TW202303672A - 電漿處理系統及環狀構件的安裝方法 - Google Patents
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Abstract
本發明關於電漿處理系統及環狀構件的安裝方法,在利用搬運裝置將環狀構件安裝於基板支持台上時,可使環狀構件對於基板支持台適當地定位。本發明之電漿處理系統,具備對基板進行電漿處理的電漿處理裝置、連接至該電漿處理裝置的減壓搬運裝置、及控制裝置。該電漿處理裝置,具有具備支持部之基板支持台,該支持部包含載置基板的基板載置面、及載置以包圍基板的方式配置之環狀構件的環狀構件載置面;該基板支持台,於該支持部設置向著該環狀構件載置面開口之複數貫穿孔;該基板支持台,具備:升降桿,針對該複數貫穿孔之每一而設置,以從該環狀構件載置面突出之方式升降;升降機構,使該升降桿升降;以及溫度調整機構,調整該支持部之溫度。該減壓搬運裝置,具備對該基板支持台搬運基板之搬運機構。於該環狀構件的底面,形成往上方凹入而容納該升降桿之上端部的凹部。該控制裝置,控制該升降機構、該溫度調整機構及該搬運機構,俾進行如下步驟:將該支持部之溫度調整為使該環狀構件的該凹部各自之位置與對應的該升降桿及該貫穿孔之位置一致的預定溫度;以及將該環狀構件往該支持部的上方搬運,藉由從調整為該預定溫度的該支持部之該環狀構件載置面突出的該升降桿而承接該環狀構件,將該環狀構件載置於該環狀構件載置面。
Description
本發明係關於電漿處理系統及環狀構件的安裝方法。
於專利文獻1揭露一種基板處理裝置,於處理室內配置基板,以包圍該基板之周圍的方式配置對焦環,進行對基板之電漿處理。此基板處理裝置,具備載置台及複數定位銷;該載置台,具有包含載置基板的基板載置面、及載置對焦環的對焦環載置面之基座。該複數定位銷係藉由一種因加熱而往徑向膨脹的材料而成為銷狀,以從對焦環的底面突出之方式安裝於對焦環,插入形成於基座的對焦環載置面之定位孔,藉由加熱而往徑向膨脹而嵌合,藉以將對焦環定位。此外,專利文獻1所揭露之基板處理裝置,具備升降銷及搬運臂。升降銷,以從對焦環載置面突起縮入的方式設置於載置台,將對焦環與定位銷一同抬起,從對焦環載置面脫離。搬運臂,設置於處理室之外側,經由設置於處理室的搬出入口,在與升降銷之間,將對焦環以安裝有定位銷的狀態進行更換。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特開2011-54933號公報
[本發明所欲解決的問題]
本發明所揭露之技術,在利用搬運裝置將環狀構件安裝於基板支持台上時,可使環狀構件對於基板支持台適當地定位。
[解決問題之技術手段]
本發明之一態樣為電漿處理系統,具備對基板進行電漿處理的電漿處理裝置、連接至該電漿處理裝置的減壓搬運裝置、及控制裝置。該電漿處理裝置,具備具有支持部之基板支持台,該支持部包含載置基板的基板載置面、及載置以包圍基板的方式配置之環狀構件的環狀構件載置面。該基板支持台,於該支持部設置向著該環狀構件載置面開口之複數貫穿孔。該基板支持台,具備:升降桿,針對該複數貫穿孔之每一而設置,以從該環狀構件載置面突出之方式升降;升降機構,使該升降桿升降;以及溫度調整機構,調整該支持部之溫度。該減壓搬運裝置,具備對該基板支持台搬運基板之搬運機構。於該環狀構件的底面,形成往上方凹入而容納該升降桿之上端部的凹部。該控制裝置,控制該升降機構、該溫度調整機構及該搬運機構,俾進行如下步驟:將該支持部之溫度調整為使該環狀構件的該凹部各自之位置與對應的該升降桿及該貫穿孔之位置一致的預定溫度;以及將該環狀構件往該支持部的上方搬運,藉由從調整為該預定溫度的該支持部之該環狀構件載置面突出的該升降桿而承接該環狀構件,將該環狀構件載置於該環狀構件載置面。
[本發明之效果]
依本發明,則在利用搬運裝置將環狀構件安裝於基板支持台上時,可使環狀構件對於基板支持台適當地定位。
於半導體元件等之製程中,使用電漿對半導體晶圓(下稱「晶圓」)等基板進行蝕刻等電漿處理。電漿處理係在將基板載置於減壓之處理容器內的基板支持台之狀態下進行。
此外,在電漿處理時,有時會使用以包圍基板支持台上之基板的方式配置之環狀構件。例如,為了在基板之中央部與邊緣部獲得良好且均勻的電漿處理結果,作為上述環狀構件,有時會使用以與基板鄰接的方式配置之邊緣環。
為了「藉由使用邊緣環而能獲得在基板邊緣部於周向均勻的處理結果」,必須使邊緣環能高精度地定位安裝於基板支持台。例如,在專利文獻1,使用定位銷進行邊緣環的定位,該定位銷以從邊緣環的底面突出之方式安裝於該邊緣環,插入形成在邊緣環載置面的定位孔。
此外,邊緣環由於暴露於電漿,故會受到蝕刻,必須適時更換。一般而言,邊緣環的更換係由操作者進行,但亦考慮利用搬運邊緣環之搬運裝置進行更換。
而本發明揭露之技術,在利用搬運裝置將邊緣環等環狀構件安裝於基板支持台上時,使環狀構件對於基板支持台適當地定位。
以下,參考圖式,並就本實施形態之電漿處理系統及環狀構件(下稱「環」)的安裝方法進行說明。另外,於本說明書及圖式中,就實質上具有同一功能構成之要件賦予同一符號,並省略重複的說明。
(第1實施形態)
<電漿處理系統>
圖1係顯示第1實施形態之電漿處理系統的構成之概略的俯視圖。
在圖1之電漿處理系統1,使用電漿對作為基板的晶圓W進行例如蝕刻等電漿處理。
如圖1所示,電漿處理系統1具備大氣部10及減壓部11。此等大氣部10與減壓部11經由真空預備模組20、21而連接成一體。大氣部10具備於大氣壓力環境下對晶圓W進行希望的處理之大氣模組。減壓部11具備於減壓環境(真空環境)下對晶圓W進行希望的處理之處理模組60。
真空預備模組20、21設置為經由閘閥(未圖示)而將大氣部10所包含之裝載模組30與減壓部11所包含之傳送模組50連結。真空預備模組20、21將晶圓W暫時地固持。此外,真空預備模組20、21使內部在大氣壓力環境與減壓環境兩者間切換。
大氣部10具有具備後述搬運機構40之裝載模組30、及載置前開式晶圓盒31之載入埠32。前開式晶圓盒31可保管複數片晶圓W。另外,可於裝載模組30連接「調節晶圓W之水平方向的定向之定向模組(未圖示)」及「暫時性收納複數片晶圓W之緩衝模組(未圖示)」等。
裝載模組30具有俯視下呈矩形的殼體,殼體之內部維持為大氣壓力環境。於構成裝載模組30的殼體之長邊的一側面,將載入埠32排列設置複數個(例如5個)。於構成裝載模組30的殼體之長邊的另一側面,排列設置真空預備模組20、21。
於裝載模組30的殼體內部,設置可搬運晶圓W的搬運機構40。搬運機構40具備:搬運臂41,在搬運晶圓W時加以支持;旋轉台42,以可旋轉的方式支持搬運臂41;以及基台43,搭載旋轉台42。此外,於裝載模組30之內部,設置沿裝載模組30之長邊方向延伸的導軌44;基台43設置於導軌44上;搬運機構40可沿著導軌44移動。
減壓部11具備:傳送模組50,作為搬運晶圓W及邊緣環E之減壓搬運裝置;處理模組60,作為對從傳送模組50搬運之晶圓W進行希望的電漿處理之電漿處理裝置;以及收納模組61,收納邊緣環E。傳送模組50及處理模組60的內部(具體而言,後述減壓搬運室51及電漿處理腔室100的內部)各自維持為減壓環境;收納模組61的內部亦維持為減壓環境。對於1個傳送模組50設置複數個處理模組60 (例如6個);收納模組61亦設置複數個(例如2個)。另外,處理模組60的數量及配置可任意設定,並未限定於本實施形態,只要設置有安裝邊緣環E所需的至少1個處理模組即可。此外,收納模組61的數量及配置亦可任意設定,並未限定於本實施形態,例如至少設置1個。
