、前記基板を載置する電極と、前記基板を前記電極に搬送するロボットアームと、前記電極の外周縁部上に配置され、前記電極に載置される前記基板の周縁を取り囲み、検知パターンを有するフォーカスリングの前記検知パターンを検知する、前記ロボットアームに設けられたセンサとを有し、前記センサの検知結果に基づいて前記基板と前記フォーカスリングとのクリアランスを調整する半導体製造装置であって、前記センサは光学センサであり、前記検知パターンは前記フォーカスリングの表面に形成された凹部或いは凸部であることを特徴とする半導体製造装置が提供される。
本発明の他の態様によれば、内部に電極と前記電極の外周縁部上に検知パターンを有するフォーカスリングとが配置された処理室内にロボットアームにより基板を搬入する工程と、前記ロボットアームに設けられたセンサにより前記フォーカスリングの検知パターンを検知し、前記センサの検知結果に基づいて前記ロボットアームの位置を調整して、前記基板と前記フォーカスリングとのクリアランスを調整する工程と、調整されたクリアランスを維持しながら前記電極に前記基板を載置する工程と、前記電極に載置された前記基板にプラズマ処理を施す工程とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
本発明の一の態様の半導体製造装置及び他の態様の半導体装置の製造方法によれば、半導体基板とフォーカスリングとのクリアランスのバラツキを低減させて、プロセス安定性を向上させることができる。
（第１の実施の形態）
以下、第１の実施の形態について説明する。図１は本実施の形態に係る半導体製造装置の概略構成図であり、図２（ａ）及び図２（ｂ）は本実施の形態に係るエッチング処理室内の模式的な一部垂直断面図を含んだ側面図及び平面図である。図３は本実施の形態に係るエッチング処理室内の模式的に示した一部垂直断面図を含んだ側面図である。
図１〜図２（ｂ）に示されるように、半導体製造装置１は、ウェハＷ（基板）を複数枚収容したキャリア（図示せず）が配置されるロードロック室２を備えている。ロードロック室２にはトランスファー室３が接続されており、トランスファー室３にはオリエンタ４及びエッチング処理室５（処理室）が接続されている。オリエンタ４は、後述するロボットアーム６に対するウェハＷの２次元方向のズレを補正するためものである。
トランスファー室３内には、ウェハＷを支持してウェハＷを搬送するロボットアーム６が配置されている。ロボットアーム６は、ロードロック室２、オリエンタ４、及びエッチング処理室５を自在に行き来できるように構成されている。
エッチング処理室５内には、ウェハＷを載置するための円板状の下部電極７（電極）が配置されている。下部電極７上には、下部電極７と対向する位置に上部電極（図示せず）が配置されている。ウェハＷを下部電極７に載置した状態で、エッチング処理室５内にエッチングガスを供給するとともに下部電極７と上部電極との間に電圧を印加することにより、プラズマが発生し、ウェハＷがエッチングされる。
下部電極７のウェハ載置面には、下部電極７にウェハＷを載置させるため及び下部電極７からウェハＷを離間させるための出没可能なプッシュピン８が配置されている。下部電極７にウェハＷを載置する際には、プッシュピン８が下部電極７から突出している状態でロボットアーム６によりプッシュピン８上にウェハＷを載置し、その後プッシュピン８を下降させて、下部電極７にウェハＷを載置する。また、下部電極７からウェハＷを離間させる際には、プッシュピン８が下部電極７に収容されている状態でプッシュピン８を上昇させることによりウェハＷを持ち上げて、下部電極７からウェハＷを離間させる。
下部電極７の外周縁部上には、下部電極７に載置されたウェハＷの周縁を取り囲むようにフォーカスリング９が配置されている。フォーカスリング９には、例えば環状の検知パターン９ａが形成されている。
検知パターン９ａは、フォーカスリング９の内部に形成されている。なお、図３に示されるように検知パターン９ａをフォーカスリング９の表面に形成してもよい。検知パターン９ａは、検知パターン９ａ以外のフォーカスリング９の部分９ｂ（以下、この部分を「フォーカスリング本体部」という。）と反射率の異なる材質から構成されている。本実施の形態においては、検知パターン９ａを構成している材質がフォーカスリング本体部９ｂを構成している材質より反射率が大きい場合について説明する。検知パターン９ａを構成している材質がフォーカスリング本体部９ｂを構成している材質より反射率が大きい例としては、例えば検知パターンをＡｌ２Ｏ３から構成し、かつフォーカスリング本体部９ｂをＳｉＯ２から構成した場合が挙げられる。フォーカスリング本体部９ｂは、エッチングされる膜の材質にもよるが、例えば、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｃ，Ｓｉ等から構成することが可能である。
