JP7134104B2 - プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の載置台 - Google Patents

プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の載置台 Download PDF

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Description

以下の開示は、プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の載置台に関する。
プラズマを用いて半導体ウエハ等の基板を処理するシステムにおいて、プラズマのエッチング速度および／またはエッチングプロファイルを調整するため、基板の半径方向外縁部付近にリング状の部材が配置されることがある。
たとえば、特許文献１の基板処理システムは、エッジ連結リングを処理チャンバ内の台座の半径方向外縁部に隣接して配置する。エッジ連結リングはエッチング時にプラズマに浸食される。そこで、特許文献１では、アクチュエータでエッジ連結リングを上昇させてロボットアームで交換できる構成を採用している。
特開２０１６－１４６４７２号公報
本開示は、プラズマ処理装置の消耗部品を容易に交換する技術を提供する。
本開示による載置台およびプラズマ処理装置は、ウエハ載置面と、リング載置面と、リフタピンと、駆動機構と、を備える。ウエハ載置面にウエハを載置する。リング載置面は、第１係合部を有する第１リングと、第１係合部の下面に至る貫通孔を有し第１係合部に係合する第２係合部を有する第２リングと、を載置する。また、リング載置面は、貫通孔に対応する位置に孔を有し、ウエハ載置面の外周側に設けられる。リフタピンは、貫通孔に嵌合する第１保持部と、当該第１保持部の軸方向に連接され第１保持部の外周から突出する突出部を有する第２保持部と、を有する。リフタピンは、第１保持部をリング載置面側にしてリング載置面の孔内に収容される。駆動機構は、リフタピンを昇降可能に駆動する。
本開示によれば、プラズマ処理装置の消耗部品を容易に交換することができる。
図１は、実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。 図２は、実施形態に係る搬送機構の概略構成を示す断面図である。 図３は、リフタピンの構成例を説明するための図である。 図４Ａは、実施形態に係る搬送機構によるエッジリングの搬送開始時の状態例を示す図である。 図４Ｂは、実施形態に係る搬送機構によりエッジリングが持ち上げられた状態例を示す図である。 図４Ｃは、実施形態に係る搬送機構により持ち上げられたエッジリングをロボットアーム上に載置する直前の状態例を示す図である。 図４Ｄは、実施形態に係る搬送機構により持ち上げられたエッジリングがロボットアーム上に載置された状態例を示す図である。 図４Ｅは、実施形態に係る搬送機構によるエッジリングの搬送完了時の状態例を示す図である。 図５Ａは、実施形態に係る搬送機構によるカバーリングの搬送開始時の状態例を示す図である。 図５Ｂは、実施形態に係る搬送機構によりカバーリングが持ち上げられた状態例を示す図である。 図５Ｃは、実施形態に係る搬送機構により持ち上げられたカバーリングをロボットアーム上に載置する直前の状態例を示す図である。 図５Ｄは、実施形態に係る搬送機構により持ち上げられたカバーリングがロボットアーム上に載置された状態例を示す図である。 図５Ｅは、実施形態に係る搬送機構によるカバーリングの搬送完了時の状態例を示す図である。 図６は、リフタピンの第１保持部の長さと、第１搬送高さ、第２搬送高さとの関係を説明するための図である。
プラズマ処理装置内には複数の消耗部品が配置される。たとえば、ウエハ面内のプラズマ処理の均一度を高めるためにウエハの径方向外側に配置されるエッジリングがある。また、載置台を保護するためにエッジリングの径方向外側に配置されるカバーリングがある。複数の消耗部品の交換のために消耗部品各々に専用の搬送機構を設けた場合、載置台の内部構造が複雑になる。また、プラズマ処理装置内の空間の制約から、載置台内部や載置台下部に設けることができる機構の位置や大きさは限定される。このため、プラズマ処理装置内に配置される消耗部品を、できるだけコンパクトな構成で搬送可能とすることが望ましい。
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。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。
（実施形態）
図１は、実施形態に係るプラズマ処理装置１の概略構成を示す断面図である。図１のプラズマ処理装置１は、金属製、例えば、アルミニウム又はステンレス鋼製の保安接地された円筒型の処理容器１０を有し、該処理容器１０内に、被処理体（基板）としてのウエハＷを載置する円板状のサセプタ（下部電極）１１が配設されている。このサセプタ１１は、例えば、アルミニウムからなり、絶縁性の筒状保持部材１２を介して処理容器１０の底から垂直上方に延びる筒状支持部１３に支持されている。