傳送模組50包含具有俯視下呈多角形(圖示之例子中,俯視下呈四角形)的殼體之減壓搬運室51;減壓搬運室51與真空預備模組20、21連接。傳送模組50將搬入真空預備模組20之晶圓W搬運到一個處理模組60,並將由處理模組60進行希望的電漿處理後之晶圓W,經由真空預備模組21而搬出至大氣部10。此外,傳送模組50將收納模組61內之邊緣環E搬運至一個處理模組60。進一步,傳送模組50有時會將處理模組60內的邊緣環E搬出至收納模組61。
處理模組60對晶圓W進行例如蝕刻等電漿處理。此外,處理模組60經由閘閥62而與傳送模組50連接。此處理模組60的具體構成將於後文詳述。
收納模組61收納邊緣環E。此外,收納模組61經由閘閥63而與傳送模組50連接。
於傳送模組50的減壓搬運室51之內部,設置可搬運晶圓W及邊緣環E的搬運機構70。搬運機構70與前述搬運機構40同樣地,具備:搬運臂71,作為在搬運時支持晶圓W及邊緣環E之搬運支持部;旋轉台72,以可旋轉的方式支持搬運臂71;以及基台73,搭載旋轉台72。此外,於傳送模組50的減壓搬運室51之內部,設置沿傳送模組50之長邊方向延伸的導軌74;基台73設置於導軌74上;搬運機構70可沿著導軌74移動。
在傳送模組50,搬運臂71承接固持於真空預備模組20內的晶圓W,將其搬入處理模組60。此外,搬運臂71承接固持於處理模組60內的晶圓W,將其搬出至真空預備模組21。
進一步,在傳送模組50,搬運臂71承接收納模組61內的邊緣環E,將其搬入處理模組60。有時搬運臂71會承接固持於處理模組60內的邊緣環E,將其搬出至收納模組61。
進一步,電漿處理系統1具備控制裝置80。一實施形態中,控制裝置80進行使電漿處理系統1進行本發明中所述之各種步驟的電腦可執行命令。控制裝置80可構成分別控制電漿理系統1的其他要件,俾進行此處所述之各種步驟。一實施形態中,亦可將控制裝置80的一部分或全部包含於電漿處理系統1的其他要件。控制裝置80亦可包含例如電腦90。電腦90亦可包含例如處理部(CPU:Central Processing Unit,中央處理單元)91、記憶部92、及通訊介面93。處理部91可依據收納於記憶部92的程式而進行各種控制動作。記憶部92亦可包含RAM(Random Access Memory,隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory,唯讀記憶體)、HDD(Hard DiskDrive,硬碟)、SSD(Solid State Drive,固態硬碟),或其等之組合。通訊介面93亦可經由LAN(Local Area Network,區域網路)等通訊線路而與電漿處理系統1的其他要件之間進行通訊。
<電漿處理系統1的晶圓處理>
接著,就利用如同上述地構成之電漿處理系統1進行的晶圓處理進行說明。
首先,藉由搬運機構40,從希望的前開式晶圓盒31將晶圓W取出,搬入真空預備模組20。其後,將真空預備模組20內密閉,予以減壓。其後,使真空預備模組20的內部與傳送模組50的內部連通。
接著,藉由搬運機構70固持晶圓W,將晶圓W從真空預備模組20搬運至傳送模組50。
接著,打開閘閥62,藉由搬運機構70將晶圓W搬入希望的處理模組60。其後,關閉閘閥62,於處理模組60中對晶圓W進行希望的處理。另外,關於在此處理模組60中對晶圓W進行的處理,將於後文詳述。
接著,打開閘閥62,藉由搬運機構70將晶圓W從處理模組60搬出。其後,關閉閘閥62。
接著,藉由搬運機構70,將晶圓W搬入真空預備模組21。一旦晶圓W被搬入真空預備模組21,則使真空預備模組21內密閉,開放為大氣壓力環境。其後,使真空預備模組21的內部與裝載模組30的內部連通。
接著,藉由搬運機構40固持晶圓W,從真空預備模組21經由裝載模組30而返回並收納於希望的前開式晶圓盒31。至此,結束電漿處理系統1中之一連串的晶圓處理。
<處理模組60>
接著,利用圖2及圖3,就處理模組60進行說明。圖2係顯示處理模組60的構成之概略的縱剖面圖。圖3係圖2的部分放大圖。
如圖2所示,處理模組60包含:作為處理容器之電漿處理腔室100、氣體供給部130、射頻電力供給部140、及排氣系統150。進一步,處理模組60包含作為基板支持台之晶圓支持台101、及上部電極102。
晶圓支持台101配置於可減壓之電漿處理腔室100內的電漿處理空間100s之下部區域。上部電極102配置於晶圓支持台101之上方,可作為電漿處理腔室100的頂棚部(ceiling)之一部分而作用。
晶圓支持台101在電漿處理空間100s中支持晶圓W。一實施形態中,晶圓支持台101包含下部電極103、靜電吸盤104、絶緣體105、升降桿106、及升降桿107。此外,晶圓支持台101包含將靜電吸盤104等調整為目標溫度的溫度調整機構。溫度調整機構,例如包含加熱器、流道、或其等之組合。使冷媒、導熱氣體等調溫流體於流道流通。
下部電極103例如以鋁等導電性材料形成。一實施形態中,於下部電極103之內部形成構成溫度調整機構的一部分之上述調溫流體的流道108。例如,從設置於電漿處理腔室100外部的冷卻水循環單元(未圖示)供給調溫流體到流道108。供給到流道108的調溫流體會返回冷卻水循環單元。例如,於流道108之中,作為調溫流體,使低溫的鹽水循環,藉此可將靜電吸盤104及載置於靜電吸盤104之晶圓W或邊緣環E冷卻至目標溫度。此外,例如於流道108之中,作為調溫流體,使高溫的鹽水循環,藉此可將靜電吸盤104及載置於靜電吸盤104之晶圓W或邊緣環E加熱至既定溫度。
靜電吸盤104係可將晶圓W與邊緣環E兩者藉由靜電力而吸附固持的構件,設置於下部電極103之上。一實施形態中,靜電吸盤104形成為「中央部的頂面比邊緣部的頂面更高」。靜電吸盤104之中央部的頂面104a為載置晶圓W的基板載置面;靜電吸盤104之邊緣部的頂面104b為載置「環狀構件(環)的一例之邊緣環E」的環狀構件載置面(下稱「環載置面」)。邊緣環E係俯視下呈圓環狀的構件,包圍載置於靜電吸盤104之中央部的頂面104a之晶圓W,且與該晶圓W鄰接而配置。
於靜電吸盤104之中央部,設置藉由靜電吸附而固持晶圓W用的電極109;於靜電吸盤104之邊緣部,設置藉由靜電吸附而固持邊緣環E用的電極110。
對電極109施加來自直流電源(未圖示)之直流電壓。藉由如此產生的靜電力,將晶圓W吸附固持於靜電吸盤104之中央部的頂面104a。同樣地,對電極110施加來自直流電源(未圖示)之直流電壓。藉由如此產生的靜電力,將邊緣環E吸附固持於靜電吸盤104之邊緣部的頂面104b。如圖3所示,電極110為包含一對電極110a、110b之雙極型電極。
本實施形態中,設置有「吸附固持晶圓W用之電極109」的靜電吸盤104之中央部,與設置有「吸附固持邊緣環E用之電極110」的邊緣部,兩者係成為一體,但亦可使中央部與邊緣部為不同構件。
此外,本實施形態中,吸附固持邊緣環E用的電極110為雙極型,但亦可為單極型。
此外,靜電吸盤104之中央部的直徑形成為例如較晶圓W的直徑更小,如圖2所示,將晶圓W載置於靜電吸盤104之中央部的頂面104a時,晶圓W之邊緣部會從靜電吸盤104之中央部突出。
另外,邊緣環E,於其上部形成段差,其外周部的頂面較內周部的頂面為高。邊緣環E之內周部形成為伸進「從靜電吸盤104之中央部突出的晶圓W之邊緣部的下側」。亦即,邊緣環E形成為「其內徑較晶圓W的外徑小」。
雖省略圖示,但於靜電吸盤104之中央部的頂面104a形成有用於供給導熱氣體到載置於該頂面104a的晶圓W背面的氣體供給孔。從氣體供給孔供給來自氣體供給部(未圖示)之導熱氣體。氣體供給部亦可包含一個或以上之氣體源、及一個或以上之壓力控制器。一實施形態中,氣體供給部將來自例如氣體源之導熱氣體經由壓力控制器而供給到導熱氣體供給孔。