ロボットアーム６には、クリアランス調整機構１０の一部である光学センサ１１（センサ）が設けられている。クリアランス調整機構１０は、ウェハＷとフォーカスリング９とのクリアランスを調整するためのものであり、光学センサ１１の他、光学センサ１１と電気的に接続されたコントローラ１２等から構成されている。
光学センサ１１は、検知パターン９ａを検知するためのものである。具体的には、光学センサ１１は投光器及び受光器等から構成されており、投光器によりフォーカスリング９に光を照射し、受光器によりフォーカスリング９で反射された反射光の強度を検知することにより検知パターン９ａを検知する。ここで、本実施の形態では、検知パターン９ａを構成している材質がフォーカスリング本体部９ｂを構成している材質より反射率が大きいので、投光器により光をフォーカスリング９に照射した場合には、検知パターン９ａで反射された光の強度は、フォーカスリング本体部９ｂで反射された光の強度よりも大きくなる。
投光器としては、主に検知パターン９ａで反射され、かつ検知フォーカスリング本体部９ｂを透過するような光を発生させるものが好ましく、例えば、ランプ、ＬＥＤ、又はレーザ等を用いることができる。
光学センサ１１は、ロボットアーム６の３箇所に設けられている。光学センサ１１は、ウェハＷの中心とフォーカスリング９の中心とが揃っている場合にはそれぞれの光学センサ１１により検知される反射光の強度が全て最大となるような位置に配置されている。
コントローラ１２は、光学センサ１１の検知結果に基づいてロボットアーム６等の動作を制御するものである。具体的には、コントローラ１２は、光学センサ１１により検知された反射光の強度が最大となる位置を検出してフォーカスリング９の中心位置を割り出し、かつ現在の位置からフォーカスリング９の中心位置までのズレ量を割り出して、フォーカスリング９の中心位置に向けてズレ量だけロボットアーム６を移動させるように構成されている。
以下、半導体製造装置１の動作について説明する。図４（ａ）〜図６は本実施の形態に係る半導体製造装置１の動作状況を模式的に示す図である。
図４（ａ）に示されるようにロードロック室２内にロボットアーム６が進入し、キャリアからウェハＷが取り出される。そして、図４（ｂ）に示されるようにトランスファー室３を介してオリエンタ４上にウェハＷが載置される。オリエンタ４上にウェハＷが載置されると、ウェハＷの２次元方向のズレが補正され、再びロボットアーム６上にウェハＷが載せられる。
その後、図４（ｃ）に示されるようにトランスファー室３を介してエッチング処理室５内にウェハＷが搬入される。エッチング処理室５内では、図５（ａ）に示されるように光学センサ１１によりフォーカスリング９で反射される光が検知されながらロボットアーム６が微小距離移動する。そして、コントローラ１２により反射光の強度がそれぞれ最大となる位置が検出されて、フォーカスリング９の中心位置が割り出される。次いで、コントローラ１２により現在の位置からフォーカスリング９の中心位置までのズレ量が割り出されて、フォーカスリング９の中心に向けてズレ量だけロボットアーム６が移動する。これにより、ウェハＷの中心とフォーカスリング９の中心とが揃えられ、ウェハＷとフォーカスリング９とのクリアランスが一定となる。
その後、ロボットアーム６が下降し、図５（ｂ）に示されるように下部電極７から突出しているプッシュピン８上にウェハＷが載置される。ウェハＷがプッシュピン８上に載置されると、調整されたウェハＷとフォーカスリング９とのクリアランスを維持しながらプッシュピン８が下降し、図６に示されるように下部電極７にウェハＷが載置される。そして、エッチングガス供給機構（図示せず）によりエッチングガスがエッチング処理室５内に供給され、かつ下部電極７と上部電極との間に電圧が印加されることによりプラズマが発生し、ウェハＷがエッチングされる。
本実施の形態では、ロボットアーム６に設けられた光学センサ１１により検知パターン９ａを検知し、光学センサ１１の検知結果に基づいてロボットアーム６の位置を調整して、ウェハＷの中心とフォーカスリング９の中心とを揃えているので、ウェハＷとフォーカスリング９とのクリアランスのバラツキを低減させることができ、プロセス安定性を向上させることができる。
本実施形態では、ロボットアーム６の３箇所に光学センサ１１を設けているので、フォーカスリング９の中心を容易かつ正確に割り出すことができる。なお、ロボットアーム６の３箇所以上に光学センサ１１を設けてもよい。
（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態では、センサとして金属探知機を使用した例について説明する。なお、第１の実施の形態で説明した部材と同様の部材等においては、説明を省略する。図７は本実施の形態に係るエッチング処理室内の模式的な一部垂直断面図を含んだ側面図である。