処理容器１０の側壁と筒状支持部１３との間には排気路１４が形成され、この排気路１４の入口又は途中に環状のバッフル板１５が配設されると共に、底部に排気口１６が設けられ、該排気口１６に排気管１７を介して排気装置１８が接続されている。さらに、処理容器１０の側壁には、ウエハＷの搬入出口１９を開閉するゲートバルブ２０が取り付けられている。
サセプタ１１には、第１および第２の高周波電源２１ａ、２１ｂが整合器２２および給電棒２３を介して電気的に接続されている。ここで、第１高周波電源２１ａは、主としてプラズマの生成に寄与する周波数（通常４０ＭＨｚ以上）の第１高周波を出力する。第２高周波電源２１ｂは、主としてサセプタ１１上のウエハＷに対するイオンの引き込みに寄与する周波数（通常１３．５６ＭＨｚ以下）の第２高周波を出力する。整合器２２には、第１高周波電源２１ａ側のインピーダンスと負荷（主に電極、プラズマ、処理容器１０）側のインピーダンスとの間で整合をとるための第１整合器と、第２高周波電源２１ｂ側のインピーダンスと負荷側のインピーダンスとの間で整合をとるための第２整合器とが収容されている。なお、イオンの引き込みに寄与する電圧は高周波に限られない。パルス状に印加される直流電圧であってもよい。また、図１ではサセプタ１１に第１および第２の高周波電源２１ａ、２１ｂが接続される例を示したが、これに限られない。後述するシャワーヘッド２４（上部電極）に第１の高周波電源が接続され、サセプタ１１に第２の高周波電源が接続されてもよい。
また、処理容器１０の天井部には、後述する接地電位の上部電極としてのシャワーヘッド２４が配設されている。これにより、第１および第２の高周波電源２１ａ，２１ｂからの高周波電圧がサセプタ１１とシャワーヘッド２４との間に印加される。
サセプタ１１の上面にはウエハＷを静電吸着力で吸着する静電チャック２５が配設されている。静電チャック２５は、ウエハＷが載置される円板状の中心部２５ａと、環状の内周部２５ｂと、環状の外周部２５ｃと、からなり、中心部２５ａは内周部２５ｂに対して図中上方に突出している。また、内周部２５ｂは外周部２５ｃに対して図中上方に突出している。中心部２５ａは、ウエハＷを載置するウエハ載置面の一例である。また、内周部２５ｂは、エッジリングＥＲを載置するリング載置面の一例である。また、外周部２５ｃは、カバーリングＣＲを載置するリング載置面の一例である。以下、サセプタ１１および静電チャック２５を含む、ウエハＷを載置する構造部を載置台とも呼ぶ。
エッジリングＥＲは、たとえばシリコン等の導電性材料で形成されるリング状部材である。エッジリングＥＲは、プラズマ処理時のウエハ面内のプラズマ分布を均一化し、プラズマ処理の性能を向上させる機能を有する。カバーリングＣＲは、たとえば石英等の絶縁性材料で形成されるリング状部材である。カバーリングＣＲは、サセプタ１１、静電チャック２５等を保護する機能を有する。また、カバーリングＣＲの外径側には、サセプタ１１を保護するため絶縁部材３０が配置されている。エッジリングＥＲは第１リングの一例である。カバーリングＣＲは第２リングの一例である。エッジリングＥＲはカバーリングＣＲと重なりあう第１係合部を有する。カバーリングＣＲは、エッジリングＥＲの第１係合部と重なりあう第２係合部を有する。エッジリングＥＲおよびカバーリングＣＲについてさらに後述する。
静電チャック２５の中心部２５ａは、導電膜からなる電極板２５ｄを誘電膜に挟み込むことによって構成される。また、内周部２５ｂは、導電膜からなる電極板２５ｅを誘電膜に挟み込むことによって構成される。電極板２５ｄには直流電源２６がスイッチ２７を介して電気的に接続されている。電極板２５ｅには直流電源２８がスイッチ２９を介して電気的に接続されている。そして、静電チャック２５は、直流電源２６から電極板２５ｄに印加された電圧によりクーロン力等の静電力を発生させ、静電力により静電チャック２５にウエハＷを吸着保持する。また、静電チャック２５は、直流電源２８から電極板２５ｅに印加された電圧によりクーロン力等の静電力を発生させ、静電力により静電チャック２５にエッジリングＥＲを吸着保持する。
また、サセプタ１１の内部には、例えば、円周方向に延在する環状の冷媒室３１が設けられている。この冷媒室３１には、チラーユニット３２から配管３３，３４を介して所定温度の冷媒、例えば、冷却水が循環供給され、当該冷媒の温度によって静電チャック２５上のウエハＷの温度を制御する。
また、静電チャック２５には、ウエハ用ガス供給ライン３６ａを介して伝熱ガス供給部３５ａが接続されている。また、静電チャック２５には、リング用ガス供給ライン３６ｂを介して伝熱ガス供給部３５ｂが接続されている。ウエハ用ガス供給ライン３６ａは、静電チャック２５の中心部２５ａに至る。リング用ガス供給ライン３６ｂは、静電チャック２５の内周部２５ｂに至る。なお、ウエハ用ガス供給ライン３６ａとリング用ガス供給ライン３６ｂに共通の伝熱ガス供給部を接続する構成としてもよい。伝熱ガス供給部３５ａは、ウエハ用ガス供給ライン３６ａを介して、静電チャック２５の中心部２５ａと、ウエハＷとで挟まれる空間に伝熱ガスを供給する。また、伝熱ガス供給部３５ｂは、リング用ガス供給ライン３６ｂを介して、静電チャック２５の内周部２５ｂと、エッジリングＥＲとで挟まれる空間に伝熱ガスを供給する。伝熱ガスとしては、熱伝導性を有するガス、例えば、Ｈｅガス等が好適に用いられる。