一實施形態中,於靜電吸盤104之內部設置「構成溫度調整機構的一部分之加熱器(具體而言,電阻發熱體)111」。藉由對加熱器111通電,可將靜電吸盤104、及載置於靜電吸盤104之晶圓W或邊緣環E加熱至目標溫度。
靜電吸盤104具有在例如由絕緣材料構成的絕緣材之間夾入電極109、110,並埋設加熱器111的構成。
絶緣體105係以陶瓷等形成之圓筒狀的構件,隔著下部電極103而支持靜電吸盤104。絶緣體105具有與例如下部電極103之外徑相同的外徑,支持下部電極103之邊緣部。
圖2所示的升降桿106,係相對於靜電吸盤104之中央部的頂面104a而升降之構件,以例如陶瓷為材料,形成為柱狀。升降桿106在上升時,其上端可從上述頂面104a突出而支持晶圓W。藉由此升降桿106,可在靜電吸盤104與搬運機構70的搬運臂71之間傳遞晶圓W。
另外,升降桿106,彼此隔開而設置3根以上,沿上下方向延伸。
升降桿106與使升降桿106升降之升降機構(亦即致動器)112連接。升降機構112例如具備:支持構件113,支持複數升降桿106;以及驅動部114,產生使支持構件113升降的驅動力,使複數升降桿106升降。驅動部114作為產生上述驅動力之驅動源,具備例如馬達(未圖示)。
升降桿106由「上端向著靜電吸盤104之中央部的頂面104a開口的貫穿孔115」所貫穿。貫穿孔115形成為例如從靜電吸盤104之中央部的頂面104a往下方延伸,到達下部電極103的底面。換而言之,貫穿孔115形成為貫通靜電吸盤104之中央部及下部電極103。
升降桿107係相對於靜電吸盤104之邊緣部的頂面104b而升降之構件,例如由氧化鋁、石英、SUS等材料形成為柱狀。升降桿107在上升時,其上端從靜電吸盤104之邊緣部的頂面104b突出而可支持邊緣環E。藉由此升降桿107,可在靜電吸盤104與搬運機構70的搬運臂71之間傳遞邊緣環E。
升降桿107係針對後述貫穿孔119而分別設置。例如俯視下升降桿107沿著靜電吸盤104之周向,亦即沿著中央部的頂面104a及邊緣部的頂面104b之周向,彼此隔開而設置3根以上。此外,例如俯視下升降桿107沿著上述周向而等間隔地設置。進一步,升降桿107設置為例如沿上下方向延伸。
升降桿107與使升降桿107升降之升降機構(亦即致動器)116連接。升降機構116例如針對每一升降桿107設置,具備「能在水平方向以自由移動的方式支持升降桿107之支持構件117」。支持構件117,為了能在水平方向以自由移動的方式支持升降桿107,具備例如滑動軸承。此外,升降機構116具備驅動部118,其產生使支持構件117升降的驅動力,使升降桿107升降。驅動部118,作為產生上述驅動力之驅動源,具備例如馬達(未圖示)。
升降桿107相對於靜電吸盤104而定位,且升降桿107由「上端向著靜電吸盤104之邊緣部的頂面104b開口之貫穿孔119」所貫穿。因此,在靜電吸盤104熱膨脹或熱收縮時,至少升降桿107之上端部配合該熱膨脹或熱收縮而移動。貫穿孔119形成為例如從靜電吸盤104之邊緣部的頂面104b往下方延伸,到達下部電極103的底面。換而言之,貫穿孔119形成為貫通靜電吸盤104之邊緣部及下部電極103。
貫穿孔119於靜電吸盤104設置複數個。例如俯視下貫穿孔119沿著靜電吸盤104之周向,亦即沿著中央部的頂面104a及邊緣部的頂面104b之周向,彼此隔開而設置3個以上。此外,例如俯視下貫穿孔119沿著上述周向而等間隔地設置。如同前述,針對此等貫穿孔119之每一分別設置升降桿107。
當升高該升降桿107時,升降桿107之上端部會與邊緣環E的底面抵接而支持邊緣環E。於邊緣環E的底面,針對每一升降桿107形成「容納升降桿107之上端部的定位用凹部E1」。
升降桿107之上端部及邊緣環E之凹部E1,形成為例如如下形狀。
在升降桿107之上端部容納於邊緣環E之凹部E1內的狀態下,在緊接著升降桿107支持邊緣環E之後,即便升降桿107與邊緣環E並未成為希望的位置關係,升降桿107仍可藉由本身重量等在邊緣環E之上端部上滑動,使升降桿107與邊緣環E成為希望的位置關係。具體而言,例如亦可如圖3所示,將升降桿107之上端部形成為上側呈半球面之半球狀,將邊緣環E之凹部E1形成為凹入成上側呈半球面之半球狀。另外,升降桿107之上端部及邊緣環E之凹部E1之形狀亦可不為半球狀。
此外,於本例中,藉由上述下部電極103及靜電吸盤104構成包含前述基板載置面及環載置面之支持部。
回到圖2的說明。上部電極102作為將來自氣體供給部130的一種或以上之處理氣體供給到電漿處理空間100s的沖淋頭而作用。一實施形態中,上部電極102具備氣體入口102a、氣體擴散室102b、及複數氣體出口102c。氣體入口102a例如使氣體供給部130與氣體擴散室102b流體連通。複數氣體出口102c使氣體擴散室102b與電漿處理空間100s流體連通。一實施形態中,上部電極102將一種或以上之處理氣體從氣體入口102a經由氣體擴散室102b及複數氣體出口102c而供給到電漿處理空間100s。
氣體供給部130亦可包含一個或以上之氣體源131、及一個或以上之流量控制器132。一實施形態中,氣體供給部130例如將一種或以上之處理氣體(包含清洗用氣體)從各自對應之氣體源131經由各自對應之流量控制器132而供給到氣體入口102a。各流量控制器132例如亦可包含質量流量控制器或壓力控制式流量控制器。進一步,氣體供給部130亦可包含將一種或以上之處理氣體的流量予以調變或脈衝化的一個或以上之流量調變元件。
射頻電力供給部140,將射頻電力(例如一種或以上之射頻訊號)供給到下部電極103、上部電極102、或下部電極103及上部電極102兩者的一個或以上之電極。藉此,由供給至電漿處理空間100s的一種或以上之處理氣體生成電漿。因此,射頻電力供給部140可作為「於電漿處理腔室中由一種或以上之處理氣體生成電漿的電漿生成部之至少一部分」而作用。射頻電力供給部140例如包含2個射頻生成部141a、141b及2個匹配電路142a、142b。一實施形態中,射頻電力供給部140將第1射頻訊號從第1射頻生成部141a經由第1匹配電路142a而供給到下部電極103。例如,第1射頻訊號亦可具有27MHz~100MHz範圍內之頻率。
此外,一實施形態中,射頻電力供給部140將第2射頻訊號從第2射頻生成部141b經由第2匹配電路142b而供給到下部電極103。例如,第2射頻訊號亦可具有400kHz~13.56MHz範圍內之頻率。亦可取代第2射頻訊號,供給射頻以外之電壓脈波。電壓脈波亦可為負極性之直流電壓。在其他例子中,電壓脈波亦可為三角波、脈衝。
進一步,雖省略圖示,但本發明中亦考慮其他實施形態。例如,於替代實施形態中,射頻電力供給部140亦可從射頻生成部對下部電極103供給第1射頻訊號,從另一射頻生成部對下部電極103供給第2射頻訊號,從更另一射頻生成部對下部電極103供給第3射頻訊號。除此之外,於另一替代實施形態中,亦可對上部電極102施加DC電壓。
此外,亦可進一步於各種實施形態中,將一種或以上之射頻訊號(亦即,第1射頻訊號、第2射頻訊號等)之振幅予以脈衝化或調變。振幅調變亦可包含在開啟狀態與關閉狀態之間、亦或在兩種或以上的不同開啟狀態之間,將射頻訊號的振幅予以脈衝化。
排氣系統150可與例如設置在電漿處理腔室100底部之排氣口100e連接。排氣系統150亦可包含壓力閥及真空泵。真空泵亦可包含渦輪分子泵、粗抽真空泵或其等之組合。