本実施の形態では、検知パターン９ａはフォーカスリング本体部９ｂと透磁率の異なる材質から構成されている。具体的には、フォーカスリング本体部９ｂは、検知パターン９ａが金属から構成されている場合には非金属から構成されており、検知パターン９ａが非金属から構成されている場合には金属から構成されている。本実施の形態においては、検知パターン９ａが金属から構成されており、フォーカスリング本体部９ｂが非金属から構成されている場合について説明する。
図７に示されるようにロボットアーム６には、クリアランス調整機構１０の一部である金属探知機１３（センサ）が設けられている。金属探知機１３は、検知パターン９ａを検知するためのものである。具体的には、金属探知機１３はコイル等から構成されており、検知パターン９ａの表面に発生する渦電流によるコイルのインピーダンスの変化を検知することにより検知パターン９ａを検知する。
金属探知機１３は、ロボットアーム６の３箇所に設けられている。金属探知機１３は、ウェハＷの中心とフォーカスリング９の中心とが揃っている場合にはそれぞれの金属探知機１３により検知されるインピーダンスが全て最大となるような位置に配置されている。
コントローラ１２は、金属探知機１３と電気的に接続されており、金属探知機１３により検知されたインピーダンスが最大となる位置を検出してフォーカスリング９の中心位置を割り出し、かつ現在の位置からフォーカスリング９の中心位置までのズレ量を割り出して、フォーカスリング９の中心位置に向けてズレ量だけロボットアーム６を移動させるように構成されている。
以下、半導体製造装置１の動作について説明する。ここで、エッチング処理室５にウェハＷが搬入されるまでのロボットアーム６の動作及びプッシュピン８にウェハＷが載置された以降のプッシュピン８の動作等は第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
エッチング処理室５内では、金属探知機１３によりコイルのインピーダンスの変化が検知されながらロボットアーム６が微小距離移動する。そして、コントローラ１２によりインピーダンスがそれぞれ最大となる位置が検出されて、フォーカスリング９の中心位置が割り出される。次いで、コントローラ１２により現在の位置からフォーカスリング９の中心位置までのズレ量が割り出されて、フォーカスリング９の中心位置に向けてズレ量だけロボットアーム６が移動する。これにより、ウェハＷの中心とフォーカスリング９の中心とが揃えられ、ウェハＷとフォーカスリング９とのクリアランスが一定となる。
本実施の形態では、ロボットアーム６に設けられた金属探知機１３により検知パターン９ａを検知し、金属探知機１３の検知結果に基づいてロボットアーム６の位置を調整しているので、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
なお、本実施の形態では、検知パターン９ａを金属から構成し、かつフォーカスリング本体部９ｂを非金属から構成した場合について説明したが、検知パターン９ａを非金属から構成し、かつフォーカスリング本体部９ｂを金属から構成してもよい。この場合には、金属探知機１３によりインピーダンスが最小となる位置を検知することにより、フォーカスリング９の中心を割り出すことができる。
（第３の実施の形態）
以下、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態では、フォーカスリングに凹凸を形成した例について説明する。なお、第１の実施の形態で説明した部材と同様の部材等においては、説明を省略する。図８（ａ）及び図８（ｂ）は本実施の形態に係るエッチング処理室内の模式的な一部垂直断面図を含んだ正面図である。
図８（ａ）に示されるようにフォーカスリング９の表面には凹部が形成されており、凹部が検知パターン９ａとなっている。光学センサ１１の投光器は、光径が検知パターン９ａの幅よりも大きい光を照射するように構成されている。投光器により光をフォーカスリング９に照射した場合には、フォーカスリング本体部９ｂのみで反射される場所と、検知パターン９ａ及びフォーカスリング本体部９ｂで反射される場所とが存在する。検知パターン９ａ及びフォーカスリング本体部９ｂで反射される場所においては、検知パターン９ａで反射される光はフォーカスリング本体部９ｂで反射された光と位相が異なり、干渉により反射光の強度が小さくなるので、フォーカスリング本体部９ｂのみで反射される場所で検知される反射光の強度よりも小さくなる。