天井部のシャワーヘッド２４は、多数のガス通気孔３７ａを有する下面の電極板３７と、該電極板３７を着脱可能に支持する電極支持体３８とを有する。また、該電極支持体３８の内部にバッファ室３９が設けられ、このバッファ室３９のガス導入口３８ａには処理ガス供給部４０からのガス供給配管４１が接続されている。
このプラズマ処理装置の各構成要素、例えば、排気装置１８、高周波電源２１ａ，２１ｂ、静電チャック用のスイッチ２７，２９、直流電源２６，２８、チラーユニット３２、伝熱ガス供給部３５ａ，３５ｂおよび処理ガス供給部４０等は、制御部４３に接続されている。制御部４３は、プラズマ処理装置の各構成要素を制御する。
制御部４３は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）、及びメモリといった記憶装置を備え、記憶装置に記憶されたプログラム及び処理レシピを読み出して実行することで、プラズマ処理装置において所望の処理を実行する。
また、制御部４３は、次に説明する搬送機構５０（図２参照）に接続されている。制御部４３は、搬送機構５０を制御してエッジリングＥＲおよびカバーリングＣＲを搬送するための処理を実行する。
（搬送機構５０の一例）
図２は、実施形態に係る搬送機構５０の概略構成を示す断面図である。実施形態に係るプラズマ処理装置は、載置台上に載置されるエッジリングＥＲおよびカバーリングＣＲを搬送するための搬送機構５０を備える。搬送機構５０は、リフタピン５１、封止部５２、駆動機構５３を有する。
図２の例では、静電チャック２５の中心部２５ａ上にウエハＷが載置され、内周部２５ｂ上にエッジリングＥＲが載置されている。外周部２５ｃ上にはカバーリングＣＲが載置されている。載置台上の定位置に配置されているとき、エッジリングＥＲの外周部はカバーリングＣＲの内周部を上から覆う。このため、カバーリングＣＲの内周部はプラズマ処理空間に露出しない。エッジリングＥＲに覆われるカバーリングＣＲの内周部には、カバーリングＣＲを上下方向に貫通する貫通孔６１が形成されている。エッジリングＥＲの外周部は第１係合部の一例であり、カバーリングＣＲの内周部は第２係合部の一例である。なお、図面には表示しないが、カバーリングＣＲの内周部とエッジリングＥＲの外周部とが接する部分に位置決めのための構造を設けてもよい。たとえば、エッジリングＥＲの下面に凹部を、カバーリングＣＲの上面に凸部をもうけ、凹部と凸部とが係合するように構成する。そして、位置決めのための構造に、カバーリングＣＲの貫通孔６１を形成してもよい。たとえば、カバーリングＣＲの凸部を通る位置に貫通孔６１を形成してもよい。
静電チャック２５の外周部２５ｃのリング載置面には、貫通孔６１の位置に対応する位置に孔６３が形成されている。また、孔６３に連通するようにサセプタ１１内に孔６４が形成されている。
リフタピン５１は孔６３，６４内に収容され、下方で駆動機構５３に接続する。以下、駆動機構５３に接続するリフタピン５１の端部を基端、基端と反対方向の端部を遠端（または頂部）と呼ぶ。封止部５２は孔６４内に配置される。リフタピン５１は封止部５２を通って下方に延びる。封止部５２は、孔６３，６４内の、封止部５２よりも上の空間と下の空間との連通を防止する。封止部５２はたとえば、軸シール、ベローズ等である。
駆動機構５３は、リフタピン５１を上下に昇降させる。駆動機構５３の種類は特に限定されない。駆動機構５３はたとえば、ピエゾアクチュエータ、モータ等である。
リフタピン５１は、第１保持部５１ａ、第２保持部５１ｂ、突出部５１ｃを有する。第１保持部５１ａは、リフタピン５１の遠端から所定の長さＬ１（図３、図６参照）に形成される。第１保持部５１ａは、カバーリングＣＲの内周部に形成された貫通孔６１に所定のクリアランスで嵌合する断面を有する。第２保持部５１ｂは、第１保持部５１ａの基端側に軸方向に連接される。第２保持部５１ｂは、第１保持部５１ａに連接する位置に、第１保持部の外周から外側にむけて突出する突出部５１ｃを有する。突出部５１ｃが形成される位置における第２保持部５１ｂの断面は、貫通孔６１に嵌合しない大きさまたは形状である。すなわち、リフタピン５１をカバーリングＣＲの下面側から貫通孔６１に挿入すると、第１保持部５１ａは貫通孔６１を通りぬける。そして、突出部５１ｃがカバーリングＣＲの下面に当接する。第２保持部５１ｂは突出部５１ｃにより、貫通孔６１の入口で止まりカバーリングＣＲを下面から支持するよう構成される。
第１保持部５１ａ、第２保持部５１ｂ、突出部５１ｃの具体的な形状は特に限定されない。たとえば、第１保持部５１ａ、第２保持部５１ｂは、同軸かつ断面同心円形状の棒状部材であってよい。図３は、リフタピン５１の構成例を説明するための図である。図３の例（Ａ）では、第１保持部５１ａの径Ｄ１は第２保持部５１ｂの径Ｄ２よりも小径に形成される。突出部５１ｃは、第２保持部５１ｂの遠端側で径Ｄ１から径Ｄ２に円筒状のリフタピン５１の径が大きくなることで外径側に突出する部分である。図３の例（Ａ）では、カバーリングＣＲの貫通孔６１は、第１保持部５１ａの径Ｄ１よりも大径に形成される。他方、カバーリングＣＲの貫通孔６１は、第２保持部５１ｂの径Ｄ２よりも小径に形成される。