<處理模組60的晶圓處理>
接著,就利用處理模組60進行的晶圓處理之一例進行說明。另外,在處理模組60對晶圓W進行例如蝕刻處理等處理。
首先,藉由搬運機構70將晶圓W搬入電漿處理腔室100的內部,藉由升降桿106的升降將晶圓W載置於靜電吸盤104上。其後,對靜電吸盤104之電極109施加直流電壓,如此可藉著靜電力將晶圓W靜電吸附在靜電吸盤104,予以固持。此外,於搬入晶圓W後,藉由排氣系統150將電漿處理腔室100之內部減壓至既定真空度。
接著,從氣體供給部130經由上部電極102而供給處理氣體到電漿處理空間100s。此外,從射頻電力供給部140對下部電極103供給電漿生成用射頻電力HF,藉此,激發處理氣體而生成電漿。此時,亦可從射頻電力供給部140供給離子導入用射頻電力LF。而後,藉由生成之電漿而對晶圓W進行電漿處理。
另外,電漿處理中,經由導熱氣體供給道(未圖示)而對吸附固持於靜電吸盤104之晶圓W及邊緣環E的底面供給He氣體或Ar氣體等導熱氣體。
在電漿處理結束時,停止供給來自射頻電力供給部140之射頻電力HF、及來自氣體供給部130之處理氣體。於電漿處理中供給射頻電力LF之情況,亦停止供給該射頻電力LF。接著,停止靜電吸盤104對於晶圓W的吸附固持。此外,亦可停止供給導熱氣體到晶圓W之底面。
其後,藉由升降桿106而使晶圓W上升,使晶圓W從靜電吸盤104離開。在離開時,亦可進行晶圓W之電性中和處理。而後,藉由搬運機構70,從電漿處理腔室100將晶圓W搬出,結束一連串的晶圓處理。
<安裝處理>
接著,利用圖4及圖5,就電漿處理系統1中將邊緣環E安裝於晶圓支持台101的處理之一例進行說明。圖4係用於說明上述安裝處理之一例的流程圖。圖5係顯示上述安裝處理中之電漿處理腔室100內的狀態之圖。另外,以下處理係在控制裝置80所為之控制下進行。此外,以下處理係從「在作為邊緣環E的安裝對象之處理模組60的晶圓支持台101上,不具有邊緣環E之狀態」開始,亦即,從由上述處理模組60搬出邊緣環E後之狀態開始。
(步驟S1:邊緣環E之搬出及搬運)
如圖4所示,首先,從收納模組61將邊緣環E搬出,將該邊緣環E搬運至「作為邊緣環E的安裝對象之處理模組60所具備的靜電吸盤104之邊緣部的上方」。
具體而言,例如將搬運機構70之搬運臂71插入收納模組61內,一個邊緣環E被固持於該搬運臂71。接著,將固持邊緣環E之搬運臂71從收納模組61抽出。接著,將固持邊緣環E之搬運臂71經由搬入出口(未圖示)插入「上述作為安裝對象之處理模組60所具備的經減壓之電漿處理腔室100內」。而後,將固持於搬運臂71的邊緣環E往靜電吸盤104之邊緣部的上方搬運。另外,邊緣環E,調整其周向之定向而固持於搬運臂71。
(步驟S2:靜電吸盤104之溫度調整)
此外,於作為邊緣環E的安裝對象之處理模組60中,將「晶圓支持台101之載置邊緣環E的部分之溫度」調整為「使邊緣環E的凹部E1各自之位置與對應的升降桿107及貫穿孔119之位置一致的預定溫度(下稱「目標載置時溫度」)Tt」。
具體而言,例如,於作為邊緣環E的安裝對象之處理模組60中,藉由包含流道108的溫度調整機構或包含加熱器111的溫度調整機構兩者的至少任一方,將靜電吸盤104之溫度調整為目標載置時溫度Tt。此靜電吸盤104的溫度調整,例如,在搬運機構70從收納模組61將邊緣環E搬出的動作開始起,至將固持邊緣環E之搬運臂71插入電漿處理腔室100內為止。
目標載置時溫度Tt係設定在例如40℃~80℃的範圍。
此外,目標載置時溫度Tt亦可設定在,例如以預定之電漿處理開始時的靜電吸盤104之溫度(下稱「電漿處理開始時溫度」)Ts為基準之±10℃的範圍。換而言之,亦可以使目標載置時溫度Tt滿足以下條件的方式,形成邊緣環E之凹部E1。
Ts-10≦Tt≦Ts+10
(步驟S3:邊緣環E之承接及載置)
接著,藉由「從溫度調整為目標載置時溫度Tt的靜電吸盤104之邊緣部的頂面104b突出之升降桿107」承接邊緣環E,而將該邊緣環E載置於靜電吸盤104之邊緣部的頂面104b。
具體而言,升高所有升降桿107,使各升降桿107從「調整為目標載置時溫度Tt的靜電吸盤104之邊緣部的頂面104b」突出,並使各升降桿107之上端部與固持於搬運臂71的邊緣環E之底面抵接。
此處,考慮與本實施形態不同,未進行步驟S2的靜電吸盤104之溫度調整的情況。此一情況,依安裝處理開始時的靜電吸盤104之溫度,當升高所有升降桿107之時,有時邊緣環E的凹部E1各自之位置與對應的貫穿孔119之位置會因靜電吸盤104之熱膨脹或熱收縮而不一致。亦即,當升高由貫穿孔119貫穿的升降桿107時,有時升降桿107之上端部會無法容納在邊緣環E之凹部E1。
相對於此,本實施形態,當升高本步驟S3之所有升降桿107之時,如同上述,將靜電吸盤104的溫度調整為目標載置時溫度Tt,使邊緣環E的凹部E1各自之位置與對應的貫穿孔119之位置一致。因此,當升高由貫穿孔119貫穿的升降桿107時,升降桿107之上端部會容納在邊緣環E的凹部E1。
在升降桿107之上端部與邊緣環E之底面的抵接後,仍繼續使升降桿107上升,如圖5所示,邊緣環E被傳遞給升降桿107並被其支持。緊接著,即便邊緣環E從對於升降桿107的期望位置偏移,邊緣環E仍可因本身的重量等而在升降桿107之上端部上滑動,而對於升降桿107定位。例如,邊緣環E可定位在「凹部E1的最深部與升降桿107之上端部的頂部於俯視下一致之位置」。
另外,在邊緣環E被升降桿107承接後,為了促進上述定位用的移動,亦可使升降桿107各自一點一點地上下移動,或亦可使每一升降桿107以不同速度下降、或以高速下降。
在邊緣環E被升降桿107承接後,使搬運臂71從電漿處理腔室100抽出。此外,在邊緣環E對於升降桿107定位後,降低所有升降桿107,藉此,將邊緣環E載置於靜電吸盤104之邊緣部的頂面104b。
為了使升降桿107對於靜電吸盤104定位,而使邊緣環E如同上述地對於升降桿107定位,此係意味著使邊緣環E對於貫穿孔119定位。進一步,係意味著使邊緣環E對於設置有貫穿孔119的靜電吸盤104(之中心)定位。因此,本步驟S3,邊緣環E在對於靜電吸盤104(之中心)定位的狀態下被載置於上述頂面104b。
(步驟S4:邊緣環E之吸附固持)
接著,將邊緣環E吸附固持於晶圓支持台101。
具體而言,例如對設置於靜電吸盤104之邊緣部的電極110施加來自直流電源(未圖示)之直流電壓,藉由如此產生的靜電力,將邊緣環E吸附固持於靜電吸盤104之邊緣部的頂面104b。更具體而言,對電極110a及電極110b施加彼此不同之電壓,藉由如此產生之「相應於電位差的靜電力」,將邊緣環E吸附固持於靜電吸盤104之邊緣部的頂面104b。另外,在獨立設置未與晶圓W用靜電吸盤一體化的邊緣環E用靜電吸盤的情況,對「設置於該獨立的邊緣環E用靜電吸盤的電極」施加來自直流電源之直流電壓,藉由如此產生的靜電力,將邊緣環E吸附固持。
藉由如同本步驟S4地進行吸附,而可將「對於靜電吸盤104定位載置的邊緣環E」固定於靜電吸盤104。
(步驟S5:靜電吸盤104之溫度調整)
其後,將載置有邊緣環E的靜電吸盤104之溫度調整為上述作為安裝對象的處理模組60之電漿處理開始時溫度Ts。
具體而言,例如於上述作為安裝對象之處理模組60中,藉由包含流道108的溫度調整機構或包含加熱器111的溫度調整機構之至少任一方,將靜電吸盤104之溫度調整為電漿處理開始時溫度Ts。
至此,結束邊緣環E之一連串的安裝處理。
安裝處理後,於安裝有邊緣環E之處理模組60中,開始晶圓處理亦即電漿處理。