コントローラ１２は、光学センサ１１により検知された反射光の強度が最小となる位置を検出してフォーカスリング９の中心位置を割り出し、かつ現在の位置からフォーカスリング９の中心位置までのズレ量を割り出して、フォーカスリング９の中心位置に向けてズレ量だけロボットアーム６を移動させるように構成されている。
以下、半導体製造装置１の動作について説明する。ここで、エッチング処理室５にウェハＷが搬入されるまでのロボットアーム６の動作及びプッシュピン８にウェハＷが載置された以降のプッシュピン８等の動作は第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
エッチング処理室５内では、光学センサ１１によりフォーカスリング９で反射される光が検知されながらロボットアーム６が微小距離移動する。そして、コントローラ１２により反射光の強度がそれぞれ最小となる位置が検出されて、フォーカスリング９の中心位置が割り出される。次いで、コントローラ１２により現状の位置からフォーカスリング９の中心位置までのズレ量が割り出されて、フォーカスリング９の中心位置に向けてズレ量だけロボットアーム６が移動する。これにより、ウェハＷの中心とフォーカスリング９の中心とが揃えられ、ウェハＷとフォーカスリング９とのクリアランスが一定となる。
本実施の形態では、フォーカスリング９に凹部の検知パターン９ａを形成するとともにロボットアーム６に設けられた光学センサ１１により検知パターン９ａを検知して、光学センサ１１の検知結果に基づいてロボットアーム６の位置を調整しているので、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
なお、本実施の形態では、検知パターン９ａを凹部とした場合について説明したが、図８（ｂ）に示されるようにフォーカスリング９の表面に凸部を形成し、この凸部を検知パターン９ａとしてもよい。この場合にも、光学センサ１１により反射光の強度が最小となる位置を検知することにより、フォーカスリング９の中心位置を割り出すことができる。
（第４の実施の形態）
以下、第４の実施の形態について説明する。本実施の形態では、ウェハの外周がフォーカスリングに形成された検知パターンに沿うようにウェハを下部電極に載置した状態において、ウェハの中心位置とフォーカスリングの中心位置とのズレ量を実際に測定する例について説明する。なお、第１の実施の形態で説明した部材と同様の部材等においては、説明を省略する。図９（ａ）及び図９（ｂ）は本実施の形態に係るエッチング処理室内の模式的な一部垂直断面図を含んだ側面図及び平面図である。
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示されるように下部電極７の外周縁部は、下部電極７の他の部分よりも高さが低くなっており、この外周縁部上にはフォーカスリング９が配置されている。フォーカスリング９の内周縁部の上面はウェハＷを下部電極７に載置した際フォーカスリング９の内周縁部にウェハＷの外周が部分的に重なるように、下部電極７の他の部分の上面とほぼ同じ高さになっており、フォーカスリング９の他の部分の上面はウェハＷの上面より高くなっている。
フォーカスリング９の内周縁部内の例えば３箇所には、円板状の検知パターン９ａが配置されている。なお、本実施の形態では、検知パターン９ａが、フォーカスリング９内に配置されているが、フォーカスリング９の表面に配置してもよい。また、第１の実施の形態と同様に、環状の検知パターン９ａをフォーカスリング９内或いはその表面に形成してもよい。
検知パターン９ａは、全て等しい大きさに形成されているとともにフォーカスリング９の中心位置から検知パターン９ａまでの距離は全て等しくなっている。また、検知パターン９ａは、ウェハＷの中心とフォーカスリング９の中心とが揃っている状態において、検知パターン９ａの一部がウェハＷと重なる位置に配置されている。なお、検知パターン９ａは、ウェハＷの中心とフォーカスリング９の中心とが揃っている状態において、検知パターン９ａを真上から見たとき、検知パターン９ａとウェハＷとが外接する位置に配置されていてもよい。
検知パターン９ａは、第１の実施の形態と同様の材質から構成されている。なお、検知パターン９ａを検知するセンサとして金属探知機１３を使用する場合には、検知パターン９ａを第２の実施の形態と同様の材質から構成してもよく、また第３の実施の形態と同様にフォーカスリング９に凹部を形成して、これを検知パターン９ａとしてもよい。