また、図３の例（Ｂ）では、第１保持部５１ａの径Ｄ１は、第２保持部５１ｂの径Ｄ２と略同一に形成される。突出部５１ｃは、第２保持部５１ｂの遠端側で径方向外向きに張り出すフランジである。突出部５１ｃにおいて、第２保持部５１ｂの径は、径Ｄ１およびＤ２よりも大径のＤ４となっている。カバーリングＣＲの貫通孔６１の径Ｄ３は、径Ｄ１およびＤ２よりも大きく、径Ｄ４よりも小さく形成される。
また、第１保持部５１ａ、第２保持部５１ｂは、断面多角形状であってもよい。また、第１保持部５１ａの断面積は必ずしも第２保持部５１ｂの断面積よりも小さくなくてよい。少なくとも第２保持部５１ｂの遠端側に外側に突出する突出部５１ｃが形成されていればよい。たとえば上記図３の例（Ｂ）のように、第１保持部５１ａおよび第２保持部５１ｂを同一断面積の円筒状に形成し、第２保持部５１ｂの遠端側に突出部５１ｃとしてフランジを設けてもよい。なお、静電チャック２５の孔６３およびサセプタ１１の孔６４は、リフタピン５１を収容可能な大きさに形成される。たとえば、リフタピン５１を円筒形状に構成する場合、孔６３，６４は第２保持部５１ｂと所定のクリアランスで嵌合する円筒状の空間とする。また、突出部５１ｃとカバーリングＣＲの下面との位置関係を安定させるため、貫通孔６１の下側開口部を下方にむけて開口が広がる形状としてもよい。この場合、突出部５１ｃの形状は、貫通孔６１の開口部に当接する形状とする。たとえば、突出部５１ｃは、第１保持部５１ａから第２保持部５１ｂに向けて徐々に断面積が大きくなる傾斜部としてもよい（図３の例（Ｃ）参照）。
（エッジリングＥＲの搬送例）
次に、図４Ａ～図４Ｅを参照し、実施形態に係る搬送機構５０によるエッジリングＥＲの搬送について説明する。図４Ａは、実施形態に係る搬送機構５０によるエッジリングＥＲの搬送開始時の状態例を示す図である。
図４Ａに示すように、リフタピン５１は搬送時以外は孔６３，６４内に収容される。なお、図４Ａの例では、リフタピン５１の遠端がカバーリングＣＲの貫通孔６１内に挿通されエッジリングＥＲに当接した状態となっているが、リフタピン５１の遠端は、カバーリングＣＲよりも下に収納されていてもよい。
図４Ｂは、実施形態に係る搬送機構５０によりエッジリングＥＲが持ち上げられた状態例を示す図である。エッジリングＥＲの搬送時には、まず駆動機構５３がリフタピン５１を駆動して上方に持ち上げる。リフタピン５１が上昇すると、第１保持部５１ａがカバーリングＣＲの貫通孔６１を貫通してエッジリングＥＲの下面に当接する。さらにリフタピン５１が上昇すると、リフタピン５１によりエッジリングＥＲが静電チャック２５の内周部２５ｂから離れて上方へと持ち上げられる。駆動機構５３は予め設定された第１搬送高さＨ１までリフタピン５１の遠端を上昇させる。第１搬送高さＨ１についてはさらに後述する。
図４Ｃは、実施形態に係る搬送機構５０により持ち上げられたエッジリングＥＲをロボットアームＡＭ上に載置する直前の状態例を示す図である。リフタピン５１がエッジリングＥＲを第１搬送高さＨ１まで持ち上げた後、制御部４３は搬送用のロボットアームＡＭを処理容器１０の外からサセプタ１１上に進入させる。ロボットアームＡＭは、第１搬送高さＨ１より下側の高さＨ２に上面が位置する状態で水平方向に進む。リフタピン５１により持ち上げられたエッジリングＥＲの下方にロボットアームＡＭが配置されると、駆動機構５３はリフタピン５１の下降を開始する。リフタピン５１が下降することで、リフタピン５１上に保持されたエッジリングＥＲはロボットアームＡＭの上面に載置される。
図４Ｄは、実施形態に係る搬送機構５０により持ち上げられたエッジリングＥＲがロボットアームＡＭ上に載置された状態例を示す図である。エッジリングＥＲがロボットアームＡＭ上に載置された後、リフタピン５１は高さＨ２より下方へとそのまま下降を続ける。そして、リフタピン５１が孔６３，６４内に収容されると、制御部４３はエッジリングＥＲが載置されたロボットアームＡＭを処理容器１０外へと移動させる。
図４Ｅは、実施形態に係る搬送機構５０によるエッジリングＥＲの搬送完了時の状態例を示す図である。ロボットアームＡＭがエッジリングＥＲを処理容器１０外へと移動させ、リフタピン５１が搬送開始前の位置に退避して、エッジリングＥＲの搬送は完了する。
（カバーリングＣＲの搬送）
次に、図５Ａ～図５Ｅを参照し、実施形態に係る搬送機構５０によるカバーリングＣＲの搬送について説明する。図５Ａは、実施形態に係る搬送機構５０によるカバーリングＣＲの搬送開始時の状態例を示す図である。
図５Ａに示すように、カバーリングＣＲの搬出は、エッジリングＥＲがカバーリングＣＲ上に配置されていない状態で実行する。リフタピン５１の位置は、エッジリングＥＲの搬出開始時と同様である。
図５Ｂは、実施形態に係る搬送機構５０によりカバーリングＣＲが持ち上げられた状態例を示す図である。エッジリングＥＲの搬送時とは異なり、カバーリングＣＲの搬送時は、駆動機構５３はリフタピン５１の遠端を第２搬送高さＨ３まで上昇させる。駆動機構５３がリフタピン５１を第１保持部５１ａの長さ分だけ上昇させると、リフタピン５１の第２保持部５１ｂの遠端側に形成された突出部５１ｃがカバーリングＣＲの下面に当接する。突出部５１ｃがカバーリングＣＲの下面に当接した状態でさらにリフタピン５１が上昇することで、カバーリングＣＲは静電チャック２５の外周部２５ｃから離れて上方に持ち上がる。駆動機構５３はそのまま、第２搬送高さＨ３までリフタピン５１の遠端を上昇させる。この結果、第２保持部５１ｂの遠端すなわちカバーリングＣＲの下面は第１搬送高さＨ１まで上昇する。