另外,亦可於電漿處理開始前進行複數次的虛擬作業。亦即,亦可於一連串的安裝處理包含複數次的虛擬作業。虛擬作業係指將對於晶圓W進行之實際的電漿處理動作,對虛擬晶圓進行。
<拆卸處理>
接著,利用圖6及圖7,就電漿處理系統1中邊緣環E從晶圓支持台101拆卸的處理之一例進行說明。圖6係用於說明上述拆卸處理之一例的流程圖。圖7係顯示上述拆卸處理中之電漿處理腔室100內的狀態之圖。另外,以下處理係在控制裝置80所為之控制下進行;並且,係在靜電吸盤104上不存在晶圓W的狀態下進行。
(步驟S11:清洗)
邊緣環E到達使用壽命的話(具體而言,例如於邊緣環E安裝後進行預定次數的電漿處理的話),則如圖6所示,進行將電漿處理時附著於邊緣環E之反應生成物去除的清洗、即去除處理。
具體而言,例如首先停止施加直流電壓於設置在靜電吸盤104的邊緣部之電極110,解除邊緣環E對於靜電吸盤104的吸附固持。接著,升高所有升降桿107,如圖7所示,將邊緣環E從靜電吸盤104傳遞給升降桿107,升高邊緣環E。邊緣環E之上升,進行至例如「使邊緣環E的底面變得較靜電吸盤104之中央部的頂面104a更上方」為止。
其後,從氣體供給部130經由上部電極102而對電漿處理空間100s供給清洗用氣體。此外,從射頻電力供給部140對下部電極103供給電漿生成用射頻電力HF,藉此,激發清洗用氣體生成電漿。此時,亦可從射頻電力供給部140供給離子導入用射頻電力LF。而後,藉由生成之電漿的作用,例如將附著於邊緣環E之內側的側端面之反應生成物P1去除。此外,此時,亦可將附著於靜電吸盤104之中央部的側端面之反應生成物P2去除。
在結束去除處理時,停止供給來自射頻電力供給部140之射頻電力HF及來自氣體供給部130之清洗用氣體。於去除處理中供給射頻電力LF之情況,亦停止供給該射頻電力LF。
(步驟S12:邊緣環E之冷卻)
接著,由於邊緣環E因在步驟S11進行的去除處理而變得高溫,故進行邊緣環E之冷卻。
具體而言,例如首先降低所有升降桿107,使邊緣環E從升降桿107再度載置於靜電吸盤104之邊緣部的頂面104b。接著,對設置於靜電吸盤104之邊緣部的電極110施加來自直流電源(未圖示)之直流電壓,藉由如此產生的靜電力將邊緣環E吸附固持於靜電吸盤104之邊緣部的頂面104b。而後,藉由以包含流道108之溫度調整機構將靜電吸盤104冷卻,而使吸附固持於該靜電吸盤104的邊緣環E亦冷卻。邊緣環E之冷卻例如係以「在固持冷卻後的邊緣環E時,搬運臂71不會損傷之溫度(具體而言,例如成為200℃以下)」的條件來進行。
(步驟S13)
冷卻後,將邊緣環E搬出,使其返回收納模組61。
具體而言,例如首先停止施加直流電壓於設置在靜電吸盤104的邊緣部之電極110,解除靜電吸盤104對於邊緣環E的吸附固持。接著,升高所有升降桿107,將邊緣環E從靜電吸盤104傳遞到升降桿107,使邊緣環E上升。接著,經由搬入出口(未圖示),將搬運臂71插入電漿處理腔室100內。接著,使搬運臂71移動到靜電吸盤104之邊緣部的頂面104b與受升降桿107支持的邊緣環E之間。其後,降低所有升降桿107,將邊緣環E從升降桿107傳遞到搬運臂71。接著,將搬運臂71從電漿處理腔室100抽出,將邊緣環E搬出處理模組60外。而後,將固持有邊緣環E之搬運臂71插入收納模組61內;將邊緣環E從搬運臂71傳遞給收納模組61內的支持部(未圖示)。其後,搬運臂71從收納模組61抽出。
至此,結束邊緣環E之一連串的拆卸處理。
<效果等>
如同上述,本實施形態,在將「傳送模組50的搬運機構70搬運來的邊緣環E」以升降桿107支持時,藉由升降桿107之上端部與設置於邊緣環E的底面之凹部E1,使邊緣環E對於升降桿107定位。此外,使升降桿107對於靜電吸盤104定位。因此,若降低支持邊緣環E之升降桿107的話,則使邊緣環E對於靜電吸盤104定位,將其載置於該靜電吸盤104之邊緣部的頂面104b。亦即,依本實施形態,在利用傳送模組50將邊緣環E安裝於晶圓支持台101上時,可使邊緣環對於晶圓支持台101適當地定位。
此外,本實施形態,在將邊緣環E從傳送模組50的搬運機構70傳遞給升降桿107之時,將靜電吸盤104溫度調整為目標載置時溫度Tt。因此,無關乎邊緣環E之安裝處理開始時的靜電吸盤104之溫度,而可將「由向著靜電吸盤104之邊緣部的頂面104b開口之貫穿孔119貫穿的升降桿107之上端部」容納於設置在邊緣環E底面之凹部E1內。因此,無關乎「邊緣環E之安裝處理開始時的靜電吸盤104之溫度」,而可在以升降桿107支持邊緣環E時,使邊緣環E對於升降桿107定位。藉此,無關乎「邊緣環E之安裝處理開始時的靜電吸盤104之溫度」,而可使邊緣環E對於靜電吸盤104適當地定位,載置於靜電吸盤104之邊緣部的頂面104b。另外,邊緣環E之安裝處理開始時的靜電吸盤104之溫度,例如,依以下條件(A)或(B)的至少任一方而有所不同。
(A)緊接著邊緣環E的安裝處理之前的處理結束時的靜電吸盤104之溫度
(B)從上述緊接在前的處理結束後至邊緣環E的安裝處理開始為止之經過時間
進一步,本實施形態,如同前述,亦可將目標載置時溫度Tt設定在以電漿處理開始時溫度Ts為基準之±10℃的範圍。藉由將目標載置時溫度Tt如此地設定,而可縮短從邊緣環E載置於靜電吸盤104起至電漿處理開始為止的時間。
此外,本實施形態,在邊緣環E之搬出前進行清洗,將附著於邊緣環E的反應生成物P1去除。因此,例如,可抑制「在邊緣環E之搬出中,從該邊緣環E剝離的反應生成物P1對電漿處理造成不良影響之情形」。此外,可抑制「將反應生成物P1帶入傳送模組50的減壓搬運室51之情形」。
<邊緣環及升降桿之變形例>
圖8及圖9係顯示邊緣環之變形例的圖。
上述例子係使邊緣環E之定位用凹部E1形成為「凹入成上側呈半球面之半球狀」。不過,只要能滿足「於邊緣環之各凹部分別容納對應的邊緣環用升降桿之上端部時,邊緣環可藉由本身重量等而對於上述升降桿定位」的條件即可,邊緣環之凹部的形狀並不限於上述例子。
例如,亦可如圖8所示,將邊緣環Ea之定位用凹部Ea1形成為「凹入成上側具有頂點之錐狀」。此外,亦可如圖9所示,將邊緣環Eb之凹部Eb1形成為「剖視下在上下方向具有短軸、且上側較下側更短之半長孔狀」。
另外同樣地,亦可將升降桿107之上端部形成為「上側具有頂點之錐狀」等。
此外,亦可將「在與高溫之靜電吸盤104的貫穿孔119一致之位置形成有定位用凹部的邊緣環」;與「在與低溫之靜電吸盤104的貫穿孔119一致之位置形成有定位用凹部的邊緣環」先收納於收納模組61。亦即,就複數種溫度範圍,各自準備在適當之位置形成有定位用凹部的邊緣環,先收納於收納模組61。而後,亦可以電漿處理開始時溫度Ts為基準,決定目標載置時溫度Tt,使用「對應於決定之目標載置時溫度Tt的邊緣環」。
<搬運機構之變形例>
圖10係顯示傳送模組50所具備的搬運機構之變形例的圖。
傳送模組50所具備的搬運機構亦可包含將該搬運機構所支持之邊緣環調整為目標溫度的溫度調整機構。此溫度調整機構例如包含加熱器、流道、或其等之組合。使冷媒、導熱氣體等調溫流體於流道流通。
圖10的搬運機構70a設置有加熱器200,其構成調整邊緣環E之溫度的溫度調整機構之一部分。加熱器200設置於例如搬運臂71a。
如此地設置加熱器200的情況,例如於前述步驟S3中,將「藉由加熱器200調整為對應於目標載置時溫度Tt之溫度的邊緣環E」載置於靜電吸盤104。藉著進行此等溫度調整,可更確實地於邊緣環E之凹部E1內容納對應的升降桿107之上端部。
<升降桿及貫穿該升降桿的貫穿孔之變形例>