光学センサ１１（第１のセンサ）は、第１の実施の形態と同様にウェハＷをプッシュピン８に載置する前に検知パターン９ａを検知する他、ウェハＷを下部電極７に載置した状態においても検知パターン９ａを検知するように制御される。ウェハＷを下部電極７に載置した状態における検知パターン９ａの検知においては、ウェハＷと検知パターン９ａの重なり量によって、光学センサ１１で検知される光の強度が変化する。即ち、ウェハＷの中心とフォーカスリング９ａの中心とがほぼ揃っている場合には、３箇所のウェハＷと検知パターン９ａとの重なり量がそれぞれほぼ等しくなるので、検知パターン９ａで反射される光の強度がそれぞれほぼ等しくなる。一方、ウェハＷの中心とフォーカスリング９の中心とが揃っていない場合には、ウェハＷと３箇所の検知パターン９ａとの重なり量がそれぞれ異なるので、検知パターン９ａで反射される光の強度にはバラツキが生じる。
なお、本実施の形態においては、光学センサ１１はロボットアーム６に設けられていなくともよい。また、ウェハＷをプッシュピン８に載置する前の状態における検知パターン９ａの検知と、ウェハＷを下部電極７に載置した状態における検知パターン９ａの検知とは、別々のセンサ（第２のセンサ）を用いて行ってもよい。
コントローラ１２は、ウェハＷをプッシュピン８に載置する前においては、第１の実施の形態と同様に光学センサ１１からの検知結果に基づいて現在の位置からフォーカスリング９の中心位置までのズレ量を割り出して、フォーカスリング９の中心位置に向けてズレ量だけロボットアーム６を移動させるように構成されている。
また、コントローラ１２は、ウェハＷを下部電極７に載置した後においては、光学センサ１１により現在のウェハＷの中心位置とフォーカスリング９の中心位置との実際のズレ量を測定し、その測定された実際のズレ量がコントローラ１２に記憶されている所定のズレ量よりも小さい場合には、その状態のままウェハＷにエッチングを施すように、また測定された実際のズレ量が所定のズレ量よりも大きい場合には、再度下部電極７にウェハＷを載置し直すように構成されている。
以下、半導体製造装置１の動作について説明する。ここで、下部電極７にウェハＷを載置するまでのロボットアーム６及びプッシュピン８の動作等は第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。図１０は本実施の形態に係る半導体製造装置１の動作状況を模式的に示す図である。
ウェハＷが下部電極７に載置された状態で、図１０に示されるように光学センサ１１により検知パターン９ａが検知され、光学センサ１１の検知結果に基づいてウェハＷの中心位置とフォーカスリング９の中心位置との実際のズレ量が測定される。即ち、コントローラ１２で、検知パターン９ａで反射された光の強度を比較することにより現在のウェハＷの中心位置が割り出され、そして割り出された現在のウェハＷの中心位置とフォーカスリング９の中心位置とから実際のズレ量が割り出される。
実際のズレ量が所定のズレ量よりも小さい場合には、その状態で、ウェハＷにエッチングが施される。一方、測定された実際のズレ量が所定のズレ量よりも大きい場合には、プッシュピン８が上昇して、ウェハＷが下部電極７から離間する。その後、ウェハＷがロボットアーム６により支持され、ロボットアーム６が実際のズレ量だけフォーカスリング９の中心位置に向けて移動する。その後、再び、プッシュピン８上にウェハＷが載置され、プッシュピン８が下降して、ウェハＷが再び下部電極７に載置される。そして、再び、ウェハＷの中心位置とフォーカスリング９の中心位置との実際のズレ量が測定される。なお、これらの動作は実際のズレ量が所定のズレ量よりも小さくなるまで、繰返し行われる。
本実施の形態では、ウェハＷを下部電極７に載置した状態において、現在のウェハＷの中心位置とフォーカスリング９の中心位置との実際のズレ量を測定するので、ズレ量を正確に把握することができる。即ち、ウェハＷを下部電極７に載置する前に、ウェハＷとフォーカスリング９とのクリアランスを調整した場合であっても、例えば、ウェハＷが載置されたプッシュピン８を下降させる際、或いはウェハＷをプッシュピン８に載置する際等にウェハＷの位置がズレてしまうおそれがある。これに対し、本実施の形態では、ウェハＷを下部電極７に載置した状態において、現在のウェハＷの中心位置とフォーカスリング９の中心位置との実際のズレ量を測定するので、ウェハＷの中心とフォーカスリング９の中心とがズレた場合であっても、そのズレ量を正確に把握することができる。
本実施の形態では、ウェハＷを下部電極７に載置した状態において、ウェハＷとフォーカスリング９との実際の位置関係を見積もり、現在のウェハＷの中心位置とフォーカスリング９の中心位置との実際のズレ量が所定のズレ量よりも大きい場合に、実際のズレ量に基づいて、ズレを修正するので、ウェハＷの中心とフォーカスリング９の中心を確実に揃えることができ、ウェハＷとフォーカスリング９とのクリアランスを一定にすることができる。