図５Ｃは、実施形態に係る搬送機構５０により持ち上げられたカバーリングＣＲをロボットアームＡＭ上に載置する直前の状態例を示す図である。リフタピン５１がカバーリングＣＲを第１搬送高さＨ１まで上昇させた後、制御部４３は搬送用のロボットアームＡＭを処理容器１０の外からサセプタ１１上に進入させる。ロボットアームＡＭは、第１搬送高さＨ１より下方の高さＨ２にロボットアームＡＭの上面が位置するように水平方向に進む。リフタピン５１により持ち上げられたカバーリングＣＲの下方にロボットアームＡＭが配置されると、駆動機構５３はリフタピン５１の下降を開始する。リフタピン５１が下降し、第２保持部５１ｂの遠端の突出部５１ｃが高さＨ２に到達すると、リフタピン５１上に保持されたカバーリングＣＲはロボットアームＡＭ上に載置される。
図５Ｄは、実施形態に係る搬送機構５０により持ち上げられたカバーリングＣＲがロボットアームＡＭ上に載置された状態例を示す図である。カバーリングＣＲがロボットアーム上に載置された後、リフタピン５１はさらに下降し、突出部５１ｃが高さＨ２より下方へと移動する。リフタピン５１の下降に伴い第１保持部５１ａが貫通孔６１を通過する。そして、リフタピン５１が孔６３，６４内に収容されると、制御部４３はカバーリングＣＲが載置されたロボットアームＡＭを処理容器１０外へと移動させる。
図５Ｅは、実施形態に係る搬送機構５０によるカバーリングＣＲの搬送完了時の状態例を示す図である。ロボットアームＡＭがカバーリングＣＲを処理容器１０外へと移動させ、リフタピン５１が搬送開始前の位置に退避して、カバーリングＣＲの搬送は完了する。
このように、実施形態に係る搬送機構５０においては、リフタピン５１を上昇させる量を、エッジリングＥＲ搬送時とカバーリングＣＲ搬送時とで異ならせることにより、同一のリフタピン５１を用いて、エッジリングＥＲとカバーリングＣＲの双方の搬送を実現する。このため、リフタピン５１を第１保持部５１ａと、第１保持部５１ａと連接する位置に突出部５１ｃが設けられた第２保持部５１ｂとで構成する。そして、エッジリングＥＲとカバーリングＣＲとが重なりあう位置において、カバーリングＣＲに貫通孔６３を設けている。
図６は、リフタピン５１の第１保持部５１ａの長さＬ１と、第１搬送高さＨ１と、第２搬送高さＨ３との関係を説明するための図である。図６においては、第１搬送高さＨ１および第２搬送高さＨ３は、静電チャック２５の外周部２５ｃの上面の高さを基準面として説明する。まず、第１保持部５１ａの長さＬ１を第１搬送高さＨ１と略同一とする（図６、（ａ））。また、第２搬送高さＨ３は、第１搬送高さＨ１の略２倍である。駆動機構５３は、エッジリングＥＲの搬送時には、リフタピン５１の遠端を第１搬送高さＨ１まで上昇させる（図６、（ｂ））。また、カバーリングＣＲの搬送時には、リフタピン５１の遠端を第２搬送高さＨ３まで上昇させる（図６、（ｃ））。搬送時にエッジリングＥＲおよびカバーリングＣＲを持ち上げる高さを共通としてロボットアームＡＭの搬送時の制御態様を共通とするため、図６の例では、第１保持部５１ａの長さＬ１＝第１搬送高さＨ１とする。また、第２搬送高さＨ３を、第１搬送高さの略２倍としている。
リフタピン５１の各部の寸法と搬送時の上昇量をこのように設定することで、エッジリングＥＲおよびカバーリングＣＲを搬送時に同一の高さ（第１搬送高さＨ１）まで上昇させることができる。このため、ロボットアームＡＭの高さを変更することなく異なる消耗部品の搬送を実現できる。ただし、リフタピン５１の各部の寸法および搬送時の上昇量は上記したものに限定されない。載置台上に配置される部品各部の寸法やロボットアームＡＭの性能に応じて、リフタピン５１の各部の寸法および搬送時の上昇量を調整することができる。このように、実施形態の構成によれば、一つの搬送機構５０で複数の消耗部品を容易に搬送することができる。
（搬送対象の消耗部品）
なお、上記実施形態では、実施形態に係る搬送機構５０はカバーリングＣＲとエッジリングＥＲとを搬送するものとして説明した。これに限らず、実施形態に係る搬送機構５０は、任意の消耗部品の複数の部分または複数の任意の消耗部品を搬送するために適用できる。
たとえば、エッジリングＥＲを内周部品と外周部品との二つの部品で構成し、内周部品と外周部品とのうち消耗の大きい部品を消耗の少ない部品の上に一部重なりあうように構成する。そして、内周部品と外周部品とが重なりあう部分において、下側に配置される部品に貫通孔を設けておく。リフタピン５１の第１保持部５１ａを当該貫通孔に挿通可能な大きさに形成する。また、突出部５１ｃを当該貫通孔に挿通不可能な形状および／または大きさに形成する。このように構成すれば、早く消耗する部品（上側に配置される部品）を独立して交換することが可能となるとともに、他の部分（下側に配置される部品）も同一の搬送機構５０を用いて搬送できる。
また、３以上の消耗部品を一つの搬送機構で搬送するように構成してもよい。たとえば、エッジリングＥＲを内周部品、外周部品の二つの部品で構成し、さらに、カバーリングＣＲをエッジリングＥＲの半径方向外側に配置する。そして、外周部品が配置される位置において、内周部品、外周部品、カバーリングが互いに少なくとも一部上下方向に重なり合うように構成する。そして、下方に配置される消耗部品２つに、それぞれ異なる断面積の貫通孔を設ける。そして、最下方に配置される消耗部品に設けられた貫通孔の断面積が最も大きくなるようにする。