圖11係顯示邊緣環E用升降桿及貫穿該升降桿的貫穿孔之變形例的圖。
於圖11之例子中,靜電吸盤201係第1構件,設置有係載置邊緣環E之環載置面的第1面211、及成為該第1面211之背面的第2面212,形成貫通第1面211與第2面212之第1貫通孔221。第1貫通孔221,對應於升降桿107a之配置位置而形成複數個。
此外,下部電極202係第2構件,以與靜電吸盤201的第2面212側重疊之方式配置,設置有與第2面212接觸的第3面213及成為該第3面213之背面的第4面214,形成有第2貫通孔222;該第2貫通孔222,對應於第1貫通孔221之位置而貫通第3面213與第4面214,和第1貫通孔221連通。
於本例中,「貫穿升降桿107a的貫穿孔119a」由第1貫通孔221與第2貫通孔222構成。此外,升降桿107a分為第1升降桿構件231及第2升降桿構件232。第1升降桿構件231及第2升降桿構件232各自形成為既定半徑的桿狀。
第1升降桿構件231收納於第1貫通孔221,可沿著第1貫通孔221的軸方向亦即上下方向移動。
第2升降桿構件232收納於第2貫通孔222,可沿著第1貫通孔221的軸方向亦即上下方向移動。此外,第2升降桿構件232使第3面213側之端部以可滑動的狀態與第1升降桿構件231接觸。
進一步,於本例中,對於邊緣環E用的升降桿107a之升降機構116a,使第2升降桿構件232升降。升降機構116a具備驅動部118a,其產生使第2升降桿構件232升降的驅動力,藉由第2升降桿構件232之升降而使第1升降桿構件231升降。驅動部118a作為產生上述驅動力之驅動源,具備例如馬達(未圖示)。
使用升降桿107a及貫穿孔119a時,例如,使第1貫通孔221形成為「在第2面212側比第1面211側大」。
在本例中,在第1貫通孔221與第2貫通孔222因靜電吸盤201與下部電極202之溫度差或熱膨脹率的差異等而偏移的情況,第1升降桿構件231與第1貫通孔221一起移動。因此,可抑制「在第1貫通孔221與第2貫通孔222偏移的情況,升降桿107a破損之情形」。
此外,在本例中,為了在第1貫通孔221與第2貫通孔222偏移的情況,仍使第1升降桿構件231可配合第2升降桿構件232之升降而升降,僅將第1貫通孔221的第2面212側(相較於第1面211側)更大地形成,而非將第1貫通孔221全體形成為大型孔洞。因此,由於第1貫通孔221的第1面211側與升降桿107a之間隙小,故可抑制進行電漿處理時在該間隙發生異常放電之情形。
另外,以上效果可藉由如下方式獲得:將第1貫通孔221形成為「在第2面212側比第1面211側大」,亦可取代此一方式,或在此方式之外,進一步將第2貫通孔222形成為「在第3面213側比第4面214側大」。
亦即,使用升降桿107a及貫穿孔119a時,第1貫通孔221與第2貫通孔222的至少一方滿足以下條件:第1貫通孔221被形成為「在第2面212側比第1面211側更大」;第2貫通孔222被形成為「在第3面213側比第4面214側更大」。
於前述之將邊緣環從搬運機構70傳遞至升降桿之時,將靜電吸盤104調整為目標載置時溫度Tt的構成中,藉由使用本例的升降桿107a及貫穿孔119a,可更確實地「於邊緣環E之凹部E1內,容納對應的升降桿107之上端部」。
<環之另一例>
上述例子中,邊緣環為更換對象,但亦可將覆蓋環亦作為更換對象。覆蓋環係俯視下呈環狀之構件,覆蓋邊緣環的周向外側面。將覆蓋環亦作為更換對象,應用上述邊緣環亦即環的安裝處理及拆卸處理之情況,如圖12所示,於覆蓋環C,例如將與凹部E1同樣形狀之定位用凹部C1形成在底面。
此外,亦可僅將覆蓋環C作為更換對象,應用上述環的安裝處理及拆卸處理。
另外,將覆蓋環C作為更換對象,應用上述環的拆卸處理之情況,在前述步驟S12,將覆蓋環C冷卻之情況,亦可在覆蓋環C並未載置於晶圓支持台101而係以覆蓋環C用升降桿支持的狀態下,藉由散熱而冷卻,或亦可將覆蓋環C載置於晶圓支持台101,藉由從晶圓支持台101的吸熱而輔助覆蓋環C的冷卻。
(第2實施形態)
圖13係顯示第2實施形態的作為基板支持台之晶圓支持台101a的構成之概略的部分放大剖面圖。
本實施形態使用邊緣環與覆蓋環兩者。此外,本實施形態可同時更換邊緣環及覆蓋環,亦可僅更換邊緣環或僅更換覆蓋環。
圖13之晶圓支持台101a具備下部電極301、靜電吸盤302、支持體303、絶緣體304、及升降桿305。
支持體303,例如為使用石英等形成為俯視下呈環狀的構件,支持下部電極301,並支持覆蓋環Ca。此外,支持體303以其上部往內周側突出而與下部電極301重疊的方式設置。
絶緣體304係以陶瓷等形成之圓筒狀的構件,支持支持體303。絶緣體304,例如形成為具有與支持體303之外徑相同的外徑,支持支持體303之邊緣部。
在圖2等所示之例子中,貫穿升降桿107的貫穿孔119設置成貫通下部電極103及靜電吸盤104。相對於此,在圖13之例子中,貫穿升降桿305的貫穿孔306貫通下部電極301,但並未貫通靜電吸盤302,取而代之,設置為貫通支持體303的上部之內周部。貫穿孔306形成為從支持體303的頂面303a往下方延伸,到達下部電極301的底面。另外,貫穿孔306亦可與圖3之例子同樣地,設置為貫通下部電極301及靜電吸盤302。
於靜電吸盤302,亦可設置「藉由靜電力而吸附固持邊緣環Ec用之電極110」。電極110例如設置於俯視下與邊緣環Ec重疊的部分,其係俯視下並未與覆蓋環Ca重疊的部分。另外,電極110可設置於靜電吸盤302中,亦可設置於與靜電吸盤302為不同構件之介電材料中。
靜電吸盤302之中央部的頂面104a,成為載置晶圓W的基板載置面;靜電吸盤302之邊緣部的頂面302a與支持體303的頂面303a,成為載置邊緣環Ec及覆蓋環Ca的環載置面。
本實施形態中,覆蓋環Ca可支持邊緣環Ec;將其形成為「在與邊緣環Ec同心時,俯視下與該邊緣環Ec至少部分重疊」。一實施形態中,覆蓋環Ca之最內周部的直徑,較邊緣環Ec之最外周部的直徑更小;將覆蓋環Ca與邊緣環Ec涵蓋全周而重疊地配置時,俯視下覆蓋環Ca之內周部與邊緣環Ec之外周部至少部分重疊。例如,一實施形態中,邊緣環Ec具備於底部之外周部往徑向內側凹入的凹處Ec1;覆蓋環Ca具備於其底部往徑向內側突出的凸部Ca1;藉由凸部Ca1與凹處Ec1之卡合,而支持邊緣環Ec。
於邊緣環Ec之外周部的底面,針對每一升降桿305形成「容納升降桿305之上端部的定位用凹部Ec2」。凹部Ec2設置於「在俯視下與覆蓋環Ca之內周部(具體而言,例如凸部Ca1)重疊的部分」。
覆蓋環Ca,針對每一升降桿305形成貫穿升降桿305的貫通孔Ca2,該貫通孔Ca2到達邊緣環Ec之凹部Ec2。貫通孔Ca2設置於「在俯視下與邊緣環Ec之外周部重疊的覆蓋環Ca之內周部(具體而言,例如凸部Ca1)」。
升降桿305,對於支持體303之內周部的頂面303a升降。升降桿305,在上升時,其上端從支持體303之內周部的頂面303a突出,具體而言,從上述頂面303a中的俯視下與邊緣環Ec及覆蓋環Ca重疊之位置突出。貫穿升降桿305的貫穿孔306形成在俯視下與邊緣環Ec及覆蓋環Ca重疊之位置。
升降桿305,與圖2等所示之升降桿107同樣地,沿著靜電吸盤302之周向,彼此隔開而設置3根以上。
升降桿305之上端部與邊緣環Ec之底面抵接而構成支持該邊緣環Ec的邊緣環支持部。當升降桿305上升時,其上端部通過覆蓋環Ca之貫通孔Ca2,與邊緣環Ec之底面抵接,藉此,從底面支持邊緣環Ec。