本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、第１〜第４の実施の形態では、フォーカスリング９をエッチング処理室５に組み込んだ例について説明しているが、例えばアッシング装置及びプラズマＣＶＤ装置等のプラズマを使用する装置であれば、適用することができる。
図１は第１の実施の形態に係る半導体製造装置の概略構成図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は第１の実施の形態に係るエッチング処理室内の模式的な一部垂直断面図を含んだ側面図及び平面図である。 図３は第１の実施の形態に係るエッチング処理室内の模式的に示した一部垂直断面図を含んだ側面図である。 図４（ａ）〜図４（ｃ）は第１の実施の形態に係る半導体製造装置の動作状況を模式的に示す図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は第１の実施の形態に係る半導体製造装置の動作状況を模式的に示す図である。 図６は第１の実施の形態に係る半導体製造装置の動作状況を模式的に示す図である。 図７は第２の実施の形態に係るエッチング処理室内の模式的な一部垂直断面図を含んだ側面図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は第３の実施の形態に係るエッチング処理室内の模式的な一部垂直断面図を含んだ正面図である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は第４の実施の形態に係るエッチング処理室内の模式的な一部垂直断面図を含んだ側面図及び平面図である。 図１０は第４の実施の形態に係る半導体製造装置の動作状況を模式的に示す図である。
符号の説明
１…半導体製造装置、７…下部電極、９…フォーカスリング、９ａ…検知パターン、９ｂ…フォーカスリング本体部、１０…クリアランス調整機構、１１…光学センサ、１３…金属探知機。

Claims (5)

  1. 基板を収容する処理室と、
    前記処理室内に配置され、前記基板を載置する電極と、
    前記基板を前記電極に搬送するロボットアームと、
    前記電極の外周縁部上に配置され、前記電極に載置される前記基板の周縁を取り囲み、検知パターンを有するフォーカスリングの前記検知パターンを検知する、前記ロボットアームに設けられたセンサとを有し、
    前記センサの検知結果に基づいて前記基板と前記フォーカスリングとのクリアランスを調整する半導体製造装置であって、
    前記センサは光学センサ或いは金属探知機であり、前記検知パターンは前記フォーカスリングの検知パターン以外の部分と反射率或いは透磁率の異なる材質で形成されていることを特徴とする半導体製造装置。
  2. 基板を収容する処理室と、
    前記処理室内に配置され、前記基板を載置する電極と、
    前記基板を前記電極に搬送するロボットアームと、
    前記電極の外周縁部上に配置され、前記電極に載置される前記基板の周縁を取り囲み、検知パターンを有するフォーカスリングの前記検知パターンを検知する、前記ロボットアームに設けられたセンサとを有し、
    前記センサの検知結果に基づいて前記基板と前記フォーカスリングとのクリアランスを調整する半導体製造装置であって、
    前記センサは光学センサであり、前記検知パターンは前記フォーカスリングの表面に形成された凹部或いは凸部であることを特徴とする半導体製造装置。
  3. 内部に電極と前記電極の外周縁部上に検知パターンを有するフォーカスリングとが配置された処理室内にロボットアームにより基板を搬入する工程と、
    前記ロボットアームに設けられたセンサにより前記フォーカスリングの検知パターンを検知し、前記センサの検知結果に基づいて前記ロボットアームの位置を調整して、前記基板と前記フォーカスリングとのクリアランスを調整する工程と、
    調整されたクリアランスを維持しながら前記電極に前記基板を載置する工程と、
    前記電極に載置された前記基板にプラズマ処理を施す工程と
    を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 前記センサは光学センサ或いは金属探知機であり、前記検知パターンは前記フォーカスリングの検知パターン以外の部分と反射率或いは透磁率の異なる材質で形成されていることを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
  5. 前記センサは光学センサであり、前記検知パターンは前記フォーカスリングの表面に形成された凹部或いは凸部であることを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
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