さらに、各消耗部品に設けられた貫通孔に対応する断面積または突出部を有する３以上の保持部をリフタピン５１に設ける。たとえば、第１の保持部５１ａおよび第２の保持部５１ｂに加えて、第２の保持部５１ｂの基端側に連接する第３の保持部を設け、第３の保持部の遠端側に突出部５１ｃと同様の第２の突起部を設ける。突出部５１ｃと第２の突起部の形状を各々、消耗部品の貫通孔に対応するように形成することで、一つの搬送機構により３以上の消耗部品を昇降させることができる。
（消耗度合に応じた構成の変更）
また、上記実施形態においては、カバーリングＣＲをエッジリングＥＲの下方に配置するものとした。しかしこれに限らず、外側に配置される消耗部品の方が消耗が激しい場合には、外側に配置される消耗部品の内周部が、内側に配置される消耗部品の外周部の上に重なるような形状としてもよい。
（搬送機構の構成の変形）
なお、上記実施形態では、リフタピン５１の数は特に限定されない。２以上、好ましくは３以上のリフタピン５１を設けることで、エッジリングＥＲおよびカバーリングＣＲを昇降できる。また、リフタピン５１各々に一つの駆動機構５３を設けてもよく、複数のリフタピン５１に共通の一つの駆動機構５３を設けてもよい。
なお、上記実施形態においては、静電チャック２５およびサセプタ１１に設けた孔６３，６４の中で放電が生じたり放電が激しくなったりすることを抑制するため、孔の中と載置台とが同電位空間となるよう構成する。たとえば、孔の周囲を載置台の他の部分と同様の金属材料で構成する。
（実施形態の効果）
上記のように、実施形態に係る載置台およびプラズマ処理装置は、ウエハを載置するウエハ載置面と、を備える。また、実施形態に係る載置台は、第１係合部を有する第１リングと、第１係合部の下面に至る貫通孔を有し第１係合部に係合する第２係合部を有する第２リングと、を載置するリング載置面を備える。リング載置面は、貫通孔に対応する位置に孔を有し、ウエハ載置面の外周側に設けられる。実施形態に係る載置台はさらに、貫通孔に嵌合する第１保持部と、第１保持部の軸方向に連接され第１保持部の外周から突出する突出部を有する第２保持部と、を有し、第１保持部をリング載置面側にしてリング載置面の孔内に収容されるリフタピンを備える。実施形態に係る載置台はさらに、リフタピンを昇降可能に駆動する駆動機構を備える。このように、実施形態に係る載置台は、駆動機構によりリフタピンをリング載置面の孔から上昇させることにより、第２リングの貫通孔を通ってリフタピンを第１リングに当接させることができる。このため、実施形態に係る載置台は、第２リングをリング載置面上に載置したままで、第１リングをリング載置面から持ち上げて搬送することができる。また、実施形態に係る載置台は、駆動機構によりリフタピンを上昇させて第２保持部の突出部を第２リングの下面に当接させることができる。このため、実施形態に係る載置台は、一つのリフタピンを用いて第１リングおよび第２リングの双方を搬送することができる。また、実施形態に係る載置台は、一つのリフタピンにより複数消耗部品の搬送を実現するため、搬送機構により占有される空間を抑制できる。
また、実施形態に係る載置台において、第１保持部および第２保持部は、同軸かつ断面同心円形状の棒状部材であり、第１保持部の径は、第２保持部の径よりも小さい。このように、第１保持部および第２保持部を同心円形状の棒状部材として形成することで、リフタピンの加工および製造を容易に実現できる。
また、実施形態に係る載置台において、第１リングは第２リングよりもウエハ載置面の中心側に配置され、第２係合部は第１係合部よりもリング載置面側に配置される。たとえば、第１リング（エッジリング）と第２リング（カバーリング）はウエハの半径方向外側に向けて順番に配置される。そして、内側に位置する第１リングの第１係合部（エッジリングの外周側）は、外側に位置する第２リングの第２係合部（カバーリングの内周側）の上に位置するように構成される。このため、実施形態によれば、ウエハにより近い位置に配置される第１リングを第２リングを移動させることなく容易に搬送することができる。
また、実施形態に係る載置台において、第１リングは導電材料で形成され、第２リングは絶縁材料で形成される。このため、実施形態によれば、第１リングを、第２リングを移動させることなく容易に搬送、交換可能とすることで、プラズマ処理の品質を安定させることができる。なお、第１リングの材質は、たとえば、シリコン、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、その他ウエハ上に形成されるマスク材料と同材料等でよい。
また、実施形態に係る載置台において、第２リングは第１リングよりもウエハ載置面の中心側に配置され、第２係合部は第１係合部よりもリング載置面側に配置される。このように、実施形態に係る載置台は、様々な位置に配置される消耗の程度が異なる複数の消耗部品に適用することができる。