本實施形態中,亦形成邊緣環Ec之凹部Ec2及升降桿305之上端部,俾使得:在邊緣環Ec之各凹部Ec2分別容納對應的升降桿305之上端部時,藉由邊緣環Ec之本身重量等,邊緣環Ec可對於升降桿305定位。
此外,升降桿305於構成邊緣環支持部之上端部的下方,具備支持覆蓋環Ca的覆蓋環支持部310。覆蓋環支持部310以不通過覆蓋環Ca之貫通孔Ca2的方式與覆蓋環Ca之底面抵接,藉此,從底面支持覆蓋環Ca。
此外,覆蓋環Ca之貫通孔Ca2的下端部,構成「容納升降桿305之覆蓋環支持部310的定位用凹部Ca3」。
形成覆蓋環支持部310及凹部Ca3,俾使得:在覆蓋環Ca之各凹部Ca3分別容納對應的升降桿305之覆蓋環支持部310時,藉由覆蓋環Ca之本身重量等,覆蓋環Ca可對於升降桿305定位。具體而言,例如,亦可於覆蓋環Ca之貫通孔Ca2的下部周圍進行倒角加工而形成凹部Ca3;將覆蓋環支持部310之上端部形成為與上述倒角加工對應的推拔形狀。藉由覆蓋環支持部310及凹部Ca3,例如可在俯視下貫通孔Ca2的中心與覆蓋環支持部310的中心一致之位置,使覆蓋環Ca對於升降桿305定位。
此外,本實施形態中,藉由上述下部電極301、靜電吸盤302、及支持體303,構成包含前述基板載置面及環載置面之支持部。
接著,就圖1之電漿處理系統1的處理模組60具備晶圓支持台101a,且收納模組61收納有支持邊緣環Ec的覆蓋環Ca,將邊緣環Ec及覆蓋環Ca同時安裝到晶圓支持台101a之例子進行說明。圖14及圖15係顯示上述安裝處理中之電漿處理腔室100內的狀態之圖。另外,以下處理係在控制裝置80所為之控制下進行。
(步驟S21:邊緣環Ec及覆蓋環Ca之搬出及搬運)
首先,將支持有邊緣環Ec的覆蓋環Ca從收納模組61搬出;將該覆蓋環Ca搬運到作為邊緣環Ec及覆蓋環Ca的安裝對象之處理模組60所具備之晶圓支持台101a的前述環載置面之上方。
具體而言,例如,將搬運機構70之搬運臂71插入收納模組61內,支持邊緣環Ec的覆蓋環Ca被固持於該搬運臂71。接著,將固持「支持邊緣環Ec的覆蓋環Ca」之搬運臂71從收納模組61抽出。接著,將固持「支持邊緣環Ec的覆蓋環Ca」之搬運臂71,經由搬入出口(未圖示)插入上述作為安裝對象之處理模組60所具備的經減壓之電漿處理腔室100內。而後,藉由搬運臂71,將支持邊緣環Ec的覆蓋環Ca,往晶圓支持台101a的前述環載置面(具體而言,靜電吸盤302之邊緣部的頂面302a與支持體303的頂面303a)之上方搬運。
(步驟S22:靜電吸盤302之溫度調整)
此外,於作為邊緣環Ec及覆蓋環Ca的安裝對象之處理模組60中,將靜電吸盤302之溫度調整為預定之目標載置時溫度Tta。目標載置時溫度Tta係使邊緣環Ec的凹部Ec2各自之位置與對應的升降桿305(之上端部)及貫穿孔306之位置一致,且使覆蓋環Ca的凹部Ca3各自之位置與對應的升降桿305(之覆蓋環支持部310)及貫穿孔306之位置一致的溫度。
本步驟S22,具體而言,例如於上述作為安裝對象之處理模組60中,藉由包含流道108的溫度調整機構或包含加熱器111的溫度調整機構的至少任一方,將靜電吸盤104之溫度調整為目標載置時溫度Tta。
將目標載置時溫度Tta與前述目標載置時溫度Tt同樣地設定。
(步驟S23:邊緣環Ec及覆蓋環Ca之承接及載置)
接著,藉由從「具備已溫度調整為目標載置時溫度Tta的靜電吸盤302之晶圓支持台101的環載置面」突出之升降桿305,支持有邊緣環Ec的覆蓋環Ca被承接,而將支持有該邊緣環Ec的覆蓋環Ca載置於晶圓支持台101a的環載置面。
具體而言,升高所有升降桿305,使各升降桿305從「具有已調整為目標載置時溫度Tta的靜電吸盤302之晶圓支持台101的環載置面」突出。藉此,使各升降桿305之上端部,通過固持於搬運臂71的覆蓋環Ca之貫通孔Ca2而與邊緣環Ec之底面抵接。此時,由於在步驟S21進行了靜電吸盤302之溫度調整,因而升降桿305之上端部可容納於邊緣環Ec之凹部Ec2。
其後,仍繼續升高所有升降桿305,如圖14所示,將邊緣環Ec從固持於搬運臂71的覆蓋環Ca往升降桿305之上端部傳遞。此時,藉由邊緣環Ec之凹部Ec2及升降桿305之上端部的形狀,使邊緣環Ec對於升降桿305定位。
進一步,其後仍繼續升高所有升降桿305,如圖15所示,將覆蓋環Ca從搬運臂71往升降桿305之覆蓋環支持部310傳遞。此時,由於在步驟S21進行了靜電吸盤302之溫度調整,因而於覆蓋環Ca之凹部Ca3會確實地容納升降桿305之覆蓋環支持部310。此外,由於如此地容納,故藉由覆蓋環Ca之凹部Ca3及升降桿305之覆蓋環支持部310的形狀,覆蓋環Ca可對於升降桿305定位。
在覆蓋環Ca被升降桿305承接後,使搬運臂71從電漿處理腔室100抽出。此外,降低所有升降桿305,藉此,將邊緣環Ec及覆蓋環Ca載置於晶圓支持台101a的環載置面。
(步驟S24:邊緣環Ec之吸附固持)
接著,將邊緣環Ec吸附固持於靜電吸盤302之邊緣部的頂面302a。
具體而言,對設置於靜電吸盤302之邊緣部的電極110施加來自直流電源(未圖示)之直流電壓,藉由如此產生的靜電力,將邊緣環Ec吸附固持於靜電吸盤302之邊緣部的頂面302a。
(步驟S25:靜電吸盤302之溫度調整)
其後,將載置有邊緣環Ec及覆蓋環Ca之晶圓支持台101a的靜電吸盤302之溫度,調整為上述作為安裝對象的處理模組60之電漿處理開始時溫度Ts。
具體而言,例如於上述作為安裝對象之處理模組60中,藉由包含流道108的溫度調整機構或包含加熱器111的溫度調整機構之至少任一方,將靜電吸盤302之溫度調整為電漿處理開始時溫度Ts。
至此,結束邊緣環Ec及覆蓋環Ca之一連串的同時安裝處理。
另外,邊緣環Ec與覆蓋環Ca的同時拆卸處理,以與上述安裝處理相反之順序進行。
依上述安裝處理,則無關乎邊緣環Ec及覆蓋環Ca之同時安裝處理開始時的靜電吸盤302及支持體303之溫度,而可在以升降桿305支持邊緣環Ec及覆蓋環Ca時,使邊緣環Ec及覆蓋環Ca對於升降桿305定位。藉此,無關乎邊緣環Ec及覆蓋環Ca之安裝處理開始時的靜電吸盤302及支持體303之溫度,而可使邊緣環Ec及覆蓋環Ca同時對於靜電吸盤302適當地定位,載置於晶圓支持台101a的環載置面。
另外,雖省略說明,但藉由採用晶圓支持台101a,可更換邊緣環Ec單體或覆蓋環Ca單體;此外,在此一更換的安裝時,可使邊緣環Ec單體或覆蓋環Ca單體對於晶圓支持台101a適當地定位載置。
上述各實施形態,雖將邊緣環靜電吸附於晶圓支持台,但亦可不進行靜電吸附。
以上雖就各種例示性實施形態進行說明,但並未限定於上述例示性實施形態,亦可進行各式各樣的追加、省略、置換、及變更。此外,可將不同實施形態之要件組合,形成其他實施形態。
1:電漿處理系統
10:大氣部
11:減壓部
20,21:真空預備模組
30:裝載模組
31:前開式晶圓盒
32:載入埠
40,70,70a:搬運機構
41,71,71a:搬運臂
42,72:旋轉台
43,73:基台
44,74:導軌
50:傳送模組
51:減壓搬運室
60:處理模組
61:收納模組
62,63:閘閥
80:控制裝置
90:電腦
91:處理部
92:記憶部
93:通訊介面
100:電漿處理腔室
100e:排氣口
100s:電漿處理空間
101,101a:晶圓支持台
102:上部電極
102a:氣體入口
102b:氣體擴散室
102c:氣體出口
103,202,301:下部電極
104,201,302:靜電吸盤
104a,104b,302a:頂面
105,304:絶緣體
106,107,107a,305:升降桿
108:流道