また、実施形態に係る載置台はさらに、第１リングおよび第２リングの少なくとも一方をリング載置面に吸着するリング用静電チャックを備える。また、実施形態に係る載置台はさらに、第１リングおよび第２リングの少なくとも一方の下面とリング載置面との間に伝熱ガスを供給するガス供給機構をさらに備える。このため、実施形態に係る載置台は、第１リングおよび第２リング等の載置台上の部品の熱を容易に下部構造物に逃がすことができる。このため、実施形態によれば、伝熱シート等の構造物を第１リングおよび第２リングと載置台との間に介在させる必要がない。このため、実施形態によれば、簡素な構造のリフタピンにより第１リングおよび第２リングを容易に搬送することができる。
また、実施形態に係る載置台において、駆動機構は、第１リングの搬送時、第１保持部の頂部が搬送高さに到達するまでリフタピンを上昇させる。また、駆動機構は、第２リングの搬送時、第２保持部の頂部が搬送高さに到達するまでリフタピンを上昇させる。このように、実施形態によれば、搬送対象が第１リングか第２リングかに応じて、リフタピンの駆動態様を切り替えることで、一つのリフタピンを用いて容易に複数部品の搬送を実現できる。
また、実施形態に係る載置台において、リフタピンの第１保持部の軸方向長さは、第２リングの軸方向の厚みよりも長い。第１保持部を少なくとも第２リングよりも厚く形成することで、第１リングと第２リング双方を一つのリフタピンで昇降できる。
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。
１ プラズマ処理装置
１０ 処理容器
１１ サセプタ（下部電極）
１２ 筒状保持部材
１３ 筒状支持部
１４ 排気路
１５ バッフル板
１６ 排気口
１７ 排気管
１８ 排気装置
１９ 搬入出口
２０ ゲートバルブ
２１ａ 第１の高周波電源
２１ｂ 第２の高周波電源
２２ 整合器
２３ 給電棒
２４ シャワーヘッド
２５ 静電チャック
２５ａ 中心部
２５ｂ 内周部
２５ｃ 外周部
２５ｄ，２５ｅ 電極板
２６，２８ 直流電源
２７，２９ スイッチ
３５ａ、３５ｂ 伝熱ガス供給部
３６ａ ウエハ用ガス供給ライン
３６ｂ リング用ガス供給ライン
４３ 制御部
５０ 搬送機構
５１ リフタピン
５１ａ 第１保持部
５１ｂ 第２保持部
５１ｃ 突出部
５２ 封止部
５３ 駆動機構
６１ 貫通孔
６３，６４ 孔
ＣＲ カバーリング
ＥＲ エッジリング
Ｗ ウエハ

Claims (21)

  1. ウエハを載置するウエハ載置面と、
    第１係合部を有する第１リングと、前記第１係合部の下面に至る貫通孔を有し前記第１係合部に係合する第２係合部を有する第２リングと、を載置し、前記貫通孔に対応する位置に孔を有し、前記ウエハ載置面の外周側に設けられるリング載置面と、
    前記貫通孔に嵌合する第１保持部と、当該第１保持部の軸方向に連接され前記第１保持部の外周から突出する突出部を有する第２保持部と、を有し、前記第１保持部を前記リング載置面側にしてリング載置面の孔内に収容されるリフタピンと、
    前記リフタピンを昇降可能に駆動する駆動機構と、
    を備え、
    前記第１リングは前記第２リングよりも前記ウエハ載置面の中心側に配置され、前記第２係合部は前記第１係合部よりもリング載置面側に配置されるプラズマ処理装置の載置台。
  2. 前記第１保持部および前記第２保持部は、同軸かつ断面同心円形状の棒状部材であり、前記第１保持部の径は、前記第２保持部の径よりも小さい、請求項１に記載の載置台。
  3. 前記第１リングは導電材料で形成され、
    前記第２リングは絶縁材料で形成される、
    請求項１または２に記載の載置台。
  4. 前記第１リングおよび前記第２リングの少なくとも一方を前記リング載置面に吸着するリング用静電チャックと、
    前記第１リングおよび前記第２リングの前記少なくとも一方の下面と前記リング載置面との間に伝熱ガスを供給するガス供給機構と、
    をさらに備える請求項１から３のいずれか１項に記載の載置台。
  5. 前記駆動機構は、
    前記第１リングの搬送時、前記第１保持部の頂部が所定の高さに到達するまで前記リフタピンを上昇させ、
    前記第２リングの搬送時、前記第２保持部の頂部が前記所定の高さに到達するまで前記リフタピンを上昇させる、請求項１から４のいずれか１項に記載の載置台。
  6. 前記第１保持部の軸方向長さは、前記第２リングの軸方向の厚みよりも長い、請求項１から５のいずれか１項に記載の載置台。
  7. ウエハを載置するウエハ載置面と、
    第１係合部を有する第１リングと、前記第１係合部の下面に至る貫通孔を有し前記第１係合部に係合する第２係合部を有する第２リングと、を載置し、前記貫通孔に対応する位置に孔を有し、前記ウエハ載置面の外周側に設けられるリング載置面と、
    前記貫通孔に嵌合する第１保持部と、当該第１保持部の軸方向に連接され前記第１保持部の外周から突出する突出部を有する第２保持部と、を有し、前記第１保持部を前記リング載置面側にしてリング載置面の孔内に収容されるリフタピンと、
    前記リフタピンを昇降可能に駆動する駆動機構と、
    前記第１リングおよび前記第２リングの少なくとも一方を前記リング載置面に吸着するリング用静電チャックと、
    前記第１リングおよび前記第２リングの前記少なくとも一方の下面と前記リング載置面との間に伝熱ガスを供給するガス供給機構と、
    を備えるプラズマ処理装置の載置台。
  8. プラズマ処理容器と、
    前記プラズマ処理容器内に設けられ、孔を有するサセプタと、
    前記サセプタ上に設けられた静電チャックであって、基板載置面と、前記基板載置面の周囲に設けられるリング載置面と、を有する静電チャックと、
    前記リング載置面に載置される内周部を有する第１リングと、
    前記第１リングの外周部を支持する上面を有する第２リングであって、前記第２リングは、前記第１リング下面に至る貫通孔を有する内周部を有し、前記貫通孔は、前記サセプタの前記孔に対応する位置に形成される、第２リングと、
    前記貫通孔に嵌合する第１保持部と、当該第１保持部の軸方向に設けられた前記第１保持部の外周から突出する突出部を有する第２保持部と、を有し、前記第１保持部を前記リング載置面側にして前記孔内に収容されるリフタピンと、
    前記リフタピンを昇降する駆動機構と、
    を備える、プラズマ処理装置。
  9. プラズマ処理容器と、
    前記プラズマ処理容器内に配置され、基板を載置する基板載置面と、前記基板載置面の外周側に設けられ、リングを載置するリング載置面と、前記リング載置面に通じる３個以上の孔と、を有する静電チャックと、
    内周部と外周部とを有する第１リングであり、前記第１リングの前記内周部が前記リング載置面に載置される、該第１リングと、
    内周部と外周部とを有する第２リングであり、前記第２リングの内周部上面は前記第１リングの外周部下面に覆われ、前記第２リングの内周部は、前記３個以上の孔に対応する位置に３個以上の貫通孔を有する、該第２リングと、
    ３本以上のリフタピンであり、各リフタピンは、前記孔内に収容され、前記第２リングの前記貫通孔を通りぬけて前記第１リングを下面から支持するよう構成される第１保持部と、当該第１保持部の外周から突出する突出部を有し、前記第２リングを下面から支持するよう構成される第２保持部と、を有する、該３本以上のリフタピンと、
    前記３本以上のリフタピンを昇降する駆動機構と、
    を備える、プラズマ処理装置。
  10. 前記リング載置面は内周部と外周部とを有し、前記第１リングの前記内周部は前記リング載置面の前記内周部に載置される、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
  11. 前記第２リングの外周部を支持するように前記静電チャックを取り囲む絶縁部材をさらに備える、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
  12. 前記静電チャックの上面は、第１の高さを有する前記基板載置面と、第２の高さを有する前記リング載置面と、第３の高さを有する前記絶縁部材を載置する絶縁部材載置面を有する、請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
  13. 前記第１リングを前記リング載置面に吸着するリング用静電チャックをさらに備える、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
  14. 前記第１リングはシリコンまたはシリコンカーバイドで形成され、
    前記第２リングは石英で形成される、
    請求項９に記載のプラズマ処理装置。
  15. 前記第１リングの前記外周部下面に凹部を有し、前記第２リングの前記内周部上面に凸部を有し、前記凸部は前記凹部と係合する、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
  16. 前記第１リングは、内周部品および外周部品の二つの部品で構成される、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
  17. 前記第２リングの前記貫通孔の下側開口部は下方にむけて開口が広がる形状を有する、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
  18. 前記リフタピンの前記第１保持部は、前記第２リングの内周部に形成された前記貫通孔との間に所定のクリアランスを空けて前記貫通孔内に挿入される、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
  19. 前記リフタピンの前記第２保持部は、前記第２リングの内周部に形成された前記貫通孔に入らない形状を有し、留め具として機能する、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
  20. 前記リフタピンは、前記第１保持部と前記第２保持部との間に傾斜部を有し、前記傾斜部は、前記第１保持部から前記第２保持部に向けて徐々に断面積が大きくなる形状である、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
  21. 前記リフタピンは、前記第１保持部と前記第２保持部との間に設けられ、前記第２保持部の直径より大きな直径を持つフランジを有する、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
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