109,110,110a,110b:電極
111,200:加熱器
112,116,116a:升降機構
113,117:支持構件
114,118,118a:驅動部
115,119,119a,306:貫穿孔
130:氣體供給部
131:氣體源
132:流量控制器
140:射頻電力供給部
141a,141b:射頻生成部
142a,142b:匹配電路
150:排氣系統
211:第1面
212:第2面
213:第3面
214:第4面
221:第1貫通孔
222:第2貫通孔
231:第1升降桿構件
232:第2升降桿構件
303:支持體
303a:頂面
310:覆蓋環支持部
C,Ca:覆蓋環
C1,Ca3,E1,Ea1,Eb1,Ec2:凹部
Ca1:凸部
Ca2:貫通孔
E,Ea,Eb,Ec:邊緣環
Ec1:凹處
P1,P2:反應生成物
W:晶圓
S1~S5:步驟
圖1係顯示第1實施形態之電漿處理系統的構成之概略的俯視圖。
圖2係顯示處理模組的構成之概略的縱剖面圖。
圖3係圖2的部分放大圖。
圖4係用於說明圖1之電漿處理系統1中將邊緣環安裝於晶圓支持台的處理之一例的流程圖。
圖5係顯示上述安裝處理中之電漿處理腔室內的狀態之圖。
圖6係用於說明圖1之電漿處理系統中將邊緣環從晶圓支持台拆卸的處理之一例的流程圖。
圖7係顯示上述拆卸處理中之電漿處理腔室內的狀態之圖。
圖8係顯示邊緣環之變形例的圖。
圖9係顯示邊緣環之變形例的圖。
圖10係顯示傳送模組所具備的搬運機構之變形例的圖。
圖11係顯示邊緣環用升降桿及貫穿該升降桿的貫穿孔之變形例的圖。
圖12係顯示覆蓋環之一例的圖。
圖13係顯示第2實施形態的作為基板支持台之晶圓支持台的構成之概略的部分放大剖面圖。
圖14係顯示將邊緣環及覆蓋環同時安裝在圖13之晶圓支持台的處理中之電漿處理腔室內的狀態之圖。
圖15係顯示將邊緣環及覆蓋環同時安裝在圖13之晶圓支持台的處理中之電漿處理腔室內的狀態之圖。
S1~S5:步驟
Claims (14)
- 一種電漿處理系統,包含對基板進行電漿處理的電漿處理裝置、連接至該電漿處理裝置的減壓搬運裝置、及控制裝置; 該電漿處理裝置,包括具備支持部之基板支持台,該支持部包含載置基板的基板載置面、及載置以包圍基板的方式配置之環狀構件的環狀構件載置面; 該基板支持台,於該支持部設置向著該環狀構件載置面開口之複數貫穿孔; 該基板支持台,包含: 升降桿,針對該複數貫穿孔之每一而設置,以從該環狀構件載置面突出之方式升降; 升降機構,使該升降桿升降;以及 溫度調整機構,調整該支持部之溫度; 該減壓搬運裝置,包含對該基板支持台搬運該環狀構件之搬運機構; 於該環狀構件的底面,形成往上方凹入而容納該升降桿之上端部的凹部; 該控制裝置,控制該升降機構、該溫度調整機構及該搬運機構,俾進行如下步驟: 將該支持部之溫度調整為使該環狀構件的該凹部各自之位置與對應的該升降桿及該貫穿孔之位置一致的預定溫度;以及 將該環狀構件往該支持部的上方搬運,藉由從調整為該預定溫度的該支持部之該環狀構件載置面突出的該升降桿而承接該環狀構件,將該環狀構件載置於該環狀構件載置面。
- 如請求項1之電漿處理系統,其中, 該控制裝置,在該環狀構件被載置於該環狀構件載置面後,該電漿處理被開始之前,控制該溫度調整機構,俾進行將該支持部之溫度調整為預定的該電漿處理開始時之溫度的步驟。
- 如請求項2之電漿處理系統,其中, 該基板支持台包含電極,其係用於藉由靜電力將該環狀構件吸附固持於該支持部; 該控制裝置,在將該支持部之溫度調整為該預定的該電漿處理開始時之溫度的步驟前,控制對該電極施加之電壓,俾進行將該環狀構件吸附固持於該支持部的步驟。
- 如請求項1至3中任一項之電漿處理系統,其中, 該控制裝置,控制該升降機構及該搬運機構,俾進行從該環狀構件載置面將該環狀構件拆卸,從該電漿處理裝置搬出的步驟。
- 如請求項4之電漿處理系統,其中, 該電漿處理裝置,對於該電漿處理時附著於該環狀構件之反應生成物可進行去除處理; 該控制裝置,在該搬出步驟之前,控制該電漿處理裝置,俾進行該去除處理。
- 如請求項5之電漿處理系統,其中, 該控制裝置,在該去除處理步驟之後,該搬出步驟之前,控制該溫度調整機構,俾進行將該環狀構件冷卻的步驟。
- 如請求項1至6中任一項之電漿處理系統,其中, 該預定溫度係設定在40℃~80℃的範圍。
- 如請求項1至7中任一項之電漿處理系統,其中, 該預定溫度係設定在以預定的該電漿處理開始時之溫度為基準之±10℃的範圍。
- 如請求項1至8中任一項之電漿處理系統,其中, 該搬運機構,包含調整該環狀構件之溫度的其他溫度調整機構; 該控制裝置,在將該環狀構件載置於該環狀構件載置面的步驟中,控制該其他溫度調整機構,俾將調整為與該預定溫度對應的溫度之該環狀構件載置於該環狀構件載置面。
- 如請求項1至9中任一項之電漿處理系統,其中, 該支持部,包含: 第1構件,設置有係該環狀構件載置面的第1面、及成為該第1面之背面的第2面,形成有貫通該第1面與該第2面之第1貫通孔;以及 第2構件,以與該第1構件之該第2面側重疊的方式配置,設置有與該第2面接觸的第3面、及成為該第3面之背面的第4面,形成有對應於該第1貫通孔之位置而貫通該第3面與該第4面,並與該第1貫通孔連通之第2貫通孔; 該貫穿孔,由該第1貫通孔及該第2貫通孔構成; 該升降桿,包含: 第1升降桿構件,收納於該第1貫通孔,可沿該第1貫通孔的軸方向移動;以及 第2升降桿構件,收納於該第2貫通孔,可沿該軸方向移動,使該第3面側之端部以可滑動的狀態與該第1升降桿構件接觸; 該升降機構,使該第2升降桿構件升降; 該第1貫通孔與該第2貫通孔的至少一方滿足以下條件:該第1貫通孔被形成為在該第2面側比在該第1面側更大;該第2貫通孔被形成為在該第3面側比在該第4面側更大。
- 如請求項1至10中任一項之電漿處理系統,其中, 該環狀構件,係以與載置於該基板載置面之基板鄰接的方式配置之邊緣環、或覆蓋該邊緣環的外側面之覆蓋環的至少任一方。
- 如請求項11之電漿處理系統,其中, 該環狀構件,係該邊緣環與該覆蓋環兩者; 於該邊緣環與該覆蓋環中之該邊緣環的底面,形成該凹部; 該覆蓋環,包含貫穿該升降桿之到達該邊緣環的該凹部之貫通孔; 該升降桿,於上端部具備與該邊緣環之該凹部卡合而支持該邊緣環的邊緣環支持部,於該邊緣環支持部之下方具備支持該覆蓋環的覆蓋環支持部; 該貫通孔的下端部,構成容納該覆蓋環支持部之其他凹部。
- 如請求項12之電漿處理系統,其中, 該預定溫度,係使該邊緣環的該凹部各自之位置與對應的該升降桿及該貫穿孔之位置一致,且使該覆蓋環的該其他凹部各自之位置與對應的該升降桿及該貫穿孔之位置一致的溫度。
- 一種環狀構件的安裝方法,往電漿處理裝置內安裝環狀構件; 該電漿處理裝置,包括具備支持部之基板支持台,該支持部包含載置基板的基板載置面、及載置以包圍基板的方式配置之環狀構件的環狀構件載置面; 該基板支持台, 於該支持部設置向著該環狀構件載置面開口之複數貫穿孔; 包含升降桿,其針對該複數貫穿孔之每一而設置,以從該環狀構件載置面突出之方式升降; 於該環狀構件的底面,形成往上方凹入而容納該升降桿之上端部的凹部; 該環狀構件的安裝方法,包含如下步驟: 將該支持部之溫度調整為使該環狀構件的各凹部分別之位置與對應的該升降桿及該貫穿孔之位置一致的預定溫度; 藉由搬運機構,將該環狀構件往該支持部的上方搬運;以及 以從調整為該預定溫度的該支持部之該環狀構件載置面突出的該升降桿,承接該環狀構件,將該環狀構件載置於該環狀構件載置面。